12.2. Преобразователи с тангенсным пзу

Усложнение ФЦАП, связанное с введением дополнительных логических-устройств для компенсации инструментальной погрешности нарушения строгой монотонности смены хода в квадрантных точках, приводит к необходимости исследования иных путей построения отсчетной части ЦПУ. В отличие от по­ложения об обязательном перекодировании выходного кода в синусно-косинус-ные функции в пределах квадранта [3] более перспективным, на наш взгляд, является переход к тангенсному преобразованию¹ в пределах октанта [52]. По-мимо упрощения за счет уменьшения объема памяти это позволяет повысить-разрешающую способность ЦПУ в 2 раза.

ЦПУ можно выполнить по схеме рис 12.7, предусматривающее использова­ние ПЗУ с тангенсной прошивкой. В ней получение кода октантов производится-последовательно с получением кода внутри октанта, а схема определения октан­тов реализуется посредством парафазных усилителей ПУ, блоков ключей БКл и сравнения БС [а. с. 1034059 (СССР)].

Блок управления БУ формирует серию тактовых импульсов, которые обес-печивают последовательное включение ключей Кл1—Кл8 и поразрядное переклю­чение регистров

В первых трех тактах преобразования определяют октант, в котором рас­положен кодируемый угол. В первом такте включается ключ Кл3, который под­ключает синусное напряжение датчика в прямой фазе к блоку сравнения БС. Если при сравнении синусное напряжение имеет прямую фазу, то в старшем»

разряде регистра формируется нулевое значение, если обратную, то еди-

ничное.

Во втором такте включают ключ Кл7, который подключает косинусное на-пряжение датчика в прямой фазе к БС, и определяют следующий разряд, кото-рый записывается в регистр

В третьем такте включают такую пару ключей, которая обеспечивает под-ключение к входам БС модулей синусного и косинусного напряжений. Необходи-мoe сочетание ключей определяется анализом значений двух старших разрядов в регистре Результат сравнения записывается в третий разряд этого реги-

стра. Таким образом, значение трех старших разрядов составляют код октанта преобразуемого угла.

Последующее преобразование, начиная с четвертого такта, выполняется пу-ттем поразрядного уравновешивания при последовательном переключении разря­дов в регистре начиная со старшего разряда, в соответствии с эависимо-стью где 0—преобразуемый угол поворота вала, а Ф — вы­ходной код

Эта зависимость реализуется на участке, соответствующем первому октан-ту. Кодформируется функциональным преобразователем из выходного кодаФ регистра RG2. Функциональный преобразователь выполнен на основе тангенс-ного ПЗУ. Блок УЦАП осуществляет операцию умножения косинусного напря­жения, приложенного к его аналоговому входу, на код, пропорциональный_подаваемый на его цифровые входы с выхода ПЗУ.

В результате поразрядного сравнения в БС синусного напряжения с напря­жением, полученным на выходе УЦАП, в регистре формируется код, про- порцнональный углу в пределах октанта. Полный ход угла образуется из кода регистра (старшие разряды) н кода регистра (младшие разряды).

Недостатком построения ЦПП по схеме, представленной на рис. 12.7, являет­ся то, что он, обеспечивая преобразование сигналов СКДУ, не может работать с другими типами датчиков угла, например преобразующими угол поворота в ли-нейное напряжение (резистивные н индукционные потенциометры, линейные вра-щающиеся трансформаторы).

С целью устранения этого недостатка предложена схема [а. с. 1096674 (СССР)], в которую дополнительно к предыдущей схеме введены преобразова-тель линейного напряжения ПЛН, источник опорного напряжения ИОИ, ком-мутатор мультиплексор МР и задатчик режима работы ЗРР (рис. 12.8).

В первом режиме работы задатчик ЗРР через коммутатор подключает выходы СКВТ к входам парафазных усилителей ПУ, а выходы ПЗУ—к входам УЦАП.

Преобразователь угла поворота вала в код работает в режиме функциональ­ного аналого-цифрового преобразования ФАЦП, реализуя зависимость

где 0 — угол поворота синусно-косинусного датчика; Ф — выходной код реги­стра

Во втором режиме задатчака ЗРР мультиплексор МР подключает к управ-

ляющим входам УЦАП непосредственно выходы разрядов регистра В этом

случае на один из входов парафазных усилителей ПУ подается напряжение

с выхода ПЛН, а на второй — опорное напряжение от ИОН, я преобразователь

работает в режиме линейного аналого-цифрового преобразования (ЛАЦП).

Блок БУ формирует серию тактовых импульсов, которые обеспечивают по­следовательное включение ключей Кл1, КлЗ, Кл8 блока БКл (аналогичного БКл на схеме рис. 12.7) и поразрядное переключение регистров

Ключе Кл2, Кл4—Кл7 работают только в режиме функционального преобразовання СКВТ в код, а в режиме линейного аналого-цифрового преобразования не участвуют.

В первом такте преобразования знак входного напряжения определяетеся следующим образом. Включается ключ Кл1, который подключает входное на­пряжение с выхода ПЛН в прямой фазе к ВС. Если при сравнении входное напряжение положительное, то в регистрев старшем разряде формируется нулевое значение, если отрицательное — единичное.

Во втором такте включается ключ К,л8, который подключает опорное на­пряжение от ИОН в прямой фазе к БС, чем подтверждается положительное-значение НОН, и результат записывается в следующий разряд регистраВ третьем также включается такая пара ключей Кл1, КлЗ и Кл8, которая обес­печивает подключение ко входам БС модулей входного и опорного напряжений.. Необходимая пара ключей определяется анализом значений двух старших раз­рядов в регистре

Последующее преобразование, начиная с четвертого такта, выполняется пу­тем поразрядного уравновешивания при последовательном переключении разря­дов в регистре, начиная со старшего разряда.

В основу работы преобразователя в режиме линейного АЦП положено-использование зависимости где —выходное напря-

жение ПЛН; — опорное напряжение;— код регистра— количествоего разрядов.

В результате сравнения в БС выходного напряжения ПЛН с напряжением, получаемым на выходе УЦАП, в регистре формируется код, пропорциональный выходному напряжению ПЛН. Полный код образуется из старшего-разряда регистра (знаковый разряд) в кода регистра (младшие раз­ряды). Таким образом, преобразователь может быть использован как в режиме-функционального преобразования сигналов СКВТ в код, так и в режиме линейного АЦП.

Рассмотренные варианты построения ЦПП с тангенсным ПЗУ (рис. 12.7 и 12.8) позволяют упростить отсчетную часть преобразователя за счет исключения (компараторов и логических устройств формирования кода квадрантов [3] или октантов [22, 81]. Однако это упрощение достигается за счет снижения быстро-действия ЦПП, недостатком которых следует считать и ограниченные функцио­нальные возможности в части получения кодов тригонометрических функций преобразуемого угла при работе с СКДУ.