SU1113827A1 - Преобразователь угла поворота вала в широтно-импульсный модулированный сигнал - Google Patents

Abstract

1 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ . МОДУЛИРОВАННЫЙ СИГНАЛ, содержащий синусно-косинусный вращающийс  трансформатор , вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного Тока, а выходы подключены к одним входам блока определени  квадранта и через последовательно соединенные первый комутатор и выпр митель - к первому входу элемент.а сравнени , источник сигнала .беременного тока подключен к второму входу элемента сравнени  и к другому входу блока определени  квадранта, выход которого подключен к управл ющим входам первого и второго коммутаторов, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  преобразовател , в него введен элемент задержки, вход которого соединен с первым выходом эле 9 мента сравнени , а выходы элемента задержки и первый выход элемента рравнени  подключены к сигнальным входам второго коммутатора , выход которого подключен к третьему входу элемента сравнени .

Description

2. ПреоС5разователь по п.1, о т личающийс  тем, что элемент сравнени  содержит первый и второй компараторы и триггер, первый вход элемента сравнени  подключен к. одному входу первого компаратора , второй вход элемента сравнени  подключен к другому входу первого компаратора и к одному входу

второго компаратора, другой вход которого соединен с общей шиной, а выход подключен -к единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с третьим входом элемента сравнени , а первый выход элемента сравнени  соединен с выходом первого компаратора .

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и мож«т быть использовано дл  св зи аналоговых источников информации с обьектом управлени , . Известен преобразователь угла поворота вала в ШИМ-сигнал, содержащий синусно-косинусный вращающийс  трансформатор, вход которого соединен с выходом источника синусоидального сигнала переменного тока, и выпр митель, вход которого подключен к первому входу элемента сравнени , второй вход которого соединен с выходом синусо дального сигнала переменного тока, а выход  вл етс  выходом устройства , один из выходов синусно-косинусного вращающегос  трансформатора подключен непосредственно к вхо ду выпр мител  l.. Недостатком известного преобразовател   вл етс  ограниченный диа пазон однозначнрго измерени  угловых перемещений равный квадранту. Это обусловлено тем, что характери стика преобразовани  имеет вид кусочно-ломаной кривой с разными зна ками производной в смежных квадран тах. Поэтому при переходе из одного квадранта в другой взаимно однозначное соответствие между угловым перемещением и длительностью импульсов нарушаетс , что затрудн ет формирование ШИМ-сигналов в диапазоне О-ЗбО, Известен также преобразователь угла поворота, содержащий синуснокосинусный вращающийс  трансформато вход которого подключен к выходу источника синусоидального сигнала переменного тока, выполненного в ви последовательно соединенных генера тора, фильтра и усилител  мощности а выходы через коммутатор - к входу выпр мител , блок определени  квадранта , входы которого соединены с выходами синусно-косинусного враща ющегос  транформатора и источника синусоидального сигнала переменого тока, а выход - с управл ющим входом коммутатора, и элемент сравнени , состо щий из двух компараторов и триггера, причем первый вход первого компаратора подключен к выходу выпр мител , а второй вход - к выходу источника синусоидального сигнала переменного тока и ( через фазосдвигающую цепочку) к первому входу второго компаратора, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход -к первому входу триггера, умножитель частоты, формирователь импульсов, ключ и счетчик, причем вход умножител  частоты подключен к выходу источника синусоидального сигнала переменного тОка, а выход через формирователь импульсов - к информационному входу ключа, управл ющий выход которого соединен с выходом триггера, а выход - с выходом счетчика , выход которого  вл етс  выходом устройства t2l , Недостатком такого преобразовател   вл етс  малый диапазон однозначного преобразовани  угла в ШИМ-сигнал, ограниченный де тельностью к-участка., т,е. рад. Наиболее близким к изобретению  вл етс  преобразователь угла поворота вала в ШИМ-сигнал, содержащий синусно-косинусный вращающийс  трансФорматор , вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключены к одним входам блока определени  квадранта и через последовательно соединенные первый коммутатор и выпр митель - к первому входу элемента сравнени , источник синусоидального сигнала переменного тока подключен к второму входу элемента сравнени  и к другому входу блока определени  квадранта, выход которого подключен к управл ющим входам первого и второго коммутаторов, источник синусоидального сигнала переменного тока через последовательно соединенные формирователь опорных ШИМ-сигналов, и второй коммута тор подключен к одному входу сумматора , другой вход которого соединен с выходом сравнени  31 . Недостатком известного преобразовател   вл етс  его сложность, вызванна  сложностью выполнени  формировател  опорных ШИМ-сигналов Цель преобразовател  - упрощение преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вала в ШИМ-сигнал, содержащи синусно-косинусный вращающийс  тран Форматор, вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключены к одним входам блока определени  квадранта и через последовательно соединенные первый коммутатор и выпр митель - к первому входу элемента сравнени , источник сигНсша переменного тока подключен к второму входу элемента сравнени  и к другому входу блока определени  квадранта, выход которого подключен к управл ющим входам первого и-вто комк1утаторов, введен элемент задержки, вход которого соединен с первым выходом элемента сравнени , а выходы элемента задержки и первый выход элемента сравнени  подключены к сигнальным входам вто рого коммутатора, выход которого подключен к третьему входу элемента сравнени . Элемент сравнени  содержит перв и второй компараторы и триггер, первый вход элемента сравнени  подключен к одному входу первого компаратора, второй вход элемента сравнени  подключен к другому входу первого компаратора и к одном входу второго компаратора, другой вход которого соединен с общей шин а выход подключен к единичному вхо ду триггера, нулевой вход которого соединен с третьим входом элемента сравнени , а первый выход элемента сравнени  соединен с выходом первого компаратора. На чертеже представлена структурна  схема преобразовател . Преобразователь содержит синусн косинусный вращающийс  трансформатор (СКВТ) 1, вход которого соединен с выходом источника 2 синусоидального сигнала переменного тока, а выходы через первый коммутатор 3 с входом выпр мител  4, второй ком мутатор 5, блок 6 определени  квад ранта, входы которого соединены с ходами СКВТ 1 и источника 2 синусо дального сигнала, а выходы - с управл ющими входами коммутаторов 3 и 5, элемент 7 сравнени , состо щи из компараторов 8 и 9 и.триггера 1 причем входы компаратора 8 соедич иены с выходом источника 2 синусоидального сигнала и шиной нулевого потенциала - с первым входом ( -S ) триггера 10, входы компаратора 9 соединены с выходами источника 2 синусоидального сигнгша к илпр мител  4, а выход непосредственно и через элемент 11 задержки - с инфор мационными входами коммутатора 5, выход которого подключен к второму входу (В) триггера 10, выход которого  вл етс  выходом преоСразовател . Преобразователь работает- следующим образом. Обмотка возбуждени  СКВТ 1, ротор которого св зан с вгшом объекта управлени , подключена к выходу источника 2, формирующего синусоидальный сигнал Ucпеременного тока с периодом Т. С выходных обмоток СКВТ 1 снимаютс  сигналы U, Uj переменного тока, модул,ированные в функции синуса и косинуса угла поворота в вала. Блок 6 путем анализа знака фазы (относительно U) электрических сигналов U;, и и,2 определ ют квадрант, которому соответствует текущее значение угла поворота и в зависимости от номера квгщранта устанавливает «коммутатор 3 в положение , при котором к входу выпр мител  4 подключаетс  меньший из выходных сигналов U (1 и 3-м квадрантах ) или и (во 2 и 4-м квощрантах ). Выпр митель 4 преобразует поданный на его вход сигнал в посто н ,ное напр жение U , измен ющеес  по синусоидальному закону при изменении 9 . Синусоидальный сигнал Uc переменного тока с выхода источника 2 сравниваетс  с нулевым напр жением (посредством компаратора 8) и с выпр мленным напр жением U (посредством компаратора 9).Оба компаратора, а также триггер 10 вход т в состав элемента 7 сравнени , формирующего ШИМ-сигнал с периодом Т и длительностью импул ь со в, пропорцион альной Углу поворота 9 , причем-передний фронт кгикдого импульса ШИМ-сигнала формируетс  в момент времени, соот- ; ветствующйй срабатыванию ( при Ос-ОУ компаратора Е, выходной, импульс которого устанавливает триггер 10 в, положение 1, а задний фронт в момент времени, смещенный иа ; ( t О, 1, 2, 3) относительно момента срабатывани  (при Uf. - Ug )юмпаратора 9, импульс с выхода которого сразу же ( в первом квадранте) или с задержкой ( в остальных квадрантах ) возвращает триггер 10 в исходное положение О. 1113 Элемент 11 выполн ет функцию задержки импульса с выхода компаратора 9 элемента сравнени  на |, |, У- соответственно. В эависимости от положени  коммутатора 5, уп равл емого блоком 6 определени  кварранта , на вход R триггера 10 прохоп дит: в первом квгщранте - импульс с выхода компаратора 9 непосредствен но Q во втором квадранте - импульс с первого выхрда элемента 11 (задержанный относительно выходного импульса Т компаратора 9 на с.-), в третьем квадранте - импульс с выхода276 элемента 11 ( ь J и в четвертом квадранте - импульс с третьего выхода элемента 11 ( « ) . Таким образом, на выходе триггера 10 элемента сравнени  формируютс  импульсы ШИМ-сигнала о периодом Т и длительностью, пропорциональной углу поворота вала во всем диапазоне О-Збо изменени  &, При этом предлагаемый преобразователь по сравнению с прототипом упрощаетс , Экономический эффект от использо вани  преобразовател  определ етс  снижением стоимости его изготовлени .

Claims (2)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА В ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ. МОДУЛИРОВАННЫЙ СИГНАЛ, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансч форматор, вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного Тока, а выходы подключены к одним входам блока определения квадранта и через последовательно соединенные первый комутатор и выпрямитель - к первому входу элемент.а сравнения, источник сигнала беременного тока подключен к второму входу элемента сравнения и к другому входу блока определения квадранта, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введен элемент задержки, вход которого соединен с первым выходом элемента сравнения, а выходы элемента задержки и первый выход элемента сравнения подключены к сигнальным входам второго коммутатора, выход которого подключен к третьему входу элемента сравнения.

2. Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что элемент сравнения содержит первый и второй компараторы и триггер, первый вход элемента сравнения подключен к. одному входу первого компаратора, второй вход элемента сравнения подключен к другому входу первого компаратора и к одному входу” второго компаратора, другой вход которого соединен с общей шиной, а выход подключен -к единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с третьим входом элемента сравнения, а первый выход элемента сравнения соединен с выходом первого компаратора .