Трансформаторный цифроаналоговый преобразователь
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(Н 03 К 13/02 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(7 ) Заявител БРАЗОВАТЕ ТРАНСФОРМАТОРНЬЖ ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ а Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в част". ности к преобразованию сигналов применительно к системам числового программного управления, и может быть использовано для связи цифровой вычислительной машины с объектом управления.Известен трансформаторный цифроаналоговый преобразователь, содержащий пять трансформаторов, четыре преобразователя,кодов, блок управления и пять коммутаторов Г 13Однако устройство конструктивно громоздко и сложно, поскольку содержит пять трансформаторов с секционированными обмотками, изготовление которых технологически эатоуднено, так как их намотка требует большой точности, при этом количество переключателей секций и отводов вторичных обмоток, трансформаторов (по 10 на каждуи, достаточно велико, что сказывается на надежности оаботы .устройства.Известен также трансформаторный цифроаналоговый преобразователь, содержащий три секционированных трансформатора, шесть коммутаторов, блок упр вления и источник опорного напряжения, первый выход которого соединен с началом вторичной об" мотки первого. трансформатора, концами первичных обмоток второго и третьего трансформаторов и общей шиной второй выход источника опорного напряжения подключен к концу вторичной ббмотки первого трансформатора, выход первого коммутатора соединен с началом вторичной обмотки второго и началом первичной об,мотки третьего трансформатора, от воды вторичных обмоток трансформато ров подключены к входам первого, 5 второго и третьего коммутаторов 21.Однако данное устройство такжехарактеризуется .сложной конструкцией и низкой надежностью, так как количество трансформаторов с сек ционированными обмотками, не технологичными в изготовлении (обмотки должны мотаться с .винтовой ошибкой На обмотку не больще чем на половину витка), остается прежним, так- .5 же как и кбличество дополнительногооборудования на подключение секций .и отводов.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности ра" О боты устройства."-ЧЬЮу Ю где Жи - =+4 и соэ -=оП, П1 йВ этом случае, если принять, что аргумент среднего разряда не преПоставленная цель достигается тем, что в трансформаторном цифроаналоговом преобразователе, содержащем три секционирова ", трансформатора, шесть коммутаторов, блок управления и источник опорного напряжения, 5 ,первый выход которого соединен с наЙалом вторичной, обмотки первого трансформатора, концами первичных обмоток второго и третьего трансформаторов и общей шиной, второй 10 выход источника опорного напряжения подключен к концу вторичной обмотки первого трансформатора, выходы блока управления соединены с управляющими входами коммутаторов, выход 15 первого коммутатора соединен с началом вторичной обмотки второго и началом первичной обмотки третьего трансформаторов, отводы вторичных обмоток трансформаторов подключены к входам первого, второго и третьего коммутаторов, первый вход четвертого коммутатора соединен с вторым выходом источника опорного напряжения, началом первичной обмотки втброго трансорьатора и выходом третьего коммутатора; второй вход четвертого коммутатора подключен к выходу второго коммутатора, третий вход четвертого коммутатора соединен с началом вторичной обмотки третьего транс-З 0 форматора, причем первый и второй выходы четвертого коммутатора соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого коммутаторов, вторые входы которых подключены к общей шине, выходы пятого и шестого коммутаторов срединены с выходными шинами устройства. На чертеже представлена принципи альная схема трансформаторного цифроаналогового преобразователя.От источника 1 питания опорное напряжение переменного тока подводится к концу обмотки трансформатора 2 45 средних разрядов, выполненного по автотрансформаторной схеме, к началу первичной обмотки трансформатора .3 младших разрядов, к выходу коммутатору 4 отводов обмотки трансформатора 5 младших разрядов, к началу обмотки трансформатора 2 и к концам первичных обмоток трансформаторов 3 и 5 младших разрядов. Секции обмотки трансформатора 2 средних разрядов через коммутатор б отводов подсое динены к началу первичной обмотки трансформатора 5 младших разрядов и к началу вторичной обмотки трансформатора 3 младаих разрядов.Промежуточный коммутатор 7 соединен 60 первым коммутируемым входом с потенциальной шиной источника. питания, вторым - с выходом коммутатора 8 отводов вторичной обмотки трансформатора 3 младших разрядов, а третьйм -с началом вторичной обмотки трансформатора 5 младших разрядов. Два выходных коммутатора 9 и 10 соединены первыми коммутируемыми входами соответственно с первым и вторым выходами промежуточного коммутатора 7, а вторыми - с шиной нулевого потенциала источника питания совместно с концами первичных обмоток трансформаторов 3 и 5 и началом первичной )обмотки трансформатора 2, при этом к нагрузке подключаются синусные вы" ходы 11 и. 12 коммутатора 9 и косинусные выходы 13 и 14 коммутатора 10.Шина 15 входного кода соединена с блоком 1 б управления, у которого выходные шины 17-20 старших разрядов кода соединены с третьими управляющими входами выходных коммутаторов 10 и 9 (шины 17 и 18) и с четвертым и пятым управляющиМи входами промежуточного коммутатора 7 (шины 19 и 20). Нина 21 мпадших разрядов кода соединена совместно с управляющими входами коммутаторов 8 и 4 отводов вторичных обмэток трансформаторов 3 и 5, а шина 22 средних разрядов кода - с управляющими входом коммутатора б отводов обмотки трансформатора 2.Трансформаторы 3,2 и 5 намотаны с таким числом витков, что коэффициент К равен для трансформатора 2к.= ср, (1) для трансформаторов 3 и 5 .Кт - С, (г) Т Чос 1 оф, (4)Ьс - целые числа от 0 до 9;- вес младшего разряда, так что трансформаторы 3 и 5 одинаковы по параметрам.Для получения угла поворота ротора датчика или суммарного вектора от .составляющих по синусному и косинусйому каналам, соответствующего заданному входному коду, устройство должно реализовать выражения П 9 к = МФ + И (5) 1), = 1 -.С(6) Выражения (5) и (б) образуются иэ выражений (3) и (4), если весу аргумента старшего разряда придать значения, только кратные )цт., т,е.К=Ь-П1Ъгде и = 1,2,3,Тогда при этих значениях всегдавышает величины 04 преобразование можно вести в пределах октанта двухразрядной схемой на трех трансформаторах, отвечающей выражениям (5) и (6), В последующих октантах для преобразования в пределах 0-360 используется эта же схема, для чего в четных октантах требуется при значениях Ъ= ПФ с помощью промежуточного коммутатора 7 менять местами оси синуса и косинуса, а в нечетных октантах с помощью выходных коммутаторов 9 и 10 - направление осей синуса или косинуса или их обеих.Преобразователь работает следующим образом.В исходном положении, когда входной код отсутствует и заданный угол равен нулю, через дешифраторы от блока 16 управления по шинам 17-22 сигналы нулевого уровня одновременно поступают соответственно на управляющие.входы коммутаторов 10, 9,7,8 и 4,6, причем от обеих шин 18 и 19 - на один коммутатор 7 и от одной шины 21 - на оба коммутатора 8 и 4. В этом случае шина нулевого потенциала источника 1 питания совместно с началом обмотки трансформатора 2 и концами первичных обмоток трансформаторов 3 и 5 и со вторыми входами коммутаторов 9 и 10 под" ключается коммутатором б к началам первичной обмотки трансформатора 5 и вторичной обмотки трансформатора 3, а коммутатором 8 - к второму комму тируемому входу коммутатора 7, котот рый подключает ее к первому коммутируемому входу коммутатора 9, а последний - к выходам 11 и 12, и коммутатор 10 - к выходу 13. Потенциальная шина источника 1 питания совместно с концом обмотки трансформатора 2 и началом первичной обмотки трансформатора 3 коммутатором 4. подключается к началу вторичной обмотки трансформатора 5 и к третьему коммутируемому входу коммутатора 7, который подключает ее к первому коммутируемому входу коммутатора 10 а последний - к выходу 14, Таким образом, в исходном положении на синусных выходах 11 и 12 напряжение отсутствует, а на косинусных выходах 13 и 14 оно максимально и равно питающему. Старшим разря-. дам кода соответствуют углы 45, 90, 135, 130, 225, 270, 315.. При изменении кода от 0 до М заданноеего значение подается по шине 15 в блок 16 управления.В процессе преобразования в преде-. лах первого октанта, когда требуеомые величины угла меньше 45, входной код дешифруется в блоке 16 и поступает в виде управляющих сигналов по шинам 17-20 старших разрядов соответственно на коммутаторы 9,10 и7, на которые поступают нулевые сигналы. Коммутатором 7 к первомукоммутируемому входу коммутатора 9подключается выход коммутатора 9,а к первому коммутируемому входу ком"мутатооа 10 - начало вторичнойобмотки трансформатора 5. Коммутатором 9 первый выход коммутатора 7 под 10 ключается к выходу 11 коммутатора 9,коммутатором 10 второй выход коммутатора 7 - к выходу 14 коммутатора 10, а шина нулевого потенцйалакоммутатора 9 и 10 - к их выходам 1215 и 14 соответстьенно. По шинам младшего 21 и среднего 22 разрядов сигналы поступают на управлянвие входы коммутаторов 8 и 4 (первые) икоммутатора бвторые) .20 Чри каждом дискретном изменении входного кода коммутаторами 8и 4 производится поочередноеи синхронное подключение одноименных секций вторичных обмоток транс 25 форматоров 3 и 5 младших разрядов по направлению от их начал кконцам по мере возрастания значенийвходного кода, начиная с первой единицы, и после подключения последЗО ней секции при переполнении счетчика в блоке 16 управления младшиеразряды кода в этом блоке обнуляют-,ся, появляется единица переноса измладшего разряда з средний, в ре 35. зультате чего коммутатором б подключается к его выводу очередная соответствующая секция обмотки трансформатора 2 средних разрядов такжев направлении от начала к концуобмотки, начиная с единицы среднего40 разряда, после чего секции трансформаторов младших разрядов снова начинают переключаться коммутаторами8 и 4 в направлении от начал обмоток к концам, При этом напряже 45 ние на выходах 11 и 12 возрастает,а на выходах 13 и 14 убывает, впервом случае пропорционально синусу, а во.втором - косинусу угла всоответствии с формулами (5) и (6)Таким образом, йри выбранном значении веса младших раэрядовфо=0,45возможно преобразовать 99 десятичныхзначений входного кода в пределай45 , при этом максимальный угол ра"вен 44,55. При этом значении углапоследний отвод, ближайший кконцу обмотки трансформатора 2, подключен к выходу комкутатора б, аконцы вторичных обмоток трансформатор"ров 3 и 5 подключены каждая к выходам коммутатора 8 у первого и коммутатора 4 у второго).При достижении значения кода,соответствуюшего 45 младшие и сред 65 ние разряды не обнуяяются, а управ"966884 ляющие сигналы старших разрядов принимают иные состояния. От шин 19 и 20блока 16 управления поступают единич- .ные управляющие сигналы, первый иэ которых подключает потенциальную шинуисточника питания к первым коммутируемым входам: у коммутатора 9вместо выхода коммутатора 8, у коммутатора 10 - вместо начала вторичной обмотки трансформатора 5,. а второй переключает между собой.местами первый и второй выходы комму татора 7. От шин 17 и 18 сигналы отсутствуют.Таким образом, на синусных 11и 12 и косинусных 13 и 14 выходах 15напряжение одинаково и равно питающему. Угол 45" соответствует сотому значению входного кода.В процессе преобразования в пределах второго октанта, когда требуемые величины угла изменяются в пределак от 45 до 90 , управляющиесигналы старших разрядов кода принимают следующие состояния.По шине 19 блока управления сигнал обнуляется и тем самым от первого коммутируемого входа коммутатора 7 отключается потенциальная шинаисточника питания, а ко второму итретьему коммутируемым входам подключаются соответственно выход коммутатора 8 н начало вФЬричной обмотки трансформатора 5, а по шине 20сохраняются единичными и тем самымостаются переключенными между собойместами первый и второй выходы коммутатора 7. В этом случае синусныевыходы 11 и 12.принимают значение косинусного, а косинусные выходы13 и 14 - синуеного, т.е. меняютсяоси отсчета составляющих сужарного 40вектора выходного сигнала преобразователя, по шинам 17 и 18 сигналы отсутствуют.Управляющие сигналы по шинам младшего 21 и старшего 22 разрядов переключают отводы секций трансформаторов 3,5 и 2 аналогичным, как и в первом октанте, образом, но в направлении от концов к началам обмоток, начиная с первой единицы второго октан Ота, что может быть осущесгвлено,например, с помощью реверсивного счетчика в блоке 16 управления. Н этомслучае напряжение на выходах 11 и 12возрастает, а на выходах 13 и 14 убывает, в первом случае пропорционально синусу, а во втором - косинусув силу равенства В процессе преобразования в пределах четвертого октанта от 135 до 180"управляющие сигналы старших разрядов принимают следующее состояние. 51 (.- 1 А) =С 05+. -А),4 е 60При достижении значения кода, соответствующего 90, младшие и средние разряды обнуляются, в результате на втором коммутируемом входе коммутатора 7 напряжение отсутствует,а на 65 его третьем входе оно максимально и равно питающему, и так как выходы коммутатора 7 в дайный момент переключены между собой местами, на синусныхвыходах 11 и 12 напряжение максимально и равно питающему, а на косинусных выходах 13 и 14 оно отсутствует.Таким образом, в диапазоне углов0-90возможно преобразовать 200десятичных значений входного кода.В процессе преобразования в пределах третьего октанта от 90 до 135,когда требуемые величины угла меньше 135; управляющие сигналы старшихразрядов кода принимают следующеесостояние.По шине 20 сигнал сохраняетсяединичным, тем самым остаются пере.ключенными между собой местами первый и второй выходы коммутатора 7,по шине 17 появляется единичныйсигнал, вследствие чего коммутатор 10 подключает свой выход 13ко второму выходу коммутатора 7,а выход 14 - к шине нулевого потенциала и тем самым изменяет .полярностИ сигнала на этих выходах. Пощинам 18 и 19 сигналы отсутствуют.Управляющие сигналы по шинам 21и 22 переключают отводы секцийтрансформаторов аналогично и в томже порядке, как и при преобразовании в первом октанте, т.е. от начал обмоток к концам, начиная с первой единицы третьего октанта.При достижении 135 младшие исредние разряды не обнуляются,а управляющие сигналы старших раэ"рядов кода принимают следующеесостояние.По шине 19 появляется единичный,сигнал, который подключает потен- .-циальную шину источника питания кпервым коммутирующим входам: у коммутатора 9 - вместо выхода кожутатора 8, у коммутатора 10 - вместо начала вторичной обмотки транс форматора 5.Поширине 20 сйгиал обнуляется и тем самым переключает между собой местами первый и второйвыходы коммутатора 7, возвращая ихв исходное местоположение. От шины 17 сигнал сохраняется единичными тем самым остается измененнойполярность сигнала на косинусныхвыходах 13 и 14. От шины 18 сигналотсутствует. Таким образом на синусных 11 и 12 и косинусиых 13 и 14выходах напряжение одинаково и равнопитающему, причем на косинусном собратной полярностью по отношениюк синусному.Формула изобретения 60 65 По шине 19 сигнал обнуляется и тем самым от первого коммутируемого входа коммутатора 7 отключается потенциальная шина источника питания, а ко второму и третьему кожутируемым входам подключается соответственно выход коммутатора 8 и на" чало вторичной обмотки трансформатора 5. От шины 17 сигнал сохраняется единичный и тем самым остается измененной полярность сигнала на коси-нусных выходах 13 и 14. От шин 18 и 20 сйгналы отсутствуют.Управляющие сигналы от шин 21 1 и 22 переключаютотводы секций трансФорматоров аналогично и в том же порядке, как и при преобразовании во .втором октанте, т,е. в направлении от концов к началамобмоток, начиная с первой единицы четвертого октанта. При доСтижении значенияо кода, соответствующего 180, младшие и средние разряды обнуляются, в результате на втором комутируемом вхо.- де коммутатора 7 напряжение отсутствует, а на его третьем входе оно максимально и равно питающему, и так как выходы коммутатора 7 в данный момент переключены между .собой местами в соответствии с исходным местоположением,. то на синусных выходах 11 и 12 напряжение отсутствует, а на косинусных выходах оно максимально и равно питающему, но с обратной полярностью ввиду единичного сигнала от шины 17 блока управления.Таким образом, в диапазоне 0-180 ф возможно преобразовать 400 десятичных значений входного кода.Дальнейшее преобразование по 5-6-7-8 октантам в диапазоне углов от 180 до 360 происходит аналогично преобразованию в диапазоне 0-180",с той лишь разницей, что в старших разрядах кода от шины 18 блока управления постоянно присутствует единичный управляющий сигнал, посредством которого коммутатором 9 его выход 12 подключен. к первому выходу коммутатора 7,а выход 11 - к ши= не нулевого потенциала и тем самйм изменена полярность сигнала на синусных выходах 11 и 12,на всем диапазоне 180-360 по сравнению с . полярностью этого сигнала в диапазоне ОТаким образом, конструкция пред-. лагаемого преобразователя значительно проще конструкции известного. Упрощение конструкции и применение стандартных более надежных элементов повышает надежность устройства в ра- боте, а применение устройства, например, в.системе ЧПУ Гчислового программного управления) позволит получить высокую дискретность эадания перемещения с достаточно малыми значениями.За счет повышения, надежности работы, упрощения технологии изготовления, уменьшения вспомогательного ,оборудования по предварительным подсчетам годовая технико"экономическаяэффективность от внедрения одногоустройства в системе программногоуправления станком составит прибли 10,зительно 500-700 руб. Трансформаторный цифроаналоговыйпреобразователь, содержащий три секционированных трансформатора, шестькоммутаторов, блок. управления и ис" 2 О точник опорного напряжения, первййвыход которого соединен с началомвторичной обмотки первого трансформатора, концами первичных обмотоквторого и третьего трансформаторови общей шиной, второй выход источника опорного напряжения подключенк концу вторичной обмотки первоготрансформатора, выходы блока управления соединены с управляющими входами коммутаторов, выход первогокоммутатора соединен с началом вторичной обмотки второго и началом,первичной обмотки третьего трансфор"маторов, отводы вторичных. обмотоктрансформаторов подключены к,входам З 5 первого, второго и третьего коммутаторов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, первыйвход. четвертого коммутатора соединей 40 с вторым выходом источника опорногонапряжения, началом первичной обмотки второго трансформатора и выходомтретьего коммутатора, второй входчетвертого коммутатора подключен 45 к выходу. второго коммутатора, тре-.тий вход четвертого коммутатора соединен с началом вторичной обмотки третьего трансформатора, причем первый и второй выходы четвертого коммутатора соединены соответственно/ с первыми входами пятого и шестого коммутаторов, вторые входы которых подключены к общей шине, выходы пятого и шестого коммутаторов соединены с .выходными шинами.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.1. Патент США 9 3662379,кл.,340-347, кл. Н 03 К 13/02,29.12.69.2. киселев В.М. Фазовые систеьипрограммного управления станками,М., фМашиностроениеф, 1976, с. 257рис. 146 (прототип."Пате г. Ужгород, ул. Проектная,иал Закаэ 7900/76 ВНИИПИ ф по 113035, оставитель А,Симаехред А.Бабинец Тираж 959 сударственного ко лам иэобретений и осква, Ж, Рауш н КорректорМ.Демчик П одпи оноетета СССРткрытийая наб., д. 4
СмотретьЗаявка
2792408, 04.07.1979
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5671
ХАРИТОНОВ ЕВГЕНИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, КИСЕЛЕВ ВИКТОР МИХАЙЛОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H03K 13/02
Метки: трансформаторный, цифроаналоговый
Опубликовано: 15.10.1982
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-966884-transformatornyjj-cifroanalogovyjj-preobrazovatel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Трансформаторный цифроаналоговый преобразователь</a>
Предыдущий патент: Многофункциональный генератор
Следующий патент: Кодирующее устройство последовательного приближения
Случайный патент: Высевающий аппарат