Преобразователь угла поворота вала в код

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических РеспубликГлаголев мири явитель 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРО ВАЛА В КОДИзобретеНие относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности:к преобразователям аналоговой величины,в код, и,может быть использованодля связи аналоговых исгочников информации с цифровым вычислительным устройстВОМ.Известны преобразователи угла поворота лала в код, содержащие фазовращатель,выходы которого через формирователи 1старт- и стоп-импульсов подключены соответственно к первому и второму входамизмерителя временных интервалов, к третьему входу которого подключен генераторимпульсов,15Известен преобразовательв,копорыйдля синхронизации частоты генератора,импульсов с частотой выходных сигналов фазовращателя вводят блок автоподстройкичастотыеератора;импульсов 11,2Недостатком таких:преобразователейявляется сложность выполнения блока автоподстройки частоты.Иззестен также преобразователь, в который для исключения влияния изменения 2частоты выходных сигналов фазовращателя вводят счетчит периода выходных сигналов фазовращателя 121, Код счетчикавременного интервала, пропорциональногоразности фаз выходных сигналов фазо вращатсля, и код счетчика периода поступают в вычислительное устройство, где произтодится деление первого кода на второй. Получснный после деления код пропорционален разности фаз сигналов фазовращатсля нлн пропорционален измеряемому углу в пределах полюсного деления. Недостаток такого преобразователя состоит в необходимости применения вычислительного устройства. Это усложняет аппаратуру и процесс, проведения 11 спытани"1.Наиболее близкое к изобретению техническое решение - преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы которого через формирователи старт- и стоп-ихпульоов подключены соответственно и первому и второму входам измерителя временных нттсрвалов, ге нератор импульсов, подключенный к третьему входу измерителя временных интервалов, счтечг:к перно.1 а, злемент И.:стоНиь команды Пуск), подкл 10 чсннь 1 Й к четвертому входу измсрнтеля Врсмснных ин срвалов н к ход 1 начальнойсто новки счетчика Тооо Отсчета. Выходи Счетиков,периода и точного отсчета подключены к регист 1 ам, соеднне;ным с управ,1 яОН 1,;ми входами лво:иных делителей, счетные входы которы.;. соединены с входом генсрато5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 ра импульсов, а выходы чгрез, вентили подключены к другим делителям. Выхолы одного из этих делителей через элемент сравнения подключены к другим входам вентилей, а выходы другого делитгля подключены к Выходномч ,рггистру З.Недостатком известного устройства является гго сложность и низкое быстоолгйствие. Для выполнения операции деления,.еобходимы три регистра, четыре счетчикаи олок сравнения, разрядность, которыхравна разрядности счетчика перлола. Операция лглгпыя выполняется в лва этапа,На первом этапе формируют кол периодаи код временного интервала, а на второмэтапе выполняют операцию деления, длительность которой определяется вгличннойкода Лц временного интервала, Поскольку асоа выходных импульсов лгл 14 телячастоты на код временного интервала вУ.раз,меньше частоты тактовых импульсов, то операция деления занимаетзначительное время.Цгль изобретения -- упрощение преобразователя и повышение его быстродействия,Поставленная цгль достигается тем, чтов преобразователь угла поворота вала вкод введены блок элементов И, лзоичныйумножитель, синхронизатор, ,реверспвныйсцгтчик, триггер, элементы задержкиИЛИ. Выход формирователя старт-импульсов полключгн к одному ыз вколов блокаэлементов И непосредственно и к одномуыз входов счетчика периола через элементзадержки, выход которого соединен с другим входом блока элемгнтов И. Выход генератора импульсов подключен к одным пзвходов двоичного умножитгля и элементаИ и другому входу счетчика перно.ла. Выход Лвоичного умножителя соединен с одним из входов синхронизатора, другой входкоторого объединен с одним из входов элемента ИЛИ ы подключен к первому выходуизмерителя временных интервалов, второйн третий выходы которого соеличгны соответственно с первыми входами,реверсивного счетчика и триггера, выход которогосоединен с другим входом элемента И,Зыход элемента И подключен к друтомувходу элемента ИЛИ, выход которого сослинен с друпим входом счетчика точногоотсчета. Выходы синхронизатора подключены к второму и третьему входам ревер:ивнопо счетчика, выход которого соединенвторым входом триггера, третий вход ко.орого соединен с источником командыПуск,Такой преобразователь позволяет знаительно сократить объем оборудования иповысить быстродействие.На чертеже показана структурная схема преобразователя угла в код.Преобразователь содержит фазовращагель 1, выходы которого через формирователь 2 старт-импульсов;и,формирователь 3 стоп-импульсов подключены к измерителю 4 временных интервалов. Генератор б импульсов подключен к третьему входу измерителя 4 временных интервалов, к счетчику б периода, к счетному входу дволчного умножителя 7 и через последовательно включгнныг элемент И 8 и элемент ИЛИ 9 - к входу счетчика 10 точного отсчета. Выходы разрядов счетчика б периода через блок 11 элементов И подключены к входам разрядов двоичного умножителя 7, выход которого через синхронизатор 12 подключен к входу сложения реверсивного счетчика ИПер)вый выход измерителя 4 временных интервалов полключгч к входу начальной у, стансвки,эьвгрсивнс, с счетчика 13, второй выход - к другим вхолам элемгнта ИЛИ 9 и синхронизатора 12, третий выход - к единичному вхолу триггера 14. Источник 15 команды Пуск подключен к четвертому входу измерителя 4 временных интервалов, к входу начальной установки счетчика 10 точного отсчета и к нулевому входу триггера 14, единичный выход которого подключен к управляющему входу элемента И 8. Другой выход синхронизатора 12 подключен к входу вычитания реверсивного счетчика 13, выход которого подключен к нулевому входу триггера 14. Выход формирователя 2 старт-импульсов полк:почен к управляющему входу блока 11 элементов И и через элемент 1 б задержки - к выходу начальной устанолкы счетчика б периода.Преобразователь работает следующим обр азом. На выходе фазовращателя 1 вырабатываются сигналы, сдвинутые по фазе на величину, пропорциональную углу поворота вхсд югс вала. Формирователи 2 и 3 вырабатывают старт- и стоп-импульсы из выходных сигналов фазовращателя 1. Счетчик б периода непрерывно считает выходные импульсы генератора б. По каждому старт- импульсу содержимое счетчика б через блок 11 элементов 1 Л переписывается в регистр двоичного умножителя 7. После этого счетчик б,периода устанавливается в 0 выходным сигналом элемента 1 б задержки. В результате по каждому стартимпульсу в репистр двоичного умножителя записывается код Л,периода выходного сигчала фазовращателя 1. В двоичном умпожителе 7 производится умножение частоты , генератора б импульсов на код Уц.Выходная частота 1,. двоичного умножителя 7 имеет вид где Л, - емкость счетчика двоичного множглтгля.635504 фв и. Лв,и, Жв д т Ли 1 г.и. Ж = Ег,и. = " Уаи 65 По команде Пуск производит:я установка счетчика 10 точного отсчета и триггера 14,в О. Первый старт-импульс после команды Пуск производит установку в О реверсивного счетчика 13.5 На выходе измерителя 4 временных интервалов формгируется одна или несколько пачек импульсов в зависимости от,режима работы измерителя 4. Импульсы каждой п 1 ачки поступают через элемент ИЛИ 9 на вход счетчика 10 точного отсчета и на вход синхронизатора 12. Частота импульсов в ПаЧКЕ РаВНа /г.и ЕСЛИ На ВХОД СИНХРОНЦ- затора 12 одновременно поступают выход ные импульсы измерителя 4 временных интервалов и,двоичного умножителя 7, то на выходе синхронизатора импульсов гнет. Если в момент прихода импульса с двоичного умножителя 7 импульс с измерителя 4 от гсутствует, то выходной импульс синхронизатора поступает на,вход сложения реверсивного счетчлка. При отсутст 1 вии импульса с двоичного 25 умножителя 7 в момент прихода импульса с измерителя 4 выходной импульс синхронизатора поступает на вход вычитания реверсивного счетчика, Поскольку частота ,больше частоты 1 то за время воздсйст- ЗО вия пачки импульсов,реверсивны 11 счетчик работает на вычитание. Момент Окончания пачки импульсов соопветствует формированию стоп-импульса. При этом триггер 14 устанавливается в состояние 1 сигналом З 5 с третьего выхода измерителя 4 и открывается вентиль 8, выходные импульсы которо- ГО, СЛЕДУ 1 ОЩИЕ С ЧаСТОТой 1 г.и., ПОДОЧИТЫВаются счетчикОм 10 тОчного Отсчета. 40На вход сложения реверсивного счетгшка 13 с выхода сцнхронизатора 12 поступают импульсы с частотойКогда ревсрсивный счетчик 13 устанавливается в О, на его выходе формируется имгпульс, устанавливающий триггер 14,в состояние О, При измерении угла по мгновенному значению сдвига фазы цикл измерения заканчивается. Время 1 между старт-мпульсом начала счета и нулевым значением реверсивного счетчика Определяется выражением 55 где Ув и - число импульсов в,пачке, соответст 1 вующей,временному интервалу от старт- до стоп-импульса. 60Код в счетчике 10 точного отсд 1 ета в конце измерения В результате погрешность от изменения частоты выходных сигналов фазовращателя компенсирует;я.Если измеритель 4 временных интервалов;1 нтегрцру 1 ошцй, т. е. формирует несколько пачек импульсов за время,измерения Одного значения угла, то старт-импульс следующего, временного интервала устанавливает реверсцвный счетчик в О, и ц 1 гкл измерения повторяется. В счетчик 10 точного отсчета заносится код следующего мгновенного значения угла поворота. В конце измерения в счетчике 10 точного отсчета представляется код среднего значения угла поворота вала за время измерения,Поскольку частота гвыходных импульсов дво 11 чного умнож 1 ителя 7 предлагаемого преобразователя значительно выше ча. стоты выходных импульсов делителя частоты известного, а процесс вычисления про- ЦЗВОДЦтСЯ ОДНОВРЕМЕННО С ПРОЦСССОМ ЦэгМЕ- рснця, то быстродействие предлагаемого преобразователя значительно выше извест,л ОДвоичный умножцтель предлагаемого преобразователя состоит цз регистра, счетч:1 ка, блока элементов И ц элемента ИЛИ. Число разрядов двоичного умножцтеля равно чцслу разрядев счетчика, периода, Число разрядоз реверсивного счетч 1 гка не превышает трек,В известном преобразователе число разрядов всех регистров, счетчиков ц блоков срдвнен 11 я р 11 в 1 числу разрядов счетчика пер:1 ода, Таким образом, оборудование, неооходцмое для выполнения операции деления в предлагаемом преобразователе почтгл в половину меньше оборудования, пчед;1 азначе.1;Ого для тех же целей в лрототи 1 пс.Преимущество предлагаемого преобразователя перед 1".звестнымц преобразователямц аналогцчНОГО НаЗНачения Выражается в повыше:1 нох 1 быстродеиствци.Экономический эффект от нспользованпя предлагаемого преобразователя состоит в сокращении оборудования и упрощенцц;процесса проведения его испытаний. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы которого через формцровател 11 старт- ип Одкл 1 ОЧ ен ыно к первому и второму входам измерителя временных интервалов, генератор импульсов, подключенный к третьему входу измерителя временных интервалов, счетчик периода, элемент И, истэч;шк команды Пуск, подключенный к четвертому входу измерителя временных интервалов и к входу начальной установки счетчика точного отсчета, отл,ичающийся тем, что, с635504 ель Н. На С. Ангип Остаггп кина Редактораказ 84НГ 1 1, Рыбалова1 265ГосударственпоЪ 1 ко ррскто имкина П Тираж 721СССР по делам паобретеРаушская наб д, 4/5 13 д.,Й 7 дписШ коиле аква, Ж,и по и р:д. Па гент Гнпарьк целью упрошения и повышения быстролействия преобразователя, в него введены блок элементов И, двоичный умножитель, синхронизатор, реверсивный,счетчик, триггер, элементы задержки и ИЛИ, выход формирователя старт-импульсов полключен к олному из вхолов блока элементов И нопосрелственно и к одному из вхолов счетчика париодов через элемент,залержки, выход которого соединен с другим входом блока элементов И, выход тенератора импульсов подклочен к одним из входов двоичного умножителя и элемента И к другому входу счетчика периода, выход двоичного умно- жителя соединен с одним из входов синхронизатора, другой;вход которого объединен с одним из входов элемента ИЛИ и подключен к,первому выходу измерителя временных интервалов, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первыми вхолами реверсивного счетчика и триггера, выход которого соелинеч с лругим вхолом элемента И, выхо; эл мента И подключен к лругому вхолу элемента ИЛИ, 5 выход которого соединен с другим входомсчетчика точного отсчета, выходы синхронизатора подключены к,второму и третьему входам реверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом тригге ра, третий вход которого соединен с источником команды Пуск,Источники информации, принятые вовимание при экспертизе:15 1. Автор кое свидетельство СССРЛо 345500, кл, Сг 08 С 9/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССРЛо 402827, кл. Сг 01 К 2500, 1972.3. Патент США М Зб 63956, кл, 324 в ,20 1972.