Способ преобразования перемещения в код Советский патент 1990 года по МПК H03M1/50 H03M1/64 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к способам преобразования механических перемещений в код, и может быть использовано при создании инфор- мационшлх и автоматизированных систем с цифровым управлением.

Цель изобретения - повьшение точности способа преобразования перемещения в код путем увеличения его разрешающей способности.

Способ преобразования перемещения в код заключается в формировании пер-, вого линейно нарастающего кода с одной, частотой п, пр ёобразовании этого кода в первый Usinw, t и второй U cosw.t гармонические напряжения, преобразовании их, например, с помощью СКВТ в.

третье Usin( W, t+e() и четвертое и cos (u)jt+o() гармонические напряжения, фаза которых е( пропорциональна перемещению, преобразовании фазы (третьего гармонического напряжения по сравйению с фазой первого гармонического напряжения в код ц старших разрядов выходного кода, который отличается от перемещения о( на

сл

00

о

Од

Эд

формировании в момент совпадения первого линейно нарастающего кода с кодом старших разрядов выходного кода второго линейно нарастающего кода с другой частотой К, кратной частоте п, преобразовании второго линейно нарастающего кода в пятый и и шестой и cosoj t гармонические; напря

жения, путем вычитания попарно из пятого третье

и sintb t-U sin(a; t+()

„„ , w, t+ г 2Ucos (-i---i-.-) .

0, r, / l.t - oi.

sin (J-r---i)

И из четвертого шестое напряжения

и COS (u), t+«()-U coscWjjt 2U sin (i Ltl|i.tH-jl) 3in (ii it3 Wlti...(

(2)

формировании седьмого напряжения по положительным градиентам которых формируют импульсы. сЬоомиоовании по сов- падению их фаз управляющего сиг шла, фазу которого по сравнению с |фазой первого гармонического напряжения преобразуют в код младших разрядов выходного кода.

Угфавляющий сигнал, полученный в результате сравнения напряжений (1) и (2) имеет частоту, равную половине разности частот обеих пар сигналов,

V

а его фаза равна значению .Измеряя

i фазу управляняцего сигнала по сравне нию с фазой первого гармонического

; напряжения, формируют кодовую информа: цию (-- - ) пропорциональную вели; чине « . Следовательно, к грубой ко- довой информации ( перемещения до- ;бавляется точная кодовая информация. Поскольку период дополнительной кодо- вой информации (точная) в целое число меньше периода грубой кодовой информации, частота преобразования этой части информации (без информационных потерь) принята в целое число раз кратной частоте преобразования дополнительной информации, т.е. суммарную информацию получают менее чей за два периода основного периода гармонического напряжения.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ преобразования перемещений в цифровой код,

Устройство содержит генератор 1 импульсов (Г), два делителя 2 и 3 частоты (ДЧ1 и ДЧ2), функциональные цифро- аналоговые преобразователи (ФЦАП) 4-7, фазовращатель 8, выполненньиЭ,

to

)

25

:

30

40SO

5

например, на синусНо-косинусном датчике перемещения .(СКВТ), формирователи 9 и 10 импульсов,аналоговые сумматоры 11 и 12, элемент И 13, цифровой компаратор 14, блоки 15 и 16 преобразования фазы в код, шину 17 опорного напряжения. I

Устройство работает следукхцим образом.

V

При подаче питания на блоки устройства, кроме фазовращателя 8 (СКВТ), на аналоговых входах ФЦАП 4-7 устанавливаются опорные напряжения, равные Идп выхода генератора на счетные входы делителей 2 и 3 пос- тупают импульсы. С выходов разрядов- делителя 2 частоты код поступает на цифровые входы ФЦАП 4 и 5, который с помощью опорного напряжения преобразуются на выходе ФЦАП 4 в аналого- вьй сигнал вида U siuuJtt, где Ы) - „ , а на выходе ФЦАП 5 в аналоговый сигнал и cos СУ, t. Эти два аналоговых сигнала являются сигналами возбуждения для фазовращателя 8. На первом выходе фазовращателя 8 (при единичном коэффициенте передачи) формируется сигнал и sin (су,С-ю(), где /- значение положения подвижной части фазовращателя 8. Этот сигнал поступает на один вход блока 15, где сравнивается по фазе с кодовым эквивалентом сигнала U sinu,t, в качестЬё которого используется сигнал с вькода последнего разряда делителя 2. На N-1 выходах блока 15, формируется код tj , про- порциональньм положению а/ подвижной части фазовращателя 8, Код с блока 15 поступает на первую группу цифрового компаратора 14. На вторую группу входов которого поступает линейно нарастающий код с выходов делителя 2, Таким образом, один раз за полный период изменения кодовой информации делителя 2 на выходе цифрового компаратора 14 появляется импульс в момент совпадения кодов на его входах, т.е. когда его фазовое значение равно величине (j/ . Этот импульс, поступая на вход установки нуля делителя 3, обнуляет делитель 3 частоты, который преобразуется ФЦАП 6 и 7 в аналоговые напряжения соответственно и sin ( UJ t-f-v) и и cos (cOtt + V) . В аналоговых сумматорах 11 и 12 получают напряжения с выходными напряжениями

515893966

фазовращателя 8 в соответствии с вы- , тогда на выходах сумматоров ражениями (1) и (2). Примем, что о 12 и 11:

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к способам преобразования механических перемещений в код. С целью повышения точности известного способа формирования кода с помощью бегущей метки, по фазному импульсу начинают формировать дополнительные квадратурные гармонические сигналы с частотой, кратной частоте формирования временной шкалы, затем их суммируют с соответствующими основными квадратурными гармоническими сигналами так, чтобы выделить совпадающие по фазе импульсы на разностной частоте, с помощью которых формируют управляющий импульс, фаза которого по сравнению с фазой гармонического сигнала частоты временной шкалы отличается на величину, не превышающую кванта измерения фазы бегущей метки. 1 ил.

2U

вп

jd|.ocj;i,pjt-u,,t j.

pi-..orj.p,,.a,

15

Сформированные напряжения (3) и (4) поступают на соответствующие формирователи 9 и 10 импульсов, где преобразуются в импульсы, привязанные к нулевым значениям соответствукяцих функций. При этом при обработке одинаI I , ... fcAt+Wit nl новых функции sin-о импульсы на выходах формирователей 9 и 10 совпадают, а при обработке функции виrw,t +uJit Ф + (/1 . Г Wjt+uijt |. , JH3xn|,

да cos

V+e 7

+ сформированные импульсы не

совпадают во времени. Следовательно, на выходе элемента И 13 .появляется импульс, фаза которого пропорциональна значению фазы одинаковых функций

. fW.t -COtt rtl

вида sin I I, т.е. значению f. Ha выходе блока 16 формируется цифровой код, пропорциональный f, разряды которого от (п+1) до (n+k) являются продолжением разрядов 2 блока 15 и образуют с ним единый код, более точно соответствующий перемещению. Таким образом, за счет увеличения разрешающей способности повышается точность преобразования„

Формула изобретения

Способ п реобразования перемещения в код, основанный на формировании

(3)

S

первого линейно нарастающего кода частотой f, преобразовании этого кода в первый и второй квадратурные гармони- чес;кие напряжения, преобразование их соответственно в третье и четвертое квадратурные гармонические напряжения, фаза каждого из которых относительно первого и второго квадратурных гармонических напряжений соответственно пропорциональна преобразуемому перемещению, преобразовании фазы третьего гармонического напряжения в код старших разрядов выходного кода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа путем увеличения его разрешающей способности,в нем сравнивают первый линейно нарастающий код с кодом старших разрядов выходного кода и в момент их совпадения начинают формирование второго линейно нарастающего кода с частотой f , кратной частоте „-, преобразуют второй линейно нарастающий код в пя- тьй и шестой квадратурные гармонические напряжения, вычитая попарно из пятого третье и из четвертого шестое гармонические напряжения,, формируют седьмое и восьмое напряжения, по положительным градиентам которых формируют импульсы, по совпадении фаз которых формируют управляющий сигнал, фазу которого по сравнению с фазой , первого гармонического напряжения пре- образуют в код младших разрядов выходного кода.

0

5

0

2.