Преобразователь угла поворота вала в код

СОЮЗ СОВЕТСНИХШЭВ 6 йЮеСНИКРЕСПУБЛИК Э(59 08 С 9 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 549825, кл. С 08 С 9/04, 1975.2Авторское свидетельство СССР Мф 607249, кл. С 08 С 9/04, 1974,3. Авторское свидетельство СССР В 855708, кл. С 08 С 9/00, 1979 (прототип).(54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены кодним входам формирователя фазовыхимпульсов, первый триггер, прямые иинверсные выходы которого подключенык одним входам первого и второго элементов И соответственнб, выходы кото-рых подключены к установочным входамвторого триггера, выходы второготриггера подключены к другим входамформирователя фазовых импульсов, синхронизатор.частот, первый выход которого подключен к.первому входу Формирователя кодов, второй вход формирователя кодов соединен с прямым выходом второго триггера, третий вход -с выходом первого элемента И, фильтр,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения диапазона однозначного определения углов преобра,.ЯО, 1128277 зователем в зоне рабочих углов, в него введены третийи четвертый элементы И, элемент задержки и блок синхронизации фазовых импульсов, входы которого соединены с выходом формирователя фазовых импульсов и первым . выходом синхронизатора. частот, а вьг ход подключен к другим входам первого и второго элементов И, второй выход синхрбнизатора частот через фильтр подключен к входу синусно-косинусно 1 о вращающегося трансформатора третий выход через элемент задержки к одним входам третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соедине- ны с прямым и инверсным выходами вто-рого триггера, а выходы подключены к установочным входам первого триггера.2. Преобразователь по п. 1о тл и ч а ю щ и й с я тем, что форми- р рователь фазовых импульсов содержит последовательно соединенные коммута- ффф тор, фазосдвигающий элемент и компа- ффффф ратор, входы коммутатора явЛяются 3 входами, а выход компаратора - выхо-дом формирователя фазовых импульсов. фф3. Преобразователь по и. 1о т- еД л и ч а ю щ и й с я тем, что блок д синхронизации фазовых импульсов содержит элементы И и триггер, выход которого подключен к одному входу элемента И, выход элемента И является выходом блока и подключен к одному ф, входу триггера, другие входы триггера и элемента И являются входами блока.11128Изобретение относится к автомати-ке и вычислительной технике и.можетбыть использовано при создании автоматизированных и управляющих системс цифровыми вычислительными машинами.Известны преобразователи угла поворота вала в код,. содержащие синусно-косинусный датчик, переключательнапряжений, фазосдвига",щую цепь икомпаратор 1 .1 ОНедостатком этих преобразователейявляется ограниченное быстродействие,что.снижает возможность их работыс большим количеством информационныхдатчиков. 15Известен также преобразователь.угла поворота вала в код, содержащийсинусно-косинусный трансформатор,вход которого подключен к источникусинусондального напряжения, а выход 20соединен через переключатель напряжениВ и фазосдвигающую цепь с компаратором, выход которого соединен с.входами двух элементов И, а выходыэлементов И подключены к входам 25триггера, выход которого соединенс одним из входов третьего элемента И, второй вход которого подключен к генератору импульсов, а выход - к счетчику импульсов, блок уп- ЗОравления, выходы которого подключены к другим входам двух элементов И,к второму входу переключателя напряжений и к второму входу счетчикаимпульсов 2,35Недостатком такого преобразователя является его невысокое быстродействие.Наиболее близким к изобретениюявляется преобразователь Угла ново. рота вала в код, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), выходы которого подключены к одним входам формирователяфазовых импульсов, первый триггер, 45прямые и инверсные выходы которого1подключены к одним входам первогои второго элементов И соответственно, .выходы которых подключены к установочным входам второго триггера, выходы 50второго триггера подключены к другимвходам формирователя фазовых импульсов, синхронизатор частот, первый выход которого подключен к первому входу формирователя кодов, второй вход 55формирователя кодов соединен с прямым выходом второго триггера, третийвход - с выходом первого элемента,И. 277 1 и фильтр, выход первого элемента И подключен к одному входу третьего триггера, другой вход которого соединен с первым выходом форМирователя кодов, второй выход которого подключен к одному входу первого триггера, другой вход которого соединен с источником команды, выход формирователя фазовых импульсов подключен к вторым входам первого и второго элементов И, а выход третьего триггера подключен к третьему входу второго элемента И.Синхронизатор частот содержит последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и усилитель мощности, формирователь фазовых импульсов - последовательно соединенные коммутатор, фазосдвигающий .элемент, фильтр и компаратор, а формирователь кодов - элемент И, формирователь, входы которого являются первым и вторым входами формирователя кодов, а выходподключен к счетчику, установочный вход которого является третьим входом формирователя, а выходы счетчика - выходами формирователя кодов 3 .,Недостатком известного преобразоо вателя является ограниченный до 180 диапазон однозначного преобразования угла.Цель изобретения - расширение диапазона однозначного определения углов преобразователем в зоне рабочих углов.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, выходы которого подключены к одним входам формирователя фазовых импульсов, пер- вый триггер, прямые и инверсные выходы которого подключены к одним вхо" дам первого и второго элементов Исоответственно, выходы которых под- .ключены к установочным входам второго триггера, выходы второго триггераподключены к другим входам. формирователя фазовых импульсов, сийхронизатор частот, первый выход которого подключен к первому входу формирователя кодов, второй вход формирователя кодов соединен с прямым выходом второго триггера, третий вход -с выходом. первого элемента И, ифильтр, введены третий и четвертыйэлементы И; элемент задержки и блоксинхронизации фазовых импульсов,3 11282 входы которого соединены с выходом формирователя фазовых импульсов и первым выходом синхронизатора частот, а выход подключен к другим входам первого и второго элементов Иу вто рой выход синхронизатора частот через фильтр подключен к входу СКВТ, третий выход - через элемент задержки к одним входам, третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соеди- О иены с прямым и инверсным выходами второго триггера, а выходы подключены к установочным входам первого триггера.15При этом формирователь фазовых импульсов содержит последовательно соединенные коммутатор, фазосдвигающий элемент и компаратор, входы коммутатора являются входами, а выход компаратора - выходом формирователя Фазовых импульсов. Кроме того, блок синхронизации. Фазовых импульсов содержит элемент 25,И и триггер, вьмод которого подключенк одному входу элемента И,выходэлементаИ является выходом блока и подключен кодному входу триггера, другие входы триг-.гера и элемента И блока являются входамИ блока.Синхронизатор частот содержит последовательно соединенные генераторимпульсов, делитель частоты и усилитель мощности, выход, генератора .импуль35сов является первым выходом синхронизатора, а выходы усилителя мощности"держит элемент. И формирователя, входы которого являются первым и вторымвходами формирователя кодов, а выход подключен к счетчику, установочный вход которого является третьим, входом формирователя кодов, а выходысчетчика - входами формирователя кодов,1На фиг. 1. представлена структурнаясхема преобразователя; на фиг. 2 -функциональная схема формирователя . 50фазовых импульсов; на фиг. 3 - функциональная схема блока синхронизациифазовых импульсов.Преобразователь содержит синхро низатор 1 частот, первый выход кото" 55рого подключен к одному входу блока2 синхронизации фазовых импульсов ипервому входу формирователя 3 кода. 77второй выход синхронизатора 1 через фильтр 4.подключен к первичной обмотке СКВТ 5, выходы которого подключены к одним входам формирователя 6 Фазовых импульсов.Выход блока 2 подключен к входам .элементов И 7 и 8, выходы которых подключены к установочным входам триггера 9, выходы которого соединены с другими входами формирователя 6Третий выход синхронизатора 1 через элемент 10 задержки подключен к одним входам элементов И 1 и 12, другие входы которых соединены с выходами триггера 9, а выходы подключены к установочным входам триггера 13 выходы которого подключены к входам элементов И 7 и 8.Прямой вьмод триггера 9 подключен к второму входу, а выход элемента И 7 - к третьему входу формирователя 3.Формирователь 6 фазовых импульсов (фиг. 2) содержит коммутатор 14 синусоидальных сигналов, выполненный на транзисторах Т + Т 4 и диодах Д + + Д 4, фазосдвигающий элемент 15, вы" полненный на резисторе К и конденсаторе С 1, компаратор 16, выполненный на диодах. Д 5, Д 6 и усилителе 17, дифференцирующем элементе 18 и диоде Д 81 причем. четыре транзиСтора Т 1 + Т 4 попарно подключены коллекторами к вьходным обмоткам СКВТ 5:, на базы транзисторов Т и ТЗ через диоды Д 1 и Д 2 подаются положительные управляющие сигналы с единичного плеча триг- гера 9, а на базы транзисторов Т 2 и Т 4 через диоды.ДЗ и Д 4 - положи. тельные управляющие сигналы с нулевого плеча триггера 9. ОбъединенныеВэмиттеры Т и Т 4 соединены с резистором К Фазосдвигающего элемента 15, объединенные эмиттеры транзисторов Т 2 и ТЗ - с конденсатором С 1 фазосдвигающего элемента 15, катодом диода Д 5, анодом .диода Д 6 и первым .входом усилителя 17, выход фазосдвигающего элемента 15 подключен к аноду диода Д 5катоду диода Д 6 и второму входу усилителя 17, выходы которого соединены соответственно с входами дифференцирующего элемента 18, выход ко,торого подключенк аноду диода Д 7, катод которого соединен с первыми входами элементов И 7 и 8.Блок 2 синхронизации фазовых.им:пульсов (фиг. 3) содержит триггер 19 .и элемент И 20, прямой выход триггера 19 соединен с одним входом элемента И 20, выход которого соединен снулевым входом триггера 19 и является выходом блока 2, а единичный входтриггера 19 и другой вход элементаИ 20 являются входами блока 2.Преобразователь работает следующимобразом.В исходном положении триггеры 9и 13 находятся в нулевом состоянии, 10С первого выхода синхронизатора 1подаются прямоугольные импульсы опорной частоты на вход фильтра 4, который выделяет синусоидальный сигналопорной частоты и фильтрует гармоники 15выше первой. С выхода фильтра 4 синусоидальный сигнал подается навходные обмотки СКВТ 5, с выход ных обмоток которого снимаютсясинусоидальные синфазные напряжения, 20амплитуды которых пропорциональнысинусу.и косинусу угла поворота нала,и поступают на первый вход Формирователя 6,С выхода фазосдвигающего элемента 15 в зависимости от вида подключения снимаются синусоидальные сигналыдвух видов, фаза первого из которыхпропорциональна углу поворота вала,а Фаза второго - дополнению угла до З 0о360 , с выхода усилителя 17 снимаются прямоугольные сигналы, Фаза которых пропорциональна углу поворотавала или (при другом подключении)дополнению угла до 36035С выхода дифференцирующего элемента 18 снимаются .импульсные сигналыобеихполярностей. Через диод Д 7 проходят импульсы только положительнойполярности, которые подаются на первый вход блока 2 синхронизации, наединичный вход триггера 19., С выходаэлемента И 20, на первый вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера 19, а на второй вход . -45импульсы тактовой частоты с второговыхода синхронизатора 1 частот, выдается фазовый импульс, синхронизированный с тактовой частотой, которыйпоступает на первые входы элементов 50И 7 и 8.Так как триггер 13 находится висходном положении в нулевом состоянии, первый Фазовый импульс черезэлемент И 7 проходит на единичный 55вход триггера 9, перебрасывая его вединичное состояние, а также на первый вход формирователя 3 кода, устанавливая его в исходное состояние(обнуляет счетчик импульсов).По сигналу с прямого выхода триггера 9 начинается подсчет импульсоввысокой частоты с второго выхода синхронизатора 1 частоты счетчиком импульсов формирователя 3 кода. Крометого, сигнал с прямого выхода триггера 9 подается на второй вход формирователя 6 для переключения выходныхобмоток СКВТ 5.С третьего выхода синхронизатора1 частот подается синхроимпульс навход элемента 10 задержки, где совмещается по времени с той частью периода преобразования, которая соответствует зоне нерабочих углов. Синхроимпульс с выхода элемента 10 подаетсяна первые входы элементов И 11 и 12.Так как с прямого выхода триггера 9подается разрешающий сигнал, синхро"импульс через элемент И 11 проходитна единичный вход триггера 13 и перебрасывает его в единичное состояние.После окончания переходных процессов; вызванных переключением выходныхобмоток СКВТ 5, вырабатывается второйфазовый импульс, который с выходаформирователя 6 через элемент И 8,второй вход которого соединен с прямым выходом триггера 13, проходитна нулевой вход триггера 9 и перебрасывает его в нулевое состояние.Таким образом, снимается сигналразрешения подсчета импульсов высокой частоты с выхода синхронизатора 1 частот и формирование двоичногокода заканчивается. Кроме того, навторой вход формирователя 6 подаетсясигнал переключения выходных обмотокСКВТ 5 в исходное положение,Второй синхроимпульс, вырабатыва-.емый синхронизатором 1 частот, черезэлемент 10 поступает на вход элемента И 12, второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера 9.С выхода элемента. И 12 сигнал поступает на нулевой вход триггера 13 иперебрасывает его в нулевое состояние,Таким образом, цикл преобразованиязакончен и преобразователь готов кновому циклу работы,Для работы устройства необходимо,чтобы зона нерабочих углов была неоменее 90 . Только в этом случае второй синхроимпульс совпадает с тойчастью периода преобразования, котораясоответствует зоне нерабочих углов1128277 . 8Предлагаемый преобразователь поз- углов в рабочей зцне по сравнению своляет увеличить диапазон измеряемыхизвестным без потери однозначности,1128277 а с иг.2 Составитель А. Смирновиколайчук, Техред З.Папий . Корректор А. Тя ктор каз 90 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектн 38НИИПИ Гпо дел035Мо Тираж 568 Подписноесударственного комитета СССРм изобретений и открытийква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5