Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений Советский патент 1989 года по МПК H03M1/26 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для измерений уг- ловых перемещений.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости преобразователя .

На фиг.1.приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 - функциональная схема линии связи} на фиг.З - функциональная схема схемы коррекции; на фиг.4 - эквивалентная схема линии связи; на фиг.5 - переключательная характеристика компаратора; на фиг,6 - диаграммы, поясняющие работу схемы коррекции.

Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений (фиг.О содержит источники 1 излучения, оптически связанные с фотоприемниками 2, 3 через кодовый диск 4, фаэоинвертор 5, компараторы 6, 7, элементы НЕ 8, 9,. линии 10, 11 связи, схемы 12, 13, коррекции, реверсивный счетчик 14,-.

Линия 10 или 11 связи (фиг.2) содержит коаксильные кабели 15, 16-, компараторы 17, 18, резисторы 19-24,

Схема 12 или 13 коррекции (фиг.З) содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25, мультиплексор 26, элемент Н 27, конденсатор 28, элемент И 29, Г триггер 30.

Јь

сэ

05

о о

Преобразователь работает следующи образом.

Сигналы с выходов компараторов 6 и 7, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 90°, поступают соответственно на первый вход линии

10связи и второй вход линии 1 1, Их инверсия с выходов элементов НЕ 8 и

9поступает соответственно на второй вход линии 10 и на первый вход линии

11связи,

Так как канал обработки сигнала sin аналогичен каналу обработки сигнала cos, ограничимся рассмотрением одного из них. Каналы проникновения шумов в линию связи (10 или 11) могут быть представлены в виде эквивалентных цепей из элементов с сосредоточенными параметрами (фиг.4), Группы резисторов 19 - 21,и 22 - 24 предназначены для согласования линии

10или 11 связи и уменьшения емкостной наводки.

В эквивалентной схеме линий 10 ил

11связи источниками питания l HOi, , 1мпг i una представлены индуктивные помехи от магнитных полей, наведенные на провода АВ, FE, ВС и ED соответственно. Источник питания 1ип представляет емкостные помехи от электрических полей, Конденсатором С1 представлена связь между источником емкостной помехи и центральным проводом коаксильного кабеля 15, 16 линии 10 или 11 связи, конденсатором

С - между источником емкостной помехи и оплеткой коаксильного кабеля 15, 16 (фиге2), 0,ба коаксильных кабеля 15, 16 линии 10 или 11 связи каждого канала свиты в пару и помещены в экран, заземленный у датчика Суммарная емкостная наводка на провод FD, таким образом,, равна суммарной емкостной наводке на провод АС, Поэтому ослабление синфазной емкостной помехи определяется только коэффициентом ослабления синфазного сигнала (КОСС) компаратора. Искажение

транслируемого сигнала в коаксиальном кабеле 15, 16 в результате действия переменного магнитного поля возникает в том случае, когда напряжение индуктивной наводки будет противофазно и больше по амплитуде напряжения источника сигнала, приведенного к точкам BE (lAgЈ). Входное сопротивление источника сигнала со стороны коаксиального кабеля 155 16 для индуктивной помехи, фаза которой противоположна фазе сигнала, велико, поэтому ток контура 1ду противоположный по направлению току 1д2 и равный

(1мп2 +1 «п г )

R

будет замыкаться

23

Q

$ 0

5

о

5

0

5

через резистор 20 первого контура.

Изменение направления тока на противоположное произошло только во втором контуре, Если I Д2 R 2з будет больше порога срабатывания компаратора (фиг,5), произойдет изменение состояния компаратора 18 (искажение транслируемого сигнала), но второй компаратор 17 свое состояние не изменит, Поэтому это искажение можно устранить, для чего служат схемы 12 и 13 коррекции, которые работают следующим образом. Пусть в момент времени t1 D-триггер 30 установлен в ноль, Мультиплексор 26 коммутирует на второй вход элемента И 27 выход компаратора 18 (фиг.бб). Конденсатор 28 разряжен, на С-входе D-триггера 30 низкий уровень, При переходе сигнала на выходе компаратора 18 из состояния 1 в состояние 2 триггер 30 с задержкой, обусловленной конденсатором 28, изменит свое состояние на противоположное - сбросится. Мультиплексор 26 при этом будет коммутировать на С-вход D-триггера 30 через элементы И 27, 29 выход компаратора 17, Таким образом, сигнал на выходе D- триггера 30 будет повторять сигнал на выходе компаратора 17 (фиг.ба).

При наведении на линию связи индуктивной помехи (фиг.ба ta ) вследствие того, что на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25 при этом будет « низкий уровень, изменения состояния D-триггера 30 не произойдет.

Сигналы с выходов первой и второй схем 12, 13 коррекции поступают в реверсивный счетчик 14 для подсчета импульсов.

Формула изобретения

1, Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений, содержащий два источника излучения, оптически сьязанные через кодовый диск соответственно с первым и вторым фотоприемниками, выход первого фотоприемника -соединен с инверсным входом первого компаратора и с прямым входом

второго компаратора, выход второго фотоприемника соединен с прямым входом первого компаратора и с входом фазоинвертора, выход которого соединен с инверсным входом второго компаратора реверсивный счетчик, выходы которого являются выходами преобразователя, отлич ающий ся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости преобразователя,в него введены первый и второй элементы НЕ, первая и вторая линии связи, первая и вторая схемы коррекции, выход первого компаратора соединен с первым входом первой линии связи и с входом первого элемента НЕ, выход которого соединенсвязи

рой соединены соответственно с первым и вторым входами первой схемы коррекции, выход которой соединен с первым входом реверсивного счетчика, выход

с вторым входом первой линии 1, первый и второй выходы котои вторым входами второй схемы коррекции, выход которой соединен с вторым входом реверсивного счетчика.

2. Преобразователь по п,I, о т- личающий ся тем, что схема коррекции содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И, конденсатор, мультиплексор и D-триггер, первый и

10 второй входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым информационными входами мультиплексора и являются соответственно первым и вторым входами, схемы кор15 рекции, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, выход мультиплексора соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с

2Q первым выводом конденсатора и с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен с S- и R-вхо- дами D-триггера З подключен к источнику питания, а выход соединен с Свторого компаратор а соединен с первым 25 входом D-триггера, инверсный выход входом второй линии связи и с входомкоторого соединен с D-входом, а прявторого элемента НЕ, выход которогомой выход соединен с управляющим вхосоединен с вторым входом второй линии связи, первый и второй выходы которой соединены соответственно с первым 30

дом мультиплексора и является выходом схемы коррекции, второй вывод конденсатора соединен с общей шиной.

и вторым входами второй схемы коррекции, выход которой соединен с вторым входом реверсивного счетчика.

2. Преобразователь по п,I, о т- личающий ся тем, что схема коррекции содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И, конденсатор, мультиплексор и D-триггер, первый и

0 второй входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым информационными входами мультиплексора и являются соответственно первым и вторым входами, схемы кор5 рекции, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, выход мультиплексора соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с

Q первым выводом конденсатора и с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен с S- и R-вхо- дами D-триггера З подключен к источнику питания, а выход соединен с Сдом мультиплексора и является выходом схемы коррекции, второй вывод конденсатора соединен с общей шиной.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для измерения угловых перемещений. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий источники излучения, оптически соединенные через кодовый диск с двумя фотоприемниками, фазоинвертор, два компаратора, реверсивный счетчик, дополнительно введены два элемента НЕ, две линии связи и две схемы коррекции. С выхода каждого компаратора прямой и проинвертированный элементом НЕ сигналы поступают в соответствующую линию связи, с выходов линии связи сигналы поступают в соответствующие схемы коррекции, в которых устраняются наведенные помехи. Сигналы с выходов схем коррекции поступают на входы реверсивного счетчика, в котором осуществляется подсчет импульсов. Выполнение схем коррекции и введение линий связи позволяет повысить помехоустойчивость устройства. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Г

iJii± - ±в

Фиг.1

Фиг. 2.

LI

(J)1M

C

, Ktbue.

D

a

&IfliiL

f

С ) I i«n

t/Л/х

0 Фиг 5

Ufa.. -tf5x УЯ.

ZS/lJ

Фие.З

.с

+ UUjjt

О

zz

1

7лг| )

t

fun,

i

/

, «2

Фма