Многоканальный преобразователь угла поворота синусно косинусного датчика в код

)4 Н 03 4 148 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гин о ССС 1983СССР 982,со создания по олярнос 1 ещен но рассно-ко"ет откап женин, отрицат ность преобраз но влия чания, 2 ил. СУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельст11 1024955, кл. Н 03 М 1/64Авторское свидетельствоР 92850, кл. й 03 М 1/64,(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬУГЛА ПОВОРОТА СИНУСНО-КОСИНУСНОГОДАТЧИКА В КОД(57) Изобретение относится к автома."тике и вычислительной технике и можетбыть применено для построения преобразователей угла поворота СКВГ-датчика в двоичный код как для автономного использования, так и в устройстве ввода -вывода ЦВМ. Цель изобретения - повышение точности преобразователя за счет увеличения диапазонапреобразуемых амплитуд выходных напряжений СКВТ-датчиков. Для этого впреобразователь угла поворота вала,содержащий коммутатор выходных сигналов датчиков угла, два развязывающихусилителя, устройства сетевой и автоматической синхронизации, аналогоцифровой преобразователь, блок управления, введены два усилителя питающихнапряжений, два ограничителя питаюших напряжений, дополнительный источник постоянного напряжения, коммутатор октантов, определитель октантов,регистр. Усилители питающих напряжений содержит масштабные резисторы иоперационный усилитель, ограничителипитающих напряжений - резисторы идиоды, блок управления - устройствоадресного управления и устройство запуска АЦП, аналого-цифровой преобразователь - входной резистор, ЦАП,компаратор,регистр. Усилители и ограничители питающих напряжений и дополнительный источник постоянных напряжений обеспечивают автоматическоесмещение питающих напряжений для синусно-косинусных коммутаторов и двухразвязывающих усилителей при измененни входных напряжений Пзп за пределы пороговых значений ваемых ограничителями напряже ложительной и отрицательной п ти, Создание автоматического питающих напряжений значитель ширяет диапазон выходных сину синусных напряжений и позволя заться от нормирования входныхИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мажетбыть применено для постраец 1 ля преобразователей угла поворота СКВТ-датчика в двоичньп 1 коц кяк цля явтоцом 5ного использования, так и в устройстве ввода-вывода ЦВИ.Цель изобретения - повышение точности преобразователя путем у еличеОния,циапазоца преобразуемых амплитудвыходных напряжений СКВТ-датчика, аследовательно, отказа от необходимости нормирования входных синусно-ка сицусных напряженл)1 преобразователя.На Фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого преобразователя;на Фиг. 2 - гряФики изменения входных, ограниченных и питающих напряжений.20Прео браза ватель содержит к Оммут атор 1 выходньг сигналов датчиков угля, первый 2 и второй 3 развязывающие усилители, первый 4 и второй 5усилители питающих напряжений, первый 25б и второй 7 ограничители питающихнапряжений, выходы 8 и 9 дополнительного источника постоянного напряжения, коммутатор О октантов, устрой=ство 11 автоматической синхронизации,определитель 12 октантов, устройство13 сетевой синхронизации, блок 14 управления, Яналого-цифровои преобразователь (ЦАП) 15, регистр 16, 1 пицу 17выходного кода и шину 18 адреса,35Усилители 4 и 5 питающих напряжений содержатмасштабные резисторы 19и 20 и операционный усилитель 21,Ограничители 6 и 7 питающих напря"жений содержат резисгары 22 и 23 цдиоды 24 и 25.Блок 14 управления содержит устройство 26 адресного управления иустройства 27 запуска преобразова, теля.ДТТАналого-циФровой преобразователь15 содержит ьходцай резистор 28, цифроанвлоговый преобразователь (ЦАП)29, компаратор 30 и регистр 31 последавательньг 1 приближений.Первьпт 4 и второй 5 усилители питающих напряженлй обеспечивают формирование изменяющихся соответственнаположительного и отрицательного питающих напряжений для развязывающихусилителей 2 и 3 и коммутатора 1.Первый ограничитель 6 питакщегонапряженця Отрицательной полярностислужит для Ограничения Отрицятелькьх напряжений низкого уровня, я ят. )ой ограгцлчцтель 7 питающего напряжояслужит для ограничения положительных напряжений низкого уравця. Вцяче ция уровней ограничения одинаковые изадаются равняли отношениями реэисто ров 22 и 23.Масштабные резисторы 19 ц 20 каждого из усилителей 4 и 5 обеспечивают соответственно формирование положительнаго напряжения ця выходе усллителя 4 и отрицательного напряжения на выходе усилителя 5 от дополкительного источника постоянного напряжения, который обеспечивает питание операционного усилителя 2 Усилителейи 5 сЛцалагоцифровой преобразовательт,ЦАП) 15 атноше 1 лия напряжений обеспечивает Формировятце,цвоичьогт) капа, ПРОПОРЦИОЦЯ 111,11 ОГО О ЦОЩСКТПР Нат 1 РЯжсНИЙ, ПОСТУПЯЮЩИХ ЯО ВХОДПУЮ ЦЕПЬ ТРЕ.зистар 28) и в компецс 11 рурщуо цепь ЦАП 29), ЦАП 29 упряь)гнет ре-Истрам 31 последавателт.цых приближений Тгасигналам ряссагласовяцля компаратаря 30УатрОЙСТБО 2 7;Гт Стса гц)еорраэа т Я"теля;редставляет собой тлйтлер, абет"- 11 Ет 1 И 1 Ля 1 щ 11 т. ВттгтЮЧ НИЕ рЕГцствя 3 .,включается Ог ус райотвяавтоматической с 11 хроц 1 лзвцтли и стробируетсяустр)йством 1 о сетевой сикхво 1 лиэацитл,которое пос 1 Оено ця кампяряторе и1обе сцт)чт 1 вает лармировакие БысокОГО и1)ЦЗКО 1" 0 1 гат ТРИ с ,РОПОРЦЦГгнаттт;тт.т)г СООтветственно отри ательнатлу и поло.ж)тельному палуп.риот,я т с 1)ТЯ БОГО ця ")ц 1 жтлия,. Устрг.г гво 26 яцрес 1 О 1 О 1 г 1.раьлеция: - .редставляет собак счетчикабЕСПЕТ 11 ТБ.; т)Тцц Поцаттз . Т 111 СПЯ БЬд,",ОдттЫХ Сигв ЯЛ Т)Б УСтротЛСТБЯ 1 т пвс т;гтйСИ 11 ХРСНЧЗ тцт тл ВЫХадкой рЕГКСтр 1 О рЕд 11 ЯЗТНЯЧЕ 1пт я г.ранения преобразона 11 кал 1 ллфар:"мяциц,Преобразователь работает следующим Образам,т 1Выхо:;.кые сццусные О., т 1 ., , - 1 и к инусые 1 ПЬ1 с напряжения СКБТ-датчиков поступают на входкоммутатора .Ряесьтотри 1 паследов, "ТЕЛЬтОСТЬ ДЕЙСТВИЯ тРИ БКЛЮЛЕТЦЛИ ОДцт)ГО еяцяля коммутаторао для Ос"т альных зта паследавяттсльцость яцялоГИЧНЯ. 1 ЯтряЛЕИИЛ 11.;, И П, Паатулаюл цо соо 1 етствующлм каналам камму"2 К+ Кг 1414 яОна .к р 13 5 эьнЗОИ сте,чГ 2 и 3, С выход усилителей 2 и 3 на - пряжения поступают на ограничители 6 и 7, при это синусное напряжение5 непосредственно поступает к диодам 24 и 25 первого ограничителя 6 питающего напряжения, а косинусное напряжение - к диодам 24 и 25 второго ограничителя 7 питающего напряжения. Если напряжения Ц 5, и Зк, (фиг.2) не превышают значений Б ор, и Б,р, то напряжения обеих полярностей в цепях питания коммутатора 1 развязывающих усилителей 2 и 3 не изменяются эа Б счет ограничителей 6 и 7. Эти исходные значения формируются дополнительными усилителями 4 и 5 за счет масштабных резисторов 19 и 20 от дополнительного источника постоянного напря жения (Уи Б- напряжения соответственно на выходах 8 и 9 источника).Если в ограничителях 6 и 7 равные резисторы 22 обозначить через К, а резисторы 23 обозначить через Кто 25 напряжения ограничения определяются по формулам Для выполнения условий ограничения полученные напряжения У , и Богр выбраны несколько больше значений обоих напряжений при углах поворота , датчика, равных 45, 135 , 225 и 31.5 (фиг,2). Это обеспечивает работу ограничителей 6 и 7 только от одного из двух напряжений. При выпеуказанных знаениях резисторов 22 и 23 и отсутствии режима ограничения напряжения иа прямых входах дополнительных усилителей 4 и 5 близко к нулю. При преывшении одним иэ напряжений уровня ограничения одной или другой полярности в ограничителях 6 и 7 резисторные делители перестраиваются в группы резисторов 22-1; 22-2; 23-2 или 22-1; 23-1; 22-2 в зависимости от полярности, При этом напряжения3Ф Ц и Ук на прямых вхоцах операционного усилителя 21 усилителей 4 и 5 равны Ф+ Кц, (ц, )-- - +2 К, +К В результате воздействия напряжения Бпроисходит соответственно увели" чение отрицательного и уменьшение положительного напряжения питания коммутаторов 1 и развязывающих усилителей 2 и 3, а при воздействии чапряжения Ю , изменение напряжений питания носит обратный характер.Выходные напряжения раэвяэывающих усилителей 2 и 3 поступают на коммутатор 10 октантов, устройство 11 автоматической синхронизации и определитель 12 октантов. На коммутаторе 10 октантов синусное и косинусное налряжения формируются в виде выпряленных напряжений отрицательной полярности, поступающих во входную цепь (резистор 28) ЦАП 15, и положительной полярности, поступающих в компенсирующую цепь (ЦАП 29) того же ЦАП 15, При этом в коммутаторе 10 происходит сравнение синусного и косинусного напряжений го модулю, чем обеспечивается поступление меньшего иэ напряжений во входную цепь (резистор 28), а большего - в компенсирующую цепь (ЦАП 29) ЦАП 15. В устройстве 1 автоматической синхронизации синусное и косинусное напряжения суммируются по модулю, после чего выделяется периодический переход сумматорного напряжения через ноль. Это вььолняется на компараторе, сигнал которого используется для управления устройством 27 запуска преобразователя. В опреде= лителе 12 октантов обеспечивается определение фаз синусного и косинусного. напряжений и их составляющих суммарного и разностного напряжений на компараторах, Их выходные уровни формируются в трехразрядный код октанта. От устройства 27 запуска преобразователя при поступлении сигналов от устройства 11 автоматической синхронизации и устройства 3 сетевой синхронизации происходит с частотой сети однократное включение ЦАП 15. Устройство 13 сетевой синхронизации обеспечивает периодическое последовательное формирование адресов в устройстве 26 адресного управления, После выполнения в ЦАП 15 поразряцного уравновешивания готовьд результат преобразо 44480нация переносится в выходной регистр 16, куда также поступает код октанта иэ определителя 12 октацтов. 1 ереэ шины 17 и 18 число и адрес выдаатся для дальнешего использования.В предлагаемом преобразователе благодаря введению новых элементов расширен диапазон входных напряжений (за счет автоматического смещения значений питающих напряжений развязывающих усилителей, входцыхфкоммутаторов и ограничительных диодов), что повышает разрядность и точность преобразования. Формула изобретенияМногоканальный преобразователь угла поворота синусно-косинусного датчика в код, содержащий коммутатор выходных сигналов датчиков, первый и второй развязывающие усилители, выходы которых подключены к собственным инвертирующим входам, устройство сетевой синхронизации, вход которого соединен с источником переменного напряжения, а выход подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом устройства автоматической синхронизации первый выход блока управления подключен к входу запуска аналого-цифрового преобразователя, а второй выход - к адресному входу коммутатора выхоцных сигналов датчика угла, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй усилители и ограничители питающих напряжений, коммутатор октантов и определитель октантов, регистр, дополнительный источник постоянного напряжения, неинвертирующие входы первого и второго развязывающих усилителей подключены к синусным и косинусцым выходам коммута -тора выходных сигналов датчиков соответственно, а их выходы соединены спервыми и вторыми входами коммутатора октацтов, определителя октантов,устройства автоматической синхронизации, первого и второго ограничителей питающих напряжений соответствен О цо, выход отрицательного потенциаладополнительного источника постоянного напряжения соединен с первым входом первого усилителя питающего напряжения и с третьим входом первого ограничителя питающего напряжения, выход положительного потенциала дополнительного источника постоянногонапряжения соединен с первым входом второго усилителя питающего напряжения и с третьим входом второгоограничителя напряжепя, выходы первого и второго ограничителей напряжения объединены и соединены с вторыми входами первого ь второго усилите лей питающих напряжений, выход первого усилителя питаащего напряжения1соединен с шинами Плюс питания первого и второго развязывающих усилителей и коммутатора выходных сигналов ЗО датчиков угла, выход второго усилителя питающего напрякения соединен сшинами "Минус.питания первого и второго развязывающих усилителей и коммутатора выходных сигналов датчиковугла, первый и второй выходы коммутатора октантов соединены с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, вьгход определителя октантов соединен с первым входом регистра, второй вход которого подкпючен квыходу аналого-цифрового преобразователя, выход регистра и второй выходблока управления являатся выходамипреобразователя.Подписное Заказ 62 Тир ктна жгород, ул едприят роизводственно-полиграфическ ВНИИ 1 И Государств по делам изобре13035, Москва, Жного комитета СССРний и открытийРаушская наб д.