CS254692B1 - Zapojenie pre vyhodnocovanie uhlovej rýchlosti a směru otáčania rotora inkrementálneho snímača - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká oboru regulácie potanov. Rieši zapojenie pre vyhodnocovanie světelného toku v inkrementálnom snímači modulovaného podlá rýchlosti a směru otáčania rotora snímača zo štyroch signálov fázovo posunutých o 90° elektrických. Riešenie možno použiť napr. v číslicových servosystémoch.

Description

' Vynález sa týká zapojenia pře vyhodnocovanie velkosti uhlově] rýchlosti a směru otáčania rotora inkrementálneho* snímača z dvoch elektrických signálov, vystupujúcich z tohto snímača, priamo úmorných velkosti světelného toku modulovaného kotúčikom inkrementálneho snímača a fázové navzájom posunutých podfa směru otáčania o plus 90°, vhodného najma pre účely regulácie pohonov.

Známe sú zariadenia vyhodnocujúce uhlovú rýchlosť otáčania rotora inkrementálneho snímača vyrobením impulzu konštantnej šířky od definovanej hrany signálu z inkrementálneho snímača a filtráciou postupnosti týchto impulzov za účelom získania informácie o absolútnej hodnotě uhlovej rýchlosti otáčania, Nevýhodou je, že údaj o skutočnej hodnotě rýchlosti sa teoreticky získá až v nekonečnom čase. V praxi to može představovat aj niekofko desiatok periód spracovávaného signálu. Navýše je znížený frekveničný rozsah, pretože pri nízkých frekvenciách stúpa zvlnenie výstupného· signálu. Iné zariadenia na vyhodnocovanie uhlovej rýchlosti sú založené na principe merania frekvencie signálu z inkrementálneho snímača. Jeho nevýhodou je, že umožňuje získat údaj o skutočnej hodnotě rýchlosti až po čase rovnajúcom sa době meracej periody. Dalej sú známe zariadenia, ktoré získavajú údaj o uhlovej rýchlosti meraním dížky periody signálu zo snímača. V tomto* případe možno získat informáciu už po pootočení rotora snímača o· jeden inkrement, avšak nevýhodou je hyperbolická závislost uhlovej rýchlosti na získanej informácii. Nevýhodou všetkých uvedených zariadení je fakt, že zistenie skutečného směru otáčania je možné až s príchodom nejakej změny, vačšinou to bývá hrana signálu. To znamená, že pri použití takého snímača, například v rýchlostnej slučke regulačného obvodu, vzniká vždy pri reverzácii chvilková kladná spatná vazba.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie pre vyhodnocovanie velkosti uhlovej rýchlosti a směru otáčania rotora inkrementálneho snímača z dvoch elektrických signálov, vystupujúcich z tohto snímača, priamoúmerných velkosti světelného toku modulovaného kotúčikom inkrementálneho snímača a fázovo navzájom posunutých v závislosti od směru otáčania o + 90° alebo —90° podta vynálezu.

Podstata zapojenia spočívá v tom, že zosilňoVače, na ktorých vstupy sú připojené tieto signály majú výstupy spojené so vstupmi generátora adresy a so vstupml prvého analogového multiplexera. Výstupy generátora adresy sú spojené s dalšími vstupml prvého analogového· multiplexera a so vstupmi druhého analogového· multiplexera. Výstup prvého analogového multiplexera je spojený so· vstupom derivátora. Výstup deri-. vátora je připojený na vstup invertora a na vstup druhého analogového multiplexera.

Na iný vstup druhého analogového multiplexera je připojenývýstup invertora. Výstup invertora je spojený so vstupom filtra. Na výstupe filtra je údaj o skutočnej vel'kosti uhlovej rýchlosti a smere otáčania rotora snímača.

Výhoda zapojenia podlá vynálezu spočívá vo využití velmi silnej priímárnej info-rmácie o· okamžitej velkosti uhlovej rýchlosti a sípere otáčania rotora, ktorú je inkrementálny snímač schopný dodat.

Na připojených výkresoch je znázorněné zapojenie podfa vynálezu, kde na obr. 1 je bloková schéma zapojenia pre vyhodnocovanie velkosti uhlovej rýchlosti a směru otáčania rotora inkrementálneho· snímača a na obr. 2 sú grafy časových priebehov signálov důležitých pre vysvetlenie činnosti zapdjenia.

Zapojenie pozostáva zo zosilňovačov 1, ktoré sú spojené s generátorem adresy 2 a s prvým analogovým multiplexerom 3. Generátor adresy 2 je spojený s druhým analogovým multiplexerom 6 a s prvým analogovým multiplexerom 3. Prvý analogový multiplexer 3 je spojený s derivátorom 4. Derivátoir 4 je spojený s invertoroim 5 a s druhým analogovým multiplexerom 6, ktorý je tiež spojený s invertorom 5. Na druhý analogový multiplexer 6 je zapojený filter 7.

Signály 8, 9, predstavujúce elektrický prúd z fotodiód priamiOiúmerný velkosti světelného toku prechádzajúceho cez clony inkrementálneho snímača sú v zosilňovačoch 1 zbavené jednosmernej zložky. Objavujú sa na výstupe III a IV zosilňovačov 1 ako napafové periodické priebehy signálov 10, 11 a na výstupech V, VI zosilňovača 1, ako k nim inverzně priebehy signálov 12, 13. Tieto periodické signály sú přivedené na analogové vstupy I, II, lil, IV prvého analogového multiplexera 3. Signály 10, 11, 13 sú přivedené na vstupy I, II, III generátora adresy 2. V ňom sa komparáciou vstupných signálov 10, 11 a 10, 13 vyrábajú dva logické signály, ktoiré sú cez výstupy IV, V generátora adresy 2 přivedené na adresovacie vstupy VI, V prvého analógovéhio multiplexera 3 ,a na adresovacie vstupy IV, III druhého analogového multiplexera 6. Podfa kombinácie logických úrovní na adresovacích vstupoch, vyberajú sa v prvom analógovom multiplexeri 5, časti z lineárnych úsekov vstupných signálov· a skladajú sa do· výstupného signálu 14. Signál 14 je spojitý trojuholníkový periodický priebeh, ktorého frekvencia a teda sklon jednotlivých častí priebehu závisí od okamžitej uhlovej rýchlosti otáčania rotora inkrementálneho snímača. Z tohto priebehu sa v derivátore 4 vyrobí obdížnikový priebeh signála 15 s amplitúdou úměrnou rýchlosti otáčania. K priebehu signála 15 sa v invertore 5 vyrobí priebeh signála 16 inverzný. Signály 15, 16 sa privádzajú na analogové vstupy druhého· analogového multiplexera 6, ktorý vyberá stupu druhého analogového multiplexera 6 vedie do vstupu filtra 7, na výstupe ktorého je už Signál, ktorý představuje velkost skutočnej uhlovej rýchlosti a směr otáčania rotora inkrementálneho snímača.

z obdlžnikových prlebehov buď priamu hodnotu signála 15, alebo invertovaná hodnotu signála 16 tak, aby sa na jeho výstupe otojavil jednosměrný signál 17, ktorého amplituda určuje okamžitá uhlová rýchliOsť a polarita směr Otáčania rotora. Signál sa z vý-

Claims (2)

1. Zapojenie pre vyhodnocovanie uhlovej rýchlosti a směru otáčania rotora inkrementálneho snímača z velkosti světelného toku modulovaného světla vyznačujúce sa tým, že zosilňovače (lj, na ktorých vstupy (I, II) sú připojené výstupy signálov z inkrementálneho snímača, majú výstupy (III, IV, VI) připojené na vstupy (I, II, III) generátoru adresy (2) a výstupy (III, IV, V, VI) na vstupy (I, II, III, IV) prvého analogového) multiplexera (3), pričom výstup (IV) generátora adresy (2) je spojený so vstupom (VI) prvého analogového multiplexera (3)

   VYNALEZU a so vstupom (IVj druhého analogového multiplexera (6) a výstup (V) generátora adresy (2) je spojený so vstupom (III) druhého analogového multiplexera (6) a tiež so vstupom (V) prvého analogového multiplexera (3J, ktorého výstup je spojený so vstupom derivátora (4), pričom jeho výstup je spojený so vstupom (II) druhého· analogového multiplexera (6) a so vstupom invertora (5), ktorého výstup je připojený na vstup (I) druhého analogového multiplexera (6), pričom jeho výstup je spojený so vstupom filtra (7).