Преобразователь угол код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛ ИЯОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ГОСУДАРСТВЕННОЕПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) к авторскому свидетел(71) Раменское приборостроительное конструкторское бюро(72) Наумов АЛчернышев ДА(56) Авторское свидетельство СССР й 1001136, кп. Н ОЗМ 1/64, 1981.Авторское свидетельство СССР й 463128, кл. Н ОЗМ 1/48, 1973.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - КОД (57) Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет за счет введения в преобразователь, содержащий синусо-косинусный трансформаторный датчик 1, источник 2 напряжения, первый(51) 6 НОЗМ 1 48 3 и второй 4 переключатели, первый 5 и второй 6 интеграторы, преобразователь У код - напряжение, функциональный преобразователь 8 отношения напряжений в код, реверсивный счетчик 11 и блок 14 управления, вычитающего усилителя 9, компаратора 10, генератора 12 импульсов и элемента И 13 исключить погрешность, вносимую функциональным преобразователем отношения напряжений в код в процесс (результат) выравнивания крутизны синус - ного и косинусного интеграторов 5 и 6, и тем самым повысить точность преобразователя, а также осуществлять выравнивание интеграторов за один цикл режима коррекции, тем самым в значительной степени повысить быстродействие режима коррекции интеграторов преобразователя. 1 зл. ф-лы, 2 ит.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки данных.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия преобразователя.Структурная схема преобразователя угол - код приведена на фиг. 1; структурная схема блока управления - на фиг. 2,Преобразователь угол - код содержит синусно-косинусный трансформаторный датчик 1, источник 2 напряжения, первый 3 и второй 4 переключатели, первый 5 и второй 6 интеграторы, преобразователь 7 код - напряжение, функциональный преобразователь 8 отношения напряжений в код, вычитающий усилитель 9, компаратор 10, реверсивный счетчик 11, генератор 12 импульсов, элемент И 13 и блок 14 управления.Блок 14 управления содержит первый 15, второй 16 и третий 17 компараторы, элемент Н Е 18, первый 19 и второй 20 элементы задержки, первый 21 и второй 22 элементы И СКЛ ЮЧАЮЩЕ Е ИЛ И, элемент ИЛИ 23, первый 24, второй 25 и третий 26 элементы И, триггер 27 и счетчик-распределитель 28.Преобразователь угол - код работает следующим образом.Напряжения с синусно-косинусного трансформаторного датчика 1, пропорциональное зп а и соза, поступают на второй и третий входы блока 14 управления, на первый вход которого подается переменное опорное напряжение Ооп, непосредственно и через первый 3 и второй 4 переключатели соответственно подключаются к входам первого 5 и второго 6 интеграторов, Первый 5 и второй 6 интеграторы интегрируют входные напряжения, пропорциональные з 1 п а и соз а, в течение половины периода сигнальных напряжений, что обеспечивается блоком 14 управления (первым 15, вторым 16 и третьим 17 компараторами, элементом НЕ 18, первым 19 и вторым 20 элементами задержки, первым 21 и вторым 22 элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элементом ИЛИ 23, первым 24 и вторым 25 элементами И и триггером 27) и позволяет исключить ошибку от квадратурной составляющей и высших гармоник, кратным двум. т/240 Х О я 1 пИ,ея 1 щ д)ао(2) В результате интегрирования на выходе первого 5 и второго 6 интеграторов получаются напряжения т/2е 1 щХ 1 " я 1 цдя 1 ПфС( - я 1 тш о т/2Х У я 1 пяс сояою - со (")о5 где Ов - амплитудное значение входных сигнальных напряжений;а- угол поворота датчика 1;51 - значение крутизны синусного ин тегратора 5;32 - значение крутизны косинусного интегратора 6.Напряжение, пропорциональное зи а,с выхода первого 5 интегратора поступает 15 на синусный вход функционального преобразователя 8 отношения напряжений в код, а напряжение, пропорциональное соз а, с выхода второго 6 интегратора поступает на аналоговый вход преобразователя 7 код - 20 напряжение, выход которого соединен с косинусным входом функционального преобразователя 8 отношения напряжений в код, который преобразует напряжения, пропорциональные з 1 п аи соз а, в код угла.25 В соответствии с формулами (1) разницамеждуреальнымизначениями Оы аи Осое а на выходах первого 5 и второго 6 интеграторов определяется какРЛ = Ц -Б = (Б -Б )30 соей е 1 оО: 2 1т/2т/2( Х У я 1 пЫ сояа сто, - Х 0 я 1 пц 1о Во х я 1 пк Ю)35 т/2 ЬБ( Х (т Я 1 ттЮС СОЯа Югде о 2-31=Л 3 - разница между крутизной второго 6(косинусного) и крутизной первого45 5 (синусного) интеграторов. В течение цикла режима коррекции интеграторов 5 и 6, задаваемого блоком 14 управления (триггером 27, счетчиком-рас пределителем 28 и третьим 26 элементомИ), на входы первого 5 и второго 6 интеграторов через первый 3 и второй 4 переключатели соответственно поступает напряжение от источника 2, что соответствует эталонно му углу а= 45 о. При этом теоретическоезначение Озотеор. й =45 =Осов теор. й = 45 (3)т/2Б Г 0 фя 1 пцй - Ж2 в 2о т/2Б Г О фя 1 пИф1о тг т/2Б Г 0 я 1 поС - Ж+ЬБ Г 0 я 1 пц 1 - Ж1 в . 2 в 2о о50 3Кд Б+Ю тогда 1 И 1- 1 + - =К 5 Б9 а разница между реальными значенияминапряжений на выходах первого 5 и второго6 интеграторов эталонного угла а=45 о в соответствии с формулой (2) определяется как Ьйк = 45 = О -13сов%Я з 1 п 45т/2= ЬБ Г У я 1 пЫф - ЖВ 2о Напряжение с выхода первого 5 интегратора, пропорциональное эи а 45 о, поступает на синусный вход функционального преобразователя 8 отношения напряжений в код и на первый вход вычитающего усилителя 9, а напряжение с выхода второго 6 интегратора, пропорциональное соз а 45 о, поступает через следящую систему, состоящую из преобразователя 7 код - напряжение, компаратора 10, реверсивного счетчика 11, генератора 12 импульсов и элемента И 13, на косинусный вход функционального преобразователя 8 отношения напряжений в код и на второй вход вычитающего усилителя 9.По переднему фронту каждого импульса (сигнала) с второго выхода блока 14 управления, соответствующего циклу режима коррекции и интеграторов 5 и 6, все разряды реверсивного счетчика 11 устанавливаются в единичное состояние, так как его информационные входы соединены с шиной логической "1" преобразователя и так как его выходы соединены с цифровыми входами преобразователя 7 код - напряже-, ние, последний полностью открыт, т.е. его коэффициент деления равен единице и напряжение на его выходе в первоначальный момент определяется как Озцх ПКН=Осов 45 Кд(Кд=1)Осоз 45 (5) Следовательно, коэффициент деленияпреобразователя 7 код - напряжение определяется как где Кд - управляемый коэффициент деленияпреобразователя 7 код - напряжение,Задавая условие Я 2Я 1, имеемОсоз 45 Овп 45, И В рвэуЛЬтатЕ На ВЫХОДЕ ВЫ 5 читающего усилителя 9 получаем так как на выходе вычитающего усилителя 9 10 присутствует положительное напряжениеЬ О 45 о, компаратор 10 вырабатывает напряжение, соответствующее уровню логической "1", по которому частота с выхода генератора 12 импульсов через элемент И 15 13 поступает на.счетный вход реверсивногосчетчика 11. В силу того, что вход выбора режима "сложение-вычитание" реверсивного счетчика 11 соединен с шиной логического "0" преобразователя, последний 20 работает в режиме вычитания, т,е. его код скаждым тактом частоты генератора 12 импульсов уменьшается, что приводит к уменьшению коэффициента деления преобразователя 7 код - напряжение, 25 Другими словами для цикла режимакоррекции интеграторов правомерно выра- жение Выражая значение крутизны косинус ного интегратора 6 через значение крутизны синусного интегратора 5, а именно Я 2=1+ М, формулу (8) можно записать в видеЮ2 Таким образом, коэффициент деления 55 преобразователя 7 код - напряжение уменьшается до тех пор, пока напряжения на входах вычитающего усилителя 9 не сравняются, и остается неизменным на весь дальнейший цикл преобразования доследу1826836 ющего цикла режима коррекции интеграторов. Тогда реальное значение косинусного напряжения на входе функционального преобразователя отношения напряжений в код в течение всего цикла преобразования определяется как т,г Я 0 К щ (5 +ЬЯ),Г ) гпцС сова Ю -щ1СОВ РВОВ Ф ) 3 Вз +ья/О 1тгзф 5 3 ГО я)ац 1 сага жОСледовательно, включение управляемого делителя напряжения, входящего в соФормула изобретения1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - КОД, содержащий синусно-косинусный трансформаторный датчик, первый и второй выходы которого подключены к первым входам первого и второго переключателей соответственно, вторые входы которых объединены и подключены к выходу источника напряжения, а выходы подключены к входам первого и второго интеграторов соответственно, выход первого из которых подключен к первому входу функционального преобразователя отношения напряжений в код, а выход второго - к аналоговому входу преобразователя код - напряжение, цифровые входы которого подключены к входам реверсивного счетчика, а выход подключен к второму входу функционального преобразователя отношения напряжений в код, выход которого является выходом преобразователя, блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены вычитающий усилитель, компаратор, элемент И и генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И, при этом первый и второй входы вычитающего усилителя подключены к выходам первого интегратора и преобразователя код - напряжение соответственно, а выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к общей шине, а выход подключен к второму входу элемента И, первый вход блока управления соединен с шиной переменного опорного напряжения, а второй и третий входы подключены соответственно к первому и второму выходам синусно-коси нусного трансформаторного датчика, первый выход блока управления подключен к управляющим входам интеграстав преобразователя код - напряжение, со следящей системой, состоящей из вычитающего усилителя, компаратора, реверсивного счетчика, генератора 5 импульсов и элемента И, в цепь косинусного интегратора позволяет исключить ошибку. вносимую в устройстве-и рототипе функциональным преобразователем отношения напряжений в код, а также 10 обеспечить выравнивание крутизны интеграторов за один цикл режима их коррекции,15 торов и функционального преобразователя отношения напряжений в код, а второй выход подключен к управляющим входам переключателей, к входу разрешения установки реверсивного счетчика и к третьему входу элемента И, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика, вход выбора режима "сложение-вычитание" 25 которого подключен к шине логического"0" преобразователя, а информационные входы - к шине логической "1".2, Преобразователь по п,1, отличающийся тем, что блок управления содер жит три компаратора, элемент НЕ, дваэлемента задержки, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент ИЛИ, три элемента И, триггер и счетчик-распределитель, причем первые входы компара торов являются соответственно первым,вторым и третьим входами блока управления, а вторые входы обьединены и подключены к общей. шине, выход первого компаратора подключен к первому 40 входу первого элемента И непосредственно и через элемент НЕ к первому входу второго элемента И, выходы второго и третьего компараторов подключены соответственно к первым входам 45 первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ непосредственно и через первый и второй элементы задержки к вторым входам первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. выхо 50 ды которых подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к вторым входам. первого и второго элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам триггера, выход которого является первым выходом блока управления и подключен к первому входу третьего элемента И и к счетному входу счетчика-распределителя, установочный вход которого подклю10 1826836 чен к шине логического "0", а один из выходов подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого является вторым выходом блока управления. йг 8 оставитель А.Наумовехред М,Моргентал Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5