Преобразователь угла поворота вала в код

748477 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СоюзСоветскихСоциалисткчесимхРеспублик 61) Дополнительное к авт. свид-ву 631176/18 - 24(22)Заявлено 08 1)М. Кд 9/ присоединением заявк Государстеенных СССР пв делам изебр и открыти,3) Приоритет ий бликовано 15.07.80. Бюллетень .% та опубликования описания 15,07.8А. Р. Салаев Азербайджанский институт нефт, Азизбеко 1) Заявител ии им ВАЛА В КО ОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОР 54) ПРЕ той к л н резулисточичения данн щим обр ого преобразователяействие. ет. ся н Изобретение относится к области автоматикии вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источниковинформации с цифровым вычислительным устройством,Известен преобразователь угла поворота, реализующий поразрядный принцип кодированиясигналов синусно-косйусного датчика угла(СКПУ), Преобразователь содержит несколькопоследовательно соединенных блоков (по чис.10лу разрядов кода), каждый из которых состоитиз элемента вычитания, четырех умножителей,двух сумматоров напряжений, блоков для хра.нения эталонных напряжений и логическихблоков для формирования кода угла 11.15Недостатком такого преобразователя явля.ется его сложность.Наиболее близким техническим решениемк данному изобретению является преобразователь угол-код, содержащий синусно.косинусныйдатчик угла, соединенный с селектором оКтан.та, выходы которого, один непосредственно, адругой через блок масштабирования, подклю.чены ко входам вычитателя, выход которого соединен с сигнальным входом фазового дискриминатора, опорный вход которого соединен свыходом источника питания, один выход фазового дискриминатора подключен к счетчику,блок управления, входы которого соединеныс выходами счетчика, а выходы подключенык управляющим входам блока масштабирования 2,э м устройстве используется комбинирометод преобразования, суть которогоючается в последовательном линейном дев пределах октанта одного из выходныхжений СКДУ, вычитании его из другогодиого напряжения, сравнения по фазеьтирующего напряжения с напряжениемика питания обмоток датчика до полу.напряжения, линейно зависящего с заой точностью от угла поворота, с последуюделением и кодированием этого напряже.одним из методов аналого-цифрового преования.достатком так явля изкое быстрод3 74847Цель изобретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что впреобразователь утла поворота вала в код,содержащий синусно.косинусный датчик угла,5подключенный к селектору октантов, одинвыход которого подключен к вычитателю непо.средственно, а другой - через блок масштабирования, выход вычитателя и выход источника питания подключены к фазовому дискри.минатору, один выход которого подключенк счетчику, блок управления, ,входы которогосоединены с выходами счетчика, а выходыподключены к управляющим входам блокамасштабирования, введены элементы ИЛИ, элемент задержки, распределитель импульсов, блокэлементов И и регистр, а счетчик выполненреверсивным, другой вход реверсивного счетчика соединен с другим выходом фазовогодискриминатора, оба выхода фазового дискриминатора через элемент ИЛИ подключены краспределителю импульсов, выходы которогоподключены к установочным входам реверсив.ного счетчика и к блоку элементов И, управляющие входы блока элементов И через элемент задержки соединены с одним выходомфазового дискриминатора, а выходи подключены к регистру,Структурная схема преобразователя представлена на чертеже.ЗОПреобразователь содержит синусно.косинусныйдатчик 1 угла, подключенный к селектору 2октантов, один выход которого подключен квычитателю 3 непосредственно, а другой - через блок 4 масштабирования, состоящий изделителей 5 напряжения и ключей б. Выходывычитателя 3 и источника 7 питания подклю.чены к фазовому дискриминатору 8, выходыкоторого подключены к входам реверсивногосчетчика 9 и через элемент ИЛИ 10к распределителю 11 импульсов. Выходы распределителя11 импульсов подключены к установочнымвходам реверсивного счетчика 9 и через блок12 элементов И, управляющий вход которогочерез элемент 13 задержки соединен с одним 45выходом фазового дискриминатора 8, подключены к регистру 14, Выходы реверсивногосчетчика 9 подключены к блоку 15 управления,выходы которого подключены к управляющимвходам блока 4 масштабирования, в частности,50к управляющим входам ключей б, Выход источника 7 напряжения подключен ко входудатчика 1.Преобразователь работает следующим образом.Напряжения на синусном и косинусном вы 55ходах СКДУ 1 определяется выражениямиО =О 8 п 6О =О сО 89,7 4.где 1,) - максимальное выходное напряже.1 тние СКДУ;8 - угол поворота ротора СКДУ.Выходы датчика 1 подключены к селектору 2 октанта, который формирует три старших разряда кода, определяющих искомый октант, и производит подключение выходных напряжений датчика 1 ко входувычитателя 3 и входу блока 4 масштабирования. Работу преобразователя удобно проследить на примере первого октанта.Коэффициенты деления К делителей в блоке 4 масштабирования соответствуют зна,4 счениям. К = 1 ф -где 1 .номер формируемого разряда в пределах октанта. При этом на вход вычитателя 3 с селектора 2 октантов поступает напряжение О , а на вход блока 4 поступает напряжение Г,12, На выходе вычитателя 3 образуется напряжение,б оЗаф- у )11 1)тп 4 босо 8 Подключение делителей 5 производитсяпосредством ключей б, управляемых блоком 15.Этот блок представляет собой дешифратор,подсоединенный к выходам реверсивного счет.чика 9. Шины направления счета "сложение"и "вычитание" реверсивного счетчика 9 в за.висимости от порядка выбора делителей 5прямой или обратный, соединены с единичными нулевым выходами или нулевым и единичным выходами соответственно фазового дискри.минатора 8,В начале цикла преобразования первый,старший разряд реверсивного счетчика 9 уста.навливается в единичное состояние, При этомблок 15 замыкает ключ б с первым номером,и на выходе вычитателя 3 образуется напряжение 0 =К О 8 а(8-225) . Напряжение О поступает на сигнальный вход фазового детектора 8, на опорном входе которогодействует напряжение источника 7 питания. В секторе (022,5) указанные на. пряжения противофазны (О ( 22,5), а в секторе (225-;-45 ) синфазны (О ) 22,5 )При этом соответственно на нулевом или единичном выходах фазового детектора 8 возникает сигнал. Любой из этих сигналов, проходя через элемент ИЛИ 10, изменяет состояние распределителя 11, который вырабатывает на первом выходе разрешающий импульс, При наличии сигнала на единичном выходе фазового дискриминатора 8 через элемент 13 задержки и блок 12 элементов И в старшем разряде регистра 14 устанавливается "1". Г 1 ри отсут748477 25 5ствии сигнала на единичном выходе фазового дискриминатора 8 старший разряд регистра 14 сохраняет нулевое состояние.Разрешающий импульс с первого выхода распределителя 11 поступает на вход второго триггера реверсивного счетчика 9 и изменяет его состояние так, что на выходе блока 15 управления возникает потенциал, замыкающий следующий ключ 6. В зависимости от того, в каком секторе находится искомый угол, в секторе (О - 22,5 ) или (22,5 - 45) блок 15 управления подключает делитель 5 напряжения, коэффициент деления которого соответствует углу 11,25 или 33,75. При этом на выходе вычитателя 3 вырабатывается результирующее 1 напряжение0 =Вп(9-22,5 + 11,25)По результату сравнения фаз напряжений на фазовом дискриминаторе 8 формируется аналогично предыдущему второй разряд кода в пределах октанта. При этом распределитель11 вырабатывает разрешающий импульс навтором своем выходе, подключенном к входу третьего триггера реверсивного счетчика 9 для формирования третьего разряда кода и т.д. по числу разрядов в коде.По результатам формирования разрядов кода определяют в регистре 14 двоичный код, соответствующий преобразуемому углу поворо. та в пределах октанта й, 22,5 +п 11,25 + +П 5,625 и т.д., где коэффициенты ипринимают значения 0 или 1.В предложенном устройстве используется поразрядный принцип кодирования, что определяет большее быстродействие предложенного устройства по сравнению с прототипом, и обеспечивает постоянство цикла преобразования. 6Экономический эффект от использованияустройства определяется его техническим преямуществом.Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код,содержащий синусно-косинусный датчик угла,подключенный к селектору октантов, одинвыход которого подключен к вычитателюнепосредственно, а другой через блок масшта.бирования, выход вычитателя и выход источникапитания подключены к фазовому дискриминатору, один выход которого подключен к счетчику, блок управления, входы которого соединены с выходами счетчика, а выходы под.ключены к управляющим входам блока масшта.бирования, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействия пре.образователя, в него введены элемент ИЛИ,.элемент задержки, распределитель импульсов,блок элементов И и регистр, а счетчик выпол.нен реверсивным, другой вход реверсивногосчетчика соединен с другим выходом фазовогодискриминатора, оба выхода фазового дискри- .минатора через элемент ИЛИ подключенъ краспределителю импульсов, выходы которогоподключены к установочным входам реверсив.ного счетчика и к блоку элементов И, управляющие входы блока элементов И через элемент задержки соединенъ с одним выходомфазового дискриминатора, а выходы подключены к регистру.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Кф 3480946, кл. 340 - 347,опублик, 1969.2, Авторское свидетельство СССР К 537370,кл. 6 08 С 9/00, 1976 (прототип).илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ираж 682 И Государстве делам изобрет Москва, Ж - 35 Пофвсноого комитета СССРний и открытийаушская наб., д. 4/5