Преобразователь угла поворота вала в код

Союз Советскмх

Соцкалистимесккх

Республмк

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ (<>) 607247 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 16.06 75 (21) 2145172/18- 24 (51) М. Кл. с 08 С 9/00 с присоединением заявки Ие— (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.05.78. Бюллетень тне 18 (45) Дата опубликования описания 28.04.78

Государственный номнтет

Совета Мнннстров СССР оо делам нэооретеннй н открытнй (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Б. Ибрагимов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, например, в системах передачи данных на вход электронных вычислительных машин, Известны преобразователи утла поворота вала в код, содержащие синусно-косинусный датчик угла, выходы которого через фазосдвигающую цепь соединены с амплитудными компараторами синусного и косннусного каналов, генератор счетных импульсов, элементы И н ИЛИ. Однако этн известные преобразователи имеют сложную схему (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь, содержащий синусно-косинусный датчик угла, выходы которого через фазосдвигаюшую цепь соединены с амплитуднымн компараторами сннусного н косинусного каналов, выходы, которых соединены с первыми входами первых двух элементов И,выходы ко торых подключены к преобразователю кода, н е:- 2п реэ элемент ИЛИ вЂ” к одному входу триггера, к.другому входу которого лодключсн выход амплитудного компаратора канапе опорного налряжь ния, выход триггера соединен с одним входом третьего элемента И, другой вход которого подключен к генератору счетных импульсов, а выход третьего элемента И подключен к счетному входу счетчика, выхо. ды разрядов которого подключены к соответствующим входам преобразователя кода (2 J. Этот известный преобразователь характеризуется невысокой надежностьв, вызванной нестабильностью времени срабатывания элементов схемы преобразования временного интервала в код.

Келью изобретения является повышение надежносга. В предлагаемом преобразователе это достигается тем, что в него введены дополнительные триггеры, одни входы которых соединены с выходом амплитудного компарато1а канала опорного напряжения, другие входы — с выходами. амплитудных компараторов синусного н косинусного каналов, а выходы дополнительньк триггеров подключены к вторым входам первых двух элементов И.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразов ягеля.

Он содержит <инусно-коси нусный датчик 1 угла, Bb@D ды которого через фазосдвигающую цепь 2 соединены с амплитудными компараторамн 3 н 4 синусного и ко шнусного каналов, соответственно, выходы которых тюдключены к первым входам элементов И 5 н 6, 607247

3S

Если выбрать новую систему отсчета, в которой выполняется условие p = 8 — Я/4, то уравнение (2) можно переписать в виде

U = KUгп В и (63Ч -+ )

U2 = 1(Опт mitt (ьМ+Ч }. (>)

Иэ формулы (3) следует, что временной интервал между переходами через нуль напряжений U0 и О, численно равен величине

40 а временной интервал между переходами через нуль напряжения U> — величине

2é-4 — (в)

В зависимости от того, в каком диапазоне находится угол ф, временной интервал 7 оказьвается больше или меньше временного интервала т г » Ри Qc qp Я

1" 2. (6)

55 ApH Й44 29. (g) При переходе через нуль опорного напряжения

Оо на выходе амплитудного компаратора 10 форми руется импульс, устанавливающий триггеры 9, 11 и 1-2 в состояние, при котором на управляющие выходы которых подключены к преобразователю 7 ко. да и через элемент ИЛИ 8 — к одному из входов триггера 9. Амплитудный компаратор 10 канала опорного напряжения подключен к другому входу триггера 9 и к одноименным входам дополнительных триггеров

11 и 12, другие входы которых соединены с выходами амплитудных компараторов 4 и 3, соответствещю. Выход триггера 9 подключен к первому входу элемента

И 13, ко второму входу которого подключен выход генератора 14 счетных импульсов, а выход элемента

И 1 3 — к счетному входу счетчика 15, выходы разрядов которого подключены к соответствующим входам преобразователя 7 кода; в состав последнего входят элементы И 16, 17 и ИЛИ 18.

Напряжение синусной Uc и косинусной Ок об15 моток синусно-косинусного датчика 1 угла определяются следующим образом:

UÑ КЦМ& ЛСДФ61И87 Ж

1Х1 =ХОщ Ыт1 ФСОВ вт. где К вЂ” коэффициент трансформации, посто20 янный для данного типа датчика (К = const);

Uù и - соответственно, амплитудное значение и круговая частота опорного напряженна

Uä U sinаа

9 — .угол поворота ротора датчика 1.

Эти сигналы поступают к фазосдвигающей цепи 2, на выходах которой образуются напряжения, равные входы элементов И 13, 5 и 6 с единичного выхода указанных триггеров подается разрешающий (отпирающий) потенциал. При этом импульсы от генератора 14 счетных импульсов через открытый элемент И 13 поступают на счетчик 15 до тех нор, пока одно из напряжений U> или U не перейдет через нуль. Если 0 Ч < ян выполняется выражение (б), то ближайшим во времени оказывается напряжение, отстающее по фазе от опорного, т.е. U . Оно раньше, чем напряжение U>, переходит через нуль, и результате чего первым срабатывает амплитудный компаратор 3 синусного канала, импульс с выхода которого проходит через открытый элемент И 5 на преобразователь 7 кода и открывает те элементы И этого преобразователя, которые связаны с прямыми выходами разрядных триггеров счетчика 15, т.е. элементы И 17; содер. жимое счетчика 15 переписывается в цифровое отсчетное устройство (на чертеже не показано) через элементы И 17 и ИЛИ 18 в прямом коде. Этот же импульс, во-первых, проходит через элемент

ИЛИ 8 и перебрасывает в исходное состояние триггер 9, в результате чего прекращается поступление импульсов с выхода генератора 14 на счетчик 15, и, во-вторых, перебрасывает триггер 12 в исходное состояние для того, чтобы во втором полупериоде опорного напряжения Ое (когда переходит через нуль напряжение 0 ) импульс с выхода амплитудюго компаратора 4 косинусного канала не посту. пал на преобразователь 7 кода.

Таким образом, в цифровое отсчетное устройство записывается число (в двоичном коде), равное с учетом уравнения (4), 1, 9

1,1 - / - — - — ° — г (Я) а- си z си„

4» р где .— частота счетных импульсов генераси. тора 14

f0 — частота опорного напряжения Uo.

Если it g с 22 и выполняется выражение (7), то ближайшим во времени оказывается напряжение, опережающее по фазе опорное, т.е. U>. Оно раньше, чем напряжение- 01, переходит через нуль, в результате чего первым срабатьвает амплитудный

1компаратор 4 косинусного канала, импульс с выхода которого проходит через открытый элемент И б на преобразователь 7 кода и открывает те элементы И этого преобразователя, которые связаны с инверсными выходами разрядных триггеров счетчика 15, т.е, элементы И 16; содержимое счетчик;

15 переписывается в цифровое отсчетное устройство через элементы И 16 и ИЛИ 18 в обратном коде. Этот же импульс, во-первых, проходит через элемент ИЛИ 8 и перебрасывает в исходное состояние триггер 9, в результате чего прекращается поступление импульсов с выхода генератора 14 на счетчик 15, и, во-вторых, перебрасывает триггер I I в исходное состояние для того, чтобы во втором полупериоде опорного напряжения О, (когда переходит через нуль напряжения 0 ) импульс с выхода амплитуд607247 ного комларатора 3 синусного канала ие поступал на преобразователь 7 кода.

В этом случае в цифровое отсчетное устройство эаписьгвается число (в двоичном коде), равное с учетом уравнения (5), 5 и =r Вн=1 cll -нн (q) гю-v „ си о о

УЧИтЫВая, ЧтО1 И1т,о = ИМаКС. Гдс 1ЧМиКС.— максимальное значение кода счетчика 15, соответ1О ствующее периоду опорного напряжения, получйем выражения (8) и (9) в следующем виде:

1а ь1акс нн= — ° q =ну нрн ан V ii

° м Я т, (io) I

"Е ="макс

Формула изобретения

2. Авторское свидетельство СССР К 334583, Зо кл. 6 08 С 9/04, 1970.

Составитель И. Назаркнна

Техред К. Бабурка

Корректор М.демчи к

Редактор Jl. Тюрина

Заказ 26!4/38 Тираж 763 Подни cHop

ЦИИИПИ Государственногз комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 аким образом, использование двух триггеров для управления преобразователем кода позволяет существенно увеличить надежность предлагаемого устройства, к дополнительным преимуществам которого следует отнести высокую унификацию элементов и возможность построения на базе интегральных микросхем.

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, выЮ.ходы которого через фазослвиганнцун цепь соединены с амплитудными компараторами синусного и косинусного каналов, выходы которых и единсны с первыми входами первых двух элементов И, выходы которых подключены к преобразователю кода и через элемент ИЛИ вЂ” к одному входу триггера. к другому входу которого подключен выход амплитудного компаратора канала опорного напряжения, выход триггера соединен с одним входом третьего элемента И, другой вход которого подключен к генератору счетных импульсов, а выход третьего элемента И подключен к счетному входу счетчика, выходы разрядов которого подключены к соответствующим входам преобразователя кода, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения на. дежности преобразователя, s него введены дополнительные триггеры, одни входы которых соединены с выходом амплитудного компаратора канала опорного напряжения, другие входы — c выходами амплитудных компараторов синусного и косинусного каналов, а выходы дополнительных триггеров подключены ко вторым входам первых двух элементов И.

Источники информации,.принятые во внимание при экспертизе:

1. Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код, 1974.