SU1262729A1 - Shaft turn angle-to-digital functional converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  угла поворота вала в код его функции дл  дальнейшей.обработки в ЭВМ, С целью упрощени  в преобразователь , содержащий источник опорного напр жени , синусно-косинусный датчик, блок преобразовани  амплитуды напр жени  в последовательный код, реверсивный счетчик, два цифроаналоговых преобразовател  и шину нулевого потенциала, введены селектор квадранта, аналоговый коммутатор, дифференциальный усилитель , токоограничивающий .элемент и блок инверторов. В след щей системе , образованной цифроаналоговыми преобразовател ми, дифференциальным усилителем, блоком преобразовани  амплитуды напр жени  в последовательный код и реверсивным счетчиком, который формирует код р , управл юi щий работой цифроаналоговых преоб (Л разователей, происходит компенсаци  выходных сигналов синусно-косинуснос го датчика кодом у. Отсутствие в данном преобразователе тригонометрических преобразователей кода упрощает его дл  случаев, когда необходим выходной код (f , удовлетвор ющий соотношению arctg(-(f)/(, где О - угол поворота вала. 1 ил.The invention relates to automation and computing and can be used to convert the angle of rotation of the shaft into the code of its function for further processing in a computer. In order to simplify into a converter containing a source of reference voltage, a sine-cosine sensor, a voltage amplitude conversion unit serial code, reversible counter, two digital-to-analog converters and zero potential bus, quadrant selector, analog switch, differential amplifier, current limiting .e are introduced element and block of inverters. In the following system, formed by digital-to-analog converters, a differential amplifier, a voltage amplitude conversion unit into a serial code, and a reversible counter that generates a code p that controls the operation of digital-analogue converters (sinners, the output signal is compensated by a code The absence of trigonometric code converters in this converter simplifies it for cases when an output code is needed (f, satisfying the arctan relation (- (f) / (, rd e O - the angle of rotation of the shaft. 1 Il.

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования угла поворота вала в код его функции для дальнейшей обработки в ЭВМ.The invention relates to automation and computer technology and can be used to convert the angle of rotation of the shaft into a code of its function for further processing in a computer.

Целью изобретения является упрощение функционального преобразователя угла поворота вала в код.The aim of the invention is to simplify the functional Converter of the angle of rotation of the shaft into a code.

На чертеже представлена блок-схема функционального преобразователя.The drawing shows a block diagram of a functional Converter.

Функциональный преобразователь угла поворота вала в код содержит синусно-косинусный датчик 1, источник 2 опорного напряжения, первый цифроаналоговый преобразователь 3, 'аналоговый коммутатор 4, селектор 5 .квадранта, второй цифроаналоговый пре образователь 6, дифференциальный усилитель 7, токоограничивающий элемент 8, шину 9 нулевого потенциала, реверсивный счетчик 10, блок И инверторов, блок 12 преобразования амплитуды напряжения в последовательный код, который содержит демодулятор 13 и преобразователь I4 напряжение-частота.The functional converter of the angle of rotation of the shaft into a code contains a sine-cosine sensor 1, a reference voltage source 2, a first digital-to-analog converter 3, an analog switch 4, a quadrant selector 5. a second digital-to-analog converter 6, a differential amplifier 7, a current limiting element 8, a bus 9 zero potential, reversible counter 10, block And inverters, block 12 converting the voltage amplitude into a serial code that contains a demodulator 13 and a voltage-frequency converter I4.

Преобразователь работает следующим образом.The converter operates as follows.

Селектор 5 квадранта определяет квадрант,в котором находится угол Θ, и включает аналоговый коммутатор 4 таким образом, чтобы косинусное напряжение находилось в противофазе к синусному. Далее напряжения попадают на преобразователи 3 и 6, На выходе дифференциального усилителя 7 , с входом которого соединены делители, образуется напряжение iXAcKtvVrnSin Ut.sΐηθ-(1-φ)s In Ut« xcos9), где К - коэффициент усиления дифференциального усилителя 7,The quadrant selector 5 determines the quadrant in which the angle Θ is located, and turns on the analog switch 4 so that the cosine voltage is in antiphase to the sine. Then the voltages go to the converters 3 and 6, At the output of the differential amplifier 7, with the input of which the dividers are connected, the voltage iXAcKtvVrnSin Ut.sΐηθ- (1-φ) s In Ut “xcos9) is formed, where K is the gain of the differential amplifier 7,

- коэффициент передачи преобразователя 3, (1-φ) “ коэффициент передачи преобразователя 6. Напряжение &V поступает на сигнальный вход демодулятора 13, опорный вход которого подключен к селектору 5. квадранта. С выхода демодулятора 13 напряжение, пропорциональное основной гармонике напряжения питания синусно-косинусного датчика 1, поступает на преобразователь 14 напряжение-частота. Если й\/ меньше порогового напряжения , при котором с выходов преобразователя 14 напряжение-частота не поступают импульсы управления реверсивным счетчиком 10, то можно считать, что &V= sine . 1-У =0 и---= tqU = -т.~- и соответстcos9 ₁ _ ψ венно Q.=arctq (в первом квадранте), \/_по выбирается в соответствии с коэффициентом усиления К операционного усилителя и изменением на один дискрет напряжения AV ц-разрядных делителей при Θ =45°.- transmission coefficient of the converter 3, (1-φ) “the transmission coefficient of the converter 6. The voltage & V is supplied to the signal input of the demodulator 13, the reference input of which is connected to the quadrant selector 5.. From the output of the demodulator 13, a voltage proportional to the fundamental harmonic of the supply voltage of the sine-cosine sensor 1 is supplied to the voltage-frequency converter 14. If d \ / is less than the threshold voltage at which the control pulses of the reversible counter 10 do not arrive from the outputs of the voltage-frequency converter 14, then we can assume that & V = sine. 1-V = 0 and --- = tqU = -t. ~ - and, accordingly, cos9 ₁ _ ψ is Q. = arctq (in the first quadrant), \ / _is selected in accordance with the gain K of the operational amplifier and a change of one discrete voltage AV c-bit dividers at Θ = 45 °.

В зависимости от фазы опорного напряжения, поступаемого от селектора 5 квадранта, импульсы с выходов преобразователя 14 напряжениечастота проходят на входы сложения или вычитания реверсивного счетчика 10, Последний управляет коэффициентом передачи преобразователя 3 и через блок .11 инверторов коэффициентом передачи преобразователя 6, уменьшая напряжение &V на выходе ' операционного усилителя 7.Depending on the phase of the reference voltage coming from the quadrant selector 5, the pulses from the outputs of the frequency converter 14 pass to the addition or subtraction inputs of the reverse counter 10, the latter controls the transmission coefficient of the converter 3 and, through the .11 inverter block, the transmission coefficient of the converter 6, decreasing the voltage & V by output 'operational amplifier 7.

Claims (1)

Изобретение относитс  к автомати ке и вргчислительной технике и может быть использ-овано дл  преобразовани  угла поворота вала в код его функции дл  дальнейшей обработки в ЭВМ. Целью изобретени   вл етс  упрощение функционального преобразовател  угла поворота вала в код. На чертеже представлена блок-схе ма функционального преобразовател  Функциональный преобразователь угла поворота вала в код содержит синусно-косинусньш датчик 1, источник 2 опорного напр жени , первый цифроаналоговый преобразователь 3, аналоговый коммутатор 4, селектор 5 :квадранта, второй Щ1фроаналоговый п образователь 6, дифференциальный усилитель 7, токоограничивающий эле мент 8, шину 9 нулевого потенциала , реверсивный счетчик 10, блок И инверторов, блок 12 преобразовани  амплитуды напр жени  в последовательный код, который содержит демодул тор 13 и преобразователь 4 напр жение-частота. Преобразователь работает следующим образом. Селектор 5 квадранта определ ет квадрант, в котором находитс  угол б, и включает аналоговьм коммутатор 4 таким образом, чтобы косинусное напр жение находилось в противофазе к синусному. Далее напр жени  попадают на преобразователи 3 и 6, На выходе дифференциального усилите л  7 , с входом которого соединены делители, образуетс  напр жение (vVn,5in Ut.sine-(1-9) Ut xcos9), где К - коэффициент усилени  дифференциального усилител  7, ( - коэффициент передачи преобразовател  3, -) - коэффициент передачи преобразовател  6, Напр жение uV поступает на сигнальный вход демодул тора 13, опорный вход которого подключен к селектору 5 квадранта, С выхода демодул тора 1 напр жение, пропорциональное основ ной гармонике напр жени  питани  синусно-косинусного датчика 1, поступает на преобразователь 14 напр жение-частота . Если uV меньше порогового напр жени  V , при кот ром с выходов преобразовател  14 н пр жение-частота не поступают импульсы управлени  реверсивным счет чиком 10, то можно считать, что ь sine . l-y 0 и:.- tqO -гг и соответстCOS9 V венно 0.arctq 7, (в первом квадранте ) . /пор выбираетс  в соответствии с коэффициентом усилени  К операционного усилител  и изменением на один дискрет напр жени  дУ п -разр дных делителей при б 45°. В зависимости от фазы опорного напр жени , поступаемого от селектора 5 квадранта, импульсы с выходов преобразовател  14 напр жениечастота проход т на входы сложени  или вычитани  реверсивного счетчика 10. Последний управл ет коэффициентом передачи преобразовател  3 и через блок .11 инверторов коэффициентом передачи преобразовател  6, уменьша  напр жение на выходе операционного усилител  7, Формула изобретени  Функциональный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник опорного напр жени , выход которого подключен к входу синусно-косинусного датчика, первый выход которого подключен к аналоговому входу первого цифроаналогового преобразовател , блок преобразовани  амплитуды напр жени  в последовательный код, выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика, второй цифроаналоговый преобразователь, шину нулевого потенциала, отличающийс   тем, что, с целью упрощени  преобразовател , в него введены селектор квадранта, аналоговый коммутатор , дифференциальный усилитель , токоограничивающий элемент, блок инверторов,блок преобразовани  амплитуды напр жени  в последовательный код выполнен в виде демодул тора , выход которого подключен к входу преобразовател  напр жение-частота , выходы которого  вл ютс  выходами блока преобразовани  амплитуды напр жени  в последовательный код, выход источника опорного напр жени  подключен к первому входу селектора квадранта, к второму и третьему входам которого подключены соответственно первый и второй выходы синусно-косинусного датчика , второй выход которого подключен к информационному входу аналогового кокгмутатора, к управл ющему входу которого подключен первый выход селектора квадранта, второй выход которого подключай к первому входу демодул тора блока преобразо вани  амплитуды напр жени  в после довательный код, выход аналогового коммутатора подключен к аналоговому входу второго цифроаналогового преобразовател , выходы реверсивно го счетчика подключены к цифровым входам первого цифроаналогового преобразовател  и входам блока инверторов , выходы которого подключе 94 ны к цифровым входам второго цифроаналогового преобразовател , выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей подключены к инвертирующему входу дифференциального усилител  и через токоограничивающий элемент к его выходу, который подключен к второму входу демодул тора блока преобразовани  амплитуды напр жени  в последовательный код , шина нулевого потенци- i ала подключена к неинвертирую-; щему входу дифференциального усилител .The invention relates to automation and computer engineering and can be used to convert the angle of rotation of the shaft into the code of its function for further processing in a computer. The aim of the invention is to simplify the functional converter of the angle of rotation of the shaft into a code. The drawing shows a block diagram of a functional converter A functional converter of a shaft rotation angle into a code contains a sine-cosine sensor 1, a source 2 of the reference voltage, a first digital-to-analog converter 3, an analog switch 4, a selector 5: quadrant, a second Sch1-analog analog generator 6, a differential amplifier 7, current-limiting element 8, zero potential bus 9, reversible counter 10, block AND inverters, voltage amplitude block 12 into a serial code that contains dem The modulator 13 and the voltage-frequency converter 4. The Converter operates as follows. The quadrant selector 5 determines the quadrant in which angle b is located, and switches on analog switch 4 so that the cosine voltage is in antiphase to the sinus voltage. Next, the voltages fall on the converters 3 and 6. At the output of the differential amplifier 7, with the dividers connected to the input, a voltage is formed (vVn, 5in Ut.sine- (1-9) Ut xcos9), where K is the gain of the differential amplifier 7, (- the transfer coefficient of the converter 3, -) - the transfer coefficient of the converter 6, The voltage uV goes to the signal input of the demodulator 13, the reference input of which is connected to the selector 5 of the quadrant, From the output of the demodulator 1, the voltage proportional to sinus cosine Sensor 1, is supplied to voltage-frequency converter 14. If uV is less than the threshold voltage V, at which the control pulses of the reversible counter 10 do not come from the outputs of the 14n voltage-frequency converter, then we can assume that there is sine. ly 0 and: .- tqO -yyy and COS9 V respectively 0.arctq 7, (in the first quadrant). The pore is selected in accordance with the gain K of the operational amplifier and the change in one discrete voltage dU of p –digit dividers at δ 45 °. Depending on the phase of the reference voltage supplied from the quadrant selector 5, the pulses from the outputs of the voltage converter 14 are passed to the inputs of addition or subtraction of the reversible counter 10. The latter controls the transfer coefficient of the converter 3 and, through the inverter inverter block .11, converter 6, decreasing the voltage at the output of the operational amplifier 7, claims. Functional converter of the angle of rotation of the shaft into the code containing the source of the reference voltage, the output of which is connected input sine-cosine sensor, the first output of which is connected to the analog input of the first digital-to-analog converter, voltage amplitude conversion unit into a serial code, the outputs of which are connected to the inputs of the reversible counter, the second digital-analog converter, a potential zero bus, different in that converter, quadrant selector, analog switch, differential amplifier, current limiting element, inverter unit, conversion unit The voltage across the serial code is made in the form of a demodulator whose output is connected to the input of a voltage-frequency converter, the outputs of which are the outputs of a voltage amplitude conversion unit to a serial code, the output of the voltage source of the reference voltage is connected to the first quadrant selector input, the second and third inputs of which are connected, respectively, the first and second outputs of the sine-cosine sensor, the second output of which is connected to the information input of the analogue cosmic switch, to control The first input of which is connected to the first output of the quadrant selector, the second output of which is connected to the first input of the voltage amplitude conversion unit in the sequential code, the output of the analog switch is connected to the analog input of the second digital-analog converter, the outputs of the reversible counter are connected to the digital inputs of the first digital-analog converter digital-to-analog converter and inputs of the inverter unit, the outputs of which are connected 94 to the digital inputs of the second digital-analog converter, outputs of the first and the second digital-to-analog converters are connected to the inverting input of the differential amplifier and through a current-limiting element to its output, which is connected to the second input of the demodulator of the voltage amplitude conversion unit in a serial code, the zero-potential bus is connected to a non-inverted; the differential input of the amplifier.