Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/06 

Изобретение относитсяк автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, в системах управления оптическими и радиотелескопами.

Известен преобразователь угла поворота вала в код с абсолютным отсчетом, содержащий источники излучения, диск с кодовой шкалой, считывающие элементы и схему обработки с|1гналов, в котором для устранения неоднозначности считывания применяются V или и расположения считывающих элементов Неодновна-чность считьгоания устраняет ся за счет избыточной информации, получаемой от дополнительных считывающих элементов (каждый разряд кроме мпадшего считывается двумя считывающими элементами) Л.

Недостатком такого преобразовател является наличие значительного числа считывающих элементов, что снижает технологичность его изготовления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в Код, содержащий источники излучения, оптически соединенные через кодовый диск с кольцевым кодированием с фото приемниками, инвертор, дешифратор, первый и второй коммутаторы, объединенные первые синхронизирукяцие входы которьк являются входом первого старшего разряда предьщушего отчета и подключены через инвертор к вторым собственным синхронизирующим входам, основные компараторы по числу фотоприемников, прямые входы которых соединены с выходами соответствуняцих фотоприемников 2J.

Недостатком известного преобразователя является низкая технологичность изготовления.

Цель изобретения - повышение технологичности изготовления преобразователя. I

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источНИКИ излучения, оптически связанные через кодовый диск с кольцевым кодированием с фотоприемниками, инвертор дешифратор, первый и второй коммутаторы, объединенные первые синхронизирующие входы которых являются входом первого старшего разряда предыдущего отсчета и подключены через инвертор ко вторым собственным синхронизирующим, входам, основные компараторы по числу фотоприемников, прямые входы которых соединены с выходами соответствующих фотоприемников, введены по числу фотоприемников дополнительные компараторы, которыеобъединены попарно с основными компараторами, тpefий и четвертый коммутаторы, источник пороговых напряжений, выходы каждого из фотоприемников соединены с прямыми входами соответствующих дополнительных компараторов, инверсные входы основных компараторов подключены к выходу третьего коммутатора, выход четвертого коммутатора соединен с инверсными входами дополнительных компараторов,первы входы третьего и четвертого коммутаторов объединены и являются входом второго старшего разряда пр.едьщуще -о отсчета, вторые и третьи входы третьего и четвертого коммутаторов соединены соответственно с выходами U ,

112 ч 4 источника пороговых напряжений, выходы компараторов каждой пары объединены и подключены к соответствующим входам дешифратора, выходы которого являются выходами преобразователя, выходы ксмпараторов первой и второй пары подключены к третьим входам первого, и второго коммутаторов соответственно, выход первого коммутатора соединен со стробируемыми входами компараторов второй, третьей и четвертой пар, выход второго коммутатора соединен со стробируем1 ми входами компараторов первой пары, а напряжения на выходах ,U4 источника пороговых напряжений и амплитуда А сигналов на выходах фотоприемников выбраны в соответствий с выражением

, U,U2YU,.

На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя для четырех считывающих элементов, сдвинутых друг относительно друга на четверть шага шкалы; на фиг.2 - временная диаграмма работы преобразователя.

Преобразователь содержит источники излучения, кодовый диск с кольцевым кодированием (не показаны), фотоприемники 1-4, попарно объединенные основные и дополнительные компараторы 5-8 (сдвоенные), дешифратор 9, коммутаторы 10 и 11, инвертор 12, коммутаторы 13 и 14 и источник 15 пороговых напряжений.. Преобразователь работает следующим образом. При вращении кодового диска на фотоприемниках 1-4 образуются сигналы, которые формируются компаратора ми 5-8 в прямоугольные сигналы, сдви нутые на четверть шага шкалы кодовог диска своего отсчета. Дешифратор 9 преобразует эти сигналы в трехразряд ный двоичный код. Согласование с предыдущим отсчето в качестве которого может быть грубы .отсчет этого же преобразователя, осу ществляется следующим образом. С выхода коммутатора 13 от источ.ника 15 пороговых напряжений на первые инверсные входы компараторов 5-8 поступают пороговые напряжения ij, не превьшгающие половины амплитуд сигналов фотоприемников 1-4 (фиг.2). На вторые инверсные входы компараторов 5-8 через коммутатор 14 от источ ника 15 пороговых напряжений поступа , ют пороговые напряжения U , не пре вышающие амплитуды сигналов фотоприемников 1-4, но больше половины амп литуды (фиг.2). При наличии на управляющем входе коммутатора 11 высокого уровня на его выход поступает прямой сигнал первого старшего заряда предьдущего отсчета, а при наличии на его управлякщем входе низкого уровня - инвертированный сигнал. Коммутатор 10 работает аналогично с той разницей, что при высоком уровне на его управляющем входе на выход проходит инвер тированный сигнал старшего разряда предыдущего отсчета, и наоборот, при . низком уровне на управляющем входе на выход проходит прямой сигнал. При высоких уровнях синхронизирующих сигналов на стробируемых входах - компараторов 5-8 на их выходы проходят сигналы, сформированные по первы инверсным и.прямым входам (т.е. по низким пороговым напряжениям), а при низких - по вторым входам (т.е. по . высоким пороговым напряжениям). Таким образом, при положениях кодового диска, когда на выходах фотоприемников 1-4 сигналы не превьш1аю низких пороговых значений, на выходах компараторов 5-8 будут низкие уровни независимо от синхронизирующих сигналов на стробируемых входах. В положениях кодового диска, ког-. да сигналы на фотоприемниках 1-4 по величине находятся в промежутке между величинами нижних и верхних пороговых напряжений в компараторах 5-8, по первым входам формируется высокий уровень, а по вторым входам уровень остается низким, и выходное напряжение компараторов 5-8 определяется состоянием стробируемых входов. .Пря смене кода в первом старшем разряде предыдущего отсчета (при форми-ровании передних фронтов) синхронизирующий сигнал переключается с нижнего уровня на высокий (положение 0 1 для фотоприемника 1, фиг.2), и на выходе соответствующего из компараторов 5-8 сигнал скачком меняется с низкого уровня на высокий. При формировании задних фронтов (положение б 2 для фотоприемника 1, фиг.2) синхронизирующие сигналы изменяются с высоких уровней на низкие, так как на стробируемые входы компараторов 5-8 проходит через коммутаторы 10 и 11 прямой сигнал первого старшего разряда предыдущего отсчета, поскольку в промежутках между задними и передними фронтами сигналов происходит изме-. нение состояний управляющих входов коммутаторов 10 и 11 и на выходах соответствунмцего из компараторов 5-8 происходит переключение сигнала с высокого уровня на низкий. Таким образом, формирование фронтов сигналов происходит одновременно со старшим разрядом предыдущего отсчета. В.преобразователе расширение допусков ведет к повышению технологичности изготовления и достигается ОНО увеличением ширины рабочих учасг ков фотоприемников 1-4, а также вариацией пороговых напряжений, поступающих на инверсные входы компараторов 5-8 через коммутаторы 13 и 14 от источника 15 пороговых напряжений, сигналом, сдвинутым по фазе на четверть шага по отношению к сигналу первого старшего разряда предыдущего отсчета, поступающему на управляющие входы коммутаторов 13 и 14. Коммутаторы 13 и 14 работают таким образом, что в положениях кодового диска, соответствующих смене кода Э1, уровни на инверсных входах компараторов 5-8 разнесены ( Ll(i и 0 ), а в положениях шкалы Ц 2 и Q 3, соответствующих смене кода только в предьщу5щем отсчете, пороговые уровни сближ ны ( U2 и УЗ ) .(фиг.2). При ширине рабочих участков фото приемников 1-4 равной трем квантам шкалы предьщущего отсчета и величинах пороговых напряжений и -1 и -5U, .JU, ЗА . 2 --3- Э-, 4 7 где Д - амплитуда сигнала на фотоприемниках 1-4, допуски на располоК предыдущему отсчету 3« жёние границ штрихов кодового .диска преобразователя, а также на расположение рабочих участков фотоприемников 1-4 составляют i 0,75 кванта кодового диска предыдущего отсчета, что ведет к повышению технологичности изготовления преобразователя. Технико-экономический зффект от использования изобретения обусловлен описанными выше преимуществами.

Фиг,

К- последующем / отсчету