Преобразователь перемещения в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/24 

11

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам, преобразующим линейные или угловые перемещения в код. .

Целью изобретения является повышение функциональной надежности преобразователя путем устранения ложных срабатываний,

На чертеже изображена блок-схема преобразователя.

Преобразователь содержит источник 1 излучения, отверстия 2 экрана 3,

фотоприемники 4 и 5, формирователи 6 и 7 импульсов, элементы И 8-11, триггер 12, элементы И 13-16, элементы И 17-26, элементы ИЛИ 27-30 триггеры 31 и 32, дешифратор 33, устройство 34 сброса, генератор 35.

Преобразователь работает следующим образом.

При включении питания на выходе устройства 34 сброса формируется сигнал, который поступает на первые входы триггеров 31, 12 и 32, устанавливая их в нулевые состояния. Тогда на первом выходе дешифратора 33 устанавливается единичный уровень сигнала, который поступает на вторые входы элементов И 17, 21 и 25.

Допустим, что отверстие 2 экрана 3 находится напротив первого 4 и второго 5 фотоприемников, тогда сигнал с первого фотоприемника 4 через прямой выход первого формирователя 6 поступает на первый вход первого элемента И 8 и второй вход второго триггера 12, а сигнал с второго фотоприемника 5 через прямой выход второго формирователя 7 поступает на второй вход первого элемента ИЗ. При этом сигнал с выхода первого эле мента И 8 через открытый девятый элемент И 17 поступает на третий вход третьего элемента ИЛИ 29, а с его выхода - на второй вход триггера 31.

С приходом тактового импульса с генератора 35 на третьи входы первого 31, второго 12 и третьего 32 триг геров на выходах триггеров 31 и 12 установятся единичные уровни сигналов, а на выходе третьего триггера 32 останется нулевой уровень сигнала. Сигналы с выходов первого 31, второго 12 и третьего 32 триггеров поступают на первый, второй и третий входы дешифратора 33 соответственно, в результате чего на четвертом выхо

0

15

89

5

.,.,

5 JQ

Q г

гп

35

55

122

де дешифратора 33 установится единичный уровень сигнала, который поступает на вторые входы элементов И 15, 19 и 20.

Допустим, что экран 3, перемещаясь в направлении снизу вверх, разорвал оптическую связь между излучателем 1 и фотоприемником 5. Тогда сигнал с фотоприемника 4 через первый выход формирователя 6 импульсов поступает на первый вход элемента И 9 и второй вход триггера 12, а сигнал фотоприемника 5 - через второй выход формирователя 7 импульсов поступает на второй вход элемента И 9.

При этом сигнал с выхода элемента И 9 через открытый элемент И 20 поступает на третий вход элемента ИЛИ 28. и на выходе его появляется сигнал, определяющий перемещение экрана 3 в направлении снизу вверх. С приходом тактового импульса с генератора 35 на третьи входы триггеров 31, 12 и 32, на выходах триггеров 31 и 32 устанавливаются нулевые уровни сигналов, а на выходе триггера 12 - единичный уровень сигнала. Тогда на третьем выходе дешифратора 33 установится единичный уровень сигнала, который поступает на вторые входы элементов И 16, 18.

При дальнейшем движении экрана снизу вверх он разрывает оптическую связь между излучателем 1 и фотоприемником 4, в результате чего сигнал с фотоприемника 4 через второй выход формирователя 6 импульсов поступает через открытый элемент И 16 на вторые входы элементов ИЛИ 28 и 29. При этом на выходе элемента ИЛИ 28 появляется сигнал, определяющий перемещение экрана 3 в направлении снизу вверх, а сигнал с выхода элемента ИЛИ 29 поступает на второй вход триггера 3. С приходом очередного тактового импульса с генератора 35 на третьи входы триггеров 31, 12 и 32 на выходе триггера 31 установится единичный уровень сигнала, а на выходах триггеров 12 и 32 - нулевые уровни сигналов. Тогда на втором выходе дешифратора 33 установится единичный уровень сигнала, который поступает на вторые входы элементов И 10, 22 и 26.

При дальнейшем движении экрана 3 в направлении снизу вверх отверстие 2 экрана 3 восстанавливает оптичес31

кую связь между излучателем 1 и фотоприемником 5. Тогда сигнал с фотоприемника 4 через второй выход формирователя 6 импульсов поступает на первый вход элемента И 13, а сигнал с фотоприемника 5 через первый выход формирователя 7 импульсов поступает на второй вход элемента И 13. При этом сигнал с выхода элемента И I3 через открытый элемент И 22 поступа- ет на первые входы элементов ИЛИ 28 и 30. Тогда на выходе элемента ИЛИ 28 появляется сигнал, определяющий перемещение экрана 3 ri направлении снизу вверх, а сигнал с выхода эле- мента ИЛИ 30 поступает на второй вход триггера 32. С приходом очередного импульса с генератора 35 на третьи-входы триггеров 31, 12 и 32, на выходах триггеров 31 и 12 уста- новятся нулевые уровни сигналов, а на выходе триггера. 32 - единичный уровень сигнала. При этом на пятом выходе дешифратора 33 установится единичный уровень сигнала, который поступает на вторые входы элементов И 11 и 23, 24.

При дальнейшем движении экрана 3 в направлении снизу вверх отверстие 2 экрана 3 восстановит оптическую связь между излучателем 1 и фотоприемником 4. Тогда сигнал с фотоприемника 4 через первый выход формирователя 6 импульсов поступает на первый вход элемента И 1 1 и второй вход триггера 12. Сигнал с выхода элемента И 1 1 поступает на четвертые входы элементов ИЛИ 28 и 29. При этом на

: выходе элемента ИЛИ 28 появляется

сигнал, определяющий перемещение экрана 3 в направлении снизу вверх, а сигнал с выхода элемента ИЛИ 29 поступает на второй вход триггера 31. С приходом очередного тактового импульса с генератора 35 на третьи входы триггеров 31, I2 и 32 на выходах триггеров 31 и 12 устанавливаются единичные уровни сигналов, а на выходе триггера 32 - нулевой уровень сигнала. Тогда на четвертом выходе дешифратора 33 установится единичный уровень сигнала, который поступает на вторые входы элементов И 15, 19 и 20.

Допустим, что экран 3 начал пере- мещаться в направлении сверху вниз, тогда он сначала разорвет оптическую связь между излучателем 1 и фотопри

5 0

-5

0

0

124

емником 4. При этом сигнал с фотоприемника 4 через первый выход формирователя 6 импульсов и открытый элемент И 15 поступает на третьи входы элементов ИЛИ 27 и 30. Тогда на выходе элемента ИЛИ 27 появляется сигнал, определяющий перемещение экрана 3 в направлении сверху вниз, а , сигнал с выхода элемента ИЛИ 30 поступает на второй вход триггера 32. С приходом очередного тактового импульса с генератора 35 на третьи входы триггеров 31, 12 и 32 на выходах триггеров 31, 12 установится нулевой уровень сигналов, а на выходе триггера 32 - единичный уровень сигнала. При этом на пятом выходе дешифратора 33 установится единичный уровень сигнала, который поступает на вторые входы элементов И 11, 23 и 24.

При дальнейшем движении экрана 3 в направлении сверху вниз произойдет разрыв оптической связи между излучателем 1 и фотоприемником 5. Тогда сигнал с фотоприемника 4 через второй выход формирователя 6 -импульсов поступает на первый вход элемента И 14, а сигнал с фотоприемника 5 через второй выход формирователя 7 импульсов поступает на второй вход элемента И 14. Сигнал с выхода И 14 через открытый элемент И 24 поступает

на четвертый вход элемента ИЛИ 27 и

I

восьмой вход элемента ИЛИ 29. При

этом на выходе элемента ИЛИ 27 появляется сигнал, определяющий перемещение экрана 3 в направлении вниз, а сигнал с выхода элемента ИЛИ 29 поступает на второй вход триггера 31.

С приходом очередного тактового импульса с генератора 35 на третьи входы триггеров 31, 12 и 32 на выходе триггера 31 установится единичный уровень сигнала, а на выходах триггеров 12 и 32 - нулевой уровень сигналов. Тогда на втором выходе дешифратора 33 установится единичный уровень сигнала, который поступает на вторые входы элементов И 10, 22 и 26.

При дальнейшем движении экрана 3 в направлении сверху вниз отверстие 2 экрана 3 восстановит оптическую связь между излучателем 1 и фотоприемником 4. Тогда сигнал с фотоприемника 4 через первый формирователя 6 импульсов поступает на первый вход открытого элемента И 10 и вто5J

рой -вход триггера 12. С выхода элемента И 10 сигнал поступает на первый вход элемента ИЛИ 27, на выходе которого появляется сигнал, определяющий перемещение экрана 3 в неправ лении сверху вниз. С приходом очередного тактового импульса с генератора 35 на третьи входы триггеров 31, 12 и 32 на выходе триггера 12 установится единичный уровень сигнала, а на выходах триггеров 31 и 32 - нулевые уровни сигналов. При этом на третьем выходе дешифратора 33 установится единичный уровень сигнала, который поступает на вторые входы элементов И 16 и 18.

При дальнейшем движении экрана 3 в направлении сверху вниз отверстие 2 экрана 3 восстановит оптическую связь между излучателем 1 и фотопри- емником 5. Тогда сигнал с фотоприемника 4 через первый выход формирователя 6 импульсов поступает на первый вход элемента И 8 и второй вход триггера 12, а сигнал с фотопрнемника 5 через первый выход формирователя 7 импульсов поступает на второй вход элемента И 8. Сигнал с выхода элемента И 8 через открытый элемент И 18 поступает на второй вход эле- мента ИЛИ 27 и шестой вход элемента 1-1ПИ 29. При этом на выходе элемента ИЛИ 27 появляется сигнал, определяющий перемещение экрана 3 в направлении сверху вниз, а сигнал с выхода элемента ИЛИ 29 поступает на второй вход триггера 31,

С приходом очередного тактового импульса с генератора 35 на третьи входы триггеров 31, 12 и 32 на выхо- дах триггеров 31 и 12 установятся единичные уровни сигналов, а на выходе триггера 32 - нулевой уровень сигнала. Тогда на четвертом выходе дешифратора 33 установится единич- ный уровень сигнала, который поступает на вторые входы элементов И 15, 19 и 20,

При дальнейшем движении экрана 3 в направлении сверху вниз произойдет разрыв оптической связи между излучателем 1 и фотоприемником 4. Тогда на выходе элемента ИЛИ 27 появляется сигнал, определяющий перемещение эк- рана 3 в направлении сверху вниз, а на пятом выходе дешифратора 33 установится единичный уровень сигнала,

126

который поступает на вторые входы

элементов И 11, 23 и 24.

Если теперь экран 3 совершит перемещение в обратном направлении, т.е. снизу вверх, то отверстие 2 экрана 3 восстановит оптическую связь между излучателем 1 и фотоприемником 4, Тогда на выходе элемента ИЛИ 28 появится сигнал, определяющий перемещение экрана 3 в направлении снизу вверх, а на четвертом выходе дешифратора 33 установится единичный уровень сигнала, который поступает на вторые входы элементов И 15, 19 и 20

Из изложенного следует, что если экран 3 совершает колебательные движение, то при движении экрана 3 сверху вниз устройство формирует сигнал на выходе элемента ИЛИ 27, а при движении снизу вверх - на выходе элемента ИЛИ 28.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код содержащий два источника излучения, которые через отверстия экрана оптически соединены с входами расположенных вдоль направления перемещения экрана соответствуюш;их первого и второго фотоприемников, выходы которых соединены с входами первого и второго формирователей импульсов, первые выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, вторые выходы первого и B foporo формирователей импульсов соедин ены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, дешифратор, первый выход которого соединен с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И, выход шестого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй выход дешифратора соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход первого триггера соединен с первым входом дешифратора, третий элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом дешифратора, вторые входы первого и

второго триггеров подключены к выходу генератора, четвертый элемент ИЛИ, выходы первого и четвертого элементов ИЛИ являются выходами преобразователя , отличающийся тем, что, с целью повышения функцио-, нальной надежности преобразователя путем устранения ложных срабатываний при включении питания, в него введены с девятого по восемнадцатый элементы И, устройство сброса и третий триггер, ширина отверстий экрана равна половине их шага, а расстояние между фотоприемниками кратно половине шага отверстий экрана, первый выход первого формирователя импульсов соединен с первыми входами девятого и десятого элементов И, .с вторым входом четвертого элемента И и с первым входом третьего триггера, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй выход первого формирователя импульсов соединен с вторым входом пятого элемента И, с первым входом одиннадцатого элемента И, с вторым входом второго элемента И, выход которого

Ш

и семнадцатого элементов И, четвертый выход дешифратора соединен с вто рыми входами первого, четырнадцатого и восемнадцатого элементов И, второй выход дешифратора соединен с вторым входом одиннадцатого элемента И, пятый выход дешифратора соединен с вто рыми входами девятого, пятнадцатого и шестнадцатого элементов И, выход девятого элемента И соединен с вто- рым входом четвертого элемента ИЛИ и третьим входом второго элемента ИЛИ, выход пятого элемента И соединен с вторым входом первого элемента 15 ИЛИ и первым входом третьего элемента ИЛИ, выход одиннадцатого элемен- та И соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ и четвертым вхо дом второго элемента ИЛИ, выход двенадцатого элемента И соединен с пятым входом второго элемента ИЛИ, выход тринадцатого элемента ИЛИ соединен с вторым входом третьего эле мен- та ИЛИ, выход четырнадцатого элемента И соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ и четвертым входом четвертого элемента ИЛИ, выход пятнадцатого элемента И соединен с четвертым входом третьего элемента

20

25

соединен с первыми входами тринадца- сКПИ, выход шестнадцатого элемента И

того, четырнадцатого и пятнадцатого элементов И, первый выход второго формирователя импульсов соединен с вторым входом десятого элемента И, выход .которого соединен с первым вхо дом двенадцатого элемента И, с вторыми входами шестого и восьмого элементов И, второй выход второго формирователя импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первыми входами шестнадцатого, семнадцатого и восемнадцатого элементов И, третий выход дешифратора соединен с вторыми входами двенадцатого, тринГадцатого

и семнадцатого элементов И, четвертый выход дешифратора соединен с вторыми входами первого, четырнадцатого и восемнадцатого элементов И, второй выход дешифратора соединен с вторым входом одиннадцатого элемента И, пятый выход дешифратора соединен с вторыми входами девятого, пятнадцатого . и шестнадцатого элементов И, выход девятого элемента И соединен с вто- . рым входом четвертого элемента ИЛИ и третьим входом второго элемента ИЛИ, выход пятого элемента И соединен с вторым входом первого элемента 5 ИЛИ и первым входом третьего элемента ИЛИ, выход одиннадцатого элемен- та И соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ и четвертым входом второго элемента ИЛИ, выход двенадцатого элемента И соединен с пятым входом второго элемента ИЛИ, вы ход тринадцатого элемента ИЛИ соединен с вторым входом третьего эле мен- та ИЛИ, выход четырнадцатого элемента И соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ и четвертым входом четвертого элемента ИЛИ, выход пятнадцатого элемента И соединен с четвертым входом третьего элемента

0

5

35

соединен с шестым входом второго элемента ИЛИ и с третьим входом первого элемента ИЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу восьмого элемента И, выход семнадцатого элемента И соединен с седьмым входом второго элемента ИЛИ, выход восемнадцатого элемента И соединен с восьмым входом второго элемента ИЛИ, выход генератора соединен с вторым входом третьего триггера, выход устройства сброса соединен с третьими входами всех триггеров, выход третьего триггера соединен с третьим вхо- 45 дом дешифратора.

40

Редактор А.Петров

Составитель С.Жичкина

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 7823/58Тираж 922Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска:я каб. , д. 4/5

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

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам, преобра зующим линейные или угловые перемещения в число-импульсный код. Для достижения цели преобразователь содержит источники излучения, выходы которых через отверстия экрана оптически связаны с входами расположенных вдоль направления перемещения экрана двух фотоприемников. Ширина отверстий экрана равна половине их шага, а расстояние между фотоприемниками кратно половине шага отверстий экрана. Выходы фотоприёмников соединены с входами первого и второго формирователей импульсов. Сигналы с выхода формирователей поступают на входы первого и второго элементов И. Преобразователь включает в себя восемнадцать элементов И, четыре элемента ИЛИ, тактовый генератор, три триггера, дешифратор и устройство сброса. Выходами преобразователя являются выходы первого и четвертого элементов ИЛИ. Если экран совершает колебательное движение, то при движении экрана сверху вниз устройство формирует сигнал на выходе первого элемента ИЛИ, а при движении снизу вверх - на выходе четвертого элемента ИЛИ. Этим устраняется возможность ложных срабатываний при включеньш питания. 1 ил. (