SU537371A1 - Многоканальный преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматического управлени  и измерени .I

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатели, нулевые дете сторы, триггеры, вентили управлени , счетчики грубого и точного отсчетов, генератор СЕшхронизнрующих импульсов 1.

В этом преобразователе заполнение счетчиков грубого и точного отсчетов происходит независимо друг от друга, причем цепь дл  передачи единицы переноса между младщим разр дом счетчика грубого отсчета и старшим разр дом счетчика точного отсчета отсутствует .

Недостаток этого преобразовател  - невысока  точность работы.

Наиболее близким по технической сущности к рассматриваемому устройству  вл етс  многоканальный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатели грубого и точного отсчета, выходы которых подключены к входам группы нулевых детекторов , генератор импульсов, подсоединенный к первому входу первого вентил , второй вход которого св зан с выходом первого триггера, а первый выход счетчика точного отсчета - с первым входом регистра, счетчик грубого отсчета и щифратор 2.

Указанное устройство также не обеспечивает достаточной точности работы.

Цель изобретени  - повыщение точности работы преобразовател .

Это достигаетс  тем, что в преобразователь введены коммутаторы, блок коррекции ощибки и дополнительный счетчик. Выход последнего непосредственно подключен к одним входам первого и второго коммутаторов, другие

входы которых соединены соответственно с выходами группы нулевых детекторов, и через щифратор к первым входам второго вентил , третьего коммутатора и блока коорекции ощибки, а выходы первого и второго коммутаторов - соответственно к первым входам первого и второго триггеров. Второй вход первого триггера соединен с выходом третьего вентил , с первым входом третьего триггера и с вторым входом второго вентил , выход второго вентил  - с вторым входом второго триггера , а выход второго триггера - с первым входом четвертого вентил , второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к первому

входу счетчика точного отсчета. Второй выход последнего св зан с вторыми входами блока коррекции ощибки и третьего коммутатора, выход которого подключен к второму входу регистра, а третий вход - к третьему входу

блока коррекции ощибки и к первому выходу счетчика грубого отсчета, второй выход кото рого соединен чС третьим входом регистра, а первый и второй входы - соответственно с выходами первого вентил  и блока коррекции ошибки. Выход блока питани  через нулевой детектор подключен к первому входу п того вентил , второй вход которого св зан с выхо дом четвертого триггера, а выход - с первыми входами третьего и шестого вентилей, вторые входы которых подключены соответственно к выходам третьего триггера. Второй вход третьего триггера соединен с выходом шестого вентил ,с четвертым входом блока коррекции ошибки и с первым входом четвертого триггера, второй вход последнего - с управл юш ,ими входами каждого счетчика. Функциональна  схема преобразовател  представлена на чертеже. Устройство содержит фазовращатели грубого 1 и точного 2 отсчета, нулевые детекторы 3, 4, коммутаторы 5, 6, 7, шифратор 8, дополнительный счетчик 9, триггеры 10-13, генератор 14 импульсов, вентили 15-20, блок 21 коррекции ошибки, блок 22 питани , счетчики грубого 23 и точного 24 отсчета, регистр 25. Выходы фазовращателей грубого 1 и точного 2 отсчета св заны с нулевыми детекторами 3, вход нулевого детектора 4 - с блоком 22 питани  вместе со статорными обмотками фазовращателей грубого и точного отсчетов. Выходы нулевых детекторов 3, св занных с фазовращател ми грубого отсчета, подключены к входам коммутатора 6, а выходы нулевых детекторов 3, св занных с фазовращател ми точного отсчета, - к входам .коммутатора 7. Другие входы коммутаторов 6, 7 вместе с входом шифратора 8 подсоединены к выходу дополнительного счетчика 9, выход коммутатора 6 - к первому входу триггера 10, а выход коммутатора 7 - к первому входу триггера И. Выход триггера 10 соединен с вторым входом вентил  16, выход триггера 11 -с первым входом вентил  19, а первый и второй входы вентилей 16 и 19 - с выходом генератора 14 импульсов. Выход нулевого детектора 4 подключен к первому входу вентил  15, второй вход которого св зан с выходом триггера 13, выход вентил  15 - к первым входам вентилей 17 и 18, а вторые входы вентилей 17 и 18 - к выходам триггера 12. Выход вентил  17 св зан с первым входом триггера 12, с вторым входом триггера 10 и с вторым входом вентил  20, выход которого подключен к второму входу триггера И. Выход вентил  18 соединен с вторым входом триггера 12, с четвертым входом блока 21 коррекции ошибки и с первым входом триггера 13, выход щифратора 8 - с первыми входами коммутатора 5, блока 21 коррекции ошибки и вентил  20. Третьи и вторые входы блока коррекции ошибки и коммутатора 5 соединены между собой, а также с первым выходом счетчика 23 грубого отсчета и с вторым выходом счетчика 24 точного отсчета. Выход блока 21 кор- 6 6 рекции ошибки подключен к второму входу счетчика 23 грубого отсчета, первый выход счетчика 24 точного отсчета, выход коммутатора 5, второй выход счетчика грубого отсчета - к первому, второму и третьему входам регистра 25. Второй вход триггера 13 св зан с управл юшими входами счетчиков грубого и точного отсчетов. Выходы вентилей 16, 19 соответственно подключены к первым входам счетчиков грубого и точного отсчетов. Коммутатор 5 коммутирует коды согласующих разр дов счетчика грубого и точного отсчетов на определенных входах регистра в зависимости от отсчетности данного канала. Коммутаторы 6 и 7 в соответствии с номером канала преобразовани  осуществл ют коммутацию сигналов, поступающих соответственно с нулевых детекторов, св занных с фазовращател ми грубого отсчета, и с нулевых детекторов , св занных с фазовращател ми точного отсчета. Блок коррекции ощибки обеспечивает согласование отсчетов после анализа состо ний согласующих разр дов счетчиков грубого и точного отсчетов путем изменени  состо ни  корректируемого разр да счетчика грубого отсчета . Дополнительный счетчик определ ет номер канала преобразовани  и управл ет работой коммутаторов 6 и 7, а через шифратор определ ет отсчетность данного канала. Работает преобразователь следующим образом . На выходе блока 22 питани  имеетс  два напр жени , сдвинутые относительно друг друга на 90°. Эти напр жени  подаютс  на статорные обмотки фазовращателей 1, 2. Одно из них (опорное напр жение) поступает на вход нулевого детектора 4. С ротором каждого фазовращател  св зан входной вал, угол поворота которого надо преобразовать в двоичный код. На чертеже а-ц, a,z, . .. аьу - углы поворота фазовращателей грзбого отсчета; «-21, а22, . . ссалг - углы поворота фазовращателей точного отсчета, где N н М - число фазовращателей, причем N может быть больше или равном. Фаза напр жени , снимаемого с обмотки ротора любого фазовращател , сдвигаетс  относительно фазы опорного напр жени  на величину, пропорциональную углу поворот-, ротора, а следовательно, и входного вала В момент перехода синусоиды напр жени  через нуль от отрицательной полуволны-к поожительнои полуволне на выходе нулевых етекторов 3 по вл ютс  управл ющие иму-ьсы , поступающие на коммутаторы 6, 7. Преобразование начинаетс  с приходом нешних сигналов «Начало преобразовани  а вход дополнительного счетчика 9, на втоой вход триггера 13 и а управл ющие вхоы счетчиков грубого 23 и точного 24 отсчета. ти сигналы мен ют содержимое счетчика 9. иксирующего номер канала преобразовани , на единицу, устанавливают триггер 13 в положение , когда вентиль 15 открыт и сбрасывают счетчики грубого и точного отсчетов. Если содержимое счетчика 9 соответствует номеру двухотсчетного канала, то с выхода шифратора поступает разрешающий потенциал на вентиль 20, блок 21 коррекции опибки и коммутатор 5. При этом управл ю--,г1Й импульс (старт-импульс) с выхода нулевого детектора 4 через вентили 15 и 17 перебрасывает триггер 12 и устанавливает триггер 10 и через вентиль 20 триггер 11 так, что импульсы генератора 14 через вентили 16, 19 соответственно начинают поступать на первые счетные входы счетчиков грубого и точного отсчетов. Заполнение их заканчиваетс  с момента переброса триггеров 10, 11 другими управл ющими импульсами (стоп-импульсами), поступившими на первые входы этих триггеров с соответствующих нулевых детекторов через коммутаторы 6, 7. Выходы триггеров 10, 11 блокируют вентили 16, 19. Таким образом, в счетчиках фиксируетс  число, пропорциональное временному интервалу между старт-импульсом и стоп-импульсами . В свою очередь временной интервал пропорционален сдвигу фаз напр жений опорного и с выхода фазовращателей 1, 2 данного канала, а значит, и углу поворота входного вала. В соответствии с содержимым дополнительного счетчика 9 коммутаторы 6, 7 выбирают стоп-импульс, поступающий с выхода нулевого детектора соответствующего канала, а щифратор 8 фиксирует отсчетность этого канала преобразовани . В блоке 21 коррекции ошибки посто нно проводитс  анализ состо ний согласующих разр дов счетчиков грубого и точного отсчетов. В результате этого анализа на второй вход счетчика грубого отсчета поступает ИМПУЛЬС, который либо прибавл ет единицу к содержимому счетчика грубого отсчета , либо вычитает единицу. Следующий ИМПУЛЬС с выхода нулевого детектора 4 перебрасывает триггер 12. устанавливает триггер 13 в нулевое положение, при этом выход его блокирует вентиль 15. По этому импульсу на выходе блока 21 коррекции ошибки в результате анализа согласующих разр дов счетчиков грубого и точного отсчетов вырабатываетс  импульс коррекции. Информаци  с второго выхода счетчика грубого отсчета, с первого выхода счетчика точного отсчета и с выхода коммутатора 5 заноситс  в регистр 25. С выхода коммутатора 5 в регистр 25 записываетс  состо ние согласующих (старщих) разр дов счетчика точного отсчета , а выходы согласующих разр дов счетчика грубого отсчета заблокированы. После записи информации со счетчиков 23, 24 ц из коммутатора 5 в регистр 25 цикл преобразовани  по данному каналу заканчиваетс , преобразование по следующему каналу начинаетс  с приходом очередных сигналов «Начало преобразовани . Аналогично происходит работа преобразовател  по одноотсчетному каналу с той разницей , что выход шифратора 8 блокирует второй вентиль 20 и выход блока 21 коррекции ошибки, а в регистр 25 записываетс  содержимое информационных (старщих) разр дов счетчика грубого отсчета и через коммутатор 5 содержимое согласующих (младщих) разр дов счетчика грубого отсчета. В двухотсчетных каналах фазовращатели св заны между собой механической передачей , передаточное число которой равно числу информационных разр дов счетчика грубого отсчета, не счита  числа согласующих (младщих ) разр дов. Отсчетность в предлагаемом преобразователе жестко закреплена за каждым номером канала . Как видно из описани  работы преобразовател , в двухотсчетном канале измерени  vrлового положени  фазовращателей по грубому и ТОЧНОМУ каналу происход т независимо друг от друга. Младщий разр д счетчика грубого отсчета и старший разр д счетчика точного отсчета измен ютс  в резко отличающихс  границах тппусков. Поэтому изменение значени  гт пHiero разр да счетчика точного отсчета (перенос единицы не всегда происходит с изменением значени  младщего разр да счетчика грубого отсчета. Эта ошибка измерени  равна «весу младщего разр да грубого отсчета. Дл  того, чтобы уменьщить эту погрешность и сделать ее равной величине «веса младитето разр да точного отсчета в предлагаемом преобра.чователе введено согласование отсчетов, которое осуществл етс  блоком 21 коррекции ошибки. Согласование отсчетов сводитс  к анализу по логическим функци м содержимого согласующих разр дов грубого и точного отсчетов и корректировке кода в сиртчике грубого отсчета. Coглac ющиe разр ды грубого отсчета позвол ют измерить остаток от делени  значени  измер емой величины в канале грубого отсчета на максимальный «вес точного отсчета . «Веса согласующих разр дов грубого отсчета должны совпадать с соответствующими «весами старших разр дов счетчика точHoio отсчета. Согласование отсчетов сводитс  к анализу состо ний согласующих разр дов грубого и точнот-о отсчета и сравнению величины их разности с половиной максимального «веса точного отсчета по следующим логическим функци м Рц.. F-, которые получены, если число согласующих разр тов грубого отсчета равно трем, а число информационных разр дов в счетчиках грубого отсчета - п ти, в счетчиках точного отсчета дев ти Р - 1.6-(2-7 + 2-3-8 + 3-7.8); .6.(2-7+2.3-8+ 3.7-8), где 1, 2, 3, 6, 7, 8 - единичные состо ни  триггеров 1, 2, 3-го разр дов (старших) счетчика точного отсчета и б, 7, 8-го разр дов (младших) счетчика грубого отсчета;

Т, 2, 3, 6, 7, 8 - нулевые состо ни  указанных триггеров.

Если при анализе состо ний согласующих разр дов удовлетвор ютс  услови  функции F+, то прибавл етс  «1 к корректируемому разр ду счетчика грубого отсчета, а если услови  функции F-, то вычитаетс  «1 из корректируемого разр да.

Анализ состо ний согласующих разр дов грубого и точного отсчетов по приведенным выражени м и выработку сигналов на коррекцию содержимого информационных разр дов счетчика грубого отсчета осуществл ет блок коррекции ощибки.

Погрешность в предлагаемом преобразователе не превышает «веса младшего разр да точного отсчета, так как корректировка содержимого счетчика грубого отсчета осуществл етс . ио содержимому счетчика точного отсчета.

Использование в многоканальном преобразователе угла поворота вала в код коммутаторов , блока коррекции ошибки, дополнительного счетчика и соответствующих св зей между блоками повышает точность работы устройства по сравнению с аналогичными устройствами , решающими ту же задачу.

Claims (2)

1.Дроздов Е. А. и др. Автоматическое преобразование и кодирование информации. - «Советское радио, М, 1964, с. 200

2.Авт. св. № 437120, кл. G 08С 9/04, 1973 (прототип).