Реверсивный цифро-аналоговыйинтегратор-преобразователь

пи 813361 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик(51) М. Кл,з 6 05 В 19/02 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытийОпубликовано 15.03.81. Бюллетень1 ОДата опубликования описания 25.03.81Изобретение относится к автоматике, в частности к автоматизированным системам управления, и может найти применение в регулируемых и следящих системах с импульсным датчиком скорости и положения.Известен цифровой интегратор-преобразователь, содержащий блок синхронизации, реверси нный коммутатор накапливающего типа, двухполярный преобразователь коднапряжение 11.Однако такой преобразователь не обеспечивает требуемой точности работы в достаточно широком диапазоне регулирования.Наиболее близким к предлагаемому изобретению является интегратор-преобразователь, содержащий реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, генератор импульсов, делитель частоты и задающее устройство 12.Однако в такой схеме не обеспечивается высокая точность преобразования.Цель изобретения - повышение точности преобразования.Цель достигается тем, что в реверсивном цифроаналоговом интеграторе-преобразователе, содержащем первый и второй реверсивные счетчики, выход каждого из которых соединен со входами соответствующего цифроаналогового преобразователя, блока контроля переполнения и блока контроля нулевого состояния счетчика, причем выход первого цифроаналогового преобразователя через инвертор соединен со входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход второго цифроаналогового преобразователя, генератор импульсов, выход которого соединен со входами блока формирования частоты задания и блока формирования частоты обратной связи и направления, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены ко входам сложения соответственно первого и второго 15реверсивных счетчиков, элементы И и И-НЕ, выход блока формирования частоты задания соединен со входами первого и второго элементов И-НЕ, выход первого блока контроля переполнения соединен со входами первого и третьего элементов И-НЕ, выходы 20 которых подключены ко входам первогоэлемента ИЛИ.-НЕ, выход второго блока контроля переполнения соединен со входами второго и четвертого элементов И-НЕ, вы 813361ходы которых подключены ко входам второго элемента ИЛИ-НЕ, выход первого блока контроля нулевого состояния счетчика соединен со входами первого элемента И и четвертого элемента И-НЕ, выход второго блока контроля нулевого состояния счетчика соединен со входами второго элемента И и третьего элемента И-НЕ, первый выход блока формирования частоты обратной связи и направления соединен со входами первого элемента И, первого и четвертого элементов И-НЕ, второй выход того же блока соединен со входами второго элемента И, второго и третьего элементов И-НЕ, третий выход того же блока подключен ко входам первого и второго элементов И, третьего и четвертого элементов И-НЕ, выходы первого и второго элементов И соединены со входами вычитания соответственно первого и второго реверсивных счетчиков.На чертеже показана функциональная блок-схема реверсивного цифроаналогового преобразователя.Интегратор-преобразователь содержит первый 1 и второй 2 реверсивные счетчики, соединенные с цифроаналоговыми преобразователями 3 и 4, выходы которых, первый через инвертор 5, а второй непосредственно, подключены к сумматору 6, а шины сложение - к выходам элементов ИЛИ-НЕ 7 и 8, блок 9 формирования частоты задания, блок 10 формирования частоты обратной связи и направления, четыре элемента ИНЕ 11 - 14 и два элемента И 15 и 16, выходы которых подсоединены к шинам вычитание счетчиков 1 и 2, а входы к блоку 10 формирования частоты обратной связи и направления, первые управляющие входы первого и второго элементов И-НЕ 11 и 12 подсоединены к блоку 9 формирования частоты задания, их вторые входы и вторые входы элементов И-НЕ 13 и 14 - к первому и второму выходам блока 10 формирования частоты обратной связи и направления, первые входы третьего и четвертого элементов И-НЕ 13 и 14 подсоединены к третьему выходу этого же блока, причем выходы треть его, второго и четвертого элементов И-НЕ 11 и 13, 14 и 12 попарно подключены к входам первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 7 и 8. Между входами элементов И-НЕ 11 и 13 и соответственно элементов И-НЕ 11 и 12 и выходами счетчиков 1 и 2 включены блоки 17 и 18 контроля переполнения счетчика, а между выходом счетчика 1 и входом элемента И-НЕ 14 и между счетчиком 2 и входом элемента И-НЕ 13 включены соответственно блоки 19 и 20 контроля нулевого положения счетчика. Устройство содержит также генератор 21 импульсов, подключенный ко входам блока 9 формирования частоты задания и блока 10 обратной связи и направления. Устройство содержит два канала. Первый канал включает в себя два элемента И-НЕ 11 и 13, по одному элементу И и ИЛИ-НЕ (15 и 7 соответственно), положения счетчика 2 (18 и 20 соответственно). Сумматор 6, блок 10 формирования частоты обратной связи и направления, блок 9 формирования частоты задания и генератор 21 импульсов являются общими для обоих каналов.При опережающем фазовом сдвиге между сигналами задания и обратной связи ( уО) суммирующий вход счетчиков 1 или 2 в зависимости от направления подключен к блоку 9 формирования частоты задания, а вычитающий вход счетчиков 1 или 2 - к бЛоку 10 формирования частоты обратной связи и направления. При отстакнцем фазовом сдвиге (р",0) и нулевом состоянии обоих счетчиков блок 10 формирования частоты обратной связи и направления переключается на суммирующий вход противоположного счетчика. При этом выходное напряжение интегратора-преобразователя меняет знак.Устройство работает следующим образом, Перед началом работы производится обнуление счетчиков 1 и 2. Импульсы частоты задания 1 и обратной связи 1 отсутствуют, на выходе сумматора 6 - нулевой сигнал. После предварительного выбора направления работы, например вперед, на первом выходе блока 10 формирования обратной связи и направления появится сигнал логической 1, а на его втором выходе - логического 0, Блок 9 формирования частоты задания через последовательно включенные элементы 11 и 7 подключается на шину суммирование счетчика 1. Первый импульс в счетчике 1 преобразуется цифроаналоговым преобразователем 3 и на выходе сумматора 6 появляется сигнал Ц. О, что через внешние устройства (усилитель мощности, двигатель, датчик импульсный) вызывает появление импульсов частотой 1 фС на третьем выходе блока 10 формирования обратной связи и направления, которые проходят на шину вычитание счетчика 1 через элемент И 15. Импульсы 1 и с целью неодновременного попадания их на входы счетчика 1 синхронизированы прямой и инверсной последовательностью эталонной частоты 1 соответственно. В счетчике 1 появляется число, равное разности частот - 1 и 1, а на выходе сумматора 6 аналоговый сигнал + 11 йа Второй канал Интегратора-преобразователя при этом закрыт, что .обеспечивается логическим 0 по входам элемента И 16 и элемента И-НЕ 12 со второго выхода блока 10 формирования обратной связи и направления и по 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 4первый счетчик 1, первый цифроаналоговый преобразователь 3, инвертор 5 и блоки контроля переполнения и нулевого состояния счетчика 1 (17 и 19 соответственно); второй канал содержит два элемента И-НЕ 12 и 14, по одному элементу И и ИЛИ-НЕ (16 и 8 соответственно), второй счетчик 2, второй цифроаналоговый преобразователь 4 и вторые блоки контроля переполнения и нулевоговходу элемента И-НЕ 14 с выхода блока 22. Счетчик 2 находится в нулевом состоянии и на выходе преобразователя 4 напряжение отсутствует.При выборе направления работы назад (Н) из исходного состояния устройства сигналом логической 1 со второго выхода блока 10 формирования частоты обратной связи й направления, открывается второй канал интегратора-преобразователя, импульсы частотой 1 у через элемент И-НЕ 12 поступают на шину суммирование второго счетчика 2 и на выходе сумматора 6 появляется сигнал ( - 1.1). Это вызывает появление импульсов частотой 1 фс, которые через элемент И 16 поступают на шину вычитание счетчика 2. В последнем выделяется интегральная составляющая от частот 1.и 1 о. Число счетчика 2 преобразуется цифроаналоговым преобразователем 4, и на выходе сумматора 6 появляется напряжение - Щ,. При превышении частоты импульсов 1 над частотой импульсов 1 ос или наоборот, напряжение на выходе сумматора 6 Ц,рдрОпо абсолютной величине соответственно возрастает или убывает, В случае прекращения подачи 1, например при работе вперед, импульсами частоты 1 ос содержимое счетчика 1 уменьшается до О, блок 19 контроля нулевого положения счетчика через элемент И 15 заблокирует прохождение импульсов частоты 10 на шину вычитание счетчика 1, а по входу элемента И-НЕ 14 дается разрешение на прохождение импульсов частоты 100 на шину суммирование счетчика 2 второго канала, в результате этого на выходе сумматора 6 напряжение Ц изменяет знак с (+) на ( - ), и если внешней схемой не прекращается подача импульсов частотой 1 р 0 или не изменится направление работы на обратное, то переполнение счетчика 2 через второй блок 18 контроля переполнения счетчика 2 накладывает запрет на прохождение импульсов частотой 1 ддд. на его шину суммирование, на выходе сумматора 6 будет сохраняться максимальное значение выходного напряжения 1.1 со знаком минус.Предлагаемый интегратор-преобразователь применяется в приводах с цифроаналоговым управлением для выделения интегральной составляющей импульсных последовательностей 1 у и 1 с. В режиме позиционирования управление приводом производится записью определенного числа импульсов + М, пропорционального углу поворота вала двигателя или величине перемещения привода в счетчики 1 или 2, в зависимости от направления перемещения. Описанное выполнение логической схемы управления интегратора-преобразователя. на базе потенциальных элементов позволяет повысить точность работы чстройства и упростить его, обеспечить в приводе диапазон регулироваиияда :2 О Д. =Гд - 2ОиГц)Формула изобретения5 Реверсивный цифроаналоговый интегратор-преобразователь, содержащий первыйи второй реверсивные счетчики, выход каждого из которых соединен со входами соответствующего цифроаналогового преобразователя, блока контроля переполнения и блока контроля нулевого состояния счетчика,выход первого цифроаналогового преобразователя через инвертор соединен со входомсумматора, ко второму входу которого подключен выход второго цифроаналоговогопреобразователя, генератор импульсов, выход которого соединен со входами блокаформирования частоты задания и блокаформирования частоты обратной связи инаправления, первый и второй элементыИЛИ-НЕ, выходы которых подключены ковходам сложения соответственно первогои второго реверсивных счетчиков, элементыИ и И-НЕ, отличающийся тем, что, с цельюповышения точности преобразования, выходблока формирования частоты задания соединен со входами первого и второго элементов И-НЕ, выход первого блока контроляпереполнения соединен со входами первогои третьего элементов И-НЕ, выходы которыхподключены ко входам первого элементаИЛИ-НЕ, выход второго блока контроля30 переполнения соединен со входами второтои четвертого элементов И-НЕ, выходы которых подключены ко входам второго элемента ИЛИ-НЕ, выход первого блока контроля нулевого состояния счетчика соединенсо входами первого элемента И и четвертогоЗ 5 элемента И-НЕ, выход второго блока контроля нулевого состояния счетчика соединенсо входами второго элемента И и третьегоэлемента И-НЕ, первый выход блока формирования частоты обратной связи и направ 40 ления соединен со входами первого элемента И, первого и четвертого элементов И-НЕ,, второй выход того же блока соединен совходами второго элемента И, второго и третьего элементов И-НЕ, третий выход того жеблока подключен ко входам первого и вто 45 рого элементов И, третьего и четвертогоэлементов И-НЕ, выходы первого и второгоэлементов И соединены со входами вычитания соответственно первого и второго реверсивных счетчиков.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Слежановский О. В. и др. Устройстваунифицированной блочной системы регулирования дискретного типа. М., Энергия,1975, с. 160.55 2. Богорад Г. 3. и др. Цифровые регуля.торы и измерители скорости, М., Энергия,1967, с. 97, 104 - 107 (прототип).едактор Т. Веселовааказ 349/59ВНИИп113035,Филиал ПП Составитель ИТехред А. ВойкТираж 9 н 11И Государственногоделам изобретенийМосква, Ж - 35, РауП Патент, г. Ужго. Гореловас Корректор Г. НазароваПодписноекомитета СССРи от крытийшская наб., д. 4/5од, ул. Проектная, 4