SU1003122A1 - Shaft angular position-to-code converter - Google Patents

Description

мератора синусоидального двухфазного напр жени , второй выход которого соединен с второй парой входов переключател  и первым входом блока-управлени , выходы блока управлени  соединены с соответствующими входами элементов И и триггеров , первым входом первого счетчика и управл ющим входом переключател , выходы которого через нуль-органы соединены с другими входами элементов И, выходы которых соединены с другими входами триггеров, генератор импульсов, выход которого соединен с входом генератора синусоидального двухфазного напр жени , введены сумматор и второй счетчик, выходы счетчиков соединены с входами сумматора, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами блока управлени  и первого счетчика и первым входом второго счетчика, выходы соответствующих триггеров соединены с третьим входом первого счетчика и вторым входом второго счетчика, третий вход которого соединен с первым входом первого счетчика.a sinusoidal two-phase voltage meter, the second output of which is connected to the second pair of inputs of the switch and the first input of the control unit; the outputs of the control unit are connected to the corresponding inputs of the AND elements and triggers, the first input of the first counter and the control input of the switch, whose outputs are through zero connected to other inputs of elements And, the outputs of which are connected to other inputs of flip-flops, a pulse generator, the output of which is connected to the input of a sinusoidal two-phase generator No, the adder and the second counter are entered, the outputs of the counter are connected to the inputs of the adder, the output of the pulse generator is connected to the second inputs of the control unit and the first counter and the first input of the second counter, the outputs of the corresponding triggers are connected to the third input of the first counter and the second input of the second counter, the third input which is connected to the first input of the first counter.

На фиг. 1 показана структурна  схма преобразовател  ; на фиг. 2 - временные диаграм№л, по сн ющие его работу ,FIG. 1 shows the structure of the converter; in fig. 2 - temporary diagrams showing their work,

Преобразователь содержит фазовращатель 1I генератор 2 синусоидальног двухфазного напр жени , генератор 3 импульсов , блок 4 управлени , переключатель 5, нуль-органы б и 7, элеменТы И 8-11, триггеры 12 и 13, счетчики 14,сумматор 15 и счетчик 16.The converter contains a phase shifter 1I generator 2 sinusoidal two-phase voltage, generator 3 pulses, control unit 4, switch 5, zero-organs b and 7, elements AND 8-11, triggers 12 and 13, counters 14, adder 15 and counter 16.

В первом положении переключател  5 к нуль-органам б и 7 присоединен опорный выход генератора 2, во втором положении - соответствующие вторичны обмотки фазовращател  1.In the first position of the switch 5, the reference output of the generator 2 is connected to the zero-organs b and 7, in the second position the corresponding secondary windings of the phase shifter 1.

выход элемента И 8 присоединен к единичному входу триггера 12, а выход элемента И 9 присоединен к нулевому входу этого триггера.the output of the And 8 element is connected to the single input of the trigger 12, and the output of the And 9 element is connected to the zero input of this trigger.

Выход элемента И 10 присоединен к единичному входу триггера 13, а выход элемента И 11 - к нулевому входу этого триггера.Входы(Сбросов триггеров 12 и 13 соединены вместе и присоединены к блоку 4 управлени .The output of the And 10 element is connected to the single input of the trigger 13, and the output of the And 11 element to the zero input of this trigger. Inputs (The reset of the flip-flops 12 and 13 are connected together and connected to the control unit 4.

Выход триггера 12 присоединен к управл ющему входу и -разр дного счетчика 14, а выход триггера 13 - к управл ющему входу п-разр дного счетчика 16.The output of the trigger 12 is connected to the control input of and -discharge counter 14, and the output of the trigger 13 to the control input of the n-bit counter 16.

Счетные входы счетчиков 14 и 16 соединены вместе и подключены к выходу генератора 3 импульсов. сбросов счетчиков соединены вместе и присоединены к блоку 4 управлени .The counting inputs of the counters 14 and 16 are connected together and connected to the output of the generator 3 pulses. meter discharges are connected together and connected to control unit 4.

Цикл кодировани  угла занимает два периода выходного напр жени  генератора 2. С этого генератора снимаютс  два синусоидальных напр жени  Ид и The angle coding cycle takes two periods of the output voltage of the generator 2. Two sinusoidal voltages Id and

Hg, сдвинутые между собой по фазе на ЭО. Частота этих напр жений в 2 раза меньше частоты повторени  тактовых импульсов генератора 3.Hg, shifted in phase to EO. The frequency of these voltages is 2 times less than the repetition frequency of the clock pulses of the generator 3.

Выходные напр жени  И„ и Hg генератора 2 поданы на первичные обмотки фазовращател  1. Фазы напр жений на вторичных синусной и косинусной обмотках фазовращател  завис т от угла поворота ротора фазовращател . Напр жение , снимаемое с вторичной косиЧусной обмотки, опережает по фазе напр жение , снимаемое с вторичной синусной обмотки, на 90°. Одно из выходных напр жений генератора 2 Иу прин то за опорное и подано на блок 4 управлени , на который также поступают тактовые импульсы от генератора 3 импульсов.The output voltages AND and Hg of the generator 2 are applied to the primary windings of the phase shifter 1. The phases of the voltages on the secondary sinus and cosine windings of the phase shifter depend on the angle of rotation of the rotor of the phase shifter. The voltage taken from the secondary koshiusnaya winding, phase ahead of the voltage taken from the secondary sinus winding, by 90 °. One of the output voltages of the Yiwu generator 2 is taken as a reference and is applied to the control unit 4, which also receives clock pulses from the generator of 3 pulses.

Блок управлени  может быть выполнен , например, из счетчика импульсов и дешифратора или из формирователей и элементов задержки. Выходные сигналы блока управлени  св заны по фазе с опорным напр жением Ид с точностью одного или нескольких периодов генератора 3 импульсов . На выходе блока 4 управлени  формируютс  сигнал переключени  ИрСфиг. 2), сигнал включени  опорных импульсов И|-, сигнал включени  рабо . чих импульсов Ид и сигнал сброса Й.. Сигнал включени  опорных им .пульсов Ир перекрывает по длительности момент положительного перехода через ноль опорного напр жени  Ир). Сигнал Ир подаетс  в начале первого периода опорного напр жени  И-,. Сигнал Hg принимает состо ние 1 по окончании сигнала Ир, и О по окончании сигнала Ид. Сигнал включени  рабочих импульсов Кд перекрывает по длительности второй период опорного напр жени  И. Перед сигналом включени  опорных импульсов Ир подаетс  импульс сброса счетчиков И. В исходном состо нии сигнал переключени  И равен нулю и на входы нуль-органов 6 и 7 через переключатель 5 поступает опорное напр жение Ис.The control unit can be executed, for example, from a pulse counter and a decoder, or from drivers and delay elements. The output signals of the control unit are phase-linked to the reference voltage Id with an accuracy of one or several periods of the generator 3 pulses. At the output of the control unit 4, a switch signal is generated. 2), the enable signal of the reference pulses And | -, the enable signal of the slave. Id pulses and a reset signal Y. The switching signal of the pulses supporting them, Ir, overlaps in duration the moment of the positive transition through the zero of the reference voltage Ir). The signal Ir is given at the beginning of the first period of the reference voltage I- ,. The signal Hg assumes state 1 at the end of signal Ir, and O at the end of signal Id. The operating pulse enable signal Cd overlaps the second period of the reference voltage I. The pulse of the counters are reset, I. In the initial state, the switching signal And is equal to zero and the inputs 5 to the zero-organs inputs 6 and 7 are fed through the switch 5. voltage Is.

Claims (2)

В момент положительного перехода этого напр жени  через ноль на выходе нуль--органов возникгиот импуль .сы, нaэывaё Ыe опорными. При совпадении этих импульсов с сигналом включени  опорных импульсов на выходах элементов И 8 и 10 по вл ютс  импульсы И, и И соответственно , которые устанавливают триггеры 12 и 13 в состо ние 1. При этом на управл ю.щие входы счетчиков 14 и 16 поступают сигналы разрешени  счета Ид и И, импульсы с генератора 3 импульсов начинают заполн ть счетчики. В первом периоде опорного напр жени  Ие( сигнал переключени  Hg принимаетсосто ние 1 ,и переключатель 5 переводитс  во вто рое положение, при котором к выходам нуль-органов подключаютс  соответствующие вторичные обмотки фазовраща . тел . Фазы Ч и 2 пр жений И и Ид измеренные относительно опорного напр жени  И завис т от угла поворхэта ротора фазовращател . В моменты положительного перехода через ноль напр жений вторичных обмоток фазовра щател  на выходах нуль-органов 6 и 7 возникают импульсы, называемые рабочмми . Временные сдвиги t и t этих импульсов относительно момента пере хода, через ноль опорного напр жени  Hjj пропорциональны фазам Ч и Ц напр жени  на вторичных обмотках фа зовращател . При совпадении рабочих импульсов с сигналом включени  рабо чих импульсов Ид на выходах элемент И 9 и 11 по вл ютс  импульсы Ид и И устанавливающие триггеры 12 и 13 в положение О соответственно. При этом на управл ющих входах счетчиков 14 и 16 прекращаютс  сигналы разрешени  счета и счет импульсов от генератора 3 импульсов счетчикам заканчиваетс . Коды в счетчиках 14 и 16, накопленные к этим моментам времени, пропорциональны временшлми интервалами t и t2 между опорными и рабочими импульсами, а следовательно , и .фазовым сдвигам Ч и напр жени  вторичных обмоток. Код на вьоходе сумматора 15 после окончани  кодировани  пропорционален Ц 2 -j + 2 и соответственно углу поворота ротора фазовращател  . Таким образом, преобразователь. сохран   все положительные качества прототипа, имеет преимущество - мен шую длительность цикла преобразовани  информации, составл ющего только два периода опорного напр жени . Уменьшение времени преобразовани  по сравнению спрототипом получено путем одновременного преобразо вани  информации от каждой из вторичных обмоток фазовращател . В результате использовани  предлагаемого преобразовател  дл  преобразовани  углов поворота ротора датчика типа СКВТ, расположенного на вращающемс  валу, ошибки преобазовани , св занные со скоростью ращени  вала, уменьшены в два раза по сравнению с аналогичными ошибками , возникающими при использовании преобразовател -прототипа. Формула изобретени  Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовргццатель с двухфазным питанием, причем вторичные обмотки фазовращени  подключены к первой паре входов переключател , втора  пара входов которого подключена к одной из первичных обмоток фазовргидател , друга  первична  обмотка фазовращател  подключена к первому выходу генератора синусоидального двухфазного напр жени ,, второй выход которого соединен с второй парой входов переключател  и первыгд входом блока управлени , выходы блока управлени  соединены с одншли входами элементов И и триггеров, первым входом первого счетчика и управл ющим входом переключател , выходаа которого через нуль-органы соединены с другими входа1«ш элементов И, BHXojTjj которых соединены с другими входами триггеров, генератор импульсов , выход которого соединен свходом генератора синусоидального двухфазного напр жени  , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены сумматор и второй счетчик, выходы счетчиков соединены с входами сумматора , выход генератора импульсов соединен с вторыми входами блока управлени  и первого счетчика и первтлн входом второго счетчика, выходы соответствующих триггеров соединены с третьим входом первого счетчика и BTOpbiM входом второго счетчика, третий вход которого соединен с первым входом первого счетчика. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 594515, кл. 08 С 9/04, 1976. At the moment of the positive transition of this voltage through zero at the output of zero - the organs arising from the impulse of the xy, which is the support. When these pulses coincide with the enable signal of the reference pulses, the outputs of elements 8 and 10 appear and pulses I and I respectively, which set the triggers 12 and 13 to state 1. At the same time, the control inputs of counters 14 and 16 are received Id and I count enable signals, pulses from the pulse generator 3 begin to fill the counters. In the first period of the reference voltage Ie (the switching signal Hg takes the state 1, and the switch 5 is switched to the second position, at which the corresponding secondary windings of the phase rotation of the phone. Phases H and 2 bridges I and Id are measured relative to the outputs of the zero-organs of the reference voltage AND depends on the rotation angle of the rotor of the phase shifter. At the moments of a positive transition through the zero voltages of the secondary phase windings, at the outputs of the zero-organs 6 and 7, impulses are called working. pulses relative to the moment of transition, through zero of the reference voltage Hjj is proportional to the phases H and C of the voltage on the secondary windings of the phase-shifter. When the working pulses coincide with the work pulse enable signal Id, the I and I setting triggers 12 and 13 to position O, respectively. At the same time, at the control inputs of counters 14 and 16, the counting permission signals are stopped and the counting of pulses from the pulse generator 3 to the counters ends. The codes in counters 14 and 16 accumulated at these points in time are proportional to the time intervals t and t2 between the reference and working pulses, and, consequently, the phase shifts H and the voltage of the secondary windings. The code on the input of the adder 15 after the end of the coding is proportional to C 2 -j + 2 and, accordingly, the rotation angle of the rotor of the phase shifter. Thus, the converter. preserving all the positive qualities of the prototype, has the advantage of a shorter duration of the information conversion cycle constituting only two periods of the reference voltage. A reduction in conversion time compared with the prototype is obtained by simultaneously transforming information from each of the secondary windings of the phase shifter. As a result of using the proposed converter for converting the rotation angles of the rotor of the sensor of the type SCRT located on the rotating shaft, the conversion errors associated with the shaft crusting rate are reduced by two times compared with similar errors arising from the use of the prototype converter. The claims transducer shaft rotation angle in code containing fazovrgtstsatel two-phase power, wherein the secondary winding fazovrascheni connected to the first pair of inputs of the switch, the second pair of inputs of which is connected to one of the primary windings fazovrgidatel, other primary winding phase shifter connected to the first output of the generator sinusoidal biphasic eg the second output of which is connected to the second pair of inputs of the switch and the first input of the control unit, the outputs of the control unit connection with one input of the elements And and triggers, the first input of the first counter and the control input of the switch, the output of which is connected to other inputs1 "W of the elements AND, BHXojTjj of which are connected to other inputs of the trigger through the zero inputs, the output of which is connected to the input of the generator sinusoidal two-phase voltage, characterized in that, in order to improve speed, an adder and a second counter are entered into it, the outputs of the counters are connected to the inputs of the adder, the output of the pulse generator is connected to the second and the inputs of the control unit and the first counter and the second counter pervtln input, outputs of the corresponding flip-flops are connected to third input of the first counter and the second counter BTOpbiM input, a third input coupled to a first input of the first counter. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 594515, cl. 08 On 9/04, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР ( 486340, кл. Gi 08 С 9/04, 1973 ( прототип).2. Author's certificate of the USSR (486340, class Gi 08 C 9/04, 1973 (prototype). Фе/е,/Fe / e, /