Преобразователь перемещения в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/24 

Изобретение относится к автом:атике и -вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Цель иэобрете1шя - повьппение точности преобразователя. На фиг«1 представлена структурная схема преобразователя J на фиг, 2иЗ графики зависимости напряжеьшй на выходах блоков фотоприем1шков. Преобразователь содержит осветитель 1, диафрагмы 2 и 3, кодирующие элементы 4 и 5, блок 6 фотоприемников, регистр 7, блок 8 фотоприемников, формировател.ь 9 кода, блок 10 вычитания единицы, блок 11 выдачи к да,, шифратор 12, блок 13 управления коммутаторы 14, масштабные преобразователи 15, сумматор 16, аналогоцифровой преобразовате.пь (АЦП) 17, Преобразователь в своей работе использует принцип преобразования cиcтe ft,I полнофаз1а1х сигналов в лине но-пилообразные сигналы. Этот принцип основан на реализации в предела младшего разряда формулы представле ния произведения N сигналов через сумьту степенных много шенов ()-й степени от алгебраических сумм этих сигналов (,.) (1) П X. kTi Г где суммы ±Xj образуются путем расстановкизнаков + и - при XI всеми возможными способами. Полагая в формуле () Х., Х,,,.. Х постоянными и равнь1ми Ъ, , Ь-, ,.. Ьпм, 2d,N.rT, bj К, r±bj а, где i - 1 ,,2 .., можно получить условия инвариантности и линеаризации функциональнъ х зависимостей 21+9 КХ/ (2) k t-Т.е. алгебраическим суммированием одинаковых, но определенш.1м образом смещенных нелинейных кривых можно получить прямую. Если в формуле (2) положить Ъ, , Ь 9.. . sb.|,, а, те она упрощается и принимает вид КХ i:2c;., ±X(t)+g ± а т.е в этом случае для синтеза прямой необходимо иметь 2N сигналов для полного полинома или - N сигналов, если в-аппроксимирующем полин ме отсутствуют члены четных степен Преобразователь работает следушЦИМ образом. При перемещении диафрагм 2 и 3, кинематически связанных с объектом перемещения, изменяется светопропускание через кo l pyюnjиe элементы 4 и 5, В соответствии с этим изменяются выходные сигналы с. фотоприемников блоков 6 и 8, На вход регистра 7 поступает арифметический двоичный коДг а на вход формирователя 9 с выхода блока 8 с{ютоприем1-шков поступают сигналы, соответетвуюище единичному позиционному коду, в одном из разрядов которого содержится логическая 1, а в других разрядах О При движении диафрагмы 3 в пределах одного кванта кодируюглего элемента 5 ее положение может быть однозначно охарактеризовано номером выхода фор- мирователя 9., на котором имеется единичный сигнал, В шифраторе 12 единичный позиционный код преобразуется в арифметический двоичный код точного отсчета. Код грубого отсчета записывается в регистр 7 в моьшнты равенства нулю кода точного отс4ета, что соответ-. ствует моменту формирования сигнала на управляющем входе регистра 7, соединенном с 1-г/левым выходом формлро-вателя 9. Для исключения погрев ности неоднозначности в моменты записи кодов грубог-о отсчета в регистр 7 .кодирующие элементы 4 и 5 сдвин -ты при юстировке так, что г-гулевые-значения точного отсче-га совпадают с серединой градации грубого от.счета. Код 10 вырабатывает код, которьй всегда на единицу меньше выходного кода регистра 7, Блок. 13 вырабатрлвает два управляющих сигнала, по одному из которых блок 11 выдачи кода пропускает на выход преобразователя код регистра 7, а по друго - у - выходной код с выходов блока 10. Смена у:фавляю1 ц-1Х сигналов происходит при переходе через 1гуль кода точного отсчета в згвнсимости от направления перенещеьгля о Во время прямого HanpaBj-iei-шя. вращения при переходе через нуль кода точного отсчета в блоке 13 вырабатывается сигнал, пропускающий на блока 1 1 код регистра 7, Если по.сле пу.певого следует максимальный код точного отсчета, то в блоке 13 53ырабатыБается сигнал s пропускающий на выход блока 1 код с выходов блока 10, Наличие блоков 10, 11 и 13 и соо ветствующих связей между ними и дру гими элементами преобразователя исключает появление погрешности грубо го отсчета при любом направлении перемещения. Выходные сигналы фотоприемников блока 8 (фиг.2а, За) сравниваются попарно в формировател 9, причем для разбиения на отрезки используются сигналы тех фотоприемников , блока 8, у. которых на данном участке наибольшая крутизна. Выходные сигналы с формирователя 9 (фиг,26, Зб/ поступают на входы шифратора 12, с выходов которого на вхо ды аналоговых коммутаторов 14 поступает п разрядный двоичный код управления, соответствзющий номеру выбра ного участка, В зависимости от кода к каждого масштабному преобразователю 15 подключается один из сигналов фотонриемников блока 8, С выходов масштабных пт еобразователей 15 сигналы поступают на суммирующие и.ли вычитаюгцие входы сумматора 16, где происходит алгебраическое сложение сигналов фотоприемников блока 8 с весовыми коэффициентatvfH, соответствующими выбранному алгоритм преобразования, причем с наибольшим весом берутся те сигналы, которые имеют большую крутизну на данном отрезке перемещетш, С выхода сумматора 16 линейно-пилообразный сигнал (фиг, 2в Зв) подается на вход АЦП-17, где происходит преобразование его в двоич ный код, который представляет собой дополнительные разряды всего преобразователя , 54 Таким образом повышается чувствительность преобразователя и инвариантность к воздействию внешних возмущений за счет обработки сигналов i фотоприемннков блока 8, Чувствительность его повышается за счет использования коэффициента преобразования jl b; при одновременном повышении стабильности,исключением .влияния нестабильных коэффициентов d,,, d,, d, т. е. взаимной компенсацией помех в преобразователе. Точность преобразователя повьштается за счет получения 2 градаций путем линеаризации в пределах младшего разряда, повышения чувствительности и стабильности. Формула изобретения Преобразователь -перемещения в код по авт, св. № 694882, отличающ и и с я тем, что, с целью повьшгения точности, в него введены коммутаторы, масштабные преобразователи, аналоговый сумматор и аналого-цифрсной преобразователь, выходд.1 фотоприемников соединены с соответствуююд-iNffl входами коммутаторов, входы уп равлениякоторых соединены с группой выходов младших разрядов точного отсчета преобразователя, выходы коммутаторов соединены с входами соответствующих масштабных преобразователей, ЗыxoдаI которых соединены с соответствующими входами аналогового сумматора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого являются дополнительными выходами преобразователя.

. tB f 2 из Uif UsUs U7

а

Us

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для связи аналоговых источников информации с .цифровыми вычислительными устройствами. Целью изобретения является повышение точности преобразователя, для чего в преобразователь, содержащий осветитель, две диафрагмы, два кодирующих элемента и блоки фотоприемников, регистр, формирователь кода, блок вычитания единицы, блок управления, блок вьздачи кода, шифратор, введены коммутаторы, масштабные преобразователи, сумматор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП). При перемещении диафрагм относительно кодирующих элементов на выходах блоков фотоприемников формируются сигналы, пропорциональные перемещению. С выхода первого блока фотоприемников сигналы поступают в регистр, откуда они поступают в блоки выдачи кода и вычитания единицы. На выходе последнего образуется код на единицу меньше, чем код в регистре. Блок выдачи кода формирует.код грубого отсчета. Формирователь кода преобразует сигналы с второго блока фотоприемников в код, которьш шифратором преобразуется в код точного отсчета. Одновременно его сигналы управляют работой блока (Л выдачи кода и регистром, где формируется значение кода грубого отсчета. С трех разрядов шифратора сигналы поступают на входы управления коммутаторов, которые подают на входы масштабных преобразователей. В сумматоре сигналы складываются и на выходе АЦП образуют дополнительный код. Использование этого кода позволяет повысить точность преобразования перемещения второй диафрагкы. Изобретение дополнительное к авт. св. № 694882, 3 ил.

/