Преобразователь угла поворота вала в код

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциалистическизРеспублик 111993303(22) Заявлено 24.08.81 (21) 33297 б 4/18-24 с присоединением заявки Йо 6 08 С,9/04 Государственный комнтет СССР ао дедам нзобретеннй н отнрытнй(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и .может быть использовано для связи аналого- Вых истОчникОВ информации с цифрОвым вычислительным устройством.Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие синус- но-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), подключенные к последо,вательно соединенным формирователям младших разрядов выходного кода 111.Недостаток таких преобраэователейих сложность. Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, выходы которого подключены к коммутатору октантов, последовательно соединенные блоки преобразования кода в напряжение (ПКН) и сумматор, элемент сравнения, выход которого подключен к блоку управления и регистру, выход регистра подключен к цифровым входам блоков ПКН, генератор импульсов, подключенный к тактовым входам регистра и блока управления, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора октантов 2).Недостаток укаэанного преобразова,теля - его сложность.30 Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, выходы которых через коммутатор ка- налов, управляющий вход которого соединен с адресным блоком, подключены к первому и второму инвертирующим Усилителям, выходы которых непосредственно и через третий и четвертый инвертирующие усилители подключены к коммутатору октантов, синусный выход коммутатора октантов подключен к первому входу блока преобразования на пряжения в код и к одному входу блока преобразования кода в наПряжение, делитель напряжения, выход которого подключен к второму входу блока преобразования напряжения в код, источник напряжения переменного тока через формирователь подключен к распределителю импульсов, первый выход которого подключен к одному управляющему входу коммутатора октантов, авторой - к третьему входу блока преобразования напряжения в код и к одному входу регистра октантов, выход кото-. рого подключен к другому управляющему входу коммутатора октантов и к одному входу выходного регистра, первый вы 993303ход блока преобразования напряженияв код подключен к другому входу регистра октантов, второй - к другомувходу выходного регистра. Третьивыходы блока преобразования напряжения в код подключены к другим входамблока преобразования кода в напряжение, выход которого и косинусный выход коммутатора октантов подключенык входам делителя напряжения 3 .НеДостатком извеСтного преобразователя явпяется невысокая. точность,вызванная методической погрешностью: преобразователя,Цель изобретения - повыаение точности преобразователяПоставленная цель достигается тем,что в преобразователь. угла поворота вала в код, содержащий синусно;косинусный вращакщиеся трансформаторы, выходы которых через коммутаторканалов, управлякщий вход которогосоединен с адресным блоком, подключены к первому и второму инвертирующимусилителям, выходы которых н посредственно и через третий и четвертый инвертирующие усилители подключены к коммутатору оКтантов, синусный выход. коммутатора октантов подключен к первому входу блока преобразования напряжения в код и к одному входу блока преобразования кода в напряжение, делитель напряжения, выход которого подключен к второму входу блока преобразования напряжения в код, источник напряжения переменного тока через формирователь подключен к распределителю импульсов, первый выходкоторого подключен к одному управляющему входу коммутатора октантов, а второй - к третьему входу блока преобразования напряжения в код и одному входу регистра октантов, выходкоторого подключен к другому управляющему входу коммутатора октантов и к одному входу выходного регистра, первый выход блока преобразованиянапряжения в код подключен к другомувходу регистра октантов, второй - кдругому входу выходного регистра,введены второй делитель напряжения,первый и второй ключи и буферный регистр, сигнальные входы которого соединены с третьими выходами блока преобразования напряжения в код, а выходы подключены к другим входам блока преобразования кода в напряжение, выход которого подключен к входу первого ключа, косинусный выход коммутатора октантов подключен к входу второго ключа, одни выходы первогои второго ключей подключены к входампервого делителя напряжения, а другиевыходы первого и второго ключей - квходам второго. делителя напряжения,выход которого подключен к второмувходу блока преобразования напряжения в код, а третий выход распределителяимпульсов подключен к управляющимвходам первого н второго ключей и буферного регистра.На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство состоит из СКВТ 1, выходные обмотки которых соединены свходами коммутатора 2 каналов, управляющий вход которого соединен с10 выходом адресного блока 3. Синусныйвыход коммутатора 2 соединен с последовательно включенными инвертирующими усилителями 4, а косинусный - споследовательно включенными инверти 35 рующими уСилителями 5. Выходы усилителей 4 и 5 соединены с входами коммутатора 6 октантов, управляющий входкоторого соединен с выходом регистра7 октантов, синусный выход коммутато";щ ра 6 подключен к первому входу блока8 преобразования напряжения в код ик одному входу блока 9 преобразованиякода в напряжение, Косинусный выходкоммутатора 6 и выход блока 9 под 25 ключены к входам ключей 10 и 11, Однивиходы ключей 10 и 11 подключены квходам первого делителя 12 напряжения,а. другие выходы ключей 10.и 11 -к входам второго делителя 13 напряЗО жения. Выходы делителей 12 и 13 объединены и подключены к второму входублока 8. Источник 14 напряжения переменного тока через формирователь 15подключен к распределителю 16 импуль 35 сов, первый вход которого подключенЕ к одному управлякщему входу коммутатора 6, а второй - к третьему входублока 8 и к одному входу регистра 7,выход .которого подключен к одномувходу выходного регистра 17. Первыйвыход блока 8 подключен к другомувходу регистра 7, второй - к другомувходу регистра 17, а третьи выходычерез буферный регистр 18 - к другимвходам блока 9. Третий выход распре 45 делителя 16 подключен к управлякщимвходам ключей 10 и 11 и регистра 18Блок 8 содержит элемент 19 сравнения, блок 20 преобразования кода внапряжение и регистр 21. Первый, вто 50 рой и третий входы блока 8 подключенысоответственно к прямому входу элемента 19, аналоговому входу блока 20и тактовому входу регистра 21. Первый выход блока 8 соединен с выходом55 элемента 19 и подключен к управлякщему входу регистра 21, выходы которогоподключены к второму и третьему вЫ=ходам блока 8 и к управляющим входамблока 20, выход которого подключен к.60 инверсному входу элемента 19,Преобразователь работает следующимобразом.Последовательность работы преобразователя задается распределителем65 16 импульсов, который запускаетсяформирователем 15 и управляет работой коммутатора 6 октантов, регистра 7 октантов, элемента 19 сравнения, ключей 10 и 11, буферного регистра 18 и регистра 21. Прн повороте роторов СКВТ на различные- углы меняются 5 синусные и косинусные напряжения щюходных обмоток СКВТ, соединенных с коммутатором 2 каналов, на выходе которого воспроизводятся синусные и косинусные напряжения .того СКВТ, ая О рескоторого установлен на блоке 3. Дважды.инвертируемые синусные н косинусные напряжения последовательно во времени подсоединяются через коммутатор 6 к прямому входу элемента 15 19 . В результате сравнения с нулевым уровнем, подаваемым на инверсный вход элемента 19, определяются знаки. Фаз синусного и косииусного напряжений, т.е. производится выбор квадран та и формируется значение первых двух разрядов кода старших разрядов.ВыбОр октанта достигается соответ.- ствующей коммутацией инвертированных и неинвертированных напряжений в ком мутаторе 6 октантов, который управля- ется регистром 7 октантов и распреде.лителем 16 импульсов. Сравнение напряжений происходит на элементе 19 при подаче синусного,напряжения на прямой вход, а комбинации синусного и косинусного напряжений на инверсный вход через делитель 12 и блок 20 в первом положении ключей 10 и 11 и .полном значении кода навыходах регистров 18 и 21. В результате в регистре 7 формируется код номера октанта (код трех старших разрядов), а на выходах коммутатора 6 воспроизводятся два напряжения, одно из которых соответствует синусу первого 40 октанта (синусное), а второе - косинусу первого октанта (косинусное). Эти напряжения имеют положительную фазу и синусное всегда меньше коси,нусного. 45Последующее преобразование происходит в два этапа в блоке 8, который построен по методу поразрядного уравновешивания. На первой этапе преобразования ключи 10 и. 11 продолжают 50 находиться в первом положении 1,. а буферный регистр 18 транслирует:кодовые сигналы с регистра 21 на вход блока 9, В средней точке делитедя 12 Форьоруется опорное напряжение, соответствующее выражению Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, выходы которых через коммутатор каналов, управляющий вход которого соединен с адресным блоком, подключены к перво.- му н второму инвертирующим усилителям, выходы которых непосредственно и через третий и четвертый инвертирующие усилители подключены к коммутатору октантов, синусный выход коммутатора октантов подключен к первому входу блока преобразования напряжения в код н к одному входу блока где б =0,8193 -постоянный коэффици- бО ент;угол поворота вала;выходной код регистра 21 в конце первого этапа. И В конце первого этапа распределитель 16 одновременно переводит буфер. ный регистр 18 в режим запоминания кода 9 и переключает во второе положение:ключи 10 и 11.На втором этапе преобразования в устройстве решается зависимость МЫ =9(.Ь Соби+ 0-Ь) 651 и А где 9 - выходной код регистра 21 вконце второго этапа,1+ (1 Ь) ,1( - опоРнонапряжение, формируемое в среднейточке делителя 13;ф щ 4- постоянный коэфФициент.Умножение синусно-косинусных напряжений(Соэ и Э МИЮ на коэффициенты О, (1-с),Ь, 0-производитсяна делителях 12 й 13, причем отношение сопротивления резистора делителя12, подключаемого к выходу блока 9,к сующие сопротивЯений обоих резисторов этого делителя равно С 1 . То жесамое отношение резисторов делителя13 равно Ь .Нестабильности плеч делителей 12и 13 не вызывают дополнительной погрешности в точках диапазона изменения угла, кратных 4"Р, так как в этомслучае на крайние точки делителей поступают одинаковые напряжения, пропорциональные 0,7071,С выхода регистра 21 код угла подается на вход регистра 17 хранениякода, на другой вход которого из регистра 7 октантов подается код номера октанта. В результате простогосуммирования этих кодов получаетсяполный выходной код преобразуемогоугла поворота, поступающий далее вЦВМ. Такой. преобразователь обеспечивает при укаэанных выше значенияхкоэффициентов о и Ь величину методической погрешности линейного преобразования угла в код, не превышающую + 1, что составляет ф 0,000008% отугла 360993303 каз 484/68 Тираж б 16 Подписное НИИ Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул,Проектна преобразования кода в напряжение,делитель напряжения, выход .которогоподключен к второму входу блока преобразования напряжения в код, источник напряжения переменного тока черезФормирователь подключен к распределителю импульсов, первый выход которогоподключен к одному управляющему входукоммутатора октантов, а второй - ктретьему входу блока преобразованиянапряжения в код и одному входу регистра октантов, выход которого подключен к другому управляющему входукоммутатора октантов и к одному входу выходного регистра, первый выходблока преобразования напряжения вкод подключен к другому входу регистра октантов, второй " к другому входувыходного регистра, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в неговведены второй делитель напряжения,первый и второй ключи и буФерный регистр, сигнальные входы которого соединены с третьими выходами блока преобразования напряжения в ко, а выходы подключены к другим входам блока преобразования кода в напряжение,выход которого подключен к входупервого ключа, косинусиый выход коммутатора октантов подключен к входувторого ключа, одни выходы первого ивторого ключей подключены к входампервого делителя напряжения, а другие выходы первого и второго ключей -к входам второго делителя напряжения,выход которого подключен к второмувходу блока преобразования напряженияв код, а третий выход распределителяимпульсов подключен к управляющимвходам первого и второго ключей и буФерного регистра,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 501407, кл, С 08 С 9/04, 1974.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2791172/18-24,кл. С 08 С 9/04, 1979.3. Авторское свидетельство СССР9 826385, кл. 6 08 С 9/04, 1979