Преобразователь углового перемещениявала b код

ОП ИСАНИЕИЗОВЕЕтЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциалистическинРеспублик(5 )М. Кд, 0 08 С 9/00 с присоединением заявки 1 те 3 Ьвудеретееннмй квинтет СССР . нв денем неееретеннй н еткрмтнй(53) УДК 621, 325(088.8) Дата опубликования опнсання 07,07, 81(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВАЛА В КОДИзобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и предназначено для преобразования угла поворота вала в дискретное привращение фазы, . а затем в код..,%Известен преобразователь углового перемещения вала в код, содержащий фазовращатель, делитель частотЫ, формирователь фазового импульса, три элемента И, элемент ИЛИ, регистр ко" да Г 12.Недостаток преобразователя - низкие, помехоустойчивость и надежность при случайных сбоях и помехах. 15Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угол-дискретное приращение фазы, содержащий фазовращатель, делитель частоты,фазоврашатель . свнусондального налряженвя, формирователь фазового импульса, пять элементов И, регистр кода, вычитатель 1 блок преобразователя код-частота, элемент задержки, элемент запрета 2экстраполяции, блок определения приращения, сумматор23,Недостаток этого преобразователянизкаяпомехоустойчивость и надежностьпри случайных сбоях н помехах,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и надежности работыпреобразователя углового перемещениявала в код путем уменьшения действияпомехи и случайных сбоев, ведущихк потере импульсов, несущих информацию,или появление лишних импульсов,которые приводят в преобразователяхнакапливающего типа к систематическойошибке.Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь углового переие"щения вала в код, содержащий генератор импульсов, последовательно соединенные делитедь частоты, формирователь синусоидального напряжения, фазовращатель и формирователь фазовогоимпульса, выход которого соединенс Зервым входом блока определения3 8428 приращения, первыми входами первого и второго элементов И и входом элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами третьего, четвертого и пятого И, вторыв входы5 первого и пятого элементов И соединены с первцм входом блока определения приращения, выход пятого элемента И соединен с первым входом регистра кода, выход которого соединен со вто О рыми входами второго и третьего элементов И:; выход второго элемента И соединен с первыми входами .элемента запрета экстраполяции и вычитателя;выход которого подключен ко второму 5 входу четвертого элемента И и второму входу элемента запрета экстраполяции, выход которого соединен со вторым входом регистра кода, ко второ му входу вычитателя подсоединен выход гО первого элемента И выходы третьего и четвертого элементов И подключены к входам сумматора, выходы которого соединен с первым входом блока преобра зователя код-частота, введены два триг. 25 гера, шестой, седьмой, восьмой и дев-ятый элементы И, два элемента ИЛИ, счетчик и элемент сравненпя, вход которого соединен со вторым выходом блока определения приращения, выход эле- ЗО мента сравнения соединен с первыми входами шестого и восьмого элементов И и с инверсными входами седьмо 1 о и девятого элементов И, второй вход шестого элемента И соединен с входом 55 делителя частоты и с выходом первого триггера, вход которого соединен с прямым входом седьмого элемента И и с выходом генератора импульсов, выходы шестого и седьмого элементов И 40 через первый элемент ИЛИ соединен со вторым входом блока определения прира. щения, второй вход, восьмой и прямой Ьход девятого элементов И соединены соответственного со вторым и третьим 45 выходами делителя частоты, выходы восьмого и девятого элементов И через. второй элемент ИЛИ сеединен со вторым входом блока преобразователя код"час" тота, выход которого соединен со вхо 50 дом второго триггера, а выход второго триггера подключен к входу счетчика. Влок-схема преобразователя изображена на чертеже.Преобразователь содержит делитель 1 частоты, формирователь 2 синусоидан льного напряжения, фазовращатейь 3, формирователь 4 фазового импульса,96 4 элементы И 5 -13, элемент запрета 14экстраполяции, блок 15 определенияприращения, сумматор 16, регистр 17кода, вычитатель 18, блок 19 преобразователя код-частота элемент 20задержки, элементы:ИЛИ 21 и 22, триггеры 23 и 24, генератор 25 импульсов,счетчик 26, элемент 27 сравнения.Преобразователь работает следующимобразом,Тактовые импульсы с частотой Г поступают на делитель 1 .Частоты имеющийкоэффициент перерасчета 2 ,где и -число разрядов делителя частоты,С формирователя 2 синусоидальногонапряжения осуществляется эапиткафазовращателя 3, на выходе которогоформируется синусоидальное напряжение, сдвинутое по фазе относительновходного напряжения на угол, равныйуглу разворота ротора фазовращателя3, и затем поступает на формирователь4 фазового импульса.Формиователь 4 фазового импульсавырабатывает фазовый импульс в момент перехода синусоидального напряжения через нуль, Уменьшение погрешиности преобразователя возникающей притвысоких скоростях 1 И- ) врал 32"гшения входного вала, осуществляетсяследующим образом,В блоке 15 определения приращенийизмеряется кодовый эквивалент приращения 4 М 1=М-М, где МГ М- эначения кода угла в 1-ом и 1-1-ом циклах преобразования, каждый цикл пре-,образования Те урт , где г - числотриггеров 24 между делителемчастоты и генератором 25 импульсов, дляприведенной блок-схемы г равно еденице)Затем осуществляется линейная экстраполяция дискретного приращенияугла на следующий цикл с помощью бло-.ка 19 преобраэввателя код-частота вравномерно расставленные на интервалеТ ймпульсы, число которых равно Д М .Приращение угла хранится в регистре 7 кода куда оно переписаэаетсячерез элемент И 7 фазовым импульсом,задержанным элементом 13 задержкина 1,"+. В сумматоре 16 алгебраически складываются значение ЬМ 1, переписываемое из регистра 17 кода через элемент И842896 Формула изобретения 55 задержаноям фазовым импульсом, ипогрешность измерения приращенияи 1 и 4равная разности между приращениемугла в 1-ом цикле, вводимом из блока15 определения приращения через элемент И 8 фазовым импульсом, и в предыдущем -1-ом цикле преобразования,вводимом из регистра 17 кода черезэлемент И 9 фазовым импульсом,Выдержание для.6 и, имеет видйФ 10Щ -ЬМ, определяетея в вычитателе18 и переписывается через элемент И биз вычислителя 18 задержанным фазовым импульсом в сумматоре 16,Элемент 14 запрета экстраполяции, 1 йна вход которого поступает информацийс вычислителя 18 и регистра 17 кода,переписываемая.через элемент И 9 фазовым импульсом, определяет, когданеобходимо использование линейной 26экстраполяции и осуществляет сбросв "О" регистра,17 кода, так как вслучае дрожания фазового импульсавозможна погрешность при использованииэкстраполяции, 23Кодовый эквивалент, соответствующий углу разворота фазовращателя 3накапливается в счетчике 26.Для повышения помехоустойчивостипреобразователя угол-дискретное приращение фазы-код при передаче единичных приращений увеличивается число.импульсов, соответствующих единичному приращению, соответственно увелчивая разрядность накапдивающего счет Ззчика. При этом ослабление действияпомехи на интервале времени 4 й опре-деляется выражением у, маэстра.нк ь,ячр.: С дм,а,)дС ам,к, 1 тча, гдейМ - величина изменения входного1сигнала за промежуток вре"мени;Г - число дополнительных триггеров между счетчиком, 26 и блоком 19 преобразователя кодчастота (на блок-схеме гав),)К " среднее число импульсов помехи50на интервале ЬйПри этом, когда ДМ на интервале 6.больше или равен одному дискрету, что,определяется элементом 27 сравнения,Формирование числа импульсов, равноЯгоДМ 2, реализуется путем подачи наблок 19 преобразователя код- частотачастоты с делителя 1 частоты в 2 развыпе,ЬЭтот выход делителячастоты подключается к входу блока 19 преобразователя код-частота через элементИ 12 за счет сигнала разрешения, подаваемого с элемента 27 сравнения.Если величина 4 М меньше одного дискрета о то через элемент И 13 навход блока 19 преобразователя код-частота подключается частота с другоговыхода делителя 1 частоуы и на выходеблока 19 преобразователя код-частотаформируется число импульсов, равноевеличине кодабМ на интервале преобразования,Для того, чтобы сформировать числоимпульсов на интервале преобразованияв 2 раз болыпе, чемАМ при низкихскоростях (0 Мд), требуется большевремени для измерения приращения, и, чемниже скорость, тем оно больше. Поэтому предлагается в этом случае приизмерении приращений уменьшить шагдискретизации в 2 раз ( фг ), чтоФ.реализуется путем подачи через элементИ 11 в 2 раз более высокой, чем вслучае высоких скоростей приращений, пОзапрещаемому сигналу с элемента 27 сравнения,При высокой скорости врашения навход блока 15 определения приращенийчереэ элемент И 1 О подается частотафи при этом формируетсяМ в блоке 15определения приращений с шагом дис"кретизации, равным с. Таким образом, впреобразователе накапливающего типа угол-дискретное приращение фазы-код помехи при передаче информации в виде приращения уменьшается;в раз за счет чего увечивается достоверность выходной информации преобразователя, а тем самым и надежность его работы. Преобразователь углового перемещения вела в код, содержащий генера.тор импульсов, последовательно соединенные делитель частоты, формирователь синусоидалького напряжения, фазовращотель фазового импульса, выход которого соединен с первым входом блока определения приращения, первыми входами первого и второго элементов И и входом элемента задержки, выход которого соединен с первыми входамиитретьего четвертого и пятого элеменИсточники информации,йринятые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР У 439834, кл. С 08 С 9/00, 973. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2450593/8-24,зо кл. 6 08 С 9/00, 1977 (прототип).7 8428 тов И, вторые входы первого и пятого элементов И соединены с первым выходом блока определения приращения, вы жод пятого элемента И соединен с пер вым входом регистра кода, выход которого соединен со вторыми внодамн второго и третьего элементов И, выход второго элемента И соединен с первыми Входами элечеита запрета экстраполяции и вычитателя,выход которого подключен 10 ко второму входу четвертого элемента И и второму входу элемента запрета экстраполяции, выход которого соединен со втЪрым входом регистра кода, ко второму входу вычитателя подсоединен выход первого элемента И, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к. входам сумматора, выход .которого соединен" с первым входом блока преобразователя код-частота, о т л и ч а ю щ и й с я тем; что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности работы преобразователя, в него введены два триггера, шестой, седьмойвосьмой н девятый элементы И, два элемента ИЛИ, счетчик и эле-: мент сравнения, вход которого соединен со вторым выходом блока определения приращения, выход элемейта сравнения соединен с первыми входами 96 8шестого и восьмого элементов И н с инверсными входами седьмого и девятого элементов И, второй вход шестого элемента И соединен с входом делителя частоты и с выходом первого триггера, вход которого соединен с прямым " входом седьмого элемента И и с выходом генератора импульсов, выходы шестого и седьмого элементов И через первый элемент ИЛИ соединены со вторым входом блока определения приращения, второй вход восьмого ш прямой вход девятого элементов И соединены соответственно со вторым и третьим выходами делителя частоты, выходы восьмого и девятого элементов И через второй элемент ИЛИ соединены со вторым входом блока преобразователя кодчастота, выход которого соединен со входом второго триггера, а выход второго триггера подключен к входу счетчика.