Преобразователь перемещения в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/30 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины углового и линейного перемещения движущихся объектов.

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя за счет регулирования масштаба преобразования.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 - таблица состояний дешифратора; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясня

Когда при перемещении в прямом направлении на выходе чувствительного элемента 3 нуль, а на выходе чувствительного элемента 2 появляется

ющие работу преобразователя.

Преобразователь содержит кодовую 5 единица, то при этом все триггеры дорожку 1, чувствительные элементы 2 4-9 находятся в состоянии О, на выхо- и 3, Б-триггеры 4-9, элемент ИСКЛЮЧА- ЩЕЕ ИЛИ 10, дешифратор 11, генератор 12 тактовых импульсов, элементы НЕ 13 и 14, реверсивные счетчики 15 :И 16, элементы И-НЕ 17 и 18, элемент. ИЛИ 19 и элемент И 20.

дах дешифратора 11 нуль.

По уровню нуля тактовых импульсов, вырабатываемых генератором 12, на вы- 20 ходе элемента ИЛИ 19 нуль, по которому код Kj. записьшается в реверсивный счетчик 16. Так как на втором и третьем входах элемента РШИ 19 нуль, а

Преобразователь работает следующим на выходе заема реверсивного счетчика образом.25 -15 единица, то по переднему фронту

При перемещении кодовой дорожки 1 тактового импульса триггер 4 устанав- на выходе чувствительных элементов 2 ливается в состояние единицы, а триг- и 3 появляются прямоугольные импуль- гер 5 остается в состоянии нуль и на сы, сдвинутые на 1/4 периода друг от- выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 носительно друга. При перемещении ко- 30 появляется единица, по которой едини- довой дорожки 1 в прямом направлении ца с выхода триггера 4 переписывается

в триггер 6,а на первом выходе дещифра тора 11 устанавливается единица, соответствующая -ВХОДНОЙ комбинации на выходе чувствительного элемента 3, 5 сигналов 100001. Единица с этого вы- а при перемещении в обратном направ- хода дещифратора 11 разрещает прохожимпульсная последовательность на выходе чувствительного элемента 2 опережает импульсную последовательность

лении отстает.

Коэффициент масштабирования К в преобразователе определяется из выражения

К К

М н

КА.

-К„

где К - количество импульсов (4,2 или 1), вьфабатываемых на выходе дешифратора 11 при. смещении кодовой дорожки на один шаг Квантования; Кр - коэффициент пересчета счетчика 16;

К - коэффициент пересчета счетчика 15.

Для обеспечения надежной работы преобразователя частота тактовых импульсов, вьфaбaтывae fыx генератором 12, должна по крайней мере в K( раз превьшать частоту импульсов на выходах чувствительных элементов 2 и 3.

Количество импульсов К, задается

и

подачей соответствующего кода на шестой и пятый входы дешифратора 11 (для К„ 1 код 00, для К,: 2 код 01, для К А код 10). Описание работы преобразователя приводится для случая формирования- че1;ырех импульсов ()

П

на выходах дешифратора 11 при смещении кодовой дорожки 1 на один шаг квантования.

Когда при перемещении в прямом направлении на выходе чувствительного элемента 3 нуль, а на выходе чувствительного элемента 2 появляется

дение тактовых импульсов генератора 12 через элемент И-НЕ 17 на суммирующий вход реверсивного счетчика 15,

40 а через элемент ИЖ 19 разрешает работу реверсивному счетчику 16 в счетном режиме и прохождение импульса с выхода заема реверсивного счетчика 16 на синхровходы триггеров 4,5,8 и 9

45 через элемент И 20. Реверсивные счетчики 15 и 16 изменяют свое состояние соответственно по заднему и переднему фронтам тактовых импульсов. При поступлении () тактовых импульсов

50 на вычитающий вход реверсивного счетчика 16 и по заднему фронту () импульса на его выходе заема фиксируется нуль, при появлении которого (по перепаду из единицы в нуль на

55 выходе элемента И 20) единица и нуль с выходов триггеров 6 и 7 переписываются в триггеры 8 и 9 соответственно, и на первом выходе дешифратора 11 установится нуль, соответствующий

31

входной комбинации сигналов 100101. Нуль с этого выхода дешифратора 11 запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И-НЕ 17 на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, а также запишет код К в реверсивный счетчик 16, на выходе заема которого при этом устанавливается единица, однако на выходе элемента И 20 останется нуль.

На этом заканчивается цикл работы преобразователя, соответствующий перемещению кодовой дорожки 1 на 1/4 шага квантования в прямом направлени Очевидно, что на суммирующий вход ре версивного счетчика 15 с коэффициентом пересчета К. пройдет серия (К„+1

DСХ

тактовых импульсов.

При дальнейшем перемещении кодовой дорожки 1 в прямом направлении состояние преобразователя не изменяется, а тактовые импульсы через элемент ИЛИ 19 и элемент И 20 поступают на синхровходы триггеров 4,5,8 и 9 д

появления единицы на выходе элемента 25 шифратора 11 разрешает прохождение

3, которая по переднему фронту тактового импульса записывается в триггер 5. На выходе элемента НЕ 14 появляется единица, по которой единица с выхода триггера 5 переписывается в триггер 7, а на первом выходе дешифратора 11 устанавливается единица, соответствующая входной комбинации сиг-, налов 100111. Единица с этого выхода .дешифратора 11 разрешает прохождение тактовых импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, а также разрещает работу реверсивному счетчику 16 в счетном режиме и прохождение импульса с его выхода заема на синхровходы триггеров 4,5,8 и 9.При этом аналогично предыдущему циклу работы преобразователя на суммирующий вход реверсивного счетчика 15 проходит очередная серия () тактовых импульсов, а состояния триггеров 6,8 7 и 9 образуют комбинацию 1111, которой соответствуют нули на выходах дешифратора 11 .

При дальнейшем перемещении кодо- вой дорожки 1 в прямом направлении цикл работы преобразователя повторяется. Если в данном состоянии преобразователя направление перемещения кодовой дорожки 1 изменить на проти- воположное, то на выходе элемента 3 нуль появляется раньше, чем на выходе элемента 2. По переднему фронту тактового импульса триггер 5 устанавO

5

0

ливается в состояние нуля, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 10 устанавливается единица, по которой единица с выхода триггера 4 переписывается в триггер 6. На выходах дешифратора 11 останутся нули, соответствующие входной комбинации сигналов 101111. По заднему фронту тактового импульса триггеры 8 и 9 останутся в состоянии единицы и кодовая комбинация на входе дешифратора 11 не изменится.

. При дальнейшем перемещении кодовой дорожки 1 в обратном направлении состояние преобразователя не изменяется до появления нуля на выходе элемента 2, который по переднему фронту тактового импульса записывается в триггер 4. На выходе элемента НЕ 14 появляется единица, по которой нуль с выхода триггера 5 переписывается в триггер 7, а на втором выходе дешифратора 11 устанавливается единица, соответствующая входной комбинации сигналов 101011, Единица с этого выхода детактовых импульсов через элемент И- НЕ 18 на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, а также через элемент ИЛИ 19 разрешает работу реверсивному счетчику 16 в счетном режиме и прохождение импульса заема реверсивного счетчика 16 через элемент И 20 на синхровходы триггеров 4,5,8 и 9. При этом аналогично описанным циклам на вычитающий вход реверсивного счетчика 15 проходит серия (ТС +1) тактовых импульсов, а состояния триггеров 6, 8,7 и 9 образуют комбинацию 0011, -которой соответствуют нули на выходах дешифратора 11. При дальнейшем перемещении кодовой дорожки 1 в обратном направлении цикл работы преобразователя повторяется.

Все переходы при перемещении кодовой дорожки 1 как в прямом, так и в обратном направлениях происходят в соответствии с таблицей (фиг.2),где приведены выходные состояния дешифратора 11 при всевозможных входных комбинациях для формирования четырех, двух или одного импульсов на выходах дешифратора 11 за один квант перемещения.

Очевидно, что на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 15 с коэффициентом пересчета (деления), равным К , пройдут тактовые импульсы, количество которых прямо пропорционально числу квантов переме1

щения соответственно N и Ng,числу импульсов У., вырабатываемых на один квант перемещения, и коэффициенту (К +1), таким образом количество выходных импульсов NJ. и Ng преобразователя соответственно на выходах переноса и заема реверсивног счетчика 15 связано соотношением

N, ().

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код содержащий кодовую дорожку и расположенные вдоль нее два чувствительных элемента, сдвинутые друг относительно друга на четверть шага квантования, генератор тактовых импульсов, выходы первого и второго чувствительных элементов подключены к инфо1эмаци онным входам соответственно первого и второго D-триггеров, выходы которы подключены к информационным .входам соответственно третьего и четвертого D-триггеров и к входам элемента ИС- КЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к синхровходу третьего D-тригге- ра и через первый элемент НЕ к син- ровходу четвертого D-триггера, выходы третьего и четвертого. D-триггеров подключены соответственно к первому и второму входам дешифратора, к информационным входам соответственно пятого и шестого D-триггеров, синхро входы которых подключены к выходу

второго элемента НЕ, а выходы - соответственно к третьему и четвертому входам дешифратора, отлич-аю- щ и и с я тем, что, с целью расширения о.бласти применения преобразователя за счет регулирования масштаба преобразования, в него введены два реверсивных счетчика, два элемента ИНЕ, элемент ИЛИ и элемент И, выход которого подключен к синхровходам первого и второго D-триггеров и входу второго элемента НЕ, выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам элементов И-НЕ и элемента ИЛИ и к вычитающему входу первого реверсивного счетчика, выход заема которого подключен к первому входу элемента И, первый и второй выходы дешифратора подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов И-НЕ и второму и третьему входам элемента ИЛИ, вькод которого подключен к второму входу элемента И и управляющему входу первого реверсивного счетчика, информационные входы которого являются входом коэффициента масштабирования, выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены соответственно к суммирующему и : вычитающему входам второго реверсивного счетчика, выходы переноса и заема которого являются выходами преобразователя, пятьй и шестой входы дешифратора являются, регулирующими входами преобразователя.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины углового и линейного перемещения движущихся объектов. Целью изобретения является расширение области применения преобразователя перемещения в код за счет регулирования масштаба преобразования. Для этого в преобразователь перемещения в код, содержащий кодовую дорожку и расположенные вдоль нее два чувствительных элемента, генератор тактовьгх импульсов, щесть D-тригге- ров, элемент ИСКЛЮЧАКЯЦЕЕ ИЛИ, два элемента НЕ, дешифратор, введены два реверсивных счетчика, два элемента 2И- НЕ, элемент ИЛИ и элемент И. При перемещении чувствительных элементов на выходе преобразователя формируется последовательность импульсов, число импульсов в которой прямо пропорционально количеству квантов перемещения, коэффициенту пересчета одного счетчика и обратно пропорционально коэффициенту пересчета другого счетчика. 3 ил. СЛ

КадоОая Sypomtai а.

Всем остальным комбинациям соотбетстбует 0(

Фиг. 2

М со b

i

со tj Uj

Редактор Н. Гунько

Составитель Е, Вударина

Техред Л.Олейник Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1225/56 Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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