Многоканальный преобразователь угла поворота вала в код

(56) Дамрачев В.Г. и др. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений.Справочное пособие. М.: Э нергоатомиздат,1987, с. 242, рис. 14,7,Дамрачев В,Г. и Подолян В.А. Преобразователь сигналов вращающегося трансформатора в код угла последовательногоприближения. Журнал "Измерительная техника", М 8, 1984, с. 19, рис, 1.(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности преобразовате.фи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 2ля. Греобразователь содержит синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы 1 по числу каналов, генератор 2 опорной частоты, блок 3 детектирования и перемены функций, коммутатор 4 каналов, два управляемых аналоговых инвертора 5 и 6. формирователь 7 сигналов рассогласования, триггер 8, регистр 9 выбора канала, регистр 10 последовательных приближений, блок 11 . управления, блок 12 синхронизации, Блок 3 выполнен содержащим два дифференциальных усилителя и двенадцать ключей.Предлагаемое выполнение блока 3, а именно использование дифференциальных усилителей. охваченных отрицательной обратной связью, позволяет устранить систематическую погрешность, вызванную уходом параметров ключей блока 3 при изменении условий эксплуатации, например температуры. 2 ил.Цель изобретения - повышение точности преобразователя. 5На фиг,1 приведена структурная схемапредлагаемого преобразователя; на фиг.2 -структурная схема блока детектирования иперемены функций и пример выполнениякоммутатора каналов для случая двухканал ьного преобразователя.Преобразователь содержит синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы 1(СКВТ), генератор 2 опорной частоты, блок3 детектирования и перемены функций, коммутатор 4 каналов, управляемые аналоговые инверторы 5 и 6, формирователь 7сигналов рассогласования, триггер 8, регистр 9 выбора канала, регистр 10 последовательных приближений, блок 11 20управления, например ПЗУ, и блок 12 синхронизации,Коммутатор 4 каналов содержит мультиплексор 13,Блок 3 содержит дифференциальные 25усилители 14 и 15, накопительные элементы16 и 17 (конденсаторы), аналоговые ключи18 - 29, выходы 30 - 33 блока 11, выходы 34 и35 инверторов, выходы 36 - 38 блока 12, выходы 39 - 41 регистра 10, 30Преобразователь работает следующимобразом.В исходном состоянии в регистре 10записан результат предыдущего цикла преобразования. На выходе 37 блока 12 сохраняется низкиЙ уровень сигнала,соответствующий логическому нулю. Приэтом к выходам коммутатора 4 подключенканал, соответствующий адресу, поступающему с регистра 9 на младшие разряды адреса мультиплексора 13, При этом настарший разряд адреса мультиплексора 13поступает сигнал логического нуля с выхода37 блока 12, Этот же сигнал поступает напервый управляющий вход блока 3, замыкая 45его ключи 18, 24, 21 и 27. На выходах 30 и 31блока 11 устанавливаются сигналы логической единицы, закрывающие ключи 19, 20,22, 23, 25, 26, 28 и 29. Таким образом обеспечивается режим выборки блока 3. При 50этом на выходах первого и второго конденсаторов 16 и 17 устанавливаются соответственно напряжения Последнее имеет место, так как черезэлементы 16 и 17 протекают незначительные токи и падение напряжения на ключах 55 25 и 28 значительно меньше падения напряжения на ключах 19 и 22, через которые протекают выходные токи усилителей 14 и 15. Следовательно, с учетом приведенных выше соотношений, выходные напряжения Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике. КО 1 б = 014 =1+КОв+ ЛО 14 017= О 15= 1 + К Ос+ ЛО 15 Кгде ЛО 14 и Л О 5 - напряжения смещения соответственно первого и второго усилителей 14 и 15;К - коэффициент усиления выбранного типа дифференциальных усилителей (К 1).В момент положительного градиента опорного напряжения генератора 2 блок 12 формирует. из последнего сигнал логической единицы на выходе 37, задержанный на четверть периода опорного напряжения . для запуска регистра 10. Одновременно он поступает на старший разряд адреса Ао мультиплексора 13, осуществляющий подключение на его выходы общей шины вне зависимости от кода на его входах младших разрядов, Ключи 18,24,21 и 27 размыкаются и блок 3 переводится в режим хранения. По первому тактовому импульсу на выходе 38 блока 12 осуществляется сброс регистра 10 в состояние, начиная со старшего разряда 01111, где три старших разряда соответствуют-коду первого октанта угла поворота, На выходах 30-33 устанавливается код 1000, замыкающий ключи 20. 26 и 23, 29. В этом случае образуются цепи обратной связи; выход усилителя 14, ключи 19 и 25, конденсатор 16, заряженный до напряжения О 1 б, инвертирующий выход усилителя 14 и выход усилителя 15, ключи 22 и 28, конденсатор 17, заряженный до напряжения 017, инвертирующий вход усилителя 15. Действие обратной связи заключается в том, что сигнал на инвертирующем входе с точностью до напряжения смещения Л Оподдерживается равным потенциалу шины с нулевйм потенциалом, При этом на входах усилителей 14 и 15 устанавливаются напряжения О 14= О 1 б 1 К + ЛО 14К К IО 15 = - О 171+К+ Л 015,где ЛО 14 и ЬО 15 - напряжения смещения дифференциальных усилителей 14 и 15 в режиме хранения;О 14 и 015 - напряжение на общих точках ключей 19, 25 и 22, 28 соответственно.20 25 30 35 40 45 50 55 еблока 3 отличаются от его входных напряжений на незначительную величину, так как напряжения усилителей 14 и 15, падение так какК1+К- 1; Ь О( = Л О(, эти выражения можно упростить Далее блоками формирователем 7, триггером 8, регистром 10 и блоком 11 обеспечивается процесс поразрядного уравновешивания в соответствии с таблицей состояний блока 11, приведенной ниже в зависимости от кода октанта на выходах 39-41 регистра 10, где 1 соответствует разомкнутому состоянию соответствующего ключа, 0 - замкнутому состоянию соответствующего ключа. Далее ключами 19 - 29. управляемыми аналоговыми инверторами 5 и 6 и блоком 11 управления, который может быть выполнен, например на ПЗУ, обеспечивается процесс подразрядного уравновешивания угла поворота вала, приведенного к первому октанту по его коду, сформированному на выходах 39 - 41 старших разрядов регистра 10 согласно приведенной таблице.По фронту тактового импуЛьса с выхода 36 блока 12 устанавливаются в ноль триггер 8 и элементы формирователя сигналоь рассогласования, который может быть выполнен традиционными методами преобразования из выходных сигналов СКВТпропорциональных з(пди создпо алгоритмам зпд соз(р - созд з вр или з и"д - соз д тц о.Приведенное выполнение блока детектирования и перемены функций, а именно использования дифференциальных усили телей, охваченных отрицательной обратной связью, позволяет устранить систематическую погрешность, обусловленную дрейфом параметров ключей, входящих в блок 3 при изменении угловой эксплуатации, например, температуры. напряжений на ключах 19 и 22 благодаряохвату этих цепей общей о.рицательнойсвязью значительно скомпенсированы. Формула изобретения Многоканальный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусноконусные вращающиеся трансформаторы,входы которых подключены к выходу генератора опорной частоты, а выходы соединены с информационными входами коммутатора каналов, адресные входы которого, кроме старшего, подключены к выходам регистра выбора каналов, а выходы соединены с информационными входами блока детектирования и перемены функций, первый и второй управляемые аналоговые инверторы, формирователь сигналов рассогласования, выход которого соединен с одним входом триггера, выход которого соединен с информационным входом регистра последовательных приближений, выходы младших разрядов которого соединены с цифровыми входами формирователя сигналов рассогласования, а выходы старших разрядов - с группой входов блока управления, первый и второй выходы котооого соединены с управляющими входами управляемых аналоговых инверторов соответственно, вход блока синхронизации подключен к выходу генератора опорной частоты, первый его выход - к другому выходу триггера, второй его выход - к тактовому входу регистра последовательных приближений, а третий - к первому управляющему входу блока детектирования и перемены функций, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, блок детектирования и перемены функций выполнен содержащим первый и второй дифференциальные усилители, прямые входы которых являются информационными входами блока, первый и второй накопительные элементы и с первого по двенадцатый ключи, выходы первого и второго дифференциальных усилителей соединены с информационными входами первого, второго третьего ключей и четвертого, пятого, шестого ключей соответственно, выходы первого и второго ключей соединены с инверсными входами первого и второго дифференциальных усилителей1660174 20 соответственно и с одними выводами первого и второго накопительных элементов соответственно, другие выводы которых подключены к входам седьмого, восьмого, девятого и десятого. одиннадцатого, двенадцатого ключей соответственно, выходы седьмого и десятого ключей соединены с общей шиной, управляющие входы первого, седьмого, четвертого и десятого ключей объединены и являются первым управляющим входом блока, управляющие входы второго, восьмого, пятого и одиннадцатого ключей обьединены и являются вторым управляющим входом блока, управляющие входы третьего, девятого, шестого и двенадцатого ключей объединены и являются третьим управляющим входом блока, выходы третьего,девятого и шестого. двенадцатого ключей попарно объединены и являются выходами блока, которые соединены с информационными входами первого и второго аналого вых управляемых инверторов, выходыкоторых соединены с информационными входами формирователя сигналов рассогласования, управляющий вход которого подключен к первому входу блока синхрони зации, третий выход которого соединен совходом запуска регистра последовательных приближений и блока управления, к адресному входу старшего разряда коммутатора каналов, третий и чевертый выходы блока 15 управления соединены со вторым и третьимуправляющими входами блока детектирования и перемены функций.1660174 Составитель М.Сидороваедактор Т,Горячева Техред М;Моргентал Корректор И,Муска Произв венно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина Заказ 1855 Тираж 475 Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5