Преобразователь угол-код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/24 

2, Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что коммутатор содержит шесть элементов И, два элемента ИЛИ и элемент НЕ, выход которого подключен к первым входам первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов И, тактовый вход коммутатора подключен к входу элемента НЕ, первым входам первого элемента ИЛИ и шестого, элемента И выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого является выходом старшего разряда коммутатора, первый информационный вход коммутатора подключен к вто рому входу шестого элемента И, второй информационный вход коммутатора соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и является вторым информационным входом коммутатора, вторые входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И являются вторым информационным входом коммутатора, третий информационный вход

79528

коммутатора подключен к второму входу пятого элемента И, выход которого подключен к втерому входу второго элемента ИЖ, выходы первого и второго элементов ИЛИ и выходы первого, второго, третьего-и четвертого элементов И являются выходами коммутатора.

3. Преобразователь по п,1, отличающийся тем, что преобразователь кода Баркера содержит два элемента И, элемент ИЛИ и элемент НЕ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого является выходом преобразователя кода Баркера, первый вход которого подключен к перво у входу второго элемента И и входу элемента НЕ, второй и третий входы преобразователя кода Баркера подключены соответственно к вторым входам Второго и первого элементов И.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛКОД, содержащий датчик угла, вьтолненный в виде трех групп элементов считывания кода, выход младших разрядов которого подключен к информационному входу дешифратора, многотактный генератор, первый и второй .выходы которого подключены к синхровходам соответственно первого и второго триггеров, выход первого триггера подключен к информационному входу второго триггера, выход которого подключен к прямому входу первого элемента И, вход которого подключен к первому управляющему входу дешифратора, третий выход многотактного генератора подключен к инверсному входу первого элемента И, первому входу второго элемента И и входам старших разрядов элементов считывания кода первой группы, четвертый выход многотактного генератора подключен к входам младших разрядов элементов считывания кода второй группы, пятый выход многотактного генератора подключен к входам младших разрядов элементов считывания кода третьей группы, источник питания, выход которого подключен к входу младшего разряда элемента считывания кода первой группы, выход которого через пороговый элемент подключен к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к второму управляющему входу дешифратора, отличающийся тем, что, с целью расширения облас-.ти применения за счет использования преобразователя для двух различных цен единиц отсчета, в него введены коммутатор и преобразователь кода Баркера, третий выход многотактного генератора подключен к входам двух старших разрядов элементов считываI ния кода второй группы, четвертый выход многотактного генератора подW ключен к входам двух старших разряс дов элементов считывания кода третьей группы, шестой выход многотактного генератора подключен к тактовому входу коммутатора, выход порогового элемента подключен к первому информационному входу коммутатора, первый выход дешифратора подключен к второму информационному входу коммутатора, второй выход дешифратора подключен к первому входу преобразователя кода Баркера, выходы первого и второго старших разрядов датчика угла подключены соотв1етственно к второму и третьему входам преобразователя кода Баркера, выход которого подключен к информационному входу первого триггера и третьему информационному входу коммутатора, выход которого является выходом младших разрядов преобразователя уголкод, третий выход дешифратора является выходом старшего разряда преобразователя угол - код.

Изобретение относится, к автоматике и вычислительной технике и предназначено для преобразования углового перемещения в код.

Цель изобретения - расширение области применения преобразователя угол - код путем обеспечения возможности использовать один и тот же преобразователь для двух цен единиц отсчета, отличающихся друг от друга в два раза.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя угол - код; на фиг. 2 - временные диаграммы выходных сигналов многотактного генератора; на фиг. 3 - блок-схема коммутатора; на фиг. 4 - блок-схема преобразователя кода Баркера.

Прео.бразователь содержит датчик 1 угла, элементы ИЛИ 2-8, дешифратор 9, триггеры 10 и 11, элементы И 12 и 13, пороговый элемент 14, считывающий элемент 15, многотактный генератор 16 с тактовыми выходами 17-22, преобразователь 23 кода Баркера, группы 24, 25 и 26 считывающих элементов 27-34, шины 35, 36 и 37 сигнала Опрос, коммутатор 38, элемент НЕ 39, элементы ИЛИ 40 и 41, элементы И 42-49, элемент НЕ 50, элемент ИЛИ 31.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигналы и (7 , и ig , и 19 и на выходах 17, 18, 19 и 20 генератора 16 имеют форму прямоугольных импульсов (фиг. 2а, б, в, г) с периодом следования Т, длительностью и скважностью Т/tjj N.Импульсы соседних тактовых выходов сдвинуты один относительно другого на время, равное t Передние фронты импульсов }. на выходе 21 генератора совпадают по времени с началом тактовых импульсов, а импульсы U22 на выходе 22 генератора сдвинуты относит1ельно импульсов Uji на время t,g которое меньше t ( (фиг. 2д, е).

В основу работы устройства положе параллельно-последовательный принцип преобразования сигналов считывающих элементов (СЭ) датчика угла в циф3ровой код. Для последовательного спроса групп СЭ и сихронизации раб ты устройства служит генератор 16. По его тактовым импульсам производ ся опрос СЭ датчика в разные момен ты времени. В моменты времени t, tj и tj (первый, второй и третий та ты) опрашиваются СЭ, подключенные соответственно к шинам Опрос 35, 36 и 37. В каждый i-й такт, исключая начальный () и последний (), происходит опрос СЭ второй подгруппы i-ro разряда и первой подгруппы i+1-го разряда. В послед ний такт tj опрашиваются считывающие элементы только второй подгруп пы третьего разряда. Устройство ра ботает циклически так, что каждый цикл состоит из N+1 тактов.(в данном случае из четырех тактов). В случае, если необходимо исполь зовать преобразователь с нормирован ной ценой отсчетной единицы, вал датчика угла соединяют с исследуемым объектам так, чтобы дискретность датчика угла соответствовала нормированной единице отсчета, и воспринимают информацию (код I) с выходов преобразовател (Р,, Е., Е Е,, Е, Eg.) во все такты, кроме начального t, т.е. в этот такт внешнее устройство не должно реагироват на сигналы с выходов преобразователя. В такт tj сигнал 1 с выхода 18 генератора 16 поступает на вход элемента И 13, на инвертированный вход элемента И 12 и на опрос СЭ 29-33 (34) первого разряда и СЭ 27 и 28 второго разряда. На выходе эле мента И 12 в момент t имеет место сигнал О, так как на его инвертир ванньй вход подан сигнал 1, а на выходе элемента И ТЗ - сигнал, который поступает с выхода порогового элемента 14. Дешифратора 9 из сигналов В. и Bj, поступающих на его входы, формирует на своем выходе Р переключательную функцию Р , Это означает, что на выходе дешифратора 9 в такте t имеется выходной сигнал порогового элемента 14, который несет в себе информацию о четности или нечетности цифры в младшем разряде. 284. В первый такт t сигнал на выходе Р; несет информацию о младшем двоичном разряде двоично-кодированной десятичной цифры первого разряда преобразователя. В этот же такт на выходах D, D ... D дешифратора 9 формируются сигналы остальных двоичных разрядов-указанной цифры. При повороте входного вала на целый оборот сигнал на выходе Р| изменит свое значение с 1 на О и наоборот 10 раз, а на выходах D. .. Dj. код изменится от О до 4. Дискретность сигналов согласования дешифратора 9 А равна половине оборота входного вала. Этот сигнал наряду с выходными сигналами Cj и Cg элементов ИЛИ 7 и 8 поступает на входы преобразователя 23 кода Баркера, ИЛИ 7 и 8 поступает на входы преобпреобразователя 23 кода Баркера, который представляет собой комбинационную логическую схему, реализующую переключательную функцию Pi, CTS c,s. Так как сигналы С, и Cg в такте t j формируются считывающими элемента- ми 27 и 28 второго разряда, то угловой диапазон вращения входного вала, при котором указанные сигналы равны 1 или О, составляет один оборот входного вала или 1/10 оборота вала датчика второго разряда. Сигналы С J и С в процессе вращения входного вала периодически изменяются. Период изменения этих сигналов равен 2/10 оборота вала второго разряда, а сдвиг фазы между ними равек четверти Периода. В пределах одного оборота входного вала происходит циклическое изменение сигнала S, в то время как сигнал равный Нулю сохраняет это значение в пределах всего оборота. Если входной вал делает еще один оборот, характер изменения сигнала S сохраняется, а сигнал Р 1. Дискретность изменения сигнала Р соответствует 10 единицам предьщущего (i-ro) разряда. Сигнал PJ несет в себе инфорацию о том, какая должна быть цифа в i+1-м разряде - четная (Р,-,, 0) ли нечетная (Р,- 1), а также о том, етный или нечетный циклы изменения ифр происходят в предыдущем разряе (четрый или нечетный обороты делает вал датчика предьщущего 1-го разряда). Сигнал Р. поступает на информационный вход триггера 10, который запоминает значение этого . сигнала в момент прихода синхронизирующего импульса (фиг. 2е) с выхода 22 генератора 16 на тактируемый вход С триггера 10. С началом второго тактового импульсу триггер 11 под действием синхронизирующего импульса , , появляющегося на выходе 2t генератора в начале каждого такта (фиг. 2д), устанавливается в состояние, эквивалентное состоянию триггера 10, поэтому на .выходе триггера 11 в такт t формируется сигнал Р . Сигнал с выхода триггера

11поступает на вход элемента И 12, который во все такты, кроме первого t , пропускает на вход В дешифратора 9 сигналы триггера 11. Так как сигнал на выходе дешифратора 9 равен дизъюнкции сигналов В и Bj,

то сигнал Pj во втором такте равен сигналу PI+I , сформированному в первом такте. Элемент И 13 не будет пропускать сигналы порогового элемента 14, пока не появится первый тактовый импульс. В такте t будет подан сигнал равный 1 на шину Опрос 36, в результате чего будут . опрошены СЭ второй подгруппы второго разряда и СЭ первой подгруппы третьего разряда. На выходах дешифратора 9 и преобразователя 23 в такте

12будут сформированы сигналы, аналогичные сигналам, полученным в первом такте, но вес этих сигналов в

10 раз больше. С помощью триггеров 10 и 11 и сигналов С и Г, сигнал Р , несущий информацию о четности преобразуемой цифры третьего разряда будет в момент t передан через элемент И 12 и дешифратор 9 на выход РВ третий такт (последний в цикле) опрашивающий сигнал t с генератора 16 будет подан на шину 37. В такте t, происходит опрос второй группы СЭ третьего разряда, преобразование сигналов этих СЭ в код на выходах дешифратора 9 и формирование сигнала р. 0 вследствие подачи в такт tj сигналов О на входы С т и С- преобразователя 23. Так как в такте t СЭ 27 и 28 ни в одном из разрядов не опрашиваются, то сигналы как на входах, так и на выходах элементов

ИЛИ 7 и 8 равны О, в этом случае

Р,Ч, 0Таким образом на выходах дешифратора 9 и преобразователя 23. (фиг.4) формируются следующие сигналы:

- сигнал, несущий информацию

0четности или нечетности цифры в i-M разряде; изменение сигнала (О - 1 или

1- 0) происходят через интервал дискретности датчика угла i-ro разряда Р,представляет младший двоичный разряд десятичной цифры;

D,,D,

... - кодовые сигналы, остальные двоичные разряды цифры; изменение кода на выходах D, D ... D у происходит через две единицы дискретности i-ro разряда;

Р,. сигнал, несущий информацию о четности (РЛ, 0) или нечетности (Р,, 1) цикла изменения сигналов D, ... Dy предыдущего i-ro разряда; изменение сигнала происходит через 10 единиц дискретности датчика i-ro разряда.

Сигналы с выходов D ., D , D , D дешифратора 9 и сигнал Р- с выхода преобразователя 23 поступают на вход коммутатора 38, который во все такты кроме tp, пропускает указанные сигналы на свои выходы Е., Е, Е, Е,-, ЕуИ Eg соответственно (фиг. 3). Если преобразователь угол - код применяется для проведения измерений с нормированной единицей отсчета, то в такты ts, ty ... t|y используют выходы Р дешифратора 9 и Е|, Е ... Е коммутатора 38, на которых формируется нормированный код I.

Если преобразователь необходимо использовать с ненормированной единицей отсчета, то вал датчика угла должет быть соединен с измеряемым объектом через дополнительный редуктор с передаточным отношением 1:2. В этом случае веса дискретных сигналов на выходах порогового элемента 14, выходах дешифратора 9 и преобразователя уменьшатся в два раза, что, соответственно, повлечет за собой уменьшение в два раза весов сигналов на выходах коммутатора 38. Это означает, что, если в предыдущем случае дискретность сигналов на выходе порогового элемента 14 равнялась одной нормированной единице отсчета, на выходах Е,, Е,, Е, Е, Е коммутатора - двум, а на выходе Eg коммутатора - десяти нормированным единицам отсчета, причем периодичность изменения кода на выходах , Е, Е, Е, Е и EJ- составляла 10 единиц, то в данном случае дискретность сигналов на выходе порогового элемента 14 составляет 0,5 прежней нормированной единицы отсчета, на выходах Е, Е, Е, Е. , Еу - одной, а на выходе Е, - пяти нормированным единицам отсчета и периодичность изменения кода в такть; t , t ... t на выходах Е., Ej ... Е, равна тоже десяти единицам. Передача кодов на входы внешнего устройства поразрядно осуществляется во все такты, начиная с t и кончая t:,j, с выходов Е., Е„ ... Е коммутатора 38, на которых формируется код II, значение дискретности отсчета которого уменьшено по сравнению с кодом I в два раза. В начальный .такт t при поступлении на управляющий вход, коммутатора сигнала с выхода 17 генератора 16, на выходах коммутатора 38 формируется код числа О или код числа 5, если пороговый элемент 15 находится в состоянии О или 1

соответственно. Таким образом, в такт tg на выходах коммутатора формируется код, величина дискретности которого pairia половине нормированной единицы отсчета, а в остальные такты величина дискретности кода соответствует нормированным для своих разрядов единицам отсчета.

Ф QIB Г--Т Ж t(.r

Q.

uin - .