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

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в преобразователях линейнь1х перемещений в код.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2 1356224

Каждый импульс, поступающий на тактовый вход регистра 5 сдвига, сдвигает находящуюся в нем информацию (т.е. часть М-последовательности, генерированную к этому моменту генератором 7 псевдослучайной последовательности) на один разряд. С выходов регистра 5 электрические сигналы поступают на

заимно корреляционная функция Q, входы блока 4.

Блок 4 пораз формацию, наход В случае совпад разряда первых i-ro разряда вт ветствующем раз блока 4 устанав ческой 1, в п уровень логичес выходах блока 4 версная информа на прямых выход инверсных выход поразрядное сов

последовательностью и сопряженным участком кодовой шкапы.

Преобразователь содержит кодовую шкалу 1., расположение и ширина светлых и темных полос определяются фиксированной частью числовой псевдослучайной последовательности, блок 2 фотоприемников, блок 3 пороговых элементов, блок 4 сравнения, сдвиговый регистр 5, генератор 6 импульсов, генератор 7 псевдослучайной последовательности, счетчик 8, триггер 9, аналоговый сумматор 10, компаратор 11 источник опорного напряжения (не показан).

Преобразователь работает следующим образом.

Изобретение кодовой шкалы 1 проецируется на блок 2 фотоприемников, число элементов m в которой больше разрядности п сдвигового регистра в генераторе 7, предназначенном для формирования псевдослучайной последовательности максимальной длины L 2 - 1. На выходе освещенных фотоприемников блока 2 появляются электрические сигналы, пропорциональные уровню освещенности. Блок 3 формирует электрические сигналы путем сравнения сигналов с блока 2 фотоприемников с опорным напряжением, равным половине амплитудного значения сигналов фотоприемников блока 2. С выхода блока 3 сигналы поступают в блок 4 сравнения.

По сигналу начальной установки генератора 6 запускается генератор 7 псевдослучайной последовательности и счетчик 8, а триггер 9 устанавливается в исходное состЬяние. Б этом состоянии триггер 9 разрешает поступление тактовых импульсов с генератора 6 на счетный вход счетчика 8.

По каждому тактовому импульсу генератора 6 импульсов генератор 7 псевдослучайной последовательности вырабатывает очередной информационный сигнал М-последовательности, поступа- на вход сдвигового регистра 5.

входы блока 4.

Блок 4 поразрядно анализирует информацию, находящуюся на его входах. В случае совпадения состояния i-ro разряда первых входов и.состояния i-ro разряда вторых входов на соответствующем разряде прямых выходов блока 4 устанавливается уровень логической 1, в противном случае - уровень логического О. На инверсньк выходах блока 4 устанавливается инверсная информация. Наличие всех 1 на прямых выходах (или всех О на инверсных выходах) блока 4 означает поразрядное совпадение информации на

выходах блока 3 пороговых элементов с информацией на выходах регистра 5. С выходов блока 4 сигналы поступают на соответствующие входы аналогового сумматора 10. На выходе аналогового сумматора 10 устанавливается напряжение, пропорциональное разности между числом совпадений (количество логических 1 на прямых входах блока 4 совпадения) и числом несовпадений (количество логических 1 на инверсных выходах блока 4) состоя- НИИ первых и вторых входов блока 4 при их поразрядном сравнении. Если сигнал на выходе аналогового сумматора 10, поступающий на вход компаратора 11, превысит значение опорного напряжения, последний перебросит триггер. 9, который в свою очередь остановит счетчик 8.

45

Величина порогового напряжения

выбирается равной

и K(m-p)U, +

Кр1/о.

где К

коэффициент передачи по входам аналогового сумматора 10; ,Ug- соответственно минимальные значения логических 1 и

р - допустимое число ошибочно считанных разрядов кодовой шкалы 1 либо неверно генерируемых информационных сигналов М-пос(педовательности.

31

Цифровой код, полученный в счетчике 8 после изменения состояния триггера 9, т.е. количество тактовых импульсов, появившихся с начала цикла до момента появления максимального корреляционного пика на выходе аналогового сумматора 10, однозначно определяет положение кодовой шкапы 1 относительно фотоприемников блока 2.

Отдельные ошибки в считывании раз рядов кодовой шкалы 1 не ведут к получению неправильного результата, а лишь уменьшают величину основного корреляционного пика уа выходе аналогового сумматора 10 и увеличивают амплитуды боковых корреляционных пиков (фиг. 2). Разность между значениями основного и максимального бокового корреляционных пиков, называемая показателем различимости (ПР),опре- деляет способность распознать соот- в тствуюш,ий момент синхронизации кодовой последовательности при допустимом числе ошибочно считанных разрядо кодовой шкалы 1, т.е. определять по- ложение кодовой шкалы 1.

В каждом конкретном случае использования преобразователя перемещения

в код для фиксированного числа m фо- 30 торого подключен к второму выходу

топриемников в блоке 2 следует искать компромисс между величиной диапазона измеряемых положений объекта и величиной ПР, т.е. помехоустойчивостью устройства.

Если использовать М-кодовую последовательность длиной L т, то величина ПР 2 является максимальной, а диапазон измеряемых перемещений в

этом случае ограничен линейным разме-40 ключен к первому выходу генератора

ром блока 2 фотоприемников.

В другом предельном случае использования М-последовательности длиной

т ч

L / - I , которая определяет диаO

0

пазон измерения перемещении, величина ПР 1 . Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий однодорожечную кодовую шкалу, оптически соединенную с блоком фотоприемников, выходы которого соединены с соответствующими входами блока пороговых элементов, выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения, сдвиговый регистр, генератор импульсов, триггер и счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоус- 5 тойчивости преобразователя, в него введены аналоговый сумматор, источник опорного напряжения, компаратор, генератор псевдослучайной последовательности, а кодовая шкала выполнена в коде псе-вдослучайной последовательности, первый выход генератора импульсов соединен с первым входом счетчика, а второй выход соединен с вторым входом счетчика- и первым входом генератора псевдослучайной последовательности, второй вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, а выход соединен с первым входом сдвигового регистра, второй вход когенератора импульсов, прямые и инверсные выходы блока сравнения соединены с входами аналогового сумматора, выход которого соединен с информационным входом компаратора, опорный вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход компаратора соединен-с первым входом триггера, второй вход которого подимпульсов, а выход соединен с третьим входом счетчика, выходы сдвигового регистра соединены с второй группой входов блока сравнения.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в преобразователях линейных перемещений в код. Для повышения помехоустойчив ос- ти в преобразователь, содержащий кодо- вую шкалу 1, блок 2 фотоприемников, блок 3 пороговых элементов, блок 4 срав нения, сдвиговый регистр 5, счетчик 8 и триггер 9, введены источник опорного напряжения, генераторы 6, 7, аналоговый сумматор 10 и компаратор 11, а кодовая шкала 1 вьшолнена из светлых и темных полос, ширина и расположение которых определяются фиксированной частью числовой псевдослучайной последовательности, вырабатываемой генератором 7. При перемещении шкалы 1 модулированные сигналы с выходов фйтоприемников блока 2 нормируются блоком 3 путем сравнения их с опорным напряжением, равным половине амлитуды сигналов фотоприемников блока 2. Генератор 7 по сигналу с гене ратора 6 формирует псевдослучайную последовательность сигналов с помощью регистра 5. В блоке 4 сравнения осуществляется поразрядное сравнение сигналов с выходов блоков 3 и 5. При их равенстве на выходах блока 4 формируются сигналы логических 1, а при неравенстве - логических О.Аналоговый сумматор 10 формирует напряжение, пропорциональное числу совпадений и несовпадений значений сигналов на своих входах, определяемому числом логических 1 и О. При пре- вьш1ении сигналом на выходе сумматора 10 опорного, напряжения компаратора 11 последний опрокидывает триггер 9, который своим сигналом останавливает счетчик 8. В счетчике 8, таким образом, формируется код, значение которого пропорционально перемещению кодовой шкалы 1 относительно блока 2 фотоприемников.2 ил. | СО О1 о to o 4

Редактор А. Двлинич

Составитель М. Сидорова Техред Л.Сердюкова

Заказ 5812/55Тираж 900Подписное

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

Корректор О. Кравцова