Формирователь импульсов датчика положения

(5)5 6 05 405 БРЕТЕНИ САНИ К ПАТЕНТ Изо тизиров ние в с электро ронных ния путевой информавания синусоидальноя электроприводом в ллорежущих станков и х механизмов. датчиками для получ ции с целью формир го закона управлен приводах подач мета других промышленн ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения(73) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения(57)Изобретение относится к области автоматизированных систем. Цель изобретения - повышение помехозащищенности и надежности. Достигается цель тем, что формирователь, содержащий О-триггеры, генератор тактовых импульсов, узел логики, введены элементы ИЛИ - Н Е, два дифференциальных приемника с гистерезисом и О- триггеры, О-входы которых предназначены для подключения к источнику напряжения,бретение относится к области автоманных систем и может найти применеедщих электроприводах, а также в риводах на базе синхронных и асинхэлектродвигателей с импульсными.Ы 2183666 инверсные входы О-триггеров соединены с элементами И - НЕ, выходы которых подключены к выходам формирователя, входы дифференциальных приемников подключены к входам формирователя, а выходы соединены с О-входами О-триггеров, С-входы которых подключены к выходам генератора тактовых импульсов и первым входам элементов ИЛИ - НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с О-триггером пятым и шестым, выход третьего элемента ИЛИ - НЕ соединен с С-входом шестого О-триггера и Я-входом пятого О-триггера, выход первого О-триггера подключен через элемент исключающее ИЛИ ко вторым входам первого и третьего элементов И - НЕ и через третий Я элемент исключающее ИЛИ соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И - НЕ, поямой выход второго О- триггера через первый элемент исключающее ИЛИ подключен ко вторым входам первого и второго элементов ИЛИ - НЕ, прямой выходчетвертого О-триггерачерез исключающее ИЛИ соединен с вторыми входами элементов ИЛИ - НЕ, а выход треть- СО его О-триггера подключен ко вторым входам Д третьего и четвертого элементов исключаю- Д, щее ИЛИ; 4 ил.Известен формирователь, содержащийпоследовательно соединенные 1 и 2, 3 и 4О-триггеры, О-входы первого и третьеготриггеров подключены к первому и второмувыходам датчика положения, динамические 5С-входы всех триггеров соединены с выходом тактового генератора, и их прямые выходы подключены к блоку логики,состоящему из первого и второго элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, и четырех ключей, 10На фиг, 1 приведен наиболее типичныйна практике случай появления в одном изканалов датчика положения (вх, 2) помехи(кратковременное изменение сигналов с "1"на "О"), которая приводит к ложной работеформирователя. Последнее приводит к снижению надежности и точности устройств,использующих такой формирователь.Из известных решений наиболее близким по технической сущности и принятым запрототип является формировательсодержащий последовательно соединенные 1 и 2,последовательно соединенные 3 и 4 О-триггера, О-входы 1 и 3 триггеров через первый27 и второй 28 элементы временной задержки соединены с Вх, 1 и Вх.2 выходами 25датчика положения которые через инверторы 35, 36, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ29, 30 и элементы И 31, 32 подключены кС-входам 1, и 3 триггеров, вторые входыэлементов И 31, 32 и С-входы триггеров 2, 4 30подключены к выходу тактового генератора13, прямые выходы 1, 2, 3, 4 триггеров иинверсные выходы 1 и 3 триггеров соединены со входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 15, 16, 17, 18, выходы которых соедииены со входами элементов И 33, 34, выходыпоследних являются выходами формирователя,Данный формирователь довольно простпо техническому решению, однако он обладает недостаточной помехозащищенностью. Схема формирователя защищает отпомех, возникающих раздельно по временив прямом или инверсном сигнале датчикаположения ротора (инвертора 35, 36 функционально входят в состав датчика положения, см, техническое описание на серийновыпускаемые датчики положения ротора типа ЦДФГЛЦИ,648141,006 ТО), Как показал опыт работы с данным ипом датчиковна малых скоростях подач в металлорежущих станках с увеличением нагрузки на механизм увеличивается дребезг(кратковременные переключения фотодиодов датчика положения ротора) по фронтамимпульсов путевой информации, что вызывает синхронное изменение информации напрямом и инверсном выходах Датчика (см.например, фиг,4). При этом элементы 29, 30И СКЛ ЮЧАЮЩЕ Е ИЛИ не блокируют запись в триггера ложной информации, что приводит к сбоям в работе формирователя, т,е, потере путевой информации. что снижает надежность и помехозащищенность устройств, в которых он применяется,Целью изобретения является повышение помехозащищенности и надежности формирователя.Схема формирователя представлена на фиг. 2; фиг, 3 поясняет его работу, На фиг. 2 и 3 приняты следующие обозначения.1, 2, 3, 4, 5, 6 - О-триггеры, 7, 8 - дифференциальные приемники, 9, 10, 11, 12 - элементы ИЛИ-НЕ, 13 - генератор тактовых импульсов, 14 - узел логики, 15, 16, 17, 18 - элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,19,20,21, 22 - элементы И - НЕ, 23 - инвертор, 24-".5 - элементы, 26-инвертор.Вх, 1, Вх.1, Вх.2, Вх,2 - прямые и инверсные входы формирователя; Вых. 1, Вых. 4 - выходы удвоения "Вперед" и "Назад" формирователя; Вых, 2, Вых. 3 - выходы учетверения "Вперед" и "Назад" формирователя, 0-напряжения; т-время; а - выход генератора тактовых импульсов; б 1, б 2 - выходы дифференциальных приемников; в 1.в 4 прямые выходы О-триггеров; г 1 г 4 - выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ; д 1,д 4 - выходы элементов ИЛИ - НЕ; в 5, вв - инверсные выходы О-триггеров,Формирователь работает следующим образом.В исходном состоянии при неподвижном датчике положения независимо от состояния его выходов на Вых, 1, 2, 3, 4 формирователя сигналы единичного уровня.При работе электропривода датчик положения, связанный кинематически с валом электродвигателя или осью обьекта регули-. рования приходит во вращение и на его выходах появляется чередование сигналов единичного и нулевого уровня с частотой пропорциональной скорости вращения вала электродвигателя, которые поступают на Вх 1, Вх.1, Вх.2 и Вх,2 формирователя, причем сигналы Вх.1 и Вх,2 сдвинуты относительно друг друга на 90 эл,градусов. При направлении вращения "Вперед" сигнал Вх.1 опережает сигнал Вх.2, при направлении вращения "Назад" сигнал Вх,2 опережает сигнал Вх,1. При отсутствии помех в линии связи и отсутствии дребезга фронтов импульсов датчика на выходах дифференциальных приемников 7 и 8 повторяется информация инверсных Вх 1 и Вх.2, соответственно. В момент времени ю при поступлении очередного изменения сигнала с "1" на "0" по Вх.1 О-триггер 1 передним фронтом тактового импульса устанавливается по его прямому выходу в "1", О-триггеры 2, 3, 4 установлены по их прямым входам в это время в "0". Частота импульсов такто 1836 бб 110 15 20 25 30 35 40 50 55 вого генератора выбирается из условия Т 1 зТпер, где тпер - время переключения О- триггеров 1 - 4. С учетом этого на прямом выходе О-триггера 2 сигнал единичного уровня появляется со сдвигом Лт = Т 1 з + +7 пер. При этом на выходе элемента 15 формируется единичный импульс на время переключения О-триггеров 1, 2 длительностью Л г,а на выходе элемента 9 нулевой импульс длительность Т 13/2 по переднему фронту тактового импульса для исключения гонки фронтов, который устанавливает О-триггер 5 в нулевое состояние по инверсному выходу и возвращает в исходное единичное состояние по инверсному выходу О-триггер 6, подготавливая его к примеру первого импульса при изменении сигнала Вх.2. Инверсный выход О-триггера 5 блокирует нулевым сигналом дальнейшее прохождение информации через элемент 10 до очередного формирования импульса по входу 2, который установит О-триггер 5 в исходное состояние. На элементах 1 б, 17 выполнены ключи направления вращения, которые разрешают прохождение сформированных выше импульсов по фронту изменения сигналов Вх, 1 и Вх.2 через соответствующие элементы 19, 20, 21 и 22. На Вых,1 и Вых.4 при этом формируются нулевые импульсы удвоенные по отношению к частоте импульсов датчика положения ротора, а на Вых.2 и Вых.3 - учетверенные, соответственно, для направления вращения "Вперед" и "Назад", Появление помехи в одном из каналов, например, Вх,1 не вызывает изменения информации на выходе дифференциального приемника, благодаря гистерезису. Появление дребезга, например, по заднему фронту сигнала Вх,2 не приведет к сбою в работе формирователя, так как О-триггер б блокирует следующие импульсы дребезга на входе элемента ИЛИ - НЕ 12,Формула изобретения Формирователь импульсов датчика положения, содержащий последовательно соединенные первый и второй О-триггеры и последовательно соединенные третий и четвертый О-триггеры, генератор тактовых импульсов, подключенный к С-входам второго и четвертого О-триггеров, четыре элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ; отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности и надежности, введены пятый и шестой О-триггеры, четыре элемента ИЛИ - НЕ, два дифференциальных приемника с гистерезисом, шесть элементов И-НЕ и деа инвертора, выходы первого и второго элементов И - НЕ и первого и второго инверторов являются выходами формирователя импульсов датчика положения, выход генератора тактовых импульсов соединен с С- входами первого и третьего О-триггеров, прямые выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы которых соединены с прямыми выходами второго и четвертого О-триггеров, первый вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к первым входам третьего и четвертого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с инверсным и прямым выходами первого О- триггера, а выходы подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого, пятого и шестого элементов ИНЕ, выходы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены соответственно к первым входам первого и третьего, второго и четвертого элементов ИЛИ - НЕ, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выход первого элемента ИЛИ - НЕ - с С-входом пятого О-триггера и инверсным К-входом шестого О-триггера, выход второго элемента ИЛИ - НЕ подключен к С-входу шестого О-триггера и инверсному й-входу пятого О-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ - НЕ, инверсный выход шестого О-триггера - с вторым входом четвертого элемента ИЛИНЕ, выход третьего элемента ИЛИ-НЕ подключен к вторым входам третьего и шестого элементов И - НЕ, вторые входы четвертого и пятого элементов И-НЕ - к выходу четвертого элемента ИЛИ - НЕ. О-входы первого и третьего О-триггеров соединены соответственно с выходами первого и второго дифференциальных приемников, входы которых являются входами формирователя импульсов датчика положения, выход третьего элемента И - НЕ подключен к входу первого инвертора и к первому входу первого элемента И - НЕ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И - НЕ, выход четвертого элемента И - НЕ соединен с первым входом второго элемента И - НЕ, второй вход которого подключен к выходу шестого элемента И - Н Е и входу второго инвертора, 16366611836661 г е. ссч ьъ 4, ЬЪффЪ Ъ ) фЪ сксфущмО ЮС С 3 оставитель И,Шв ехред М.Моргента Редак орректор Л. Ливринц изводственно-издательский комбинат "Патен город, ул,Гагарина, 101 каз 3019 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5