Способ преобразования перемещения в код

(51 ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ е В ВИДЕТЕЛ К АВТОРСКО а ю" овышегранипротивония чив ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Особое конструкторское бюростанкостроения(56) 1, Зверев А.Е. и др. Преобразватели угловых перемещений в цифровой код, Л "Энергия", 1974,с. 71-73, рис. 24.2. Авторское свидетельство СССРР 652656, кл. Н 02 К 15/00,Н 02 К 24/00, 1976 (прототип),(54)(57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, основанный на формировании синусного и косинусного напряжений переменного тока, модулированных по амплитуде соответственно в функции синуса и косинуса перемещения, формировании противофазных им напряжений, формировании первого и второго низкочастотных сигналов типа меандр , сдвинутых по фазе одинее ееотносительно другого на 90 , формировании первого суммарно-раэностного сигнала, пропорционального сумме опорного и противофаэного опорному напряжений с синусным и противофазным синусному напряжениями за один полупериод первого низкочастотного сигнала и разности опорного и противофазного опорному напряжений с синусным и противофазным синусному напряжениями за другой полупериод пе вого низкочастотного сигнала, формировании второго суммарно.-раэностного сигнала, пропорционального сумме опорного и противофаэного опорному напряжений с косинусным и противофаэным косинусному напряжениями за один полупериод второго низкочастотного сигнала и разности опорного и противофаэного опорному напряжений с косинусным и противофазным косинусному напряжениями за другой полупериод второго низкочастотного сигнала, детектировании первого и второго суммарноразностных сигналов и их суммировании выделении низкочастотной гармонической составляющей из полученного после суммирования сигнала, сравнении ее по фазе с первым или вторым низкочастотным сигналом и формировании кода перемещения по разности ераз сравниваемых сигналов, о т л и ч щ и й с я тем, что, с целью пточности преобразования, оают по амплитудеоопорные и фазные опорным напряжения.Изобретение относится к автомати-, ке и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством, 5Известен способ преобразования перемещения в код, при котором модулируют опорное синусоидальное напряжение в функции синуса и косинуса перемещения, модулированное синусои дальное и косинусоидальное напряжения дополнительно модулируют низкочастотными многофазными прямоугольными напряжениями типа "меандр" и полученные напряжения суммируют, 15 детектируют и из детектированного напряжения выделяют низкочастотную гармоническую составляющую, которую сравнивают по фазе с одним из низкочастотных прямоугольных напряжений, 20 по разности фаз сравниваемых напряжений формируют код перемещения 11 .Недостатком такого способа преобразования является наличие погрешности, вызванной детектированием сигналов малого уровня.Наиболее близким по:технической сущности к изобретению является способ преобразования перемещения в код, основанный на формировании синусного и косинусного напряжений переменного тока, модулированных по амплитуде соответственно в функции синуса и косинуса перемещения, формировании противофазных им напряжений, формирова- З 5 нии первого и второго низкочастотных сигналов типа "меандр", сдвинутых по фазе один относительного другого на 90формировании первого суммарно 0разностного сигнала, пропорционально- го сумме опорного и противофазиого опорному напряжений с синусным и противофазным синусному напряжениями за один полупериод первого низкочастотного сигнала и разности опорного 45 и противофазногоопорному напряжений с синусным и противофазным синусному напряжениями эа другой полупериод пер. вого низкочастотного сигнала, формировании второго суммарно-раэностного сигнала, пропорционального сумме опорного и противофазиого опорному напряжений с косинусным и противофазным косинусному напряжениями за один полупернод второго низкочастотного сигнала и разности опорного и противофаэного опорному напряжений с косинусным и противофазным косинусному напряжениями эа другой полупериод второго низкочастотного сигнала, детектировании первого и второго суммарно- . разностных сигналов и их суммировании, выделении низкочастотной составляющей из полученного после суммирования сигнала, сравнении ее по фазе с первым или вторым низкочастот" ным сигналом и формировании кода перемещения по разности фаэ сравниваемых сигналов 121,Недостатком известного способа является невысокая точность, вызванная погрешностью детектирования сигналов, близких к синусоидальным. Цель изобретения - повышение точности преобразования перемещения в код.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования перемещения в код, основанному на формировании синусного и косинусного напряжений переменного тока, модулированных по амплитуде соответственно в функции синуса и косинуса перемещения, формировании противофаэных им напряжений, формировании первого и второго низкочастотных сигналов типа меандр , сдвинутых по фазе один относительно другого на 90 , формироованин первого суммарно-разностного сигнала, пропорционального сумме опорного и противофаэного опорному напряжений с синусным и противофаэным синусному напряжениями эа один полу- период первого низкочастотного сигнала и разности опорного и противофазного опорному напряжений с синусным и противофазным синусному напря жениями эа другой полупериод первого низкочастотного сигнала, формировании второго суммарно-разностного сигнала, пропорционального сумме опорного и противофаэного опорному напряжений с косинусным и противофаэным косинусному напряжениями за один полупериод второго низкочастотного сигнала и разности опорного и противофаз. ного опорному напряжений с косинусным и противофазным косинусному напряжениями за другой полупериод второго низкочастотного сигнала, детектировании первого и второго суммарноразностных сигналов и их суммировании, выделении низкочастотной гармонической составляющей из полученного после суммирования сигнала, сравне,нии ее по фазе с. первым или вторым низкочастотным сигналом и формированиикода перемещения по разности фаэсравниваемых сигналов, ограничиваютпо амплитуде опорные и противофазныеопорным напряжения. 5В результате происходит процесспереноса измерительной информации вдругой частотный спектр, при которомогибающая модулирует экстремальныезначения напряжения несущей частоты .10только одного знака. Это позволяетсущественно упростить процесс детектирования и свести его к простойфильтрации несущей, причем последняя операция практически не вносятискажений, так как ее осуществляютнад сигналом, форма, которого соответствуе г двухполупериодному выпрямлению,На фиг.1 представлено устройство,реализующее предлагаемый способ;на фиг,2 - временная диаграмма, поясняющая способ,Устройство фиг1) содержит источник 1 питания, подключенныйк входнойобмотке 2 индуктосина, выходные синусная и косинусная обмотки 3 которого подключены к смесителям 4 и 5,измерительный блок 6, содержащийформирователь опорного низкочастотного сигнала типа "меандр и подключенный к фазовращателю 7, выходы смесителей 5 и 4 подключены через соответствующие детекторы 8 и 9 к сумматору 1 О, выход которого через фильтр15 подключен к, измерительному блоку6. Выход источника 1 через ограничитель 12 и инвертор 13 подключен ксмесителям 5 и 4.Устройство, реализующее способ, 40 работает следующим образом.В источнике 1 формируют квазисинусоидальное напряжение Ьи переменного тока фиг.2 а 1 и направляют его в обмотку2 индуктосина. На вы ходах двух обмоток 3 индуктосина получают соответственно выходные сив" налы Беых э 1 вых (фиг.2 б,в) и Лвых 2 э Оц,х (не показаны). В данном положении индуктосина сигналы 11 ых 1, Уых синфазны переменному напряжению Б (фиг.2 а), а сигналы 11 цых, и 1 ВЫка противофазны УпитПеременное напряжение Упт направляют в ограничитель 12 (фиг.1), где 55 Бдщ преобразуют в последовательность прямоугольных импульсов 11 (фиг.2 д) со скважностью два, которую наиравляют в инвертор 13 (фиг.1 . На выходе последнего получают инверсную ,последовательность 11 П (фиг,2 е) импульсов, Равенство амплитудисходной 13 и инверсной 0 последовательносо птей импульсов обеспечивается тем, что ограничитель 12 и инвертор 13 представляет собой однотипные ключевые элементы, работающие в одинаковом режиме, В измерительном блоке 6 (фиг,1) форйируют последовательность низкочастотных сигналов типа "меандр" 11 цпрс (фиг.2 г),направляют эту после- , довательность в фазовращатель 7фиг.1), где получают другую последовательность сигналов типа "меандр" М (не показана) сдвинутую отно 2сйтельно 11 п, на четверть периода этого сигнала, Исходную и инверсную последовательности импульсов 1 п и 0 направляют в смесители 4 и 5. Одновременно в смеситель 4 направляютвыходные сигналы Б алых 1. вых 1 ин дуктосина и низкочастотный сигнал 1 пр, а в смеситель 5 - выходные сигналы Бх, 13 ых индуктосина и низкочастотный сигнал 11 . В смесителях 4 и 5 в течение одного полу- периода, соответствующего каждому смесителю низкочастотного сигнала, исходную и инверсную последователь ности импульсов 11 и Оп (фиг,2 д,е) суммируют соответственно с выходными сигналами, например, Ь , и Бы (фиг.2 б,в) и получают последовательность суммарных импульсных сигналовЗатем в течение другого полуСа 1периода этого зе низкочастотного сигнала последовательности 0, Од суммируют соответственно с противофазными им выходными сигналами 08 ь, и Умных и получают разностные сигналы 13. фиг.2 ж), Каждая из полученных последовательностей суммарноразностных импульсных сигналов Б и 11(и аналогичным образом полученные в смесителе 5 последовательностине показанные на фиг.2) представляет собой амплитудно- модулированный сигнал, глубина модуляции которого пропорциональна амплитуде выходных сигналов индуктосина.Общий сигнал Ц , (фиг,2 ж), составляенный из сигналов 0 ч,. и Б,СВ 2 э представляет собой уровень постоянного напряжения, величина которого в общем случае пропорциональна амплитудам О импульсов исходной и ин 1136314версной последовательностей переменив" го напряжения. В идеальном случае величина уровня равна )щ,Для детектирования огибающей сигналы Офиг.2 ж) с выходов смесите лей 4 и 5 фиг.1) направляют соответственно вдетекторы 9 и 8. Вдетекторах отфильтровывают пульсации несущей частоты н получают в детекторе 9 низкочастотные прямоугольные сигна лы 1, 1,фиг,2 и, а в детекторе 8 фиг.1) - низкочастотный прямоугольный сигнал Ц 1, фиг.2 к), сдвинутый по фазе относительно 1на четверть периода этих сигналов. Амплитуды сиг налов 0и 0 к пропорциональны ампб 1 Ь 2литудам выходных. сигналов 0 и 0 соответственно, а частота их следования равна частоте низкочастотного сигнала блока 6. Сигналы 1 и "а 20 суммируют в сумматоре 10 ( фиг.1) .При этом на выходе сумматора 10 получают сигнал Ц (фиг.2 л) слож 1 ной формы. При помощи фильтра 11(фиг.1) из сигнала 0 выделяютпервую гармоническую составляющую.Полученный синусоидальный сигнал 1 непоказан) направляют для отсчета визмерительный блок 6, где производятся сравнениеего по фазе с исходным низкочастотным сигналом и преобразование разности фаз сравниваемыхсигналов в код. Благодаря операциям ограничения по амплитуде опорного и противофазного опорному напряжений уменьшается погрешность детектирования сигналов, что приводит к повышению точности способа преобразования перемещения в код в целом.Экономический эффект от использования изобретения определяется его техническим преимуществом.Ф;ор Н,Корол 44 тираж Е 71 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 13035, Москва, Ж, Раушск