Преобразователь импульсов датчика перемещения Советский патент 1989 года по МПК H03M1/22 

1

Изобретение относится к преобразователям угловых и линейных перемещений в цифровой код и может найти применение в системах передачи информации о перемещении исполнительных органов станков, роботов, авто.-; матических линий.

Целью изобретения является удро-. щение преобразователя импульсов датчика перемещения.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя импульсов датчика перемещение;

на фиг.2 - 5 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя (на диаграммах цифра соответствует номеру элемента, с выхода которого снимается данный сигнал). Преобразователь импульсов датчика перемещения содержит элементы И : 1 и 2, выходы 3 и 4 которых являются выходами преобразователя входы 5 и 6 преобразователя являются входами дешифратора 7, содержащего два повторителя-инвертора 8 и 9 и три элемента И 10-12, элемент И 13, элеИент 14 задержки, триггер 15, элемент И 16, триггеры 17 и 18, входы 5 и 6 преобразователя подключены к датчику 19 перемещения, который со- рержит кодовую шкалу 20 и чувствительные элементы 21 и 22,

Чувствительные элементы 21 и 22 отстоят Друг от друга на расстоянии |Р(п + 0,25), где Р - шаг кваитова-, НИН кодовой шкалы 2, а п целое натуральное число.

Элемент 14 задержки формирует на своем выходе импульс, задний фронт которого совпадает с задним фронтом |импульса на входе этого элемента, 3 передний фронт задержан на время T-J по отношению к переднему фронту |импульса на входе этого элемента. i Преобразователь импульсов датчи- ка перемещения работает следующим об|разом.

I В исходном положении (например, после подачи питания) триггеры 17 и 18 находятся в состоянии логического О (на фиг.1 узел и цепи подачи сигнала установки триггеров 17 и -18-в исходное состояние не показаны) ,

: На входы повторителей - инверто- ; ров 8 и 9 поступают сигналы от чувст : вительных элементов 21 и 22, При пе ремещении кодовой шкалы 20 мимо чувствительных, элементов 21 и 22 пос I ледние формируют сигналы дискретиза™ I ции углового или линейного перемещения кодовой шкалы 20

Эти прямоугольные сигналы типа Меандр смещены по фазе один относительно другого на четверть периода. Элемент И 10 декодирует комбинацию 10, элемент И 11 декодирует комбинацию 00, а элемент И 12 декодирует комбинацию 01. При перемещении кодовой шкалы 20 в прямом направлении (фиг.2а-р) сигналы с чувствительного элемента 21 опережают сигналы 2 с чувствительного элемента 22 (фиг.2а и б) и имеет место чередование комбинаций сигналов .(00-10-11- 01-00...) на выходах чувствительных элементов 21 и 22. Комбинация сигналов 11 дешифратором 7 не дешифрирует ся в импульс, т.е. на его выходах появление импульсов соответств гет чередованию комбинаций сигналов 00- 10-01-00... (фиг.2д,е и ж). При 1перемещении кодовой шкалы 20 в обрат ном направлении (фиг.3а-р5сигналы с

чувствительного элемента 22 опережают сигналы с чувствительного элемента 21 (фиг.За и б), а на выходах дешифратора 7 появление импульсов соот ветствует чередованию комбинаций сигналов 00-01-10-00... (фиг.Зд.е и ж), На фиг.2 Bj. г и фиг.З в, г представлены сигналы с инверсных выходов повторителей--инверторов 8 и 9,

Допустим, что перемещение кодовой шкалы 20 начинается тогда, когда имеет место комбинация сигналов 00 на выходах чувствительных элементов 21

и 22 :fтриггеры 17 и 18 приведены в состояние О за счет поступления импульса на их R-входы с выхода элемента 14 задержки/фиг. 2 з и .фиг.З 3J, т.е, на инверсных выходах триггеров

17 и 18 присутствуют сигналы 1, подготавливающие элементы И 13 и 16 к приему информации(4иг.2 л-о).

В зависимости от направления пере- 5 мещения на выходах чувствительньтх элементов 21 и 22 возникает комбина-: ция сигналов 10 (дешифрируется элементом И 10) или комбинация сигналов 01 (дешифрируется элементом И 12). 0 В результате сигнал 1 поступает на S-вход триггера 15 и вход элемента И 13 либо на R-вход триггера 15 и вход элемента И 16. Триггер 15 переходит в состояние 1 (либо О) 5 фиг.2,3 и, к, при этом состояние 1 принимает триггер 17 (либо триггер 18).

При дальнейшем перемещении кодовой шкалы 20. в том же направлении 0 возникает комбинация сигналов 11, не изменяющая состояние триггеров 15, 17 и 18. Затем возникает комбинация сигналов 01 (либо 10), которая дешифрируется элементом И 12 5 (либо И 10). Триггер 15 изменяет свое состояние на противоположное (при этом триггеры 17 и 18 свое сос тояние не изменяют, так как на вход элемента И 16 (либо И 13) продолжает поступать сигнал О с инверсного выхода триггера 17 (либо 18), приняв- шего состояние 1 в предыдущем такте дешифрации сигналов).

При дальнейшем перемещении кодо- 55 вой шкалы 20 в том же направлении, возникает комбинация сигналов 00 (на выходе элемента И 11 возникает сигнал 1, поступающий на входы элементов И 1 и 2). Если перемещение

0

происходит в прямом направлении, то

в этот момент сигнал 1 начинает поступать с выхода элемента И 1 (фиг.2 п) на выходную шину 3, Если перемещение происходит в обратном направлении, то в этот момент сигнал 1 начинает поступать с выхода элемента И 2 (фиг.Зр) на выходную шину А.

. ,

После этого, с выдержкой времени Tj, определяемой элементом 14 задержки, на R-входы триггеров 17 и 18 поступает сигнал (фиг.2з и Зз) установки триггеров 17 и 18 в исходное состояние О, в результате чего элемент И 1 (либо 2) блокируется сигналом О, поступающим с прямого выхода триггера 17 (либо 18),- На выходной шине 3 (либо 4) формируется задний фронт выходного импульса (фиг 2,Зп,р)(длительность которого определяется элементом 14 задержки) ,

Рассмотрим работу преобразователя в случае колебательных движений ког довой шкалы 20.

На фиг.4 а-р показаны временные диаграммы работы преобразователя импульсов датчика перемещения при колебательном движении кодовой шкалы 20, в результате которого на выходе чувствительного элемента 21 присутствует сигнал О, (фиг.4а), а.на- . выходе чувствительного элемента 22 формируется серия импульсов (дребезг кодовой шкалы 20 амплитудой

Р

менее -)(фиг,4б). На фиг.4 в,г представлены сигналы с выходов повторителей-инверторов 8 и 9. .

На выходе элемента И 10 будет сутствовать все время сигнал О (фиг,4д), триггеры 15 и 17 будут оставаться в состоянии О (фиг.4и-м), т.е. элемент И 1 будет все время блокироваться сигналом О с прямого выхода триггера 17 (фиг.4п), а .элемент И 2 будет все время блокироваться сигналом О с прямого выхода триггера 15 (фиг.4р), хотя триггер 18 вырабатывает импульсы (фиг.4 н,о) С выхода элементов И 11 и 12 и с выхода элемента 14 задержки импульсы (фиг.4 е,ж и з) не влияют на состоя ние выходных шин 3 и 4.

462476. 6

На фиг.5 показана временная диаграмма дребезга кодовой шкалы 20 с амплитудой менее Р/4, при котором g (так же, как и в предыдущем случае}) на выходе чувствительного элемента 22 формируются импульсы (фиг.5б),

но на выходе элемента 21 все время при-: сутствует сигнап 1 (г.5а) .Сигналы :,

10 с выхода повторителей-инверторов 8 и 9 представлены на фиг.5в,г, .

В этом случае на выходе элемента ; И 11 и на выходе элемента 14 задержки будет все время присутствовать сиг15 нал О (фиг.5е,з). На выходе элемента И 12 также будет .постоянно сигнал О (фиг.Зж) , а на выходе мента И 10 будут присутствовать импульсы (фиг.5д). При этом триггеры

20 15, 17 и 18 не изменяют своего состо - яния (фиг.5и-о). Следовательно, на выходы элементов И 1 и 2 импулЬсы поступать не будут (фиг.5п,р).

25

Формула изобретения

1. Преобразователь .импульсов датчика перемещения, содержащий первый и второй триггеры, прямые выходы котЬ

рых соединены с первыми входами ветственно первого и второгоэлементов И, третий триггер, третий и чет-: вертый элементы И, элемент задержки, дешифратор, отличающийся

тем, что, с целью упрощения преобразователя, в нем элемент задержки выполнен в виде элемента задержки переднего фронта импульса, первый и второй входы дешифратора являются

входами преобразователя, первый выход дешифратора соединен с первым входом третьего триггера и с первым входом третьего элемента И, выход i которого соединен с первым входом

первого триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом-второго триггера, инверсный выход которого

соединен с вторым входом третьего

элемента И, второй выход дешифратора соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и с входом элемента задержки, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго триггеров, третий выход дешифратора соединен с вторым входом четвертого элемента И и с вторым входом третьего триггера, гфямой выход

которого соединен с третьим входом йторого элемента И, а иннерсный вы- ход соединен с третьим входом первого элемента И, выходы первого и второго элементов И являются выходами преобразователя импульсов датчика перемещения,

2 Преобразователь по п,1, о т - it я ч а ю щ и и с я тем, что де- Шфратор содержит три элемента И и два повторителя-инвертора, входы ко- Горых являются соответственно первым и вторым входами преобразователя, г

прямой выход первого повторителя-инвертора соединен с первым входом первого элемента И, выход которого является третьим выходом дешифратора, инверсный выход первого повторителя- инвертора соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выходы которых являются соответственно первым и вторым. выходами дешиф- . ратора, прямой выход второго повторителя-инвертора соединен с вторым входом второго элемента И, а инверсный выход соединен с вторьши выходами первого и третьего элементов И,

Изобретение относится к преобразователям угловых и линейных перемещений в цифровой код и может найти применение в системах передачи информации о перемещении исполнительных органов станков, роботов, автоматических линий. Целью изобретения является упрощение преобразователя импульсов датчика перемещения. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь импульсов датчика перемещения, содержащий дешифратор, элемент задержки, три триггера и четыре элемента И, введены новые связи между этими элементами. Дешифратор преобразует последовательность иыг пульсов, сдвинутых на четверть перИ ода один относительно другого, в им пульсы на своих выходах. Последовательность импульсов на выходах дешифратора определена в зависимости от направления перемещения При перемещении в одном направлении импульсы поступают на одну из выходных шин, при перемещении в другом направлении импульсы поступают на другую выходную шину. В случае отсутствия импульсов на одном из входов дешифратора на выходных шинах импульсы отсутствуют. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. i (Л

Фа.ё.1

жW

3II,

иIS

кIS

нrj

нIS

оП