Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код Советский патент 1991 года по МПК H03M1/30 H03M1/44 

2ШЯ -К//Л. V//A V//A Y///1 У//Л

3УЈД -№У///////////////////Л У//У/////Л

ные источник 1 излучения, щелевую диафрагму 3, фотоприемники 4 и 5, суммирующий усилитель 4, усилитель 8, резисторный делитель 10, компараторы 13 и дешифратор 14, дополнительно введены фотоприемник 6, вы- читательЭ, опорный резистор 12 и кодированный элемент 2, располагающийся между источником 1 излучения и щелевой диафрагмой 3. Фотоприемники 4 и 5 формируют периодически изменяющиеся противофазные сигналы, а фотоприемник 6 работает в темно- вом режиме. Противофазные сигналы суммируются на суммирующем усилителе 4, а на вычитателе 9 из суммы вычитается значение темнового потенциала. Полученная разность подается на один вход резисторного делителя 10, на другой вход которого поступает напряжение, формируемое усилителем 8 с выхода фотоприемника 6. Резисторный делитель 10 формирует пороговые сигналы, пропорциональные перемещению с учетом дестабилизирующих факторов, а на компараторах 13 и дешифраторе 14 выделяется двоичный код. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть ис- пол: зовачо для преобразования перемещения в код при аналого-цифровом преобразовании информации. Целью изобретения является повышение надежности преобразования. Поставленная цель достигается те, что в фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий последовательно расположен

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования перемещения в код при аналого-цифровом преобразовании информации.5

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя,

На фиг. 1 показана структура фотоэлектрического преобразователя перемещения в код; на фиг. 2 - пример построения дешиф- 10 ратора.

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код содержит последовательно расположенные источник 1 излуче- ния, кодированный элемент 2 (показана 15 только кодовая дорожка младшего разряда), щелевую диафрагму 3, фотоприемники 4, 5 и 6, суммирующий усилитель 7, усилитель 8, вычитатель 9, резисторный делитель 10 напряжения, содержащий последовательно 20 соединенные переменные резисторы 11,за- датчик напряжения смещения, выполненный на опорном резисторе 12, одноименные компараторы 13, дешифратор 14, который содержит элементы ИСКЛЮЧА- 25 ЮЩЕЕИЛИ 15-18.

При изменении внешних условий, например температуры,колебания значений темнового тока фотоприемников 4, 5 и 6 могут быть довольно значительными. .Сумма на- 30 пряжения фотоприемников 4 и 5, обозначенных соответственно Ui и LJ2, делится на пропорциональные перемещению части ре- зисторным делителем 10 напряжения без учета тёмновых токов, а уровни квантования 35 определяются не относительно шины обще- го потенциала., а относительно напряжения, определяемого темновым током Ь фотоприемника 6. Напряжение j-ro уровня квантования определяется выражением40

Uj (Ui + U2-2UT)Kj + UT,(1)

где IJj - напряжение j-ro уровня квантова- ния, составляющего Kj-ю часть от суммы противофазных напряжений Ui и U2,

UT - IrRon,

где it - ток фотоприемника 6, работающего в темновом режиме;1

Ron - величина опорного резистора 12.

Противофазные напряжения фотоприемников 4 и 5 обеспечиваемые расположением щелей в щелевой диафрагме 3, суммируются на суммирующем усилителе 7, а на вычитателе 9 из суммы вычитается DT. Это напряжение подается на один из входов резисторного делителя 10. На другой вход резисторного делителя 10 подается напряжение DT с опорного резистора 12. На опорном резисторе 12 формируется значение UT, стабилизированное выходом усилителя 8, которое смещает уровни квантования. На компараторах 13 производится сравнение напряжений, выбранных квантованных уровней с напряжением фотоприемника 4. Пороги срабатывания компараторов 13 таким образом изменяются пропорционально изменению амплитуды сигналов фотоприемников 4 и 5 и их темнового тока фотоприемников. На дешифраторе 14 производится формирование двоичного кода, который поступает на выход преобразователя.

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

Кодированный элемент 2, освещенный источником 1 излучения, перемещается относительно щелевой диафрагмы 3, на фото- приемнике 4 и фотоприемнике 5 формируются противофазные периодически изменяющиеся сигналы Ui и 1)2, сумма кбторых представляется напряжением постоянной величины на выходе суммирующего усилителя 7. На входах резисторного делителя 10 разность потенциалов составляет величину Ui + Da - 2U, так как на один его вход.подается напряжение Ui + Da - UT с вычитателя 9, а на другой - UT с опорного резистора 12, стабили зируемое выходом усилителя 8. Это напряжение делится в соответствии с уровнями квантования на части, определяемые коэффициентами Kj. На выходе компараторов 13 напряжения порогов срабатывания поступают с уче-том вели- чины UT с опорного резистора 12. На компараторах 13 производится выделение квантованных уровней из напряжения фо- топриемника 4, а с выхода дешифратора 14 производится съем выходного кода.

При изменении амплитуды противофазных сигналов соответственно изменяется сумма напряжений на выходе суммирующе- го усилителя 7 и величина порогов срабатывания компараторов 13.

При изменении темнового тока соответственно изменяется напряжение UT на выходе усилителя 8 и на входе вычитателя 9, опорном резисторе 12, что приводит к соответствующему изменению порогов срабатывания компараторов 13.

Таким образом, величина порогоа срабатывания компараторов 13 изменяется при изменении внешних воздействий пропорционально изменению параметров напряжения ,Ui, а переключение компараторов 13 зависит только от величины перемещения кодированного элемента 2, что обеспечивает надежность работы преобразователя.

Формула изобретения Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий усилитель, последовательно расположенные источник излучения, диафрагму со щелью, первый и второй фотоприемники, выходы которых соединены с входами суммирующего усилите- ля, резисторный делитель напряжения.

выходы которого соединены с первыми входами одноименных компараторов, вторые входы которых объединены, а выходы сое/ динены с входами дешифратора, выводы которого являются выходами преобразователя, отличающийся тем, чдаа, с нелью повышения надежнооти преобразователя, в него введены вычита- тель, третий фотоприемник, задатчик напряжения смещения и кодированный элемент, выполненный в виде чередующихся одинаковых по величине прозрачных и непрозрачных участков, а в диафрагме выполнена вторая щель, ширина щелей равна ширине участка кодированного элемента, а расстояние между одноименными сторонами щелей равно нечетному числу участков кодированного элемента, установленного между источником излучения и диафрагмой, третий фотоприемник расположен между щелями диафрагмы, первый и второй фотрпри.емники расположены против щелей диафрагмы и оптически связаны через диафрагму и кодированный элементе источником излучения, выход третьего фотоприемника соединен с входом усилителя, выход которого соединен с первым выводом задатчика напряжения смещения, первым входом резисторного делителя и первым входом вычитателй, выход которого соединен с вторым входом резисторного делителя, выход суммирующего усилителя соединен с вторым входом вычитателя, выход первого фотоприемника соединен с вторым входом одного из компараторов, второй вывод задатчика напряжения смещения соединен с шиной общего потенциала.

15

г

16

Фиг. г

18

П