Патент ссср 826385

Союз Советски к

Социалистические

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1826385 (6! ) Дояолннтельное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.09. 79 (2! ) 2820949/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) П риоритет (5!)М. Кл.

С 08 С 9/04

Ввуддрстеенньй комитет

СССР во делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.04.81, Бюллетень М 16 (53) УДК 681. 325 (088. 8) Дата опубликования описания 31.04 .81 (72) Авторы изобретения

«».

Ю. В. Котович, В. М. Семенец, В. Л-. Тефщцкий ( и И. С. Квартиркина ,/. (71) Заявитель О (54) ?Д ЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к вычисли1 1 тельной технике в частности к аналот гово-цифр овьп1 преобразователям, обеспечивающим связь цифровых вычислительных машин (ЦВМ)с устройствами, выдающими информацию в аналоговой форме.

Известен преобразователь угла поворота валов в двоичный код, со. держащий синусно-к осинусные вращакициеl0 ся трансформаторы, коммутатор, четыре парафазных усилителя, коммутатор октантов, преобразователь напряжение-код ПНК, суммирующий блок, два масштабирующих элемента, преобразователь код-напряжение, инвер-, тор, регистр октантов, блок синхронизации, делитель тактовых импульсов и распределитель (1).

Недостатком этого преобразователя является его сложность .

Известен многоканальный функциональ.ный преобраЪователь угла поворота в двоичный код, в котором роторы .

СКВТ механически поворачиваются на углы, которые должтот быть преобразованы в кодовый эквивалент. Выходы каждого CKST (синусный и косинусный) соединены со входами коммутатора каналов, на выходе которого воспроизводится синусное и косинусное напряжение одного из СКВТ, выбранного адресным устройством ЦВМ. Синусное и косинусное напряжения подаются на соответствующие последовательно включенные инвертирующие усилители. Выходы всех усилителей соединены со входами коммутатора октантов, на од;ном из выходов которого воспроизводит1, ся синусиое, а на другом — косииусное напряжения, приведенные к первому октанту, т. е. эти напряжения, имеют одну фазу, а амплитуда синусного напряжения всегда меньше амплитуды косинусиого. При этом в регист,ре октаитов, вход которого соединен с выходом сравнивающего устройства, формируется код номера октанта, кото3 8263 рый подается на управлян1щий вхс ц коммутатора октантов. Синусный выход коммутатора октантов соединен со входом сравнивающего устройства, входящего в ПНК, который построен по методу поразрядного уравновешивания и в качестве элемента обратной связи имеет ПКН, управляющие входы которого по числу разрядов кода соединены с выходами регистра управления, один 10 вход которого соединен с выходом сравнивающего устройства. Опорное напряжение преобразователя напряжение-код, зависящее в данной схеме от значения кода, формируется на выходе 15 суммирующего усилителя, выход которого соединен со входом ГП(Н. Один вход суммирующего усилителя соединен с косинусным выходом коммутатора октан-. тов, а другой — с выходом ПКН в функ- 20 ции тангенса половинного угла, управляющие входы которого соединены с выходом регистра управления, Вход регистра управления соединен с выходом сравнивающего устройства, а вход

ПКН в функции тангенса половинного угла соединен с выходом коммутатора октантов. Последовательность работы преобразователя во времени задается распределителем тактовых сигналов, 50 выходы которого соединены с тактовыми входами регистра октантов, коммутатора октантов, сравнивающего устройства и регистров управления, а его вход соединен с выходом фазирую- З5 щего формирователя.

В конце цикла преобразования на пряжение обратной связи на входе сравнивающего устройства становится равным синусному напряжению,. поданному

/на другой его вход,а код,сформированный в регистре управления, становится эквивалентным углу поворота в диапазо-.

45 не первого октанта. С выхода регист" ра управления этот код подается на вход регистра хранения кода, на дру1 гой вход которого иэ регистров октантов, поступает код номера октанта. 50

° .В результате. суммирования обоих кодов 50 образуется выходной код, поступающий затем в ЦВМ(2).

Недостатком известного преобразователя является необходимость применения в его схеме суммирующего усилителя и преобразователя код-напря" жение в функции тангенса половинного

Вс ф угла, который является сложным уст1 ройством и требует специальной разработки „

Цель изобретения — упрощение преобразователя угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий входной коммутатор, входы которого соединены с выходными обмотками синусно-косинусных вращающихся трансформаторов и выходом адресного устройства ЦВМ, а выходы — со входами первого синусного и первого косинусного инвертирующих усилителей, последовательно сочиненных с оотв етс тв енно со в торым синусным и вторым косинусным инвертирующими усилителями, выход каждого и нв ер тир ующе г о у с или т ел я с о еди не н с соответствующим в ходом к оммутатора октантов:, регистр октантов, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора октрнтов, преобразователь напряжение-код, включающий в себя сравнивающее устройство, 1 преобразователь код-напряжение и регистр управления, причем прямой вход сравнивающего устройства соединен с синусным выходом коммутатора октантов, а инверсный вход соединен с вы.ходом преобразователя код-напряжение,выход сравнивающего устройства соединен с сигнальными входами регистра октантов и регистра управления, первые выходы которого соединены с управляющими входами преобрззоватсля коднапряжение, распределитель тактовых сигналов, один выход которого соединен с тактовым входом коммутатора октантов, а другой — с тактовыми входами регистра управления, регистра октантов и сравнивающего устройства, . вход распределителя тактовых сигналов соединен с выходом фазирующего формирователя, регис"; р хранения кода, один вход которого соединен со вторым выходом регистра октантов, а другой — со вторым выходом регистра управления, введены дополнительный линейный преобразователь код — напряжение, аналоговый вход которого соединен с еинусным выходом коммутатора октантов и прямым входом сравнивающего устройства, а управляющие входы соединены .с управляющими входами преобразователя код-напряжение и первыми выходами регистра управле826385

5 ния, и резистивный делитель напряжения, состоящий из двух последовательно соединенных резисторов, при, чем средняя точка делителя напряжения соединена со входом преобразователя код-напряжение, один вывод делителя напряжение соединен с косинусным выходом коммутатора октантов, а другой — с выходом дополнительного линейного, преобразователя код †напря- о ние.

На чертеже изображена схема преобразователя угла поворота вала в код, Преобразователь угла поворота вала в код состоит из СКВТ 1, обмотки ко- t5 торых соединены со входами входного коммутатора 2 каналов, управляющий вход которого соединен с выходом адресного устройства ЦВМ 3. Синусный выход входного коммутатора 2 zo соединен с последовательно включенными инвертирующими усилителями 4, а косинусный — с последовательно включенными инвертирующими усилителями 5.

Выходы усилитечей 4 и 5 соединены со входами коммутатора 6 октантов, управляющий вход которого соединен с выходом регистра 7 октантов, синусный выход соединен с прямым входом сравнивающего устройства 8 преобразователяЗО

9 напряжение-код, а синусный выход соединен с одним выводом резистивн.— го делителя 10 напряжения. Вход регистра 7 октантов соединен с выходом сравнивающего устройства 8, а выход — со входом регистра 11 хранения кода. Средняя точка делителя 10 напряжения соединена со входом ПКН 12,вы— ход которого подсоединен к инверсному входу сравнивающего устройства 8, а 4о .управляющие входы (по числу разрядов кода) соединены с выходами регистра 13 управления.

Синусный выход коммутатора 6 октантов соединен со входом дополнительного линейного ПКН 14, выход которого соединен с другим выводом резистивнога делителя 10 напряжения, а управляющие

50 входы соединены с управляющими входами ПКН 12. Управляющие выходы распределителя тактовых сигналов 15 соединены со входами коммутатора 6 октантов, регистра 13 управления, 55 сравнивающего устройства 8 и регистра

7 октантов. Вход распределителя 15 тактовых сигнально соединен с выходом фазирующего формирователя 16. Выход

6 регистра 13 управления соединен со входом регистра 11 хранения кода.

Устройство работает следующим образом.

Последовательность работы преоб— разователя в динамике задается распределителем 15 тактовых сигналов, кото— рый запускается фазовым формирователем 16 и управляет работой коммутатора 6 октантов, регистра 7 октантов, регистра 13 управления и сравнивающего устройства 8. При механическом повороте роторов СКВТ 1 йа различные углы меняются синусные и косинусные напряжения выходных обмоток, соединенных со входным коммутатором 2, на выходе которого воспроизводится синусные и косинусные напряжения того

СКВТ, адрес которого поступает из адресного устройства ЦВИ 3. После прохождения через инвертирующие усилители 4 и 5 эти напряжения поступают на коммутатор 6 октантов. При этом дважды инвертируемые синусные и косинусные напряжения через коммутатор октантов 6 подсоединяются последовательно во времени к прямому входу сравнивающего устройства 8, и в результате сравнения с нулевым уров-. нем, подаваемым на инверсный вход, определяются знаки фаз синусного и косинусного напряжения, т. е. производится выбор квадранта и формируются значения первых двух разрядов кода старших разрядов (Ю ), После этого производится выбор октанта, для чего сравниваются между собой синусное и косинусное напряжения, приведенные к положительной фазе, что достигается соответствующей коммутацией илвертируемых и неинвертируемых напряжений в коммутаторе 6 октантов,который управляется регистром 7 октантов и распределителем тактовых сигналов 15. Сравнение напряжений происходит в сравнивающем устройстве при подаче синусного на- ° пряжения на прямой вход,, а косинусного напряжения на инверсный вход через резистивный делитель 10 напряжения и ПКН 12 при полном значении кода 8 1. В результате этой операции в регистре 7 октантов формируется код ыомера октанта (т. е. код трех старйнх разрядов 9 ) а на выходах коммутатора 6 окнтантов воспроизводится, два напряжения, причем одно иэ rex соответствует синусу

1 8 первого октанта (синусное), а второе— косинусу первого октанта (косинусное) . таким образом, эти напряжения имеют положительную фазу, и синусное всегда меньше косинусного.

Последующее преобразование происходит в замкнутой системе преобразователя 9 напряжение-Крр, который построен по методу поразрядного уравновешивания и в качестве элемента обратной связи имеет ПКН 12, -соединенный с регистром управления

13, где формируется код 9 . При этом роль преобразуемого играет напряже,ние, снимаемое с синусного выхода коммутатора 6 октантов,а опорное напряжение формируется в средней точке резистивного делителя напряжения

10. В предлагаемом устройстве реализуется следующая приближенная зависимость фп о(Кcoed+(4-k>8 i>+f i <"1 откуда

81пд см

К сов А+ (1-к) 961 пА

Методическая ошибка при зйачении к оэффици ента К = О, 7825, прив ед енная о к углу, не превосходит 2, что составляет 0,01Х от угла 360 . Из приближенной зависимости 2 следует, что опорное напряжение должно соответствовать выражению

I Q08 +(<-к18 мо й., (3) 26385 произведений, подается в качестве опорного на вход поеобоазователя 12 коц-надавя>кение, В конце цикла преобразования напряжение обратной связи, равное опорному, умноженному на значение кода Ф > сравняется с преобразуемым синусным напряжением, а код 8, сформированный в регистре управления, получается эквивалентным углу в диапазоне первого октанта. С выхода

10 регистра 13 управления код угла, приведенного к первому октанту 9 подается на вход регистра 11 хранения кода, на другой вход которого из регистра 7 октантов подается код номера октанта go . В результате простого суммирования этих кодов получает— ся полный выходной код преобразуемого угла поворота, поступающий далее в ЦВМ.

Использование изобретения позволит упростить преобразователь угла поворота вала в код путем исключения из него сложного функционального

1 преобразователя код-напряжение в функции тангенса половинного угла, регистра его управления и суммирующего усилителя, а также путем построения схемы преобразователя на базе только линейных ПКН, что позволит унифицировать элементную базу устройства и снизить его стоимость.

Зкономический эффект от использования предлагаемого изобретения обусловлен его техническими особен— ностями.

Для получения произведения G e1n cL в устройство введен дополнительный линейный ПКН 14, идентичный основному ПКН 12, имеющий с ним общие управляющие входы, соединенные с выходами регистра 13 управления. Умножение косинусного напряжения на постоянный коэффициент К, а напряжения, пропорционального О е1 d, снимаемого с выхода дополнительного линейного

ПКН 14 на постоянный коэффициент(1У

К)производится на одном и том же ре- > зистивном делителе 10 напряжения путем подачи этих напряжений на противоположные крайние точки делителя, причем отношение сопротивления резистора, соединенного с выходом дополнительного линейного ПКН к сумме сопротивлений обоих резисторов делителя равно К. Напряжение в средней точке делителя 10, равное сумме полученных

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код содержащий входной коммутатор, входы которого соединены с выходными обмотками синусно — косинусных вращающихся трансформаторов и выходом адресного устройства ЦВМ, а выходы — со входами первого синусного u первого косинусного инвертирующих усилителей, последовательно соединенных соответственно со вторым синусным и вторым косинусным инвертирующими усилителями, выход каждого иивертирующего усилителя соединен с соответствующим входом коммутатора октантов, регистр ок тантов, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора,октантов, преобразователь напряжение-код,содержа9 8263 щий сравнивающее устройс,тво, преобразователь код-напряжение и регистр управления, причем прямой вход срав1нивающего устройств.а соединен с си-° нусным выходом коммутатора октантов, 5 а инверсный вход соединен с .выходом преобразователя код-напряжение, выход . сравнивающего устройства соединен.с сигнальными входами регистра октантов и регистра управления, первые выходы которого соединены с управляющими входами преобразователя код-напряжение, распределитель тактовых сигналов, один выход которого соединен с тактовым входом коммутатора октантов, а другой — с тактовыми входами регистра управления, регистра октантов и сравнивающего устройства, вход распределителя тактовых сигналов соединен с выходом фаэирующего формирователя, регистр хранения кода, один вход которого соединен со вторым выходом регистра октантов, другойсо вторым выходом регистра управления, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в

85 l0 него введены дополнительный линейный преобразователь код-напряжение, аналоговый вход которого соединен с синусным выходом коммутатора октантов и прямым входом сравнивающего устройства, а управляющие входы соединены с управляющими входами преобразрвателя код-напряжение и первыми выходами регистра управления, и реэистивный делитель напряжения, состоящий из двух последовательно соединенных резисторов, причем средняя точка делителя напряжения соединена со входом преобразователя код-напряжение, один вывод делителя напряжения соединен с косинусным выходом коммутатора октантов, а другой — с выходом дополнительного линейного преобразователя код-напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

ie 657447, кл, G 08 С 9/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

367442, кл. Я 08 С 9 104, 1970 (прототип ) .

Составитель Е. Бударина

Редактор Е. Кинив Техред И.Рейвес Корректор М. Шароши, Заказ 2378 35. Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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