Устройство для преобразования сигналов фотоэлектрического датчика Советский патент 1988 года по МПК G01D5/249 

Фиг. 1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дистанционного управления механизмами. Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства путем лучшей режекции внешних и снижения количества внутренних помех.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на Лиг. 2 - диаграмма работы узлов устройства,на которой номера сигналов соответствуют нумерации блоков на фиг. 1.

Устройство содержит входной коммутатор 1, ждущие управляемые мультивибраторы 2-5, D-триггеры 6-9,логический элемент АИ-11 1И 11,Т-тригге ры 12 и 13, неуправляемый 14 и управляемый 15 ждущие мультивибраторы, выходной коммутатор 16,причем к двум сигР1альным входам входного коммутатора 1 подают преобразуемых сигнала L, и L. датчика а два его управляющих входа соединены с выходами Т-триггера 13 и с первым и вторым управляющими входами выходного коммутатора 16 соответственно первый выход входног о коммутатора 1 соединен с прямым сигнальным входом управляемого ждущего мультивибратора 2 и инверсным сигнальным входом управляемого ждущего мультивибратор 3, с D-входами D-триггеров 6 и 7, с шестьлч инверсным и восьмым прямым входами элемента ДИ-ИЛИ 11,втррой выход входного коммутатора 1 соединен с прямым сигнальным входом управляемого ждущего мультивибратора

4и инверсным сигнальным входом управляемого ждущего мультивибратора 5, с D-входами D-триггеров 8 и 9, с прямым вторым и инверсным четвертым входами элемента 4И-ИЛИ 11,инверсные выходы управляемых ждущих мультивибраторов 2 и 3 подключены

к управляющим входам управляемых ждущих мультивибраторов 3 и 2 и к С входам D-триггеров 6 и 7 соответственно,инверсные выходы управляемых ждущих мультивибраторов 4 и 5 подключены к управляющим входам управляемых ждущих мультивибраторов

5и 4 и к С-входам D-тригггров 8 и 9, прямые выходы D-триггеров

6и 8 соединены с собственными R- входами, с первым и пятым входами элемента 4И-ИЛИ 11 и с первыми двумя входами элемента ИЛИ 10, инверсные выходы D-триггеров 7 и 9 соединены с собственными S-входами, с третьим и седьмым входами элемента 4И-ИЛИ 11 и вторыми двумя входами элемента ИЛИ 10, выход элемента 4И- ИЛИ 11 соединен с Т-входом Т-триггера 12, а его выход - с Т-входом Т- триггера 13 и управляющим входом

управляемого ждущего мультивибратора 15, выход элемента ИЛИ 10 через мультивибратор 14 соединен с сигнальным входом управляемого жду- щего мультивибратора 15, выход которого соединен с щиной F устройства и с сигнальным входом коммутатора 16, выходы которого соединены с шинами F и F устройства. Устройство работает следующим образом.

После включения питания ждущие мультивибраторы 2-5, 14 и 15 и триггеры 6-9 самостоятельно устанав- ливаюся в исходное состояние.Триггер 12 требует принудительной начальной установки в исходное состояние. Состояние триггера 13 - триггера направления - произвольное. Входной коммутатор 1 переключает входные последовательности -на соответствующие выходы сообразно состоянию триггера 13, отражающему направление вращения фотодатчика.При его единичном состоянии на его верхнем по схеме (фиг. 1) выходе появляется сигнал L,, а на нижнем - L „. При нулевом состоянии - наоборот.

Учетверение частоты входных сиг- налов и селекция их по длительности осуществляется ждущими мультивибрато- рыми 2-5, формирующими по фронту и спаду каждого входного импульса обеих последовательностей положительные импульсы КОНТРОЛЬНОЙ длительности -г, . По фронту входных сигналов срабатывают ждущие мультивибраторы 2 и 4 (прямой С-вход), по спаду - ждущие мультивибраторы 3 и 5 (инверсный С-вход). На время формирования импульса по

фронту сигнала одной входной последовательности блокируется по управляющему входу смежного ждущего мультивибратора формирование импульса по спаду сигнала этой же последовательности. Таким образом, осуществляется первичная защита устройс тва от обработки заведомо ложного сигнала (короткой помехи).

Окончательная селекция выполняется узлом на триггерах 6-9, представляющих собой в данной схеме четыре прав ляемых по D-входу формирователя коротких импульсов,длительностью значительно меньше С, .На D-входы триггеров 6-9 подается как раз тот сигнал, который вызвал формирование импульса, появившегося на С-входе.Та- КИМ образом, на триггере проверяется сохранение знака входного сигнала за время i , . Правильность знака вызывает выработку короткого импульса

геры 6-9, вьфабатывая импульсы, появляющиеся на выходе элемента РШИ 10, далее - на выходах ждущих мультивибраторов 14 и 15 и на шине F, На входах элемента 4И-ИЛИ 11 (чуть ранее выходных импульсов триггеров 6-9) появляются сигналы входных последовательностей такой полярности, что на выходе элемента 4И-ИЛИ 11 импульс не образуется. По единичному сигналу на нижнем выходе триггера 13 сигналы шины F появляются на выходе выходного коммутатора 16

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дистанционного управления механизмами. Цель изобретения - повышение помехозащищенности.Устройство содержит выходной коммутатор 16, ждущие управляемые мультивибраторы 2 и 3, D-триггеры 6 и 9, элемент ИЛИ 10, элемент 4И-ИЛИ 11 и Т-триггеры 12 и 13. Введение входного коммутатора 1 обеспечивает непереключаемость каналов обработки сигналов в зависимости от направления вращения датчика. Это в совокупности с установкой в исходное состояние большинства релаксационных элементов обеспечивает сведение к минимуму ошибок счета.В устройство введены также ждущие мультивибраторы 4,5, 14 и 15. В процессе работы устройства учетверение и селекция сигналов датчика,осуществляемые в четырех параллельных каналах обработки,позволяют режектировать внешние помехи. Последние возникают одновременно в обеих последовательностях сигналов датчика на начальной стадии их обработки.При этом исключается бесполезная работа релаксационных элементов и уменьшается возможность возникновения внутренних помех. 2 ил. с 9 (Л оо о 4: О)

достоверности положительной полярное- J5 и шин ё F .

ти на выходе одного из триггеровРеверс и обратный счет. В момент

6-9, выходы которых объединяются эле- t на втором входе элемента 4И-КПИ

ментом ИЛИ 10, а также соединены с нечетными входами логического элемента 4И-ИЛИ 11, где осупествляется де- шифрация направления вращения датчика.

На элементах И логического элемента 4И-ИЛИ 11 сравниваются наличие импульса достоверности сигнала одной последовательности со значением в этот момент сигнала другой последовательности. При непрерывном вращении датчика сигналы на выходе элемента 4И-ИЛИ 11 не появляются.Появление сигнала свидетельствует о реверсе датчика. Выходной коммутатор 16 сообразно направлению вращения датчика вьфабатывает сигнал на шину F+ или F при наличии сигнала на шине F, который вырабатывается ждущим мультивибратором 15 за время Cj и задержан относительно импульса достоверности элемента ИЛИ 10 на время С .

Устройство работает в следующих режимах: прямой счет, реверс и обратный счет, реверс и прямой счет, . действие одиночных помех, не имитирующих реверс, действие одиночных помех, имитирующих реверс, и одновременное действие помех в обоих каналах.

Работа устройства иллюстрирована диаграммой работы его узлов (фиг. 2)

Прямой счет.Последовательность

скоммутирована на верхний по

схеме (фиг. 1) выход входного коммутатора 1, последовательность Lj - на нижний.На выходах ждущих мультивибраторов 2-5 последовательно появляются импульсы нулевого знака, длительностью , . По заднему фронту этих импульс.ов срабатывают триг0

0

5

11появляется разрешающий потенциал сигнала второй входной последовательности. Импульс с выхода элемента 4И- ИЛИ 11 опрокидывает триггеры 12 и

12блокирует ждущий мультивибратор 15, исключая .формирование его выход5 ного импульса на время обработки реверса. Опрокидывание триггера 13 вызывает перекоммутацию входных последовательностей входным коммутатором 1, а выходных последовательностей - выходным коммутатором 16. На выходах входного коммутатора 1 возникают одновременно два перепада. Вырабатываются два одновременных импульса на выходах ждущих мультивибраторов 2 и 5, а затем триггеров 6 и 9. На выходе элемента 4И-ИЛИ 11 появляется импульс, который опрокидывает в первоначальное состояние триггер 12.Появившийся одновременно выходной импульс ИЛИ 10 задерживается ждущим мультивибратором 14 и только после разблокировки ждущего мультивибратора 15 появляется на его сигнальном входе и далее на шине F и шине F Триггер 13 запоминает новое направление счета, так как по обратному перепаду триггера 12 он не опрокидывается. Это новое состояние схемы устройства сохраняется до момента нового реверса. Последовательно (в том же порядке, что и в прямом счете) на выходах мультивибраторов 2 и 4 и триггеров 6 и 8 появляются импульсы,направляемые в шине F и F

Реверс и прямой счет. В момент t выходной импульс триггера 9 вызывает появление импульса на выходе элемента 4И-ИЛИ 11 при наличии раз0

5

0

5 решающего потенциала на его послед- нем входе. Опрокидывгиотся триггеры 12 и 13. Формирование очередного выходного импульса будет заблокировано до отработки,реверса. После установки триггера 12 в исходное состояние возобновится формирование импульсов на шинах F и F.

Помехи.Одиночная помеха, не ими- тирукхцая реверс, в момент t вызывает формирование импульса на выходе ждущего мультивибратора 2 по переднему фронту импульса помехи. Однако нулевой потенциал на D-входе триггера 6 прекращает дальнейшую обработку фронта помехи элементами устройства. Аналогично, помеха в момент t нулевой полярности будет режектиро- вана триггером 7. Спад помехи ре- жектируется при учетверении.

Пусть в момент времени tj появляется помеха, передний фронт которой соответствует сигналу реверса датчика, Однако режекция этого сигнала на триггере 6 ликвидирует дальнейшую отработку помехи, в том числе и детектором направлений.Одновременное появление нулевых (момент t ) импульсов на выходах ждущих мультивибраторов 2 и 5 не вызывает сраба- тьшание триггеров 6 и 9. Следовательно, ни одна из рассмотренных внешних помех не влияет на выходные сигналы устройства. I

Таким образом, учетверение и селекция сигналов датчика, осуществляемые в четырех параллельных кангшах обработки, с предварительной селекцией по длительности, позволяют ре- жектировать внешние помехи, возникающие одновременно в об,еих последовательностях сигналов датчика, на начальной стадии их обработки. При этом исключается бесполезная работа релаксационных элементов и уменьшается возможность возникновения внутренних помех. Указанные меры приводят к повышению помехозащищенности устройства.

Кроме того,наличир входного коммутатора обеспечивает непереключае- мость каналов обработки сигналов в зависимости от направления вращения

5

0

5

датчика, что в совокупности с установкой в исходное состояние большинства р,елаксационных элементов обеспечивает сведение к минимуму ошибок счета.

Формула изобретения

Устройство для преобразования (иг- налов фотоэлектрического датчика, содержащее шесть триггеров,выходной коммутатор, логический элемент АИ- ИЛИ,последовательно соединенные логический элемент ИЛИ, первый и второй ждущие мультивибраторы,причем D-входы первого, второго, третьего и четвертого триггеров попарно объединены, а прямой и инверсный выходы пятого триггера соединены с соответ- ствукхцими двумя управляющими входами выходного коммутатора, два выхода которого соединены соответственно с первым и вторым выходами устройства, отличающееся тем,что, с целью повышения помехозащищенности, в него дополнительно введены третий, четвертый, пятый и шестой ждущие мультивибраторы и входной коммутатор, подключенный двумя сигнальными входами к двум входам устройства, двумя управляющими - к соответствующим выходам пятого триггера, а двумя выходами - к попарно соединенным D-входам первого, второго, третьего 6 и четвертого триггеров соответственно, четньм входам логического элемента 4И-ИЛИ и первым входам третьего, четвертого, пятого и шестого ждущих мультивибраторов,выходы которых соединены с С-входами соответственно первого - четвертого триггеров,выходы первого и третьего из которых соединены со своим собственным R-входом, а второго и четвертого - с S-входом, с одним из входов логического элемента ИЛИ и соответствующим нечетным входом логического элемента 4И-Ш1И, выход которого подключен через шестой триггер к входу пятого, а также к управляющему входу второго ждуцего мультивибраторов, выход которого соединен с сигнапь- ньм входом выходного коммутатора и третьим выходом устройства.

0

0

5

0