Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1988 года по МПК H03M1/24 H03M1/50 

СО I

t14

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Цель изобретения - упрощение и повышение чувствительности и точно- сти преобразователя угла поворота вала.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 - координатная, светочувствительная .поверхность блока фотоприемников и динамика изменения времени кодирования.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, последовательно рас- положенные источник 2 света, щелевую диафрагму 3, электрооптический модулятор 4, входной вал 5, оптически связанные посредством закрепленного на входном валу 5 зеркала 6 с блоком фотоприемников, состоящим из двух линеек 7-1 и 7-2 приборов с зарядовой связью (ПЗС), соединенных с блоком 8 обработки, который содержит два триггера 9-1 и 9-2, два эле- мента И 10-1 и 10-2, счетчики 11-1 и 11-2 и сумматор 12.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигналы, поступающие с генератора импульсов на электрооптический мо- дулятор 4, на обнуляющие входы счетчиков 11-1 и 1.1-2 импульсов и на единичные входы триггеров 9-1 и 9-2 блока 8 обработки с частотой f, пе- реводят триггеры 9-1 и 9-2 в единичное, а счетчики П-1 и 11-2 в нулевое состояния и модулируют по времени луч света, который, проходя от источника 2 до зеркала 6, закрепленного на входном валу 5, превращается щелевой диафрагмой 3 в узкую полоску света, которая в зависимости от угла поворота входного вала 5 попадает на светочувствительную поверхность блока фо- топриемников и инжектирует зарядовые пакеты в линейках 7-1 и 7-2 ПЗС, включенных по дифференциальной схеме.

Заряд, инжектированный полоской света в линейке 7-1 (фиг.2а), переносится к коллектору за время t, , а в линейке 7-2 за время tj 2 f ,где V - период следойания управляющих импульсов, поступающих на линейки 7-1 и 7-2 ПЗС.

Единичный сигнал с выходов триггеров 9-1 и 9-2 поступает на первые входы элементов И 10--1 и 10-2, на :

1

вторые входы которых одновременно с сигналом f с генератора 1 импульсов Начинают поступать сигналы частоты fg , которые через элементы И 10-1 и 10-2 поступают в счетчики 11-1 и 11-2. Подсчет импульсов частоты Гдц в счетчиках 11-1 и П-2 продолжается до тех пор, пока инжектированные в линейках 7-1 и 7-2 ПЗС заряды, переносимые сигналами тактовой частоты f, поступающими с второго ,вьгхода генератора. 1 импульсов, не достигнут коллекторов соответствующих линеек 7-1 и 7-2. Инжектированный заряд, достигший выходного коллектора соответствующей линейки 7, поступает на обнуляющий вход соответствующего триггера 9 и переводит его в нулевое состояние, закрывая тем самым вход соответствую- щего счетчика 11. Количество импульсов Грц , поступивших на счетчики 11-1 и 11-2, пропорционально,даким образом, времени перемещения зарядового пакета от места инжекции до выходного коллектора. Если, например fj, число импульсов, поступивших в счетчики 11-1 и 11-2 равно количеству переносов инжектированшох зарядов через один ПЗС, это обстоятельство обусловлено свойством ПЗС, которое заключается в том, что заряд переносится через один ПЗС одним тактовым импульсом. В сумматоре 12 вычисляется разность сформированных в счетчиках 11-1 и 11-2 кодов и формируется знак выходного кода.

Таким образом, количество импульсов в счетчике 11-1 пропорционально интервалу времени t единичного состояния триггера 9-1, а в счетчике 11-2 - времени tg единичного состояния триггера 9-2 времени. Код на выходе сумматора 12 пропорционален разности времен единичного состояния триггеров 9-1 и 9-2:

V.x К K-flM-2| 9K« для фиг.26.

N

вых

К К 16-71 КС-,

где К - коэффициент пропоририональности.

Формирование знака выходного кода относительно нулевого состояния, когда t -2 производится в сумматоре 12.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий входной вал, на котором закреплено зеркало, последовательно расположенные источник света, щелевую диафрагму, электрооптический модулятор, подключенный к первому выходу генератора импульсов и оптически соединенный посредством зеркала с блоком фотоприемников, вход которого подключен к второму выходу генератора импульсов, а выход соединен с информационными входами блока обработки, который содержит два элемента И, выход блока обработки является выходом преобразователя, отличающийся тем, что с целью упрощения приборной реализации устройства и повьшения чувствительности и точности преобразовате

411971

ля, в него в блок обработки введе ны два триггера, два счетчика и сумматор, а блок фотоприемников вьтол- нен в виде двух линеек приборов : с зарядовой связью, разбитых на элементарные светочувствительные .кван-- ты, которые расположены параллельно и включены дифференциально, первые

Q входы триггеров являются информационными входами блока обработки, вторые входы триггеров подключены к первому выходу генератора импульсов, а выходы соединены с первыми входами

J5 соответствующих элементов И, вторые входы которых подключены к третьему выходу генератора импульсов, а выходы соединены с информационными входами соответствующих счетчиков, об2Q нуляющие входы которых подключены к первому выходу генератора, а выходы счетчиков соединены с входами .сумматора, выход которого является выходом блока обработки.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является упрощение приборной реализации, повьшение чувствительности и тЬчности преобразователя. Преобразователь угла поворо- , та вала и код, содержащий входной вал 5 с зеркалом 6, источник 2 света, щелевую диафрагму 3, электрооптический модулятор 4, блок фотоприемннков, генератор I импульсов, блок 8 обработки с элементами И 10, В блок 8 обработки введены два триггера 9-1, 9-2, два счетчика П-1 , П-2 и сумматор 12, а блок фотоприемников вьтол- нен в виде двух линеек 7-, 7-2 приборов с зарядовой связью (ПЗС),включенных дифференциально и расположенных параллельно друг другу. Выходным кодом преобразователя является код, образующийся в результате вычисления разности кодов счетчиков 11-1. 11-2, содержимое которых определяется подсчетом числа импульсов, пришедших через элементы И 10-1, 10-2 на их входы с момента запуска импульсом, поступающим на модулятор 4 и установочные входы триггеров 9, до момента, определяемого приходом зарядовых пакетов на выходы линеек 7-1, 7-2 ПЗС, которые устанавливают триггеры 9-1, 9-2 в нулевое состояние. 2ил. (Л

7-)

2 I

t,nt , tj 2r li,-t,l i Sr

tj Sf;tgt7t / -«//с f

Фиг.2