20,1 Оценка уровня повышения разрешающей способности

С точки зрения функциональных возможностей особый интерес представ­ляют одноотсчетные следящие преобразователи угол — амплитуда — код с СКВТ, позваяяющяе принципиально получить в единой отсчетной части как код угла, так и аналоговые сигналы, пропорциональные скорости и ускорению его изменения. Качественная реализация столь широких функциональных воз­можностей требует совершенствования построения отсчетной части, направлен­ного на повышение разрешающей способности следящего ЦПУ до уровня, сравнимого с информационной способностью современных СКВТ [48] или с информационной емкостью лучших образцов кодовых преобразователей КП [69], т. е. емкостью 16—20 бит.

Повышение разрешающей способности можно получить, применив следя­щий преобразователь угла поворота вала в код, в котором предусмотрены дополнительные схемы формирования сигнала рассогласования при работе с одним первичным преобразователем угла. Это позволяет полностью исполь­зовать информационные возможности современных электрических машин, в ча­стности СКВТ, доведя их до уровня лучших образцов КП, т. е. 16—20 бит.

Для практической реализации отсчетной части такого преобразователя должна быть проведена обоснованная оценка уровня возможности повышения разрешающей способности одноотсчетного ЦПУ.

Повышение разрешающей способности ЦПУ позволяет снизить дополни­тельные потери информации за счет квантования по уровню выходного сигнала СКВТ. На основании критерия ничтожной погрешности получено соотношение среднеквадратических погрешностей квантования и инструментальной, которое составляет 0,35 [1, 24]. Это равносильно потере информации на уровне 0,07 бита. Из соотношения погрешностей может быть определено рациональное значение шага квантования, удовлетворяющее этому уровню. Оно составляет 1,2 значения инструментальной погрешности преобразователя [1, 24].

Если ограничить величину погрешности аналоговых элементов ЦПУ на уровне 1 мВ при крутизне выходных сигналов СКВТ 2 мВ/угл. мин, то ин­струментальная погрешность преобразователя составит 0,5 угл. мин, т. е. число разрядов ЦПУ должно быть больше 15. Получение столь высокой разрешаю­щей способности обычными методами в одноотсчетной системе затруднено в Связи с ограничениями, накладываемыми современной элементной базой. Так, в ЦПУ [66] для получения разрядности выходного кода 18 бит погрешность ряда аналоговых элементов должна быть а емкость ПЗУ— бит.

Первое ограничение можно удовлетворить, используя прецизионные анало­говые элементы [70], а второе целесообразно обойти, применяя схемы построе­ния ЦПУ [3, 71], предусматривающие два контура формирования сигнала рас­согласования. Этим значительно снижается влияние аддитивных составляющих погрешности при формировании дополнительных младших разрядов кода угла в условиях воздействия реальных дестабилизирующих факторов. Для получе­ния сигнала рассогласования в этих ЦПУ используются различные функцио­нальные цифро-аналоговые преобразователи ФЦАП, осуществляющие перемно­жение выходных сигналов СКВТ на тригонометрическую функцию цифрового эквивалента преобразуемого угла.

Следует отметить, что реализация двухконтурного ЦПП требует комп­лексного подхода к выбору первичного датчика н схемы отсчетной части. При выборе варианта ее построения необходимо учитывать не только сложность реализации, но и влияние построения отсчетной части на точностные показа­тели всего преобразователя. Немаловажным фактором, определяющим выбор построения такого ЦПП, является н область его применения. В зависимости от нее формируются требуемые соотношения между информационными емко­стью и способностью ЦПП.