Многоканальный преобразователь угол-фаза-код

 

14НОГОКАШЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УТОП-ФАЗА-КОД, содержащий источник питанияS выход которого подключен к входам фазовращателей по числу каНсЗлоБ, выходы которых ПОД-клшчены к входам компараторов по чисВСЕ€ОШЗ ГДЯ rasffi esfssi с р 1. л r.j EI f., 3;-; : .-. .wlI fc I fcrlr - - - - .fZj , T-. - -- - 15 J 3 a gi vSr ggjLjSTSjSiJI i.y - ---пу каналов5 коммутатор каналов, генератор опорной частоты, счетчик, отли ч а ющи и с я тем, что, с целью 1Т1р6щения и повьшения надежности преобразователя, в него введены элементы И по числу каналов, блок элементов И, одновибратор и запоминаю щее. устройство выходы компараторов подк ючены к первым входам элементов И; вторые входы которых подключены к выходу генератора опорной част отЫо а выходы - к информационным входам ко№-тутатора каналов, выход которого подключен к управляющему входу запоьетнающего устройства, «2 информащюнные входы которого подключены к вькодам старших разрядов счетчнка, ВЬЕХОДЫ младших разрядов , которого подключены к итформационным входам блока элементов И, управляющий вход которого через одновибратор подключен к выходу гвнератора опорной частоты, который подключен к входу счетчика, выход старшего разряю да которого подключен к входу источника питания, выходы блока элементов И подключены к адресным входам САЭ запоминающего устройства и адресным 00 входай коммутатора каналов/

СООЗ СОВЕТСК4Х

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТБЕННЦЙ КОМИТЕТ CCCP

% ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЛ (2 1) 36 1 708 0/24-24 (22) 08.07.83 (46) 23.10.84. Бк:!. Р 39 (72) Н.С.Телешев, A.Å.TIèïàòoâ и Б.И.Морозов (71) Центральный научно-исследовательский и опытно †конструкторск институт робототехники и технической кибернетики при Ленинградском политехническом институте .(53) 681.325(088.8) (56),. Бахтиаров Г.Д. и др. Аналогоцифровые преобразователи . М., "Советское радио", 1980, c . .26 1, рис .9. 10.

2. Балакай В.Г. и др. Интегральные схемы AUII и ф П. М., "Энергия".

1978, с . 249, рис. 6-22.

3. Дроздов Е.А., Пятибратов А.П.

Автоматическое греобразование и кодирование информации. М., "Советское радио", 1964, с, 209, рис. 3-15 (прототиг) . (54) (57) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАTEJIb УГОГ-ФАЗА-КОД, содержащий источник питания, выход которого подключен к входам фазовращателей по числу каналов, выходы которых подключены к входам компараторов по чис3|5) с- 08 C 4/0l, ; 08 С 9/04 лу ка;алов, комму гат ор каналов, г енератор опорной частоты, счетчик, отличающийсятем,что,с цех:ью упрощения и повышения надежности преобразователя, в него введены эле1 енты И по числу каналов, блок элементов И, од. овибратор и запоминающее устройство, выходы компараторов т одкг очены к первым входам элементов И,, вторые входы которых цодключeны " выходу rенератора опорной час" оты. а выходы — к информационным входам коммутатора каналов, выход которо".î подключен к управляющему ьходу запоминающего устройства, информационные входы которого под- Я ключены к выходам старших разрядов счетчика, выходы младших разрядоь которого подключены к информационным входам блока элементов И, управляющий вход которого через одновибратор подключен к выходу генератора опорной ---астоты, который подключен к

В ве входу счетчика, выход старшега разря- в да которого подключен к входу ис Я точ лка питания, выходы блока элементов И подключены к адресным входам (д запоминающего устройства и адресным рр вхопяй коммутатора каналов» Д

1 11203

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления и измерения для преобразбвания сигналов датчиков угол-фаза в код .

Известен многоканальный преобразователь информации, содержащий входной аналоговый коммутатор, схему выборки и запоминания, 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выходной .буферный регистр и блок управления. Информационные входы аналогового коммутатора подсоединены к аналоговым датчикам, а его управляющие входы — к блоку управлеI5 ния. Выходы коммутатора соединены через схему выб орки и запоми нания с входами АЦП, выходы которого подсоединены к буферному регистру. Второй выход блока управления подключен к управляющему входу АЦП и вторым входам буферного регистра (1) .

Недостатком преобразователя является сложность и низкая надежность, обусловленные наличием аналогового коммутатора, схемы выборки и хранения и аналого-цифрового преобразователя.

Известен многоканальный преобразователь информации, содержащий аналог о-цифр ов ой пр е обра з овател ь для

30 каждого опрашиваемого датчика, цифровой коммутатор и блок управления, в качестве которого используется микропроцессор, информационные входы аналого-цифрового преобразователя соединены с выходами опрашиваемых датчиков, а его управляющие входы— с выходом микропроцессора, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к входам цифрового коммутатора, вторые входы которого соединены с BTopbIM выходом микропроцессора, который является шиной адреса, выходы цифровбго коммутатора соединены, с входом микропроцессора, по которо- 45 му передается значение преобразованного кода (2) .

Недостатком преобразователя являет,ся его, сложность, обусловленная применением для каждого опрашиваемого датчика своего аналого-цифрового пр е обра з оват еля .

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угол-фазакод, содержащий датчики угол-фаза, 55 компараторы, число которых определяется числом опрашиваемых датчиков, коммутатор, блок питания, генератор

85 2 опорнои частоты, два триггера, два элемента И, счетчик импульсов, линию задержки, компаратор опорного сигнала, устройство управления, выход каждого датчика угол-фаза подключен через компаратор к входам коммутатора, выход которого соединен с нулевым вхо дом первого триггера, единичный вход которого соединен через первый вход первого элемента И и компаратор опорного сигнала с выходом блока питания, а выход — с одним входом второго элемента И, второй вход которого подключен к генератору опор ной частоты,а выход — к входу счетчика импульсов, единичный вход перво— го триггера соединен через первый элемент И с выходом второго триггера вход которого подключен через линию задержки к устройству управления (3) .

Недостатком известного многоканального преобразователя является его сложность, обусловленная необходи— мостью использования схем для адресации опрашиваемых датчиков и дополнительных схем адресации для запоминания кода, который считывается со счетчика.

Цель изобретения — упрощение уст— ройства и повышение надежности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный преобразователь угол-фаза-код, содержащий источник питания, выход которого подключен к входам фазовращателей по числу каналов, выходы которых подключены к входам компараторов по числу каналов, коммутатор каналов, генератор опорной частоты, счетчик, введены элементы И по числу каналов, блок элементов И, одновибратор и запоминающее устройство, выходы компараторов подключены к первым входам элементов

И, вторые входы которых .подключены к выходу генератора опорной частоты, а выход — к информационным входам коммутатора каналов, выход которого подключен к управляющему входу запоминающего устройства, информационные входы которого подключены к выходам старших разрядов счетчика, выходы младших разрядов которого подключены к информационным входам блока элементов И, управляющий вход которого через одновибратор подключен к выходу генератора опорной частоты, который подключен к входу счетчика, выход старшего разряда которого подключен

1120885

3 к входу ист ач ника питания, выходы блока элементов И подключены к адресным входам запоминающего устройства и адресным входам коммутатора. каналов.

В предлагаемом преобразователе ис.пользуется один счетчик импульсов для всех каналов., данные с которого считываются в запоминающее устройство за один цикл опроса каналов пре образования, в то время как в извест1 ных устройствах счетчик импульсов имеется в каждом канале. Кроме того, счетчик импульсов в предлагаемом устройстве выполняет одновременно функции счетчика адреса канала и счетчика данных по этому каналу, в то время как в известных устройствах эти функции выполняют разные блоки.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит генератор 1 опорной частоты, счетчик 2, источник 3 питания,фазовращатели 4, компараторы 5, число которых равно числу опрашиваемых каналов, элементы

И 6 (по числу каналов), одновибратор

7, блок 8 элементов И, коммутатор 9 каналов и запоминающее устройство 10.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 импульсов опорной частоты вырабатывает последовательность высокочастотных импульсов частотой 35

f „, которые поступают на счетчик

2 и входы элементов И 6, формирующих сигнал записи, и на одновибратор 7.

С выхода старшего разряда счетчика 2, который одновременно выполняет роль 40 делителя частоты, снимается последовательность импульсoB частотой f!

f /2, где q — разрядность счетчиоп ка 2, которая подается на источник

3 питания фазовращателей 4. Значение частоты следования импульсов f, подаваемых на источник питания фазовращателей 4, выбирается, исходя из частоты напряжения питания фазовращателей (в случае применения синусно-косинусных вращающихся трансформаторов например типа СКТБ-6465Д, она составляет 400.Гц).

Источник 3 питания фазовращателей

4 представляет собой фильтр с уси- 55 лителем мощности,- с выхода которого снимается синусоидальное напряжение частотой f .

Рассмотрим процесс преобразованиь фазы в кад па одному нз опрашиваемых каналов, в который, кроме одного фазовращателя 4, входят один компа— ратор 5 и один элемент И 6.

Напряжение синусоидальной формы (фиг. 2) с фазовращателя 4 подается на компаратор 5, который выполняет роль усилителя — органичителя. С вы— хода компаратора 5 снимается дву;олярное напряжение прямоугольной формы, совпадающее по фазе с синусоидаль ным нап ряже ни ем, снимаемым с выхода фазовращателя, которое имеет фазовый сдвиг отнбсительно входного напряжения. С компаратора 5 этот сигнал поступает на один из входов элемента И 6, формирующих сигнал записи.

На второй вход этой схемы подаются импульсы с генератора 1 опорной частоты. Частота напряжения питания фазавращателя 4 синхронизирована частотой генератора 1 опорной частоты, на отличается па своему значению в

2 раз.

При совпадении на выходах элемента И 6 импульса генератора 1 опорной частоты с сигналом прямоугольной фарьж, снимаемым с компаратора 5 в момент перехода этог6 сигнала от отрицательного значения к положительному, на его выходе формируется короткий импульс, который несет инфЬрмащпо о фазе текущего положения вы1 ходного сигнала фазовращателя 4. При этом количество импульсов, поступивших за время преобразования на счетчик 2, пропорционально сдвигу фазы фаз овращателя опрашиваемого канала.

Для адресации опрашиваемого канала выходы младших разрядов счетчика

2 соединены с входами блока 8 элементов И, формирующего адрес канала записи, который управляет коммутатором 9 каналов. С выходов блока 8 элементов И снимается код адреса опрашиваемого канала, который подается на коммутатор каналов и на шину адреса запоминающего устройства.

Одновременно импульс с генератора 1 опорной частоты подается на одновибратор 7, который формирует управляющий сигнал в момент окончания импульса с генератора 1 опорной частоты для исключения совпадения по времени процессов, связанных с формированием сигнала записи элемента

И 6, установкой счетчика 2 и време,ыем формирования сигнала адреса канала блоком 8 элементов И.

Сигнал элемента И 6 поступает че- рез коммутатор 9 каМалов на управлякиций вход запоминающего устройства

10. Под воздействием этого сигнала и сигнала адреса в запоминающее устройство 10 считывается содержимое старших разрядов счетчика 2. Таким образом осуществляется считывание 16 двоичного кода, значение которого пропорционально числу импульсов„пос. тупивШих на счетчик 2 за время, равное сдвигу фазы между опорным напряжением и выходным напряжением для on- 15 рашиваемого канала. При посту-..ленин следующего импульса с генератора 1 опорной частоты на счетчик 2 его состояние изменяется и выполняется аналогичный процесс считывания кода в 20 запоминающее устройство 10 для следующего опрашиваемого канала„ адрес которого определяется состоянием младших разрядов счетчика 2. Указанный процесс преобразования по всем 2» опрашиваемым каналам заканчивается после обнуления младших разрядов счетчика 2, используемых для адресации каналов, и начинается снова с приходам импульса с генератора 1 опорной частоты и установкой младшего разряда счетчика 2 в единичное состояние.

Число младших рэ.зрядов счетчика 2 используемых для адресации каналов, 35 определяется исходя из числа опрашиваемых каналов. Например, если опрашиваемых каналов семь, то для их адресации используются три младЪ ших разряда. При этом число старших .разрядов счетчика 2, которые несут информацию об измеряемом фазовом сдвиге в виде двоичного кода, зависит от разрешающей способности фазовращателя 4, т.е. оно выбирается, исходя из его разрешающей способности, которая при числе старших разрядов счетчика 2 и используемых для преобразования сдвига фазы в код, равна 3 =1/2 . Учитывая то, что для фор,А мнрования кода, соответствующего углу поворота вала, используется и с".àðших разрядов счетчика 2,, а для адреса канала — ш младших разрядов, общая разрядность счетчика определяется

zarc q = n+m. Зная требуемое числе разрядов счетчика 2 и частоту напряжения питания фазовращателей 4, можно определить частогу генератора 1 опорной частоты как Хо, -- f, 2>, -бп

Т ехнико-=-кономический эффект предлагаемого преобразова.теля обусловлен тем, что он отличается от известных своей простотой, поскольку содержит для преобразования и каналов один счетчик импульсов, который использу— ется одновременно и для адресации каналов и для подсчета импульсов генератора за время, равное преобразуемому сдвигу фаз, который пропорционален углу поворота датчика положения. При этом его надежнос".ü равна надежнос— ти одного канала известного устройства, в котором используется свой аналого-цифровой преобразователь,. т.е. при оценке надежности известного устройства и предлагаемого по внезапным отказам этот показатель для предлагаемого многоканального преобразователя будет лучше примерно а и ра=-, где и число каналов преобразователя.

1120385

Филиал ППП "Патент", г. Узгород, ул. Проектнаа, 4

ВРЧИПИ .

Тирам 568

Закаэ7747/39

Подлисмое