Преобразователь угла поворота вала в код

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может,быть использовано в информационноизмерительных системах для связи аналоговых источников информации с микропроцессорами и микроЭВИ,Известно устройство, содержащеесельсин, первичная обмотка которогосоединена с источником напряжения пи.тания, а вторичные обмотки - с переключателем, выход которого соединен с входом пикового детекторанепосредственно и через элемент аналоговой памяти с первым входом первого компаратора, блок грубого отсчетавходы которого соединены с вторичными обмотками сельсина и источником напряжения питания, а выходы -с управляющими входами переключателя,входами старших разрядов счетчикаи управлякщим входом фазоинвертора,через который источник напряженияпитания подключен к второму входупервого компаратора и входу второгокомпаратора, первый триггер, входыкоторого соединены с выходами обоих 25компараторов, а выход - с управляющим входом ключа, генератор импульсов, выход которого через ключ соединен с входом счетчика, второй триггервходы которого соединены с выходамипикового детектора и первого компаратора, а выход - с управляквимвходом элемента аналоговой памяти С 11. 45 Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, обусловленное тем, что за период напряжения несущей частоты возможно снятие только одного отсчета угла поворота,Наиболее близким к изобретению 40по технической сущности являетсяпреобразователь угла поворота валав код,содержащий сельсин, первичная обмотка которого соединена систочником напряжения питания, авторичные обмотки - с входами ком-.мутатора, формирователь кода сектанта, входы которого соединены свторичными обмотками сельсина иисточником напряжения питания, а выходы - с управляющими входами коммутатора.и первого компаратора через фазоинвертор, второй вход которого подключен к источнику напряжения питания, пиковый детектор, выход которого подключен к единичному входу первого триггера, единичный выход которого соединен с управлякщим входом элемента аналоговой памяти, выход которого подключенк одному из входов второго компаратора, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера иединичному входу второго триггера,нулевой вход которого подключен квыходу первого компаратора, а выход -65 к управляющему входу элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным входом счетчика, вход выпрямителя подключен к выходу коммутатора, а выход - к входам пикового детектора и элемента аналоговой памяти, вход выпрямителя подключен к выходу фазоинвертора, а выход - к другому входу второго компаратора С 23.Недостатком этого устройства является низкое быстродействиеобусловленное тем, что за период напряжения несущей частоты возможно снятие только двух отсчетов угла поворота,Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник напряжения питания, подключенный к первичной обмотке сельсина, опорным входам формирователя кода сектанта и фазоинвертора, вторичные обмотки сельсина подключены к входам коммутатора и другим входам формирователя кода сектанта, одни выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора, а другой выход - к управляющему входу фазоинвертора, выход которого подключен к входу первого компаратора, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера, единичный выход которого подключен к первому входу первого элемента И, к второму входу которого подключен выход генератора импульсов, выход коммутатора подключен к входу первого двухполупериодного выпрямителя, выход которого подключен к первому входу элемента аналоговой памяти и через пиковый детектор к единичному входу второго триггера, выход которого подключен к второму входу элемента аналоговой памяти, выход которого подключен к первому входу второго компаратора, выход фазоинвертора также подключен через второй двухполупериодный выпрямитель к второму входу второго компаратора, и счетчик, введены третий триггер, элемент ИЛИ, три элемента И, причем первые входы второго и третьего элементов И подключены к выходу второго компаратора, а вторые входы - соответственно к нулевому и единичному выходам третьего триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого компаратора, а нулевой - с выходом третьего элемента И, который подключен к нулевому входу второго триггера, выход второго элемента И подключен к еди ничному входу первого триггера,45 единичный выход третьего триггерак первому входу четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов,а выход четвертого элемента И - кпервому входу элемента ИЛИ, второйвход которого подключен к выходупервого элемента И, выход элементаИЛИ подключен к счетному входусчетчика,Сущность изобретения заключает Ося в том, что элемент аналоговойпамяти фиксирует и хранит максималь.ное значение выходного напряжениясельсина в течение времени, равного.А , где Т - период напряжения питания сельсина, Мс - временной интервал, пропорциональныйуглу поворота вала. Это позволяетсформировать за полпериода напряжения питания дна временных интервала Идлительностью а 1 и путем преобразования этих интервалов в код снятьдва отсчета угла поворота, что повышает быстродействие вдвое по сравнению с известным устройством. 25На фиг. 1 показана структурнаясхема преобразователя; на фиг. 2нременные диаграммы его работы,Устройство содержит источник 1напряжения питания подключенный к 30опорным входам формирователя 2 кодасектанта и фазоиннертора 3, сельсин4, первичная обмотка которого подключена к источнику 1 напряженияпитания, а вторичные обмотки - к . 35входам коммутатора 5 и к другимвходам формирователя 2 кода сектанта,одни выходы которого подключены куправляющим входам коммутатора 5,а другой выход - к управляющему входу 40фазоинвертора Э, выход которогоподключен к входу первого компаратора б, двухполупериодный выпрямитель7, вход которого подключен к выходукоммутатора 5, а выход - к первомувходу элемента 8 аналоговой памятии к входу пикового детектора 9,выход которого подключен к единичному входу(5)триггера 10, единичный выход (0) которого соединенс вторым входом элемента 8 аналоговой 50памяти выход которого подключенк первому входу второго компаратора11, второй вход которого через двухполупериодный ныпрямитель 12 подключен к выходу фазоинвертора 3, триггер 13, нулевой вход (й) которогоподключен к выходу первого компаратора, а единичный выход (Я) - .к первому входу элемента И 14, второйвход которого соединен с выходом генератора 15 импульсов, а выход черезэлемент ИЛИ 16 - с входом счетчика 17,триггер 18, единичный вход (5) которого соединен с выходом первого компаратора б а единичный выход (О) - 65 с первым входом элемента И 19, второйвход которого подключен к выходувторого компаратора 11, а выходк нулевым входам (й) триггеров 10 и .18, элемент И 20, входы которогоподключены к выходу второго компаратора 11 и нулевому выходу (5) триггера 18, а выход - к единичному входу(5) триггера 13, и элемент И 21, входыкоторого соединены с выходом генератора 15 импульсов и с единичнымвыходом триггера 18, а выход - с дру.гим входом элемента ИЛИ 16Устройство работает следующим образом.Выходные напряжения 0 Оа ОВ сельсина 4 поступают на коммутатор 5 и формирователь 2 кода сектанта, который в зависимости от знака фазы этих напряжений относительно напряжения 0 питания источника 1 формирует код й грубого отсчета угла понорота 8 ротора сельсина, изменяющийся с дискретностью АВ= -ъ 60 ф где О = 0,1,25. Этот код заносится в старщие разряды счетчика 17. Формирователь 2 кода сектанта нырабатывает сигналы управления коммутатором 5, с помощью которого выбирается одно из выходных напряжений сельсина О, где1,2,3, в зависимости от номера сектанта: в 1 и 4-м сектантах О=0, во 2 и 5-м О(. = Оз, в Э и б-м О=О. Формирователь 2 кода сектанта вырабатывает сигнал управления фазоинвертором 3, который н зависимости от признака четности сЕктанта или инвертирует напряжение Оп питания или передает его на входы компаратора б и двухполупериодного выпрями.теля 12 без изменения полярности, так как для обеспечения требуемого алгоритма преобразования в данном устройстве необходимо, чтобы в любом сектанте выполнялось условие син" фазности напряжений 0 и 0 .Днухполупериодные выпрямители 7 и 12 выполняют функцию формирования модулей напряжений О.и(0 соответственно, где 0 - напряжение на нлосоде фаэоинвертора.В интервале (о- + времени (фиг. 2 с,элемент 8 аналоговой памяти работает в режиме. слежения за изменением текущего значения напряжения 10;, . В момент времени +, соответствующий максимальному значению (Онапряжения ц;,(иг, 2 о) срабатывает пиковый детектор 9, импульс с выхода которого (йиг. 2 о) устанав. ливает триггер 10 в единичное состоя ние (фиг. 2 6) и переводит элемент 8 аналогОвой памяти н режим хранения напряжения О., которое, учитывая сравнительно неболыаое время хране1068963 1 ния, остается в интервалепрактически постоянным фиг. 2 сД,В момент времени , когда.напряжения ц;,и 0 равны (Фиг. 2) срабатывает компаратор 11 и импульс с его выхода фиг, 2,) , пройдя через элемент И 20 фиг. 2 а ), устанав. ливает триггер 13 в единичное состояние (фиг. 2 е).Разрешающий потенциал с выхода 9. триггера 13 поступает на управляющий 10 вход элемента И 14, разрешает поступление счетных импульсов генератора 15 через элементы И 14 и ИРИ 16 на счетный вход счетчика 17 фиг. 2 м).В момент времени 1 з, соответст вующнй пеоеходу напряжения О через ноль в любом направлении из ноложительной области в отрицательную)1 или наоборог), срабатывает компаратор 6; импульс с выхода которого фиг. 2 Ь 1 возвращает триггер 13 в исходное нулевое положение фиг. 2 е) Эапрещакщий потенциал поступает на вход элемента И 14, и поступление счетных импульсов генератора 15 25 .на счетчик 17 прекращается (Фиг.2 а). Триггер 18 устанавливается в единичное состояние (Фиг. 2,и,к ) . Разрешающий потенциал с выхода Я триггера 18 (Фнг. 2 ц) подается .на один вход элемента И 21, разрешает прохождение счетных импульсов генератора 15 через элементы И 21 и ИЛИ 16 на счетный вход счетчика 17 (фиг. 2 к).В моменг времени 1, напряжения ци ц равны но теперь уже в следующей четверти периода несущей частоты, опять срабатывает компаратор 11, импульс с выхода которого (Фиг. 2) проходит через элемент И 19 (фнг, 2 ц, возвращает триг гер 18 в исходное нулевое состояние (фиг. 2 и), при этом разрешающий потенциал с управляющего входа элемента И 21 снимается и поступление счетных импульсов генератора 15 на счетчик 17 через элемент И 21 прекращается (Фиг. 2 А), Триггер 10 возвращается в исходное нулевое состояние (Фиг, 2 ь), вновь переводя элемент 8 аналоговой памяти в режим. слежения. Таким образом, за полпериода напряжения несущей частоты (временной интервал .- 1 Фиг. 2 а преобразователем сформированы два отсчета угла поворота Э в цифровой форме(Фиг.2 а,А . 3 следукщую половину периода -временной интервал з - у) устрой ство работает в аналогичной последовательности. Таким Образом за период напряжения несущей частоты формируются четыре отсчета угла поворота, что вдвое больше, чем в известном устройстве.аказ 1 ое лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 75/46 ВНИИП по 13035, Тираж 573рственногообретенийЖ, Рау Госуд лам и осква Подпикомитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5