SU732914A1 - Устройство дл моделировани импульсного датчика частоты вращени - Google Patents

Description

1

Изобретешь относитс  к области автоматшш и позвол ет получать две импульсные последовательности с частотой следовани  импульсов, пропорциональной входному напр женгпо, и сдвинутых по фазе на посто нный которого определ етс  пол рностью входного напр жени .

Известен преобрааэватель напр жени  в частоту с изменением направлени  интегрированга , содержащий интегрирующий усилитель, ключи и сравнивающее устройство . Ключи коммутируют входы интегрирующего усилител  в зависимости от знака входного напр жени  и тем самык измен пот направление интегрировани  1J.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  однопол рность входного напр жени , что не позвол ет нетгосредственно применить данный преобраэов тель дл  моделировани  импульсных датчиков частоты вращени .

Наиболее близким по техшгческой сущности к изобретешпо  вл етс  устройство дл  моделировани  илтульсного тахопреобразовател , содержащее разделительные диоды и интегратор, к пр мому входу которого через делитель напр жени  подключен источник входного сигнала, выход которого через управл емый делитель напр жени  соединен с инверсным входом 1штегратора, выход которого под10 ключен к входу порогового элемента, выход которого  вл етс  первь№1 выходом устройства. Кроме, этого устройство содержит еще один интегратор, два инвертора и два фикс фуюших диода. На выхо15 де устройства формируетс  напр жение пр моугольной формы, частота которого пропорщюнальна входному нагф жению 2 ,

Устройство работает только при од20 ной пол рности входнох э напр жени . При прютивоположной пол рности напр жени  оно находитс  в заторможенном со сто шш .

Недостатком данного устроГ ства  вл етс  то, пхэ оно не восщюнзводит выходной сигнал, формируемый ш..1ну.г1т,сным дат11иком частоты вращени , поскольку оно не позвол ет получить две сдвинутые на посто нный фазовый тол импульсные носледоБатель ности, у которых, частота импульсов пр мо пропорциональна входному сигналу, а утоп сдвига фаз сохран етс  посто нным при любой частоте и измен етс  по знаку при изменении направлени  вращени .

Цель изобретен1ш - новыше-ще точности моделировани .

Указанна  цепь достигаетс  тем, что в устройство введены нуль-орган, операционный ускгг.ите ь, ограништельные резисторы и ключи, включенные в плечи моста, одна д.Игагональ которого подключена к средней точке управл емого делител напр жени  и к шине нулевого потенциал

друга  диагональ моста соединена с первым и вгорым входами операционного усилител , третий вход которого подключен к выходу интегратора, выход источника , входного сигнала через нуль-орган соединен с управл ющими входами первого , второгх) ключей, с г.нодсм первого и катодом второго раздешетепьных диодов , ртравл 7ощий вход третьего ключа соединен с анодом второгх разделительного диода и через первый ограничительный резис7Х)р - с выходом порогового элемента, выход которого через второй ограничительный резистор нодклюген к управ К ющему входу четверто1Х) ключа и к г атоду первого разделительного диод выход .операдиошюго усилител   вл етс  вторым выходом устройства.

Функциональна  схема устройства приведена на фиг. 1; временные диаграг. работы устройства на фиг. 2. Устройство содержит интегратор 1, делите.пь напр жени  (резисторы 2 и 3), управл емый делитель напр жени  (резисторы 4 и 5), гистёрезисный пороговый элемент 6, ИСТОЧ1ПЖ входного сигнала 7, нуль-орган 8, операционный усилитель 9 первый и второй выходы Ю и 11, разделительные ДИО.ЦЫ 12 и 13, ключи 1417 к ограншштельные резисторы 18 и 19. В качестве ключей 14-17 используютс  МОП-транзисторы с каналами ггрютивоположного типа.

Принцип действи  устройства зш лючаетс  в следующем.

В исходном состо нии при нулевом входном сигнале нуль-орган 8 и noporxjвый элемент 6 находитс  в од1юм из двух устойчивых а.)С/го 1 ий. В зпвисимости от состо ни  пуль-орган 8 элемента G те или другие ключи 1.4-17 переход т в , провоД51щее пли 1 епровод идее положение, в результате чего точка соединени  резистора 4 и 5 на П верт1фующем входе интегратора I оказываетс  подключенной либо отключенной от общей схемы. Независимо от этого интегратор 1

сохран ет сзое состо ние (дрейфом нул  пренебрегаем), и гистёрезисный пороговый элемент 6 не переключаетс . Таким образом, при.отсутствии входного напр жени  схема находитс  в за1х:1рможе}шом состо шш и ик-шульсы на ее выходах Ю и 11 отсутствуют. Зто состо ние устройства соответствует нулевой частоте вращени  (неподвт-пкному объекту). 0Рассмотрик работу устройства при

наличии входного напр жени . Пусть напр жение УБУ положительное. Под действием U-g на выходе нуль-органа 8 устанавлив.аетс  отрицательное нацр же5 Ш1е, открывшощее ключ 15 и закрывающее ключ 14. При этом операционный усилитель 9 переключаетс  в режим передачи по нештертируюшему входу. Предположим, что гистёрезисный 0 порогх вый элемент б находитс  в состо нии поло штельного насыщени . Тогда на управл ющий вход ключа 16 подаетс  закрывающее положитач.ьное напр жение; а на управл ющий вход тшюча 17 через 5 ДИО.Д 13 поступает отрицательное напр жение с выхода нуль-органа 8. Под действием этого напр жени  ключ 17 закрываетс . Поэачэму при положительном сигнале на выходе элемента б точка соединени  резисторов 4 и 5 отключаетс  от общей точки схемы, входной сигнад (и поступает на оба входа интегратора 1, оказыва  превалирующее воздействие по инвертирующему входу, так как на неитшертирующий вход напр жение UBT поступает через управл емый делитель на резисторах 2 и 3.

В результата напр жение на -выходе интегратора 1 уменьщаетс  и в некоторый момент времетш -fc достигает отрицателыюго уровн  U. , при котором происходит отпрокидывание элемента G, Элемент б переходит в состо ние отрица.тельного насыщени , что приводит 5 к открыванию ключа 16 (состо ние других ключей остаетс  неизменным). При этом точка соединени  резисторов 4 и 5

Claims (1)

1. через от7фытые ключи 15 и 16 подилючаетс  к о&щеи точке схемы и иштр жеиие Unv поступает лишь на непнверт1фу5о Щнй вход интегратора 1. Это щтвоапт к изменению направлени  интегрировани сганала UQ, f напр жение на выходе интегрирующего усилител  1 начинаетс  увел1гчиватьс , В момент времени to оно достигает положительного уровн  (Jo при котором элемент 6 вновь опроющываетс  и переходит в состо ние положительного насьпцени , после чего начинаетс  новый шгкл работы устройства. Диаграммы (фиг.2) построены дл  случа , когда длителыюсти нарастани  и спада напр жени  на конденсаторе одинакова (симметричные колебани ), что достигаетс  при определе П1ок: выборе соотношений резисторов 2-5. Как видно из временных диаграмм, напр жение U на выходе интегратора 1 отстает от напр жени  на выходе элемента 6 (фазовый сдвиг Ч -fC/2 ), Напр жение Оц на выходе операционно го усилител  9, работающего в режиме усилител  - ограничител , совпадает по фазе с выходным напр жением интегратора 1, поскольку цри данной пол рност входного напр жени  сигнал интегратора как отмечалось выше, поступает на неинвертирующий вход усилител  9. При изменении величины входного напр жени  пропорционально измен етс  скорость нараста1ш  и спада напр жени  на выходе интегратора, что обеспечивае линейную зависимость частоты от входного напр жени . При.этом независимо от частоты фазовый сдвиг между напр жени ми и U на выходах устройст сохран етс  неизменным - . Таким образом, при положительном напр жении UBH иа выходах устройства формируютс  напр жени  пр моугольной формы с частотой, измен ющейс  пр мо пропорционально величине U , и с посто нным фазовым сдвигом - Tll2. Это соответствует работе частотного датчика при пр мом враитении вала, на котором он установлен. При oтpицaтeJ ьнoм входном напр жении на выходе нуль-органа 8 возникает положительное напр жение, открывающее ключ 14. При этом ключи 15 и 16 оказываютс  в закрытом состо нии независ11мо от выходного сигнала гистерезисного порогового элемента 6. Если элемент 6 находитс  в состо шга пол жительного насьЕцени , то открываетс  ключ 17 и точка соедшгени  резисторов 146 4 1Г 5 через открытые ключи 17 и 14 подключаетс  к o6uie i точке схемы. Вход юй отрицательный сигнал поступает на неинверт1грукзщ1п1 вход интегр.пхэра 1, eix) выходное напр жение (Jj y eI{ьщaeтс  и в люмент времени происходит опрокидывание элемента 6. Это приводит к закрыванию ключа 17 и изменению направлет1и  югтегр фоваки  входного напр жении , благодар  чему в момент времени т 2 происходит очередтюе переключение элемента 6. D результате в схеме возникает периодическ1Ш режим, причем фазовый сдвиг между нaпp жeни  и на выходах элемента 6 и интегратора 1 остаетс  таким же, как и при положительном напр жении UBX Однако в датюм случае сигнал с 1штегратора 1 поступает на iraвертгфующий вход онерациотюго усилител  9 (иеинверт1ф5аощий вход защунтирован открытым ключом 14). Поэтому фазовый сдвиг между напр жени ми Ц и U на выходах устройства при отрицательном напр жении U-g-jt составл ет - it/2 , что соответствует обратному вращению вала, св занного с частотньм датч;жом. В результате на выходах устройства форм1фуютс  два напр жени  пр моугольной формы с частотой, пропоршюналыюй входному напр жению, и с фазовьм сдви1-чэм Ч ч- ТС 12 или Ч - ТС/2 в зависимости от пол5фности входного напр жени , 47X3 воспроизводит сигнал реального частотного датчика с учетом направлени  вращени  св занного с Hmvf вала. Благодар  введен по новых элементов и св зей повысилась тхэчность моделировани . Формула изобретени  Устройство дл  модел фовани  импульсного датчика частоты вращени , содержа )лее разделительные диоды и интегратор , к пр мому входу которого через епитель напр жешш подключен источник входного сигнала, выход которого через утфавл емый делитель напр жени  соеинен с инвepcньr f входом интегратора, ыход которого подключен к входу ПО( элемента, выход кото{Х)Го  вл етс  ервым выходом устройства, о т л и ч а г е е с   тем, что, с целью повышени  очности моделзфовани , в устройство ведены нуль-орган, операнионный усиитель , ограничительные резисторы и