SU1266006A1 - Преобразователь перемещени в фазу переменного сигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и может быть использовано дл  св зи аналоговых источников информации с преобразовател ми сдвига фазы в код. С целью повышени  точности преобразовател  в него введены фазорасщепитель, дополнительные модул торы, а формирователь низкочастотных сигналов выполнен многофазным. Синусно-косинусный датчик (индуктосин) запитываетс  высокочастотным синусоидальным сигналом от генератора. Выходные сигналы индуктосина поступают на информационные входы формирователей уровн , на другие входы которых поступают ограниченные по амплитуде сигналы высокочастотного генератора . На выходах формирователей уровн  вырабатываютс  сигналы, соответствующие положительным и отрицательным выпр мленным сигналам индуктосина на фоне посто нного напр жени  источника смещени . Число пар уровней равно числу выходных обмоток индуктосина. Из выходных сигналов формирователей уровней в фазорасщепителе формируютс  дополнительные уровни напр жений , соответствующие промежуточным фазам выходных напр жений формирователей уровн . В модул торах уровни напр жени  модулируютс  по амплитуде низкочас«б тотными сигналами. Модулированные низкосл частотные сигналы суммируютс , и из них выдел етс  гармоническа  составл юща , сдвиг по фазе которой относительно модулирующих напр жений пропорционален перемещению индуктосина. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. ю О5 о

Description

Изобретение относитс  к автоматике и можетбыть использовано дл  св зи аналоговых источников информации с преобразовател ми сдвига фазы в код.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовател .

На фиг.1 представлена структурна : схема преобразовател ; на фиг.2 -- временна  диаграмма работы преобразовател .

Преобразователь перемещени  в фазу переменного сигнала содержит синусно-косинусный датчик 1, высокочастотный генератор 2, блок 3 усилителей-ограничителей, первый 4 и второй 5 формирователи уровн , фазорасщепитель 6, первый 7 и второй 8 модул торы, дополнительные модул торы 9 и 10, формирователь 11 низкочастотных сигналов , сумматор 12 и фильтр 13.

В синусно-косинусном датчике 1 влюричные обмотки через резисторы 14 подключены к источнику 15 посто нного напр жени  смещени . выводами вторичных обмоток датчика 1 установлены конденсаторы 16 дл  подстройки выходных цепей датчика 1 в резонанс с частотой генератора 2. Формирователи 4 и 5 уровн  содержат ключи 17, выход которых подключены к резистору 18. Фазорасщепитель 6 содержит суммирующие усилители 19|-194, каждый из которых состоит из входных резисторов 20, переменного резистора 21 обратной св зи и операционного усилител  22. Формирователь 11 низкочастотных сигналов содержит низкочастотный генератор 23, нарафазные выходы которого попарно подключены к резисторам 24. Каждый из модул торов. 7-10 содержит ключи 25 и резисторы 26. На каждом из входов сумматора 12 установлены последовательно соединенные кон.денсаторы 27 и резисторы 28, выводы резисторов объединены . Обща  точка соединени  резисторов 28 и резистора 29 подключена к входам операционного усилител  30, обхваченного отрицательной обратной св зью через резистор 31.

Преобразователь работает следующим образом.

На вход синусно-косинусного датчика 1 от высокочастотного генератора 2 подаетс  синусоидальное нанр жение высокой частоты . На выходных обмотках датчика 2 вырабатываютс  нарафазные сигналы переменного тока, промодулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса перемещени . Выходные сигналы одной из обмоток датчика 1 представлены на фиг. 2а, 6.

Синусоидальное напр жение с выхода генератора 2 подаетс  на вход блока 3, на выходах которого вырабатываютс  пр моугольные сигналы типа меандр с частотой генератора 2 (фиг. 2 в, г). Диаграммы (фиг.2) соответствуют такому положению датчика 1, когда амплитуда сигналов одной его ВТОРИЧНОЙ обмотки максимальна, а амплитуда сигналов другой вторичной обмотки равна нулю.

Выходные сигналы датчика 1 стробируютс  на формировател х 4 и 5 выходными сигналами блока 3. В результате на одном выходе формировател  4 образуетс  сигнал , соответствующий положительным полуволнам сигналов с синусного выхода датчика 1 на фоне посто нного напр жени  источника 15 напр жени  смещени  (фиг.2), а на другом выходе формировател  4 образуетс  сигнал, соответствуюп1ий отрицательным полуволнам сигналов с синусного выхода датчика 1 на фоне посто нного напр жени  источника 15 напр жени  смещени  (фиг.2 е). Аналогичным образом на формирователе 5 вырабатываютс  уровни напр жени , и.меющие по а.мплитуде в соответствии с сигналом с косинусного выхода датчика 1. Уровни напр жений с выходов каждых двух формирователей 5 и 4, эквивалентных пространственным фазам, сдвинутым на д/2 (если число выходов датчика 1 равно п, то 2 /п) поступают на входы соответствуюидего суммирующего усилител  19. Резистор 21 в цеп х обратной св зи усилителей 22 отрегулирован так, что коэффициент передачи суммирующего усилител  равен 0,707 io каждому из его входов. Результирующий уровень выходного напр жени  каждого сум.мирующего усилител  эквивалентен простра)1ственной фазе датчика 1, сдвинутой на л/4 относительно пространственных фаз входных сигналов этого усилител . Таким образом, фазорасщепитель 6 формирует дополнительные уровни напр жений, соответствующие промежуточным фазам выходных напр жений формирователей 4 и 5. ПарасЬазные напр жени  с выходов формирователей 4 и 5 и с выходов фазорасщепител  6 поступают на информационные входы модул торов 7-10.

Claims (2)

1. На парафазных выходах формировател  11 вырабатываютс  низкочастотные пр моугольные сигналы типа меандр, сдвинутые относительно соседних выходных сигналов формировател  1 на 1/8 периода этих сигналов . Сигналы на одной из пар выходов формировател  11 представлены на фиг.2 ж, 3. Выходные сигналы формировател  1 поступают на управл ющие входы модул торов 7-10, на выходах которых образуютс  сигналы с частотой сигналов формировател  1 и амплитудой, равной а.мплитуде выходных сигналов датчика 1 (фиг.2 и, к, л, м. Выходные сигналы модул торов 7-10 поступают на входы сумматора 12. Через разделительные конденсаторы 27 на входы операционного усилител  30 проход т только переменные составл ющие этих сигналов. На выходе сумматора 12 формируетс  сигнал ступенчатой формы (фиг.2 н), из которого фильтр 13 выдел ет первую гармоническую составл ющую (фиг.2 о), сдвиг по фазе которой относительно выходных напр жений формировател  14 пропорционален измер емому перемещению. Переменные резисторы 24, включенные между нарафазными выходами формирователей 11, предназначены дл  компенсации незначительных отличий в коэффициентах передачи формирователей 4 и 5 и модул торов 7-10. Эту компенсацию осуществл ют при наладке преобразовател . Формула изобретени  1. Преобразователь перемещени  в фазу переменного сигнала, содержащий высокочастотный генератор, выход которого подключен к входу синусно-косинусного датчика и входу блока усилителей-ограничителей, выходы блока усилителей-ограничителей подключены к управл ющим входам первого и второго формирователей уровн , информационные входы которых соединены с первыми и вторыми парафазными выходами синусно-косинусного датчика соответственно, выходы первого и второго формирователей уровн  подключены к информационным входам соответственно первого и второго модул торов , управл ющие входы которых соединены соответственно с первыми и вторыми парафазными выходами формировател  низкочастотных сигналов, выходы первого и второго модул торов подключены к первому и второму входам сумматора, выход которого подключен к входу фильтра, выход фильтра  вл етс  выходом преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности преобразовател , в него введены фазорасщепитель , дополнительные модул торы, а формирователь низкочастотных сигналов выполнен многофазным, входы фазорасщепител  соединены с выходом формирователей уровн , а парафазные выходы подключены к информационным входам дополнительных модул торов, управл ющие входы которых соединены с соответствующими дополнительными парафазными выходами формировател  низкочастотных сигналов, а выходы подключены к дополнительным входам сумматора, выходы первого, второго и дополнительных модул торов подключены к соответствующим регулирующим входам формировател  низкочастотных сигналов.
2. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что фазорасщепитель содержит первый, второй, третий и четвертый суммирующие усилители, входы которых попарно объединены и  вл ютс  входами фазорасщепител , а выходы суммирующих усилителей  вл ютс  парафазными выходами фазорасщепител .

   V

   OL

   A

   1Д

   ЯП

   ллллл

   vww:

   л/w:

   s:

   n

   M H

   (Риг.2