826385

Союз Советски лСоциалистическиеРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 826385(22)Заявлено 24.09.79 (2) 2820949/8-24с присоединением заявки РЙ(51)М. Кд,6 08 С 9/04 Ьвудлрстеенньй комитет СССР во делам изобретений и отнрытнй(088. 8) Дата опубликования описания 31, 04,8 1(54) 1 ДЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Изобретение относится к вычисли 1 1тельной технике в частности к аналогово-цифровьв преобразователям, обеспечивающим связь цифровых вычислительных машин (ЦВМ)с устройствами,выдающими информацию в аналоговойформе.Известен преобразователь углаповорота валов в двоичный код, со. держащий синусно-к осинусные вращаюциеОся трансформаторы, коммутатор, четыре парафазных усилителя, коммутатор октантов, преобразователь напряжение-код ПНК, суммирующий блок,два масштабирующих элемента, преобразователь код-напряжение, инвер-,тор, регистр октантов, блок синхронизации, делитель тактовых импульсов и распределитель 1,Недостатком этого преобразрвателяявляется его сложность.Известен многоканальный функциональ.ный преобраЪователь угла поворота в двоичный код, в котором роторы . СКВТ механически поворачиваются науглы, которые должны быть преобразованы в кодовый эквивалент. Выходы каждого СКВТ (синусный и косинусный)соединены со входами коммутатораканалов, на выходе которого воспроизводится сииусное и косинусное напряжение одного из СКВТ, выбранного адресным устройством ЦВМ. Синусноеи косинусное напряжения подаются насоответствующие последовательно включенные инвертирующие усилители. Выходы всех усилителей соединены совходами коммутатора октантов, на од,ном из выходов которого воспроизводит,ся синусиое, а на другом - косииусное напряжения, приведенные к первому октанту, т. е, эти напряжения,имеют одну фазу, а амплитуда синусного напряжения всегда меньше амплитуды косинусного. При этом в регист,ре октаитов, вход которого соединенс выходом сравнивающего устройства,формируется код номера октанта, кото3 8263 рый подается на управляющий вхсц коммутатора октантов. Синусный выход коммутатора октантов соединен со входом сравнивающего устройства, входящего в ПНК, который построен по методу поразрядного уравновешивания и в качестве элемента обратной связи имеет ПКН, управляющие входы которого по числу разрядов кода соединены с выходами регистра управления, один 10 вход которого соединен с вьходом сравнивающего устройства. Опорное напряжение преобразователя напряжение-код, зависящее в данной схеме от значения кода, формируется на выходе 15 суммирующего усилителя, выход которого соединен со входом ГП(Н. Один вход суммирующего усилителя соединен с косинусным выходом коммутатора октан-. тов, а другой - с выходом ПКН в Функ ции тангенса половинного угла, управляющие входы которого соединены с выходом регистра управления, Вход регистра управления соединен с выходом сравнивающего устройства, а вход 25 ПКН в функции тангенса половинного угла соединен с выходом коммутатора октантов. По "ледовательность работы преобразователя во времени задается распределителем тактовых сигналов, З 0 выходы которого соединены с тактовыми входами регистра октантов, коммутатора октантов, сравнивающего устройства и регистров управления, а его вход соединен с выходом фазирую- З 5 щего формирователя. В конце цикла преобразования на- пряжение .обратной связи на входе сравнивающего устройства становится равным синусному напряжению,. поданному /на другой его вход,а код,сформированный в регистре управления, становится эквивалентным углу поворота в диапазо 45 не первого октанта. С выхода регист" ра управления этот код подается на вход регистра хранения кода, на другой вход которого иэ регистров октантовпоступает код номера октанта,50.В результате, суммирования обоих кодов образуется выходной код, поступающий затем в ЦВМ 2 Недостатком известного преобразователя является необходимость применения в его схеме суммирующего усилителя и преобразователя код-напря" жение в функции тангенса половинного Всугла, который является сложным устройством и требует специальной разработкиЦель изобретения - упрощение преобразователя угла поворота вала в код.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий входной коммутатор, входы которого соединены с выходными обмотками синусно-косинусных вращающихся трансформаторов и выходом адресного устройства ЦВМ, а выходы - со входами первого синусного и первого косинусного инвертирующих усилителей, последовательно сочиненных с оотв етс тв енно со в торым синусным и вторым косинусным инвертирующими усилителями, выход каждого инвертирующего усилителя соединен с соответствующим в ходом к оммутатора октантов:, регистр октантов, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора октвнтов, преобразователь напряжение-код, включающий в себя сравнивающее устройство, преобразователь код-напряжение и регистр управления, причем прямой вход сравнивающего устройства соединен с синусным выходом коммутатора октантов, а инверсный вход соединен с вы.ходом преобразователя код-напряжение,выход сравнивающего устройства соединен с сигнальными входами регистра октантов и регистра управления, первыевыходы которого соединены с управляющими входами преобрззоватсля коднапряжение, распределитель тактовыхсигналов, один выход которого соединен с тактовым входом коммутатораоктантов, а другой - с тактовымивходами регистра управления, регистра октантов и сравнивающего устройства,. вход распределителя тактовыхсигналов соединен с выходом Фазирующего Формирователя, регис";р хранениякода, один вход которого соединен совторым выходом регистра октантов, адругой - со вторым выходом регистрауправления, введены дополнительныйлинейный преобразователь код - напряжение, аналоговый вход которогосоединен с еинусным выходом коммутатора октантов и прямым входом сравнивающего устройства, а управляющиеФвходы соединены,с управляющими входами преобразователя код-напряжениеи первыми выходами регистра управде826385 5ния, и реэистивный делитель напряжения, состоящий из двух последовательно соединенных резисторов, при, чем средняя точка делителя напряжения соединена со входом преобразователя код-напряжение, один вывод делителя напряжение соединен с косинусным выходом коммутатора октантов, адругой - с выходом дополнительноголинейного, преобразователя код в напря ние.На чертеже изображена схема преобразователя угла поворота вала в код,Преобразователь угла поворота валав код состоит из СКВТ 1, обмотки которых соединены со входами входногокоммутатора 2 каналов, управляющийвход которого соединен с выходомадресного устройства ЦВМ 3. Синусный выход входного коммутатора 2 20соединен с последовательно включенными инвертирующими усилителями 4, акосинусный - с последовательно включенными инвертирующими усилителями 5.Выходы усилитачей 4 и 5 соединейы со 25входами коммутатора 6 октантов, управляющий вход которого соединен свыходом регистра 7 октантов, синусныйвыход соединен с прямым входом сравнивающего устройства 8 преобразователя 309 напряжение-код, а синусный выходсоединен с одним выводом резистивн, -го делителя О напряжения. Вход регистра 7 октантов соединен с выходом сравнивающего устройства 8, авыход - со входом регистра 11 хранениякода. Средняя точка делителя 10 напряжения соединена со входом ПКН 12,вы -ход которого подсоединен к инверсномувходу сравнивающего устройства 8, а 40.управляющие входы аппо числу разрядовкода)соединены с выходами регистра 13управления,45Синусный выход коммутатора 6 октантов соединен со входом дополнительного линейного ПКН 14, выход которого соединен с другим выводом резистивнога делителя 10 напряжения, а управляющие50 входы соединены с управляющими входами ПКН 12. Управляющие выходы распределителя тактовых сигналов 15 соединены со входами коммутатора 6 октантов,. регистра 13 управления,55 сравнивающего устройства 8 и регистра 7 октантов. Вход распределителя 15 тактовых сигналами соединен с выходом фазирующего формирователя 16, Выход 6регистра 13 управления соединен со входом регистра 11 хранения кода.Устройство работает следующим образом. Последовательность работы преоб - разователя в динамике задается распределителем 15 тактовых сигналов, кото - рый запускается фазовым формирователем 16 и управляет работой коммутатора 6 октантов, регистра 7 октантов, регистра 13 управления и сравнивающего устройства 8. При механическом повороте роторов СКВТ 1 Ма различные углы меняются синусные и косинусные напряжения выходных обмоток, соединенных со входным коммутатором 2, на выходе которого воспроизводится синусные и косинусные напряжения того СКВТ, адрес которого поступает из адресного устройства ЦВИ 3, После прохождения через инвертирующие усилители 4 и 5 зти напрягни поступают на коммутатор 6 октантов. При этом дважды инвертируемые синусные и косинусные напряжения через коммутатор октантов 6 подсоединяются последовательно во времени к прямому входу сравнивающего устройства 8, и в результате сравнения с нулевым уровнем, подаваемым на инверсный вход, определяются знаки фаз синусного и косинусного напряжения, т. е. производится выбор квадранта и формируются значения первых двух разрядов кода старших разрядов (9 ), После этого производится выбор октанта, для чего сравниваются между собой синусное и косинусное напряжения, приведенные к положительной фазе, что достигается соответствующей коммутацией илвертируемых и неинвертируемых напряжений в коммутаторе 6 октантов,который управляется регистром 7 октантов и распределителем тактовых сигналов 15. Сравнение напряжений происходит в сравнивающем устройстве при подаче синусного на-ф пряжения на прямой вход, а косинус- ного напряжения на инверсный вход че рез резистивный делитель 1 О напряжения и ПКН 12 при полном значении кода 81. В результате этой операции в регистре 7 октантов формируется код ыомера октанта (т. е. код трех старанх разрядов Осю)а на выходах коммутатора 6 окнтантов воспроизводится, два напряжения, причем одно иэ щх соответствует синусуг 8 первого октанта (синусное), а второе - косинусу первого октанта(косинусное) , таким образом, эти напряжения имеют положительную фазу, и синусное всегда меньше косинусного.Последующее преобразование происходит в замкнутой системе преобразователя 9 напряжение-курд, который построен по методу поразрядного уравновешивания и в качестве элемента обратной связи имеет ПКН 12, соединенный с .регистром управления 13, где формируется код 9 . При этом роль преобразуемого играет напряже,ние, снимаемое с синусного выхода коммутатора 6 октантов,а опорное напряжение формируется в средней точке резистивного делителя напряжения 10, В предлагаемом устройстве реализуется следующая приближенная зависимость81 пд. ОКсовд,+( 1-к)6 ьМд 1, (4)откудафас ( )Ксов+ (1-к) ОжогаМетодическая ошибка при зйачении к оэффици ента К = О, 7825, прив ед еннаяо к углу, не превосходит 2, что составляет 0,017 от угла ЗбО . Из приближенной зависимости 2 следует, что опорное напряжение должно соответствовать выражениюоо 8,1+(а-К 18 Мо й (3)2 б 385 произведений, подается в качествеопорного на вход поеобоазователя 12код-напояжение, В конце цикла преобразования напряжение обратной связи,равное опорному, умноженному на значение кода Фсравняется с преобразуемым синусным напряжением, а код 9,сформированный в регистре управления,получается эквивалентным углувдиапазоне первого октанта. С выхода 5 10регистра 13 управления код угла,приведенного к первому октанту 9 подается на вход регистра 11 хранениякода, на другой вход которого из регистра 7 октантов подается код номера октанта Вой . В результате простого суммирования этих кодов получает -ся полный выходной код преобразуемого угла поворота, поступающий далеев ЦВМ.Использование изобретения позволит упростить преобразователь углаповорота вала в код путем исключенияиз него сложного функционального 2)преобразователя код-напряжение вфункции тангенса половинного угла,регистра его управления и суммирующего усилителя, а также путем построения схемы преобразователя на базетолько линейных ПКН, что позволитунифицировать элементную базу устройства и снизить его стоимость.Зкономический эффект от использования предлагаемого изобретенияобусловлен его техническими ос об ен -нос тями.Для получения произведения 88 одв устройство введен дополнительный линейный ПКН 14, идентичный основному ПКН 12, имеющий с ним общие управляющие входы, соединенные с выходами регистра 13 управления. Умножение косинусного напряжения на постоянный коэффициент К, а напряжения, пропорционального О е 1 й А снимаемого с выхода дополнительного линейного ПКН 14 на постоянный коэффициент(1- К)производится на одном и том же ре-зистивном делителе 10 напряжения путем подачи этих напряжений на противоположные крайние точки делителя, причем отношение сопротивления резистора, соединенного с выходом дополнительного линейного ПКН к сумме сопротивлений обоих резисторов делителя равно К. Напряжение в средней точке делителя 1 О, равное сумме полученных формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код содержащий входной коммутатор, входы которого соединены с выходными обмотками синусно - косинусных вращающихся трансформаторов и выходом адресного устройства ЦВМ, а выходы - со входами первого синусного и первого косинусного инвертирующих усилителей, последовательно соединенных соответственно со вторым синусным и вторым косинусным инвертирующими усилителями, выход каждого иивертирующего усилителя соединен с соответствующим входом коммутатора октантов, регистр октантов, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора,октантов, преобразователь напряжение-код,содержа9 8263 щий сравнивающее устройство, преобразователь код-напряжение и регистр управления, причем прямой вход сравнивающего устройств.а соединен с синусным выходом коммутатора октантов,5 а инверсный вход соединен с .выходом преобразовате 3 ы код-напряжение, выход .сравнивающего устройства соединен с сигнальными входами регистра октантов и регистра управления, первые выходы которого соединены с управляющими входами преобразователя код-напряжение, распределитель тактовых сигналов, один выход которого соединен с тактовым входом коммутатора октантов, а другой - с тактовыми входами регистра управления, регистра октантов и сравнивающего устройства, вход распределителя тактовых сигналов соединен с выходом фаэирующего формирователя, регистр хранения кода, один вход которого соединен со вторым выходом регистра октантов, другойсо вторым выходом регистра управления, отличающийся тем,что,с целью упрощения преобразователя, в 85 1 Онего введены дополнительный линейный преобразователь код-напряжение,аналоговый вход которого соединен ссинусным выходом коммутатора октантов и прямым входом сравнивающегоустройства, а управляющие входы соединены с управляющими входами преобразователя код-напряжение и первымивыходами регистра управления, и реэистивный делитель напряжения, состоящий из двух последовательно соединенных резисторов, причем средняяточка делителя напряжения соединенасо входом преобразователя код-напряжение, один вывод делителя напряжения соединен с косинусным выходомкоммутатора октантов, а другой - свыходом дополнительного линейногопреобразователя код-напряжение.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРФ 657447, кл, 6 08 С 9/04, 1977.2. Авторское свидетельство СССР367442, кл. 6 08 С 9 Ю 4, 1970, Заказ 2378 35 Тираж 691 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал НПППатент", г. Ужгород, ул. Проектная,4