Способ устранения неоднозначности кодирования в волоконно-оптических преобразователях Советский патент 1990 года по МПК G02F7/00 

Изобретение относился к оптоэлек- тронике и может быть применено при создании аналого-цифровых преобразователей линейных и угловых перемеще-. ний в код.

Цель изобретения - повышение точности преобразования и достоверности получаемой информации.

На фиг. 1 представлено устройство разводки дискретов (кодирующий элемент) j . на фиг. 2 - структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 3 - пример реализа- ции устройства при максимальной ширине луча LM 60.

Кодирующий элемент устройства для реализации предлагаемого способа содержит входные торцы - дискреты 1, разбитые на входные группы 2 с числом элементов N в каждой группе, и N выходных групп 3, каждая из которых содержит К элементов (К равно количеству разрядов требуемого кода), при этом каждый 1-й элемент входной группы разведен согласно требуемого кода по элементам 1-й выходной группы. Предложенный способ может быть реализован с помощью устройства, которое содержит последовательно соединенные волоконно-оптический кодирующий элемент 4, блок 5 линеек фотоэлектрических преобразователей и электронно-логическое устройство 6, которое состоит из последовательно

i

бо

ю

1

э

соединенных блока 7 многовходовых схем ИЛИ, блока 8 двухвходовых элементов И с прямым и инверсным входами и коммутатора 9. Кроме того, электронно-логическое устройство содержит блок 10 формирователей младших разрядов, вход которого соединен с выходом блока 8 двухвходовых элементов И, а выход - с вторым входом коммутатора 9„ второй вход коммутатора 9 связан с выходом блока 5 линеек фотоэлектрических преобразователей,,

Устройство для реализации способа работает следующим образом,

Световой луч освещает одновременно от 2 до N-1 входных торцов - дискретов кодирующего элемента 4 При этом код отсутствует по крайней мере на одной из выходных групп, Оптический код преобразуется в электрический ка блоке 5 линеек фотоэлектрических преобразователей и поступает в блок 7 многовходовых элементов ИЛИ, При этом выхоД по крайней мере одного элемента находится в состоянии О11. Сигналы с блока 7 многовходовых схем ИЛИ поступают на вход блока 8 схем И с прямым и инверсным входами, и на выходе одного из элементов И появляется 1. Этот сигнал используется в качестве управляющего сигнала для коммутации коммутатором 9 кода, поступающего от соответствующей линейки фотоэлектрических преобразователей, а также формирования младших разрядов кода формирователем 10.

Рассмотрим реализацию способа при LfTj 60 „ Тогда

N (63)/V +2 8.

Устройство для реализации предлагаемого способа при (фиг. 3) содержит источник 11 свети и волоконно- оптический кодирующий элемент 12,вход ные торцы которого разбиты на группы по 8 дискретов в каждой rpyifne, a выход каждого 1-го дискрета разведен в двоичном коде по 1-й выходной группе. Число разрядов К может быть определено из условия

К LOG4/1) - LOG-tCN),

где I - общее количество дискретов

кодирующего элемента;; N - количество элементов во вход

ной группе,

т.е. при I 1024 получают К & LOGo.1024 - ЪОСа8 10 - 3 7.

10

15

20

30

35

40

45

50

35

{Громе того, устройство состоит из восьми линеек фотоэлектрических преобразователей 13, каждая из которых содержит семь фотоэлектрических преобразователей, соответствующих восьми выходным группам кодирующего элемента, восьми 7-входовых схем ИЛИ 14, входы которых соединены с выходами соответствующих линеек фотоэлектрических преобразователей, восьми элементов К (i5) с прямым и инверсным входами, при этом инверсный вход 1-го элемента И соединен с выходом 1-го элемента ИЛИ, прямой вход - с входом (1-1)-го элемента ИЛИ, а прямой вход первого зпемента И соединен с выходом восьмого элемента ИЛИ, семи инверторов 16, входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И, и коммутатора 17, входы которого соединены с выходами фотоэлектрических преобразователей 13, элементов И 15 и инверторов 16.

Устройство работает следующим образом,,

Световой луч источника 11 освещает от двух до семи дискретов кодирующего устройства 12, так как в процессе работы могут быть освещены пять дискретов полностью и два дискрета частично. Оптический код появляется на соответствующем числу освещенных дискретов количестве выходных групп кодирующего устройства и на линейках фотоэлектрических преобразователей 13 преобразуется в электрический код. С линеек фотоэлектрических преобразователей код поступает на соответствующие многовхсдовые схемы ИЛИ 14. На выходе схемы ИЛИ присутствует 1, если данная схема соответствует освещенному дискрету кодирующего устройства 2, и О, если схема ИЛИ соответствует неосвещенному дискрету. Так как количество дискретов во входных группах превышает максимально возможное количество одновременно засвеченных дискретов, то выход по крайней мере одной схемы ИЛИ находится в состоянии О а выход одной из схем И 15, на инверсный вход которой поступает О, а на прямой - 1, находится в состоянии 1. Таким образом определяется нижняя граница светового луча. По сигналу с элемента И, выход которого находится в состоянии 1, коммутируется код, поступающий сводной из линеек фотоэлектрических

5-15

преобразователей. Эта линейка находите перед линейкой фотоэлектрических преобразователей, выходы которой подключены к тому элементу ИЛИ} у которого вход соединен с прямым входом данного элемента И. Таким образом, считывание производится с полностью освещенного дискрета. Младшие разряды кода характеризуют номер выходной группы в двоичной системе счисления. Коммутатор может быть реализован известным образом, например, на интегральных микросхемах ЛП11 серии К 155,

Изобретение позволяет повысить до- стоверность получаемой информации при снижении технологических и эксплуатационных требований, позволяет также применить более простую систему формирования луча, что делает АЦП менее зависимым от влияния различных факторов.

Формула изобретения

f

Способ устранения неоднозначности кодирования в волоконно-оптических

Q

5

0

5

726

преобразователях, при котором предварительно разбивают входные торцы кодирующих элементов на входные группы и нумеруют их в пределах каждой группы, объединяют волокна кодирующих элементов, принадлежащих элементам групп с одинаковыми номерами, в жгуты, а затем освещают входные торцы световым лучом, преобразуют полученные оптические сигналы в электричес- кие и логически обрабатывают код, отличающийся тем, что, с цепью повышения точности преобразования и достоверности получаемой информации, число эаементов N в каждой из входных групп выбирают исходя из условия N Lm/DJ + 2, где L/r - максимальная ширина луча; D - ширина входного дискрета кодирующего элемента; f } - означает ближайшее большее целое число, считывают код с полностью освещенного дискрета, ширину светового луча выбирают больше удвоенной ширины дискрета, а разводку согласно требуемого кода выполняют в каждой выходной группе.

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может найти преимущественное применение при создании аналого-цифровых преобразователей линейных и угловых перемещений в код. Целью изобретения является повышение точности преобразования и достоверности получаемой информации. Цель достигается тем, что в волоконно-оптическом кодирующем устройстве число элементов N в каждой из входных групп выбирают исходя из условия N = {L M/D}+2, где L M - максимальная ширина луча D - ширина входного дискрета кодирующего элемента, { } - означает ближайшее большее целое число

считывают код с полностью освещенного дискрета, ширину светового луча выбирают больше удвоенной ширины дискрета, а разводку волокон согласно требуемому коду выполняют в каждой выходной группе. 3 ил.

Фиё.1

Составитель В.Аджалов Редактор Л.Пчолинская Техред Ы.Ходанич Корректор С.Черни

Заказ 2088

Тираж 456

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг, 2

Фиг.З

Подписное