Функциональный преобразователь угла поворота вала в код

Союз СоветснихСоциалистическихРеспубпин ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а 875421(51)М, Кл. 6 08 С 9/04 31 теударстаишых кенктет СССР ав делан взабретаахй н етарцтвй(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ ПОВОРОТА ВАЛА В КОД тран тудн ИИзобретение относится к автоматике и измерительной технике, а именно к устройствам преобразования угла поворота вала в цифровой код угла и тригонометрических функций этого угла с синусно-косинусными вращающимисясформаторами, работающими в амплиом режиме.звестен преобразователь угол-код, содержащий синусно-косинусный транс 19 форматор, замкнутые в кольцо два интегрирующих и один инвертирующий усилители. Работа преобразователя происходит в два такта. На первом такте производится задание начальных усло"13 вий на интеграторах по выходным на-. пряжениям трансформатора, пропорциональным синусу и косинусу угла, на втором такте преобразователь перево" дится в режим осциллирования, причем время от начала осциллирования до перехода выходного напряжения одного из интеграторов через нуль прямоЬ пропорционально арктайгенсу отношения начальных условий интеграторов, а, следовательно, углу поворота вала. Цифровой эквивалентугла получается после преобразования временного интервала в кодМНедостатком этого преобразовате-. ля является эавнсимость значений выходного кода от постоянных времени интеграторов, изменение которых вслед" ствие температурной и временной нестабильности времязадающих резисторов и конденсаторов ведет к довольно значительным погрешностям, Кроме того, преобразователь не позволяет получить с достаточной точностью код синуса и косинуса угла поворота вала.Наиболее близким по технической сущности является функциональный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вра" щающийся трансформатор, определитель октантов, формирующий три старших разряда кода угла, аналоговый коммутатор, подклюттающий в нечетных октантах си8754 20 30 Формула изобретения( и- решетчатая функция, соответствующая выходному коду сумматора 8;Кщ 2 - число, равное отношениюцен разрядов выходов и 5вторых входов (младшихразрядов ) сумматоров 7и 8;,ш - смещение разрядной сеткимежду выходами и вторымивходами сумматоров 7 и 8,и - число импульсов, поданныхна тактовые входы сумматоров 7 и 8.Решение системы уравнений (1) даетп 1= (1 К )" 41011,Го 3х зп(п агсйдК+ агсщ(2)о 32.03где Г 10 Д Г 2 ОД - начальные условия.Пользуясь выражением (2) можно определить число импульсов и, поданных натактовые входы сумматоров 7 и 8 с Момента начала вращения вектора до момента равенства нулю выходного кодасумматора 71 п = 0г, 1 о.п -агсВдагсйдК Ф 03 21 6записывающий в них константы А и В . соответственно. Вслед эа этим по импульсам, поступающим с выхода блока О управления на тактовые входы сумматоров 7, 8 и 12, производится вращение исходного единичного вектора с начальными координатами (К 2/2, "Г 2/2) или (1,0) при одновременном суммировании в сумматоре 12 константы, С. Причем константе С на этом этапе присваивается значение С = агсйдК независимо от октанта. Тактовые импульсы продолжают поступать до тех пор, пока уголС, полученный на первом этапе работы в сумматоре 12, не дополнится до Е/4, что фиксирует дешифратор 15. При этом исходный единичный вектор повернется на угол (Ф -с,), а на выходах 16 и 17 сформируются коды модулей синуса и косинуса угла поворота вала трансформаторасоответственно. Знаковый разряд кода синуса совпадает со старшим разрядом кода угла, а значковый разряд кода косинуса легко получить суммированием по модулю 2 двух старших разрядов кода угла.в нечетных октантах и =о/агсФдК,в четных - и = ( - -о)/агсйдКЯДля формирования двоичного кода 35 угла Ы сумматор 12 производит по тактовым импульсам суммирование константы С, которой присваивается формирователем 14 констант в нечетных октантах значение С = агсйдК, а в . 40 четных С = -агсйдК в дополнительном коде. Таким образом при переходе выходного кода сумматора 7 через нуль, что фиксируется дешифратором 11, на выходах 3;и 13 формируется двоичный 45 код угла О.После того, как в сумматоре 12 сформировался код угласто, приведен-.ного в первый октант, по сигналу дешифратора 11 блок О управлений фор мирует команду, по которой разрешается прохождение через мультиплексор 6 константы А, и формирователь.14 констант присваивает констрантам значение А = В = 12/2 в нечетных октантах и А = 1, В = О в четных ок-, тантах. Одновременно блок 10 управления формирует импульс записи ша установочных входах сумматоров 7 и, 8 функциональный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого соединены с первыми двумя входами аналого-цифрового преобразователя через аналоговый коммутатор и непосредственно со входами определителя октантов, выход которого соединен с третьим,входом аналогового коммутатора, и выхо" дом старших разрядов кода угла преобразователя, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены формирователь констант, мультиплексор, три накапливающих сумматора, два дешифратора и блок управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго дешифраторов, третий вход - с тактовым входом преобразователя, первый выход - с тактовыми входами трех накапливающих сумматоров, второй выход - с установочными входами первого и второго накапливающих сумматоров, третий выход - с первым входом формирователя констант и первым входом875421 мультиплексора, второй вход которогосоединен с выходом аналого-циФровогопреобразователя, третий - с первым выходом формирователя констант, а выход - с первым информационным входомпервого накапливающего сумматора, второй информационный вход которого соединен с одним выходом второго накапливающего сумматора, а выход - с выходом кода синуса угла преобразова Отеля, входом первого дешифратора и одним информационным входом второго накапливающего сумматора, другой информационный вход которого соединен с вторым выходом формирователя констант, 1,а другой выход - с выходом кода косинуса угла преобразователя, второй вход 8Формирователя констант соединен с вы"ходом определителя октантов а третийУвыход формирователя констант соединенс информационным входом третьего накапливающего сумматора, выход которого соединен со входом второго дешифратора и выходом младших разрядов кода угла преобразователя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Шмид Г. Интегральные схемы вместо электро-механического решающегоприбора, - "Электроника", 1966, т. 39,9 1, с. 3-8.2, Авторское свидетельство СССРУ 550664, кл. О 08 С 9/04, 1975(прототип).