Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/24 

112

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, в системах управления радио и оптическими телескопами,

. Целью изобретения является повышение надежности преобразователя.

На фиг , 1 приведена функциональная схема одного отсчета преобразователя для случая четырех считывающих элементов; на фиг, 2 - пространственная диаграмма, поясняющая его работу, ,.

Преобразователь содержит источники излучения, кодовый диск с кольцевым кадированием (на чертеже не показаны) , фотоприемники 1-4, компараторы 5-8, дешифратор 9, коь мутаторц 10 и 1 1 , цифроаналоговы е преобразователи (ЦАП) 12 и 13, блок 14 инверторов.

Преобразователь работает следующим образом.

При вращении кодового диска на фотоприемниках 1-4 образуются сигналы, которые формируются компараторами 5-8 в прямоугольные сигналы, сдви нутые на четверть кванта дорожки диска своего отсчета. Дешифратор 9 преобразует эти сигналы в трехразрядный двоичный код. Их согласование с предыдущим отсчетом, которым может быть более точный отсчет этого же преобразователя, вьтолненный таким же образом, осуществляется путем управления пороговыми напряжениями компараторов , которые формируются ЦДЛ 12 и 13 из выходных сигналов предыдущего отсчета. Входы ЦАП 12 подключены к выходам разрядов предыдущего отсчета непосредственно, поэтому при возрастании кода в предыдущем отсчете на выходе ЦАП 12 формируются линейно возрастающие напряжение, которое используется для согласования передних фронтов сигналов. Входы ЦАП 13 подключены к выходам разрядов предыдущего отсчета через блок 14 инверторов, поэтому при возрастании кода в предыдущем отсчете на выходе ЦАП 13 формируется линейно убывающее напряжение, которое используется для согласования задних фронтов сигналов согласуемого отсчета, На фиг. 2 приведены диаграммы, поясняющие процесс согласования отсчетов преобразователя. В рассматриваемом случае для формирования пороговых напряжений использованы четыре

473. Z

старших разряда предыдущего точного

отсчета, ЦАЛ 12 и 3 формируют пороговые напряжения таким образом, чтобы максимальное значение этого напряжения U( не превышало половины амплитуды сигналов считываемых фотоприемниками 1-4, а верхнее значение - не превышало амплитуды, но было больше половины амплитуды сигналов -фотоприемников 1-4, Пороговые напряжения, сформированные ЦАП 12 и 13, через коммутаторы 10 и 11 поступают на входы компараторов. 5-6, При наличии на управляющем входе коммутатора 10

5 высокого уровня на его выход поступает сигнал с выхода ЦАП 12, а при наличии на его управляющем входе низкого уровня - сигнал с выхода ЦАП 13, Коммутатор 11 работает аналогично

0 с той разницей, что при высоком уровне , на его управляющем вх6дё 1 а его выход проходит сигнал с выхода ЦАП 13 и, наоборот, при низком уровне на управляющем входе коммутатора 11 на выход

5 проходит сигнал с выхода ЦАП 12.

При повороте вала преобразователя на угол, эквив.алентный одному младшему разряду согласуемого отсчета, код на входах ЦАП 12 изменяется постепенно от 0000 до 1111. При этом напряжение на выходе ЦАП 12 ступенчато возрастает от минимального значения U, до максимального U, При дальнейшем повороте кодового диска происходит смена кода на входе ЦАП 12 с МП на 0000 и напряжение на его выходе изменяется скачком до уровня U. Если .при этом амплитуда согласуемого сигнала больше и,, но меньше Ug (положение 0 на фиг, 2), то на выходе сОот- ветствутощего компаратора 5-8 скачком формируется логическая единица, т.е. осуществляется одновременная смена кода, в отсчетах. При формировании заднего фронта на вход компаратора 5 , 6, 7 или 8 через коммутатор 10 (11) поступает пороговое напряжение, сформированное ЦАП 13, которое изме- няет ся с и, на и, при смене кода в

КЛ,

предыдущем отсчете с 1111 на 0000, так как входы ЦАП 13 подключены к выходам разрядов предыдущего отсчета через инверторы 14,

Управление коммутатором 10 (11) 55 осуществляется сигналом другого компаратора , который переключает выходы ЦАП в промежутках между Фронтами согласуемых сигналов.

0

S

где А - амплиНа фиг. 2 рассмотрен случай, когда ширина рабочих участков фотоприемников 1-4 составляет 3,75 кванта старшеЕо разряда предьщущего отсчета минимальное и максимальное значения .пороговых напряжений соответственно

тт А „ ЗА равны и, д- , U2 туда согласуемого сигнала, а для формирования пороговых напряжений используются четьфе предыдущих разряда точного отсчета. В этом случае линия считывания 00 может занимать любое положение в промежутке от О О до О О , в пределах которого условия согласования отсчетов не нарушается. Такое смещение линий считывания (фиг. 2) эквивалентно смещению рабо- чих участков фотоприемников 1-4 или границ штрихов дорожки на величину +15/16 кванта дорожки предьщущего отсчета.

С увеличением числа разрядов, используемых для формирования пороговых напряжений, и с расширением рабочих участков фотоприемников 1-4 до четырех квантов дорожки предыдущего отсчета ступенчатая форма пороговых напряжений приближается к пилообразной, а зона допустимого смещения линии считывания приближается к предельному , равному j:l кванту дорожки предыдущего отсчета.

35

Таким образом, цредложенный преобразователь позволяет расширить допуски на изготовление кодовой шкалы и расположение рабочих участков фотоприемников, приблизив их к наибольшей принципиально достижимой величине, . увеличить рабочие участки фотоприемников, что повьшает соотношение сиг- нал/помеха и тем самым увеличивает надежность преобразователя.

5 Формула изо.бретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий в каждом отсчете источники излучения, оптически соединенные через кодовый диск с фотоприемниками , выходы -которых соединены с первыми входами соответствую- - щих компараторов, выходы которых сое- диненбг с информационными входами дешифратора, выходы которого являются выходами преобразователя, выход первого компаратора соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с вторыми входами остальных компараторов, выход второго компаратора соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора, о т л и- ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повьш1е- ния надежности преобразователя, в него введены два цифроаналоговых преобразователя и блок инверторов, информационные входы первого цифро- аналогового преобразователя и блока инверторов объединены и являются информационными входами преобразователя, выходы блока инверторов соединены с информационными входами второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго коммутаторов, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с третьими , входами первого и второго коммутато- . ров.

ff в

0ue,Z

О О О

ВНИИПИ Заказ 3614/56

Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 816 Подписное

Изобретение относится к области автоматики и вьгаислительной техники и предназначено для измерения угловых перемещений в системах управления станками, радио и оптическими телескопами. Целью изобретения является повышение надежности преобразователя. Цель достигается тем,, что в преобраКпоедыдищим зователь введены цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 12 и 13 и блок 14 инверторов. При вращении вала преобразователя на выходах фотоприемников 1-4 формируются сигналы, сдвинутые на четверть юванта дорожки кодового диска. Дешифратор 9 преобразует эти .сигналы в трехразрядный код грубого отсчета (ГО). ЦАП 12 и 13 подключены к выходам точного отсчета, причем ДАЛ 13 соединен с ним через блок 14 инверторов. При нарастании кода в канале точного отсчета (ТО) на выходах ЦАП 12 и 13 формируются пилообразные напряжения, причем на выходе ЦАП I2 - нарастающей амплитуды, а на выходе ЦАП 13 - убывающей амплитуды. Эти напряжения осуществляют управление коммутаторами 10 и 11, с помощью которых производится согласование грубого и точного отсчетов преобразователя. 2 ил. & (Л to 4; со