Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/26 

13

ка каждого отсчета кодового диска 2 выполнена в виде смежных концентрических колец, образующих кодовые субдорожки, субдорожка старшего под- отсчета размещена на внутреннем кольце и имеет наибольшую ширину, ширина кодовой субдорожки младшего под- отсчета (на внешнем кольце) составляет половину ширины субдорожки старшего подотсчета, каждая последующая субдорожка более младшего подотсчета имеет ширину, составляющую половину ширины субдорожки предьщущего, старшего относительно нее подотсчета.

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах ав томатического управления для преобразования углов поворота вала в код.

Цель изобретения - уменьшение габаритов преобразователя угла поворота вала в код.

На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг.2 - линейная развертка шага одной из дорожек кодового диска преобразователя с взаимным расположением фотоприемников};на фиг.З - функциональная схема блока компараторов и дешифратора одного из каналов; на фиг.4 - диаграммы, поясняющие работу Преобразователя.

Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код содержит осветитель 1, кодовый диск 2, канал 3 младп1его отсчета, каналы 4 средних отсчетов, канал 5 старшего отсчета, источник 6 пороговых напряжений, фо

топриемники 7-10, каждый из каналов 3,4, 5 содержит блок 11 компараторов, дешифратор 12 и (кроме канала 3 младшего отсчета) блок 13 согласования отсчетов.

Каждая дорожка кодового диска 2 (фиг.2) состоит из двух колец, внутреннего с кольцевым кодированием, образующего субдорожку 14 старшего подотсчета и внешнего- со шкально гмат- ричным кодированием,образующего субдо рожку 15 младшего подотсчета.Субдорожка I4 вьшолнена по схеме кольцево73

Фотоприемники 7-10 обеспечивают одновременное считывание кода по всей ширине дорожки. Разделение информации субдорожек производится в каждом из каналов 3,4,5 младшего, средних и старшего отсчетов с помощью блока I1 компараторов и дешифратора 12. Сигналы,задающие пороги срабатьгоа- ния, подаются на компараторы с выхода источника 6 пороговых напряжений, согласование отсчетов осуществляется по методу двойной щетки в блоках 13 согласования отсчетов. 1 3 . п. ф-лы. 4 ил.

5

0

5

0 5

го кодирования с равномерным шагом, разделенным на два равных кванта - прозрачньй и непрозрачный.Субдорожка 15 вьтолнена по схеме шкально-матрич- ного кодирования,Четыре равных сектора субдорожки 15, разделенные с точностью младшего разряда, размещены в пределах шага субдорожки 14; Все секторы заполнены кодовыми последовательностями младших разрядов выходного кода данного отсчета. Ширина (радиальный размер) субдорожки 14 в два раза больше ширины (радиального размера) субдорожки 15. Против каждой из дорожек кодового диска 2 расположены фотоприемники 7 - 10, сдвинутые друг относительно друга на угловое расстояние (р + т-) q,

где р - целое число; q - шаг кольцевого кодирования субдорожки 14 (на фиг.2 для упрощения принято р .0).

Блок 11 компараторов содержит компараторы 16 - 19.. Выходы фотоприемников 7-10 подключены каждый к прямым входам компараторов 16 и 18. Выход фотоприемника 7 также подключен к прямому входу компаратора 17, а фотоприемника 8 - к прямому входу компаратора 19.

К инверсным входам компараторов 16 подается напряжение верхнего порога срабатьшания с выхода источника 6 пороговых напряжений, к инверсным входам компараторов 17 и 19 - напряжение и,, среднего поро3 ЗОД

га срабатывания, а к прямым входам компараторов 18 напряжение U нижнего порога срабатывания. Дешифратор 12 содержит сумматоры 20 и 21 по модулю два и селекторы-мультиплексо-.5 ры 22.

Компараторы 17 и 19 и сумматор 21 по модулю два служат для формирования старшего подотсчета (двух старших разрядов выходного кода дешифратора) ..

Преобразователь работает следующим образом.

В каждом из отсчетов в процессе вращения кодового диска 2 (на фиг.2 рассматриваемое направление вращения указано стрелкой) на вькодах фотоприемников 1- 10 вырабатываются сигналы .(фиг Да) , которые поступают на входы компараторов 16 - 9. Поскольку на инверсные входы компараторов 17 и 19 подано напряжение U , то при достижении входными сигналами уровня компараторы 17 и I9 срабатывают. На выходе компаратора 17 формируется прямоугольный сигнал (фиг.46) старшего ()-го разряда. На выходе компаратора 19 формируется такой же сигнал (фиг.4в), сдви- нуть1й за счет пространственного сдвига фотоприемников 7 и 8 на величину,

f Т-1 .

соответствуюп1ую J q в временном масштабе относительно сигнала старшего разряда, (К;-4)-ый разряд (фиг.4г) формируется на выходе сумматора 21 по модулю два. На выходах компараторов 16 формируются инверсные сигналы (фиг.4д) одной половины, а компараторов 18 - сигналы (фиг.4е) другой половины шкально- матричного кода младшего подотсчетаi Полный шкально-матричный код- (фиг.4ж формируется на выходах сумматоров 20 по модулю два.. Сигналы всех секторов шкально-матричного кода подаются на входы селекторов-мультиплексоров 22,которые по коду выходных разрядов старшего подотсчета управляют коммутацией сигналов шкально-метричного кода, сдвинутых друг относительно друга на величину, соответствующую

7 q во, временном масштабе-, формируя тем самым код четырех младших разрядов длнного отсчета.

5

5

0

J

1754

Согласование отсчетов в б локах 13 осуществляется по методу двойнойщетки , формул, а изобретения 1, Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий -осветитель , оптически соединенный через кодовый диск, содержащий дорожки младшего, средних и старшего отсчетов, с фотоприемниками младшего, средних и старшего отсчетов, выходы которых соединены с прямыми входами каналов средних и старшего отсчетов соответственно, канал младшего от- счета содержит блок компараторов, выходы которого соединены с входами дешифратора, каждый из каналов среднего отсчета и канал старшего отсчета содержит блок компараторов, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с информационными входами блока согласования отсчетов, выход старшего разряда блока согласования отсчетов каждого из предьщущих каналов среднего отсчета соединен с управляющим входом блока согласования последующего канала среднего отсчета, вькод старшего разряда блока согласования отсчетов последнего канала среднего отсчета соединен с управляющим входом блока согласования отсчета канала старшего отсчета, выходы дешифратора канала младшего отсчета и выходы блоков согласования отсчетов каналов средних и старшего отсчетов являются выходами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов преобразователя, в него введены источник пороговых напряжений, дорожка каждого из отсчетов кодового диска выполнена в виде двух концентрических колец, внутренний диаметр внешнего из которых совпадает с внешним диа - метром внутреннего кольца, радиаль- ньй размер которого в два раза больше радиального размера внешнего кольца, внутреннее кольцо выполнено с кольцевым кодированием с равномерным шагом,, внешнее кольцо вьтолнено со шкально-матричным кодированием в пределах шага кодирования внутреннего кольца, а радиальный размер каждого из фотоприемников младшего, средних. и старшего отсчетов равен радиальному размеру дорожки соответствующего отсчета кодового диска, угловое расстояние между фотоприемниками каждого из отсчетов равно

|) q,

где

р - целое число; q шаг кодирования внутреннего кольца дорожки соответствующего отсчета кодового диска, в каждом из каналов младшего, средних и старшего отсчетов прямые входы блока компаратора являются прямыми входами каналаэ выходы источника пороговых напряжений соединены с ин- верснь ми входами блоков- компараторов каналов младшего,. средних и старшего отсчетов 5 выход старшего разряда дешифратора канала младшего отсчета соединен с управляющим йходом

блока согласования отсчетов первого канала среднего отсчета.

1304173 6

2. Преобразователь по п.1,о т л и- чающийся тем, что дешифратор

содержит пять сумматоров по ьгодулю два, четыре селектора-мультиплексора, входы сумматоров по модулю являются входами дешифратора, выходы первого, второго, третьего и четвертого сумматоров по модулю два соединены с информационными входами каждого из селекторов-мультиплексоров, управляющие входы которых подключены к первому входу и к выходу Пятого сумматора по модулю два, которые являются выходами двух- старших разрядов дешифратора, выходы селекторов- мультиплексоров являются выходами остальных разрядов дешифратора.

(

(Ni(№j)p

(Hi-2)p

(т-Dp

fffDp

а ffae.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к позиционным преобразователям угла поворота вала в цифровой код. Пелъю изобретения является . уменьшение габаритов преобразователя . Эта цель достигается уменьшением количества дорожек кодового диска 2 за счет объединения кода нескольких дорожек в пределах одной и соответственным сокращением количества счи- тьшающих фотоприемников 7-10. Дорож . тсз-Ц Pt cbii J9CD-t- 4-J L. ш.,лм 11 (Л 11 j | 1- Г -f----(ffK-t a fS со о 4 00 -(ffifjfl .IJ

5

$ а i е

ж