Преобразователь угла поворота вала в код

ОЮЭ СОИЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЕСПУБЛИН 3151) 0 0 04 ЕТЕНИЯ ВТОР СИОМ а; -, ЪЪ:Ййв. 3593465 04, 02. 8 07. 07. 8 В. Б, Ибр Специал офизиче тута ге(21) (22) (46 ) (72) (71) Бюл. 9 гимов ное конст кого приб ологии АН торское бюстроениярбайджанро г Инст ской (53. ) (56 ) Р 6 СР81. 32Авт 088, 8)ское свидес 08 С 9/ое свидетел ельство ССС4, 1975.ьство СССР4) 1978 27500, кл.2. Авторск 65847, кл. 0 ототип). ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ПИСАНИЕ И(54)(57 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор, выходы которого через соответствующие фильтры подключены к блокуфазосдвигающих цепочек, выходы которого соединены с входами первого ивторого компараторов, выходы которыхсоединены соответственно с управляющими входами первого и второго клю- .чей, первый интегратор, вход которого через первый ключ соединен с выходом источника постоянного напряжения, а через второй клют - с входомвторого интегратора, и блок преобразования напряжения в код, первыйвыход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены два элемента НЕ, первый и второй элементы И, два коммутатора,третий и четвертый ключи, третий ичетвертый интеграторы, выходы компараторов через первый и второй элементы НЕ соединены соответственно суправляющими входами третьего и четвертого ключей, вход третьего интегратора через третий ключ соединен свыходом источника постоянного напряжения, а через четвертый ключ - свходом четвертого интегратора, выходы первого и третьего интеграторовчерез первый коьмутатор подключены кпервому входу блока преобразованиянапряжения в код, а выходы второгои четвертого интеграторов через вто- юРрой коммутатор подключены к второмувходу блока преобразования напряже-.ния в код, выход первого компараторасоединен с первыми управляющими вхо- Сдами коммутаторов и с первым.,входомвторого элемента И, выход первогоэлемента НЕ соединен с вторыми управляющими входами коммутаторов и спервьм входом первого элемента И, рев 4второй выход блока преобразованиянапряжения в код соединен с вторымивходами первого и второго элементов евай,И, выход первого элемента И подключен к установочным входам первогои второго интеграторов, выход второ- ф)го элемента И подключен к установоч- Я 1ным входам третьего и четвертогоинтеграторов.Изобретение отнасгкгся к автоматике и вычислительной технике иможЕт быть использовано для связианалоговых источников информаци;лмикропроцессорами и микро-"=3 ВМ,Известен преобразователь угла поворота нала в код, содержащий синусна-косинусный вращающийся трансформатор, Выходы которого через соответствующие фильтры подключены к блокуфазосдвигающих цепочек, выходы като Орого соединены с входами первого ивторого компараторов, источник е;остаяннаго напряжения, выходы которогочерез первый и второй ключи соединенысоответственно с входами первого ивторого интеграторов, причем управляющий вход первого ключа соединеннепосредственно с выходом первогокомпаратора, элемент И 5( блок преобразования напряжения .13 код, Выход котоРОГО является Выходам устрОйст 1 эа;входы элемента И соедине 1 Б 1 с выходаМИ КОМПаРатОРОВ, а БЫХОг - С УПРаВЛЯющим входам второго ключа,. вХодыинтеграторов соединены с соатв(3 тст-.ВующиЛи ВхОДами б 70 ка преОбразаваниянапряжения в кодНаиболее близким ;( изобрееениюПО тЕХНИЧЕСКОй СУЩНССгИ ЯЕЛЯЕГСЯ ПРЕОбразОВатсль угла псво:.;Ос Вала БЗОкод, содержащий си ну си(3-:с сНусныйвращаюцийся трансформатор, зыходь которога через саатвс ствующи фильтрь;подключены к блоку фаз оси. и Баю(ихЦЕПОЧЕК 1 ВЫХОДЫ КОТОРОЕ С (ЕЛИ Н Е 1 ЬЭс Бхадами первого и 13 гор г(5 1(омпараТОРОВ, ВЫХОДЫ КОГО,.ЗЫХ (.( - ,Н ЬЕН з (,01ВЕтСтБЕННО С: УПРаБЛЯЮКЦИМИ ВХОДамп 3 эрвОГО и ВТОРОГО клю 1 и . Первый интегратор, вход которэго,"ез первыйключ соединен с Быхо(Ом и - О(в(а"ПОСТОЯННОГО НаПРЛ;:,(С.Нги 1,РОй КЛЮЧ - С БХОтСгм ЗТОРОГО ЕЕНТЕ; Ра -тОра 1 Выходы инте Бра тара сое,;,е н(3 =1С СООТВЕТСТНУЮ 1 ЦИМИ В(ОД.1 ИгЛОКЯ ПРЕ"образования напр 5 ж=ния в (Од ,2 Недостатком 1 Бвест 1,3 Х 3 трсе( .твя зляется низ кое быстр а эе, с гвие 1 обус"лазленное форм:(за 13 ае 1(е л;: зь:Еачс 1 лрезультата измере ня е 1 ш-;, Б одно.;палупериоде напряг(. и:1 я 1:с сущеи Еас:тс -Б ДРУЕ 0,1 ПО 1.,ГПЕО.О, Е Г ЭОИ(-, (Э К - ,интеГриравание постоеИ 1:.О. О на 1;ряжеИсв течение соатветс "Бующих интерваловвремени 1.Целью изобретеня являе 1 ся Новь 1 е- .Э."3ние быстрадейст:3 ия греОбраз ОВ(1 тсля,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь угла поворотанала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор Выходы которого через соатветс гвующие 6 ОФильтры подключены и блоку фазосдви -гающих цепочек, выходы, (которого соединены с Входами первого и второгокампаратаров, Быхо;ы которых соед;лнены соответственно с управляюцим 115 входами первого и Второго ключей, первый интегратор,. вход которого через первый ключ соединен с выхода, источника постоянного напряжения, а через Второй ключ - с входом второго интегратора, и блок преобразования напряжения в кад,. первый Выход которого является Выходал устройства, Введены дополнительно два элемента НЕ, первый и второй элементы И, два коммутатора, третий и четвертый ключи, третий и четвертый интеграторы, причем выходы компараторов через первый и второй элементы НЕ соединены соответственна с управляющими Входами третьего и четвертого ключей, вход третьего интегратора через третий ключ соединен с выходом источника постояннага напряжения, а через четвертьй ключ - с входом четвертого интегратора выходы гервого и третьего интеграторов через первый коммутатор подключены к первому входу блока преобра-ования напряжения в код, а выходы второго и четвертого интеграторов через второй колмутатор подклюееЕ 1 1( второму Входу блока гРеобразсэвания напряжения Б код, выход первос ксм 1-;аратара соединен с первыми у поавл яющими е 3 хода 3 ле коммут ат ОРОВ и:1 ерв 1 см 3 хОдом Второ 0 злсмента И 1 а лыхат 1 первого элемента НЕ соединен53 тсрыми у.равляющими входами коммутаторае: и с 1 ейным Входом первогОИ, Второй Выход блока преОбразования напряжения в код соединен с 13 торь.ми Входами перього и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к ус ановочным входам 1-.ерваго и Второго интеграторов, выход Второго элемента,И подключен к установа"1 ным Входам третьеГО и че- Бертогс 1(нтеграторов. Б пр"Длагаемсм изобретении формиЛование и выдача результата измере- з 11 Я сс,цк 3 ствляются в обоих полупери.:, ах на Ря:е: - :ия несущей частоты; В первои палупериоде, когда, например, Бклю.ень( трегиЕл и четвертый интегратсРы, д:я которых этот полупериад Я 13 лЯетсЯ рабочим, фкксируются напря:ее 11 я на выходах и свого и .торого ин"егратОООВ и находится их атноше - ние в цифровой форме, которое отсбра(ает Результат измерение( угла поворота Бала Б следуюцсц палугериаде Включаюся перэьй и второй интегра- ТОРЫ, ДЛЯ КОТОРЫХ ЭТОТ ПОЛУПЕРИОД Являе "1" ся Рабач 1 лмр фиксиэуются е:апрЯ- жени 1 на зыхадах дВух других иетеГраторав и находится их отнащение в цифаавой фо"ме, которое отображает результат измерения угла поворота вала, "аким об 1 эазам, результат измерения формируется и выдается в каждом полупериаде напряжения несущей частоты, что увеличивает быстродей 1101868ствие предлагаемого преобразователявдвое по сравнению с известным,На фиг. 1 приведена структурнаясхема преобразователя узла поворотавала в код; на Фиг. 2 - временныедиаграммы его работы. 5Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ ) 1, выходы которого черезфильтры 2 и 3 подключены к блоку 4фаз осдвигающих цепочек, выходы которого соединены с входами первого ивторого компараторов 5 и б, выходыкоторых соединены с управляющими входами первого и второго ключей 7 и 8непосредственно и с управляющими 15входами третьего и четвертогоключей 9 и 10 через первый и второйэлементы НЕ 11 и 12 соответственно,первый интегратор 13, вход которогочерез первый ключ 7 соединен с выходом источника 14 постоянного напряжения, а через второй ключ б - с входом второго интегратора 15, третийинтегратор 16, вход которого черезтретий ключ 9 соединен с выходомисточника 14 постоянного напряжения,а через четвертый ключ 10 - с входомчетвертого интегратора 17, первыйкоммутатор 18, информационные входыкбторого соединены с выходами первогои третьего интеграторов 13 и 16, 30управляющие входы - с выходами первого компаратора 5 и первого элементаНЕ 11, а выход - с первым входомблока 19 преобразования напряженияв код, первый выход которого является выходом преобразователя, второй:коммутатор 20, информационные входыкоторого соецинены с выходами второго и четвертого интеграторов 15 и 17,управляющие входы - с выходами первого компаратора 5 и первого элементаНЕ 11, а выход с вторым входом блока 19 преобразования напряжения нкод, и элементы И 21 и 22, первыевходы которых соединены соответственно с выходами первого элемента НЕ 11и первого компаратора 5, вторые входы - с вторым выходом (с которогоснимается с лгнал "Окончание циклапреобразования") блока 19 преобразования напряжения н код, а выходы - сустановочными входами первого, второго, .1 ретьего и четвертого интеграторов 13-17 соответственно,Преобразователь работает следующимобразом.Выходные напряжения СКВТ 1 черезфильтры 2 и 3, выделяющие их основную-гармонику, поступают на блок 4фазосдвигающих цепочек, На выходахблока 4 образуются напряжения, рав- . 60ные по амплитуде, но сдвинутые по,фазе на угол, пропорциональный углуповорота 8 ротора СКВТ 1. Компараторы 5 и б формируют прямоугольныесигналы, соответствующие полупериодам с положительной амплитудой выходных напряжений блока 4 (фиг. 2 а и 6)Элементы НЕ 11 и 12 иннертируют этиимпульсы (Фиг. 2.э и е) с тем, чтобыобеспечить включение в работу (т.е.в режим интегрирования постоянногонапряжения н течение соответствующихинтервалов времени ) интеграторов 16и 17. Рассмотрим работу преобразонателя с момента времениНа время действия выходного импульса компаратора 5, т.е. н течениеинтервала времени дФ равного полупериоду напряжения несущей частоты(фиг. 2 о), открыт ключ 7, при этомпостоянное напряжение с выхода источника 14 постоянного напряжения поступает на вход интегратора 13 и интегрируется им (фиг. 2 81, С появлениемвыходного импульса компаратора б(Фиг. 26) открывается ключ 8 и (навремя действия указанного импульса,т,е. в течение интервала времениа 1, равного полупериоду напряжениянесущей частоты) остается в открытомсостоянии.Так как выходные импульсы компараторон сдвинуты но времени друг относительно друга на угол, пропорциональный углу поворота 6 ротора СКВТ 1,постоянное напряжение источника 14постоянного напряжения поступаетчерез открьтые одновременно ключи 7и 8 на вход интегратора 15 и интегрируется им (Фиг. 2:) в течениеинтервала времени, пропорциональногоуглу 0 . В момент времени, соответствующий заднему фронту выходногоимпульса компаратора 5, ныходныенапряжения интеграторов 13 и 15 фиксируются (н состав каждого интегратора входит блок типа фиксаторанапряжения) 1 д, через комлутаторы 18и 20, устананлинаемые в соответствующее положение импульсом с выходаэлемента НЕ 11 (Фиг. 2 д) , поступаютна сигнальный (выходное напряжениеинтегратора 15) и опорный (ныходноенапряжение интегратора 13 ) входыблока 19 преобр.,зонания напряженияв код, который Формирует и выдает вцифровой Форме результат. измеренияугла поворота В . После этого сигнал"Окончание цикла преобразования" свторого выхода блока 19 (фиг, 2 н)через открытый элемент Н 21, на управляющем входе которого разрешающий(высокий) потенциал с выхода элемента НЕ 11 (Фиг. 2 д), проходит (Фиг. 2 Л)на установочные входы интеграторов13 и 15 и сбрасывает их в исходноеположение (Фиг. 2 ь),С момента фиксации выходных напряжений интеграторов 13 и 15 .включаются в работу интеграторы 16 и 17.Происходит это следующим образом. Навремя действия выходного импульсаэлемента НЕ 11, т,е. в течениеинтервала времени М, равного полупериоду напряжения несущей частотыфиг. 2 д), открыт ключ 9, при этомпостоянное напряжение с выхода источника 14 постоянного напряжения поступает на вход интегратора 16 и интегрируется фиг, 2 ж). С появлением вы-ходного импульса элемента НЕ 12фиг. 2 Р) открывается ключ 10 и навремя действия указанного импульсат.е. в течение интервала времени М, )Оравного полупериоду напряжения несущей частоты ) остается в открытомсостоянии,За время, пока ключи 9 и 10 открыты одновременно, напряжение с выхода )5источника 14 постоянного напряженияпоступает на интегратор 17 и интегрируется им (фиг. 23). В момент времени, соответствующий заднему фронтуимпульса с выхода элемента НЕ 11,выходные напряжения интеграторов 16и 17 фиксируются и через коьжутаторы18 и 20, установленные в соответствующее положение выходным импульсомкомпаратора 5 (фиг. 2 о), поступают 25на сигнальный выходное напряжение интегратора 17 ) и опорный выходное напряжение интегратора 16) входы блока 19, который формирует и выдает в цифровой форме результат измерения угла поворота 8 . После этого сигнал "Окончание цикла преоб-. разования" с второго выхода блока 19 фиг. 2 и) через открытый элемент И 22, на управляющем входе которого разрешающий потенциал с выхода компаратора 5 1 фиг, 2 с ), проходит Миг. 2 и) на установочные входы интеграторов 16 и 17 и сбрасывает их в исходное положение (фиг. 2 х и 3) .С момента фиксации выходных напряжений интеграторов 16 и 17 включаются в работу интеграторы 13 и 15. Дальнейшая последовательность операций аналогична рассмотренной с момента времени 1.Таким образом в каждом полупериоде напряжения несущей частоты осуществляется Формирование и выдача результата измерения угла поворота О ротора СКВТ 1, что увеличивает быстродействие предложенного устройства вдвое по сравнению с известным.1101868 Составитель Ю. КотовТехредС. Мигунова Корректор мар Гра едакт ное По СС