Преобразователь угла поворота вала в код

г с ) .ф.т.,:,й 1.СПИ НИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ Союз Советскии Социалистических Республик(21) 2354421/ ки-9/О сударственный комитет оввтв Министров СССР по делам изобретенийи открытий(72) Авторы изобретения к, А. В. Семигин и В. В. Смирн 71) Заявитель 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛАВ КОД тми Наиболее близким техническим решением 5 к предпагаемому изобретению являетсяпреобразователь угла поворота вала в код,содержаший фазоврашатель, вход которогосоединен с апиной запуска и с входом умножителя частоты, выход которого соединен О с одним входом кпюча, к другому входукоторого подключен выход триггера, выходключа соединен с одним входом элементаИЛИ, выход которого соединен со счетнымвходом счетчика, выходы счетчика соедине ны с одними входами элемента И, другиевходы которого и входы счетчика подключены к соответствуюшим выходам блока управления, адин из выходов которого соединен с инверсным входом триггера 12, ООднако этот преобразователь имеет недостаточно высокую стабильность и точность работы из-за искажений в фазовом детекторе и нестабильность других элемен тов устройства. Однако этот преобразователь не может обеспечить высокую точность преобразования 1 в условиях его эксплуатации, особенно в тех случаях, когда постоянство внешних условий его работы не может быть обеспечено. Это обусловлено тем, что в нем преобразование; сдвига фазы в код осуществляется 2 путем измерения временного интервала между сигналами, формируемыми нуль-органами при прохождении синусоцдальными напряжениями их нулевых значений, а высокая точность временного расположения этих сиг Изобретение относится к системам автоматического угравления и регулирования.Известен преобразователь угла поворота вала в сдвиг фазы синусоидального-напряжения, содержаший последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, преобразователь прямоугольных сигналов в синусоидапьные усилитель мощности и фазоврашатель, и схему преобразования сдвттга фазы в цифровой код в составе нуль- . органов, устройства синхронизации и счетчик импульсов с эпементами управления .11 алов не может быть достигнутар едствами.Цель изобретения - повьцдениа стабильности и точности работы преобразователя,особенно при изменении внешних условий,Это достигается тем, что в преобразоватепь введены дополнительные триггер,5ключ,.два ограничителя и три элемента задержки, причем вход одного ограничителяподключен к выходу фазоврашателя, входдругого ограничителя соединен с шинойзапуска, выходы ограничителей непосредстванно и через первый и второй элементызадержки подключаны к прямым и инверснымвходам основного и допопнитепьного триггаров, выход дополнительного триг 1 ера соединен с одним входом блока управления, с пря мым входом триггера и с первым входомдополнительного ключа, второй вход которого соединен с выходом умножителя частоты,а выход дополнительного ключа через третий элемент задержки соединен с другим 20входом элемента ИЛИ,На чертеже приведена функциональнаясхема преобразоваталя угпа поворота валав код.Праобразователь имеет фазоврашатель 1, 25преобразующий величину поворота входноговала в пропорциональный этой величине сдвигфазы его выходного синусоидального напряжения относительно входного, умножитель 2частоты, формируюШий масщтабныг импульсы; З 0ограничитали 3 и 4, преобразующие синусопдальные входное и выходное напряженияфазоврашателя в прямоугольные импульсы;элементы задержки 5 и 6; основной и допопнитепьный триггеры 7 и 8 со схемами входной логики, формируюшие временные интервалы при измерении сдвига фазы; основнойи дополнительный ключи 9 и 10; элементзадержки 11; эпемент ИЛИ 12; блок управления 13, состояший из элементов задерж 40ки 14 и 15 и элементов И 16 и 17, осушествляюших синхронизацию работы преобразователя; двоичный счетчик 18, измеряюший суммарную длитальность выходных импульсов триггеров 7 и 8 в течение одного45цикпа измерения; элемент И 18 съема выходного кода преобразователя с двоичногосчетчика 18. Крома того, на чертежа гоказан входной вал 20 фазоврашателя 1 и щи 50на запуска 21.В преобразователе запитка фазоврашателя 1 осуществляется от переменного (синусоидального 3 напряжения внешнего генератора силового питания по шине запуска21.Преобразователь работает следуюшим образом.Переменное напряжение по шине запуска 21 внешнего генератора поступает настаторные обмотки фазоврашателя 1 и индуцирует на его роторных обмотках (на выходе) переменное напряжение, фаза которого смешена относительно фазы напряжениязапитки на величину, равную углу поворотавходного вала 20 фазоврашателя 1 относительно его нулевого положения. Одновременно напряжение запитки поступает на умножитель 2 частоты с коэффициентом умноже.ния 2, где и равно уменьшенному наединицу числу двоичных разрядов выходногокода преобразователя, который формируетмасштабные импульсы для схемы преобразования сдвига фаз в код,Напряжение запитки фазоврашателя 1поступает также на вход ограничителя 3,в котором оно ограничивается по минимальному и максимальному уровням, напримерс помошью транзисторного переключателятока, усиливается и нормируется до нулевого и единичного уровней, используемыхв преобразователе логических элементов,преобразуясь тем самым в последовательность прямоугольных импульсов опорнойфазы - опорных импупьсов, Аналогичнымобразом в ограничителе 4 выходное напряжениа фазоврашателя 1 преобразуется впоследовательность прямоуголыых импульсов переменной фазы - фазовых импульсов,Элементами 5 и 6 задержки опорные и фа;зовые импульсы смешаются на величину,насколько большую времени срабатываниятриггеров 7 и 8.В устройства процасс греобразованияположепия угла в код циклический и состоит в измерении суммарной величины двухвременных интервалов, один из которых ог-раничен передними, а другой - заднимифр онтами опорных и фазовых импульсов, путем подсчета двоичным счетчиком 18 числа масштабных импульсов, совпадаюших сэтими интервалами, представляемыми выходными сигналами триггеров 7 и 8.Признаком окончания цикла преобразования, а следовательно и признаком начала следуюшего цикла, является переход выходного сигнала элемента 15 задержки отединичного уровня к нулевому, в результате чего по одному из инверсных входоввходной логики триггара 7 снимается блокировка его установки в единичное состояние.С поступлением очередного, опорногоимпульса, т.е. с переходом выходного сигнала ограничителя 3 от нулевого уровня кединичному, на входах единичной установкитриггера 7 возникает комбинация логических сигналов (присутствие сигнала на прямом входе и отсутствие на инверсжх), нокоторой триггер 7 переводится в едиигчное состояние; эта комбинация сигналовсохраняется короткое время, равное величине задержки сигнала элементом задержки 5, что предотврашает срабатывание триггера 7 в спучае, когда опорный импупьс поступает несколько раньше окончания цикла преобразования.С переходом триггера 7 в единичное состояние на его единичном (прямом) выхх де возникает сигнал, которь 1 й поступает на управпяющий вход кп 1 оча 9 и разрешает про хождение масштабных импульсов через ключ на счетный вход двоичного счетчика 18 1,через элемент ИЛИ 12), - так начинается измерение величины интервала между передними фронтами опорного и фазового импульсов данного цикла преобразования.Одновременно сигнал с единичного выхода триггера 7 подается на один из входов входной логики триггера 8, управляющей его установкой в едщп 1 чное состояние. С 20 окончанием опорного импульса на входах единичной установки триггера 8 на корот кое время, равное величине задержки сигнала эпементом 5, возникает комбинация,логических сигналов, по которой триггер 8 25 переводится в единичное состояние. При этом на единичном выходе триггера 8 Возникает сигнал, который поступает на управляющий вход ключа 10 и разрешает прохождение масштабных импульсов через ключ, и далее через элемент 11 задержки и элемент ИЛИ 12 - на вход двоичного счетчика 18 задержка выходных импульсов ключа 10 необходима для предотвращения их совпадения с выходными импульсами кл 1 сча 9), - так начинается изл 1 ерение величины интервала между задними фронтами опорного и фазового импульсов цикла преобразования.С установкой триггера 8 в единичное состояние разрешается перевод триггера 7 в нулевое состояние, для чего сигнап с единичцого выхода триггера 8 подается на один из входов выходной логики триггера 7,45 управляюшей его установкои в нулевое состояние, Такое управление установкой триггера 7 в нулевое состояние со стороны триггера 8 обеспечивает только положительные значения выходного кода угла (т,е. в пределах 0 - 360 ( для любого положенияо 50 входного вала 20 преобразователя.С возникновением на выходе ограничителя 4 очередного фазового. импульса; следующего после установки триггера 8 в единичное состояние, т.е, после окончания опорного импульса, на входах нулевой установки триггера 7 на Время задержки сигнала элементом 6 возникает комбинация логических сигналов, по которой триггер 7 переводится в нулевое состояние. При этом снимается сигнал с у 11 равляющего Входа ключа 9 и прекрашается поступление масштабных импульсов на вход счетчиков 18, - этим заканчивается измерение величины интервала между передними фронтами опорного и фазового импульсов цикла преобразования,Таким же образом с окончанием фазового иатульса, и при условии что триггер 7 уже переведен в нулевое состояние, на входах нулевой установки триггера на корот кое время возникает комбинация логических сигналов, по которой триггер 8 переводится в нулевое состояние. При этом снил ается сигнал с управляющего входа ключа 10 и прекрашается поступление масштабных импульсов на вход счетчика 18, - этим заканчивается измерение Величины интерВала между задними фр оптами опорного и фазового импульсов цикла преобразования, а также и Весь цикл измерения Величины фазоВого сдвига между напряжением переменной фазы и напряжением запитки фазоьрашатепя 1 .С переходом триггера 8 в нулевое сос тояние на выходе элемента И 16 на время, равное величине задержки сигнала элементом 14, формируется одиночный импульс, по которому с помошью элемента И 19 содержилсое двоичного счетчика 18 выдается на Выходные шинь 1 преобразователя; при этом масштабирование выходного кода осушествляется условной фиксацией запятой перед младшим зпаком кода, что равносильно его деленню на два.Таким же образом, после окончания выходного сигнала элемента 14 задержки на Выходе элемента И 17 на время, равное вепичине задержки сигнапа эпементом 15 задержки, формируется одиночный импульс, спедуюший непосредственно за выходным ил 1 пульсос элемента И 16, по которому счетчщс 1,8 приводится в нулевое состояние и устройство переходит к следуюшему циклу преобразования.Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержаший фазоврашатель вход которого соединен с шиной запуска и с входом умножителя частоты, выход которого соединен с одним входом ключа, к другому входу которого подключен выход триггера, вы-, ход ключа соединен с одним входом эпемента ИЛИ, выход к отор ого соединен со счетным входом счетчика, выходы счетчика соединены с одними входами эпемента И, другие входы которого и входы счетчика подключены ксоответству 1 сШим выходам блока управлении, один из выходов которого ссждинен с инверсным входом триггера, о т п и ч а ю60401 ш и й с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности работы устройства, в него введения дополнительные триггер, ключ, два ограничителя и три элемента задержки, причем вход одного ограничителя подключен к выходу фазоврашателя, вход другого ограничителя соединен с шиной запуска, выходы ограничителей непосредственно и через первый и второй элементы задержки подключены к прямым и инверсным входам основного и дополнительного триггеров, выход дополнительного триггера соединен с одним входом бпока управлении,с прямым вход ом триггера и с первым входом дополнительного ключа, второй вход которого соединен с выходом умножителя частоты, а выход дополнительного ключа через третий элемент задержки соединен с другим входом элемента ИЛИ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР341065, кл. О 08 С 9/04, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР516083, кл, О 08 С 9/04, 1974. ВьюСоставитель И, Назаркинаедактор Е. Токарева Техред 3. Фанта КорректорС. ГарасинякЫМ 9100/42НИИПИ Гос илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проек 63комите ретениаушска Тираж 7ударственногопо делам изо35, Москва, Ж 35 Р Подписное Совета Министров ССС открытий,наб., д. 4/5