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

112

Изобретение относится к области втоматики и вычислительной техники может .быть использовано д-чя преобазования угловых перемещений в цифровой код.

Целью изобретения является повыение точности преобразователя.

На фиг. I представлено цьпюлнение кодового диска и расположение фотоприемников относительно дорожек коового диска; на фиг. 2 - стуктурная схема преобразователя; на фиг. 3 - временные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь содержит осветитель 1, кодовый диск 2, основные фотоприемники 3, фотоприемник 4 управления, соединенный, например, световодом 5 с фотоприемником 6 коррекции, усилитель 7, инвертор 8, ключ 9, сумматор 10, формирователь 11 управля- ющих сигналов,формирователи 12-18 сигналов, блок 19 преобразователей кода, ка;вдьй из которых- содержит инвертор 20, элементы И 21 и 22 и элемент ИЛИ 23, источник 24 опорного напряжения и выходы 25 преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

Световой поток, формируемый осветителем 1 (фиг. ), пройдя дорожки кодового диска 2, попадает на фото- приемники 3 и фотоприемники 4 управления, а также через световод 5 и кромку кодового диска 2 - на фотоприемник 6 коррекции.

На входах фотоприемников 3 старших разрядов, расположенных попарно перед каждой старшей дорожкой с симметричным сдвигом относительно линии счнтьюания, формируются трапецеидальные сигналы Опережение и Отставание (в зависимости от расположения фотоприемников 3 от линии считывания) .

На выходах фотоприемника 3 младшего разряда и фотоприемника 4 управления формируются соответственно сигналы 26 и 27 треугольной формы (фиг, 3). На выходе фотоприемника 6. коррекции формируется сигнал U 28 (фиг. 3), переменная составляющая которого пропорциональна текущему значению эксцентриситета кодового диска 2, а постоянная составляющая Ug 29.(фиг. 3) пропорциональна размерам чувствительной части фотоприемника 6 коррекции, находящейся про52

тив кромки кодонот о диска 2 при отсутствии эксцентриситета.

Сигнал Ug поступает в усилитель 7, где из него выделяется и усиливается переменная составляющая Ug- .

Сигнал с выхода усилителя 7 непосредственно и через инвертор 8 поступает на входы ключа 9, который управляется сигналом U(i 30 (фиг.З) с

формирователя I1. Этот сигнал формируется путем сравнения амплитуд сигнала с выхода фотоприемника 4 управления и опорного сигнала 31 U 0,5 V (фиг. 3), формируемого источником опорного напряжения, и представляет собой последовательность управляющих импульсов с периодом следования ctf,, и шириной импульсов о

2

Если на управляющем входе ключа 9 сигнал и у и,., то с вьрсода формирователя II на вход сумматора 10 поступает неинвертированный сигнал U7

с выхода усилителя 7.

При U(, 0 на вход су1-1матора 10 поступает инвертированный сигнал -U с выхода инвертора 8. На второй вход сумматора 10 подается опорный сигнал

Up. На выходе сумматора t1 формируется суммарный сигнал U 32 (фиг.-З). Сигнал Ug используется в качестве опорного в формирователе 12, в котором происходит формирование кода 33

МПадшего разряда (фиг. 3) .путем сравнения амплитуд сигнгшов U, , Ug. Так как сигналы фотоприемника 4 и фотоприемника 3 младшего разряда сдвинуты один относительно другого на угол

о о/ ч то, сигнал управления Uy О совпадает с возрастающим участком сигнала Ц , а сигнал управления U|j Uij совпадает с ниспадающим участком сигнала Uf.

Поэтому возрастающий участок сигнала U| сравнивается с сигналом U.,, а ниспадающий участок сигнала U, сравнивается с сигналом U, .

За счет симметричности формы сигнала U, достигается идентичное смещение фронтов импульсов младшего раз ряда влево или вправо на величину,

4Й,.

Период следивания и ширина им- пульсов младшего разряда при смещении остаются без изменения.

С выходов фотоприемников 3 старших разрядов сигналы поступают на

входы соответствующих формирователей 13-18 старших разрядов, на другие входы которых подается опорчьп сигнал Цд..

На выходах формирователей 13-18 старших разрядов формируются Отстающие и Опережающие сигналы, относящиеся попарно к соответствующим дорожкам.

Эти сигналы поступают на соответствующие входы блока 19, где происходит преобразование полученного на выходах формирователей 12-18 сигналов V-кода в позиционньш двоичный код по формуле

Р.Ч,

Р;Л... + Р- В.

где значение кода па первом входе (i+l)-ro блока 19; В; - значение кода на втором входе (i+1)- го блока 19; PJ - значение кода на входе управления Ci+I)ro блока 19. Функция умножения осуществляется элементами И 21 и 22, Функция суммирования осуществляется элементом ИЛИ 23, а функцию инверсии выполняет инвертор 20. .

В преобразователе, таким образом, осуществляется коррекция погрешности эксцентриситета кодового диска 2 в каждой дорожке.

Формула изобретения

1, Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий осветитель, оптически соединенньп через дорожки кодового диска с (2п+1) основными фотоприемниками, выходы которых соединены с первыми входами соответствую- щих формирователей сигналов, вторые входы всех, кроме первого, формирователей сигналов соединены с выходом источника опорного напряжения, и инвертор, отличающийс я тем что, с целью повышения точности, в него введены фотоприемники коррекции и управления, усилитель, ключ, сумматор, формирователь управляющих сиг

налов, блок преобразователей кода, фотоприемник управления расположен

0

против дорожки младшего разряда на расстоянии 1,23 ее периода от соответствующего основного фотоприемника, осветитель оптически соединен с 5 фотоприемником коррекции, которьиЧ расположен против внешней кромки кодового диска, вькод фотоприемника коррекции соединен с входом ус1шителя, выход которого соединен с первым вхо10 дом ключа непосредственно и через

инвертор - с вторым входом ключа, уп- равляющш вход которого соединен с выходом формирователя управляющих сигналов, первый вход которого соеди 5 йен с выходом фотоприемника управления, выход ключа соединен с первым входом сумматора, BTOpoii вход которого соединен с входом формирователя управляющих сигналов и с выходом ис20 точника опорного напряжения, выход сумматора соединен с вторым входом первого формирователя сигналов, выход которого соединен с входом управления блока преобразователей кода и яп25 ляется выходом младшего разряда про- образователя, выходы всех, кроме первого, формирователя сигналов соединены с информационными входами блока преобразователей кода, выходы которо0 го являются остальными выходами пре-. образователя,

2. Преобразователь по п, 1, о т - личающийся тем, что блок преобразователей кода содержит п инверторов, 2п элементов И и п элементов ИЛИ, вход первого инвертора является входом управления блока, выход каждого инвертора соединен с первым входом соответствующего нечетного элемента И, выходы каждой пары четного и нечетного элементов И соединены с входами соответствующего элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ являются выходами блока, выход каждого i-ro из (п-1) элементов ИЛИ со- едиНен с входом (i+l)-ro инвертора, вход каждого инвертора соединен с первым входом соответствующего четного элемента И, вторые входы всех Q элементов И являются информационными входами блока.

5

.

J

I I I г I

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для преобразования угловых перемещений объектов в цифровой код. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Поставленная цепь достигается тем, что в преобразователь введены усилитель, ключ, сумматор, формирователь управляющих сигналов, блок преобразователя кода, фотоприемники коррекции н управления. Фотоприемник управления расположен против дорожки младшего разряда кодового диска на расстоянии I,25 ее периода от фотоприемника младшего разряда, а фото приемник коррекции расположен против внешней кромки кодового диска. Преобразователь работает следующим образом. С помощью фотоприемника формируются управляющие сигналы, которые управляют работой ключа. В зависимости от состояния входов ключа, которое определяется величиной сигнала с. выхода фотоприемника коррекции, в сумматоре формируется сигнал высокого или низкого уровня, служащий для формирования сигнала младшего разряда преобразователя. Сигналы с выходов фо-топриемников старших разрядов поступают на входы формирователей сигналов, а затем - на входы блока преобразования кода, где они преобразуются в позиционный двоичный код. Управление работой блока преобразования кода осуществляется сигналами младшего разряда преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л С :д

ti I I II I . . I

Составитель Ю. Котов Редактор Л. Гратилло Техред Л.Сердюкова Корректоре. Луговая

Заказ 5139/58 Тираж 816 Подписное ВШ1И11И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113033, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.д