Устройство для определения направления смещения подвижного отражателя лазерного интерферометра Советский патент 1988 года по МПК G01B9/02 

Полупроводни- ; Мир, 1982,

(21)4196979/24-28

(22)24.12.86

(46) 30.04.88. Бюл. № 16

(71)Устиновский механический институт

(72)В.С.Дородов, В.Н.Шиляев, В.М.Ермак и Ю.И.Зецер

(53)431.7(088.8)

(56)Титце У., Шенк К. ковая схемотехника. М. с. 495.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Р1А- ПРАВЛЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ОТРАЖАТЕЛЯ ЛАЗЕРНОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения направления смещения подвижного отражателя оптического интерферометра. Цель изобретения - повышение надежности и точности определения момента смены направления движения подвижного отражателя - достигается за счет устранения неоднозначности работы фазового детектора при сдвиге фаз сигналов на угол от 90 до 180°. При движении подвижного отражателя в одну сторону формирователи 1 и 2 преобразуют синусоидальные сигналы в последовательность строб-импульсов, которая воспринимается триггерами 3, 4, 5, 6. При постоянной последовательности импульсов триггера 5 и 6 сохраняют свой потенциал и в результате П-триг- гер 8 и схемы 9 н 10 совпадения также сохраняют постоянный логический уровень. При смене направления жения подвижного отражателя последовательность импульсов с выхода формирователей 1 и 2 нарушается и одна из пар триггеров 3 и 5 или 4 и 6 воспринимает парный импульс, что приводит к смене логических уровней на схемах 9 и 10 совпадения. 3 ил.

сл

; Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано для определения смещения подвижного отражателя оптического интерферометра.

Цель изобретения - повышение надежности и точности определения момента смены направления движения подвижного отражателя - достигается за счет устранения неоднозначности работы фазового детектора при сдвиге фаз сигналов на угол от 90 до 180°. На фиг. 1 .изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит две параллельные цепи, состоящие из формирователей 1 и 2 строб-импульсов и триггеро 3-6, а также элемент И 7, на вход которого поступают сигналы с выходных триггеров 5 и 6 цепей, Б-триггер 8, схемы 9 и 10 совпадения, которые управляются D-триггером 8, и инвер- тор И J через который осуществляется соединение D-трйггера с одной из схе совпадения (в данном случае со схемой 10 совпадения). Входы формирователей 1 и 2 строб-импульсов соединены с соответствующими входами схем 9 и 10 совпадения, а входы RO установки О триггеров 3-6 соединены с выходами соответствующих формирователей.

Устройство работает следующим об- разом.

При движении интерференционных полос через диафрагмы двух фотопри- емтшов (не показаны) они формируют два синусоидальных.сигнала, сдвину- тых по фазе на некоторый угол, зависящий от положения диафрагм фотоприемников. Пусть на вход первой и второй цепи поступают два синусоидальных сигнала, причем сигнал, поступа- ющий на вход первой цепи, опережает по фазе сигнал, поступающий на вход второй цепи, (фиг. 2, 1а и фиг. 2, ;2а). Сигнал первой цепи и сигнал второй цепи поступают на входы фор- мирователей 1 и 2 строб-импульсов, причем формирователь 1 формирует последовательность строб-импульсов по переднему и заднему фронту сигнала первой цепи (фиг. 2, 1б), а форми рователь 2 - по переднему и заднему фронту сигнала второй цепи (фиг. 2, 25). Импульсы с выхода формировате

5

0

5

0 5 0 д

0

ля 1 поступают на счетный вход С триггера 3 и на входы В„ установки О триггеров 4 и 6, а импульсы со входа формирователя 2 поступают на счетньй вход С триггера 4 и на входы Ед установки О триггеров 3 и 5. Такая последовательность включения приводит к тому, что каждый последующий по времени импульс в первой цепи является сигналом для установки триггеров 4 и 6 в О, а импульс, проходящий по второй цепи, является сигналом для установки триггеров 3 и 5 в О. Такая последовательность срабатьшания возможна лишь при движении синусоидальных сигналов в одну сторону, что соответствует движению интерференционных полос через диафрагмы фотоприемников в одну сторону. При этом на выходах триггеров 5 и 6 остается высокий логический потенциал, а на выходе логического элемента И 7 - низкий потенциал. В результате D-триггер 8 сохраняет свое предащущее состояние, а на его выходе хранится либо О, либо 1, и схемы 9 и 10 совпадения также сохраняют свой потенциал, т.е. одна из них открыта для прохождения импульсов со входа формирователя, а другая закрыта, например, в начальном состоянии открыта для прохождения импульсов схема 9 совп адения и сигналы со входа формирователя 1 проходят через нее на вход реверсивного счетчика (не показан), который считает количество интерференционных полос при движении подвижного отражателя в одну сторону.

При изменении направления движения подвижного отражателя интерферометра происходит следующее. Б начальной ситуации поступающий на вход сигнал первой цепи (фиг. 2, 1а) опережал по фазе сигнал, поступающий на вход второй цепи (фиг. 2, 2а), на некоторый угол Cf. Смена фаз сигналов произошла в момент времени Т,, начиная с которого сигнал во второй цепи начинает опережать по фазе сигнал в первой цепи на угол Cf, , При этом последовательность импульсов, поступающая на. входы триггеров ЗиЛ будет нарушена (фиг. 2, 1в и фиг.2, 2в),в«результате чего триггер примет импульс d,, а триггер 6 - импульс d,j. (фиг. 2, 2B)j так как сигнал dj (фиг. 2, 1в) установки триггеров 4 и

6 в О не успевает пройти на их входы Нц, что приводит к перемене логического уровня на выходе триггера 6, Логический элемент И 7, срабатывающий при наличии сигнала на одном из ВХОДОВ , дает сигнал на срабатывание D-триггеру 8, который в результате меняет свое предыдущее состояние, что приводит к смене потенциалов на выходах схем 9 и 10 совпадения, т.е. по сравнению с предыдущим состоянием одна из них закроется для прохождения сигналов с входа формирователя, а другая откроется, т.е. импульсы будут проходить на другой вход реверсивного счетчика, который будет подсчитывать количество интерференци- альных полос, при движении подвижного отражателя в противоположную сторону относительно предыдущего состояния.

Для случая смены фаз, показанной на фиг. 3, отличие от предьздущего заключается в том, что парные импульсы d и dg фиксируются триггерами 3 и 5, в остальном устройство работает так же.

0

5

0

5

Формула изобретения

Устройство для определения направления смещения подвижного отражателя лазерного интерферометра, содержащее две параллельные цепи, каждая из ко- торьпс включает схему совпадения-и триггер, отличающееся тем, что, с целью повышения надежное ти и точности определения момента смены направления движения, в каждую цепь включены формирователь строб-импульсов и дополнительный триггер, оно снабжено элементом И, D-тригге- ром и инвертором, входы установки О каждого из триггеров соединены с выходом формирователя строб-импульсов другой цепи, выходы формирователей импульсов соединены с соответствующими входами элемента И через последовательно соединенные триггеры, выход элемента И соединен с входом D-триггера, выходы которого соединены с управляющими входами соответствую- пдих схем совпадений, причем одна из схем соединения подключена через инвертор.

и

/::

чз/ Х:У

п о п п

О П И П

/ч

(1

о

t

Фиг.г