Преобразователь угла поворота ва-ла b код

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 18,10. 78 (21) 2675196/18-24 с присоединением заявки Нов С 08 С 9/00 Государственный комитет. СССР по делам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналогичных источников информации с цифровым вычислительным устройством.Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы которого через компараторы и элементы И подключены к счетным входам соответствующих триггеров, выходы которых подключены к установочным входам третьего триг" гера, генератор импульсов, подключенный через третий элемент И, управляющий вход которого соединен с вы" ходом третьего триггера, к счетчику, где формируется выходной код.Блок управления преобразователя ,состоит из триггера пуска, счетчика числа суммируемых пачек импульсов и дешифратора. Выходы блока управления подключены к управляющим входам пер" вых двух элементов И. Это преобразователь интегрирующего типа 11Недостатком известного преобразоф вателя является малое быстродействие, что ограничивает его использование.Другой известный преобразователь содержит последовательно соединенные генератор импульсов, делитель часто" ты, блок питания и фазовращатель, выход которого через компаратор подключен к управляющему входу блока элементов И, информационные входы которого подключены к выходам разрядов делителя частоты, Измерение угла в этом преобразователе производится по мгновенному значению сдвига фазы 2 .Недостатками такого преобразователя являются погрешности, нестабильности блока питания, внешние и внуртенние шумы и значительная по,грешность квантования. Наиболее близким к изобретению по техническому решению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы которого через компараторы подключены к установочным входам триггера, генератор импульсов, подключенный через элемент И, другой вход которого. соединен с выходом триггера, к счетчику (31.Недостатком этого преобразователя является, значительная погрешность квантования,и погрешность, вызванная влиянием внешних и внутренних шумов.Цель изобретения - повышение точности преобразователя.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы которого подключены к первому и второму компараторам,элемент И, входы которого соединеныс выходами генератора импульсов итриггера, введены триггер пуска,управляющий триггер, три дополнительных элемента И и реверсивный счетчик,один вход триггера пуска соединенс источником команды ПУСК, а выходподключен к одному входу первогодополнительного элемента И, другойвход которого соединен с выходом 15первого компаратора, а выход подключен к счетному входу управляющеготриггера, один выход управляющеготриггера подключен к одному входувторого дополнительного элемента И,к третьим входам элемента И и третьего дополнительного элемента И, другие входы которого соединены с выходом генератора импульсов и другимвходом триггера, а выход подключенк одному входу реверсивного счетчика, другой вход третьего допол-.нительного элемента И соединен свыходом второго компаратора, а выход подключен к одному входу триггера, выход элемента И подключен к ЗОдругому входу реверсивного счетчика,а другой выход управляющего триггера подключен к нулевым входам триггера и триггера пуска.35На чертеже представлена структурная схема преобразователя угла в код.Преобразователь содержит фазовращатель 1, выходы которого подключены к компараторам 2 и 3, элемент 4 И, 40 входы которого соединены с генератором 5 импульсов и выходом триггера б триггер 7 пуска, один вход которого соединен с источником 8 команды ПУСК, а выход подключен к одному входу первого дополнительного элемента 9 И, другой вход которого соединен с выходом компаратора 2, а выход подключен к счетному входу управляющего триггера 10, один выход триггера 10 подключен к одному входу второго дополнительного элемента 11,И, к третьим входам элемента 4 И и третьего дополнительного элемента 12 И, другие входы которого соединены с выходом генератора 5 импульсов и другим выходом триггера б, а выход подключен к одному входу реверсивного счетчика 13, другой вход элемента 11 И соединен с выходом компаратора 3, а выход подклю- ( чен к одному входу триггера б, выход элемента 4 И подключен к другому входу реверсивного счетчика 13, а другой выход триггера 10 подключен к нулевым входам триггеров б и 7. у Преобразователь работает следующим образом.Фазовращатель 1 преобразует угол поворота вала в сдвиг по фазе двух синусоидальных сигналов. Компаратор 2 формирует из этих сигналов последовательность старт-импульсов, а компаратор 3 - последовательность стоп-импульсов. В исходном состоянии элементы 9 и 11 И закрыты, триггеры 6,7 и 10 и реверсивный счетчик 13 находятся в состоянии О.По команде ПУСК триггер 7 устанавливается в состояние 1 и открывает элемент 9 И для прохождения старт-импульсов на счетный вход триггера 10. По первому, следующему после команды ПУСК, старт-импульсу триггер 10 устанавливается в состояние 1 и открывает элементы 11 и 12 И. Выходные импульсы генератора 5 поступают через элемент 12 И на вход сложения реверсивного счетчика 13. Следующий после этого стоп-импульс проходит через элемент 11 И и устанавливает триггер б в состояние 1, элемент 12 И закрывается, а элемент 4 И открывается. Выходные импульсы генератора 5 поступают через элемент 4 И на вход вычитания реверсивного счетчика 13. По приходу следующего старт-импульса триггер 10 устанавливается в нулевое состояние и устанавливает в это же состояние триггеры 6 и 7. Цикл преобразования заканчивается. Выходной код снимается с прямых выходов реверсивного счетчика и инверсного выхода триггера знака, входящего в состав реверсивного счетчика.В предложенном преобразователе за цикл его работы производится двойное измерение угла: от стартдо стоп-импульса в прямом коде и от стоп- до старт-импульса в дополнительном коде. Результаты обоих измерений складываются. Длительность цикла преобразования от команды ПУСК до окончания преобразования как и в.прототипе не превышает двух периодов старт-импульсов.Скважность импульсов генератора 5 выбирается равной 0,5, Синхронизация старт- и стоп-импульсов с .импульсами генератора 5 не производится. В результате предложенном преобразователе по сравнению с прототипом уменьшается вдвое погрешность квантования, а также уменьшается влияние внешних и внутренних шумов.Работоспособность преобразователя подтверждается примерами.Пусть период старт-импульсов равен восьми периодам генератора 5. Временной интервал между старт- и стоп-импульсами соответствует пяти периодам генератора 5, а временной интервал между стоп- и старт-импульсами соответствует трем периодам. Число разрядов реверсивного счетчика 13 выбирается равным трем (без учета знакового разряда). Если стоп- импульс находится в паузе ме кду пятым и шестым импульсами генератора 5, то в конце цикла измерения на реверсивном счетчике 13 будет код, равный 5-3=2, В знаковом разряде будет О,Поскольку выходной код снимается с инверсного выхода триг,гера знака, то значение выходного кода будет равно 8+2=10, что соответствует суммарному коду двух периодов от старт- до стоп-импульсов.Если передний фронт стоп-импульса совпадает с пятым импульсом генератора 5, то код на реверсивном счетчике 13 будет равен 5-4=1. В знаковом разряде будет ОЗначение выходного кода будет равно 8+1=9, что также соответствует суммарному коду двух периодов от старт- до стоп-импульсов. Из этого примера наглядно видно увеличение разрешаю" щей способности преобразователя, что снижает погрешность квантования.Если временной интервал от стартдо стоп-импульсов соответствует трем периодам генератора 5, а временной интервал между стоп- и старт- импульсами соответствует пяти периодам, то код реверсивного счетчика 13 в конце цикла будет 3-5=-2, что соответствует коду 6 для трех- ,разрядного счетчика. Триггер знака будет в состоянии 1, Значение выходного кода будет равно 6, что соответствует суммарному коду двух временных интервалов. Если временной интервал от старт- до стоп-импульсов равен 2,5 периодов генератора 5 (стоп-импульс совпадает с третьим импульсом генератора 5), то выходной код трехразрядного преобразователя будет равен 5, т.е. (3-6=-3), Аналогичным образом можно проследить работу преобразователя при любом расположении старт- и стоп-импульсов.Кроме того, в таком преобразователе уменьшается погрешность от мгновенной нестабильности старт-импульсов, вызванной влиянием внешних и внутренних шумов, Это происходит потому, что в одном цикле преобразования производится измерение двух временных интерваловмежду одним и тем же стоп-импульсом и двумя различными старт-импульсами, а выходной код равен сумме этих временных интервалов."В предлагаемом преобразователе повышена его точность при сохранении быстродействия,Формула изобретения 10Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель,выходы которого подключены к первомуи второму компараторам, элемент И,входы которого соединены с выходамигенератора импульсов и триггера,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности, в неговведены триггер пуска, управляющийтриггер, три дополнительных элемен та И и реверсивный счетчик, одинвход триггера пуска соединен с источником команды ПУСК, а выход иодключен к одному входу первого дополнительного элемента И, другой р 5 вход которого соединен с выходомкомпаратора, а выход подключенк счетному входу управляющего триггера, один выход управляющего триг".гера подключен к одному входу второго дополнительного элемента И, ктретьим входам элемента И и третьего.дополнительного элемента И, другиевходы которого соединены с выходомгенератора импульсов и другим выходом триггера, а выход подключенк одному входу реверсивного счетчика, другой вход третьего дополнительного элемента И соединен свыходом второго компаратора, а выход подключен к одному входу триг гера, выход элемента И подключенк другому входу реверсивного счетчика, а другой выход управляющеготриггера подключен к нулевым входамтриггера и триггера пуска. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 372682, кл, Н 03 К 13/20, 1971.2. Зверев А. Е. и др. Преобразо- .50 ватели угловых перемещений и цифровой код. Л., "Энергия", 1974, с.156,рис.803. Там же, с. 154, рис. 78 (про"тотип).796885 Составитель Н, НазаркинаТехред А, Ач Корректор Н.Г горук Редактор П. Баб каз 9 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 4/68 тираж 70 ИИПИ Государственно по делам изобре 3035, Москва, Ж, Подписное о комитета СССР ений и открытий Раушская наб., д. 4/5