СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ Советский патент 1964 года по МПК H03M1/22 G01B7/30 

Известны способы повышения разрешающей способности преобразователей углового и линейного неремеш,ения в цифровой код с бесконтактным съемом сигналов в коде Грея.

Предложенный способ отличается от известного тем, что с последней дорожки, помимо основного кодового импульса, по минимальному и максимальному значениям сигнала с чувствительного элемента формируют еоле дза имнульса, суммируют их и результат принимают за младший разряд цифрового кода. Это обеспечивает повышение разрешающей способности преобразователей без увеличения кодовых дорожек.

Сущность предложенного способа заключается в следующем. С фотодатчиков, размещенных за щелью, ширина которой принята максимально возможной при циклическом кодировании, т. е. равной половине градации младшего, I разряда, при освещении маски и движении последней в сторону возрастания кода (справа налево) или, соответственно, движении диафрагмы слева направо, будут сниматься сигналы. Наличие щелевой диафрагмы обусловливает переходные процессы от двоичного нуля к единице и наоборот, ширина которых равна ширине диафрагмы. Так как последняя равна половине градации I разряда, то сигнал с фотодатчика этой кодовой зоны в идеальном случае имеет цереходную

зону (по линейной величине перемещения), равную горизонтальным участкам, принятым за двоичный нуль и единицу.

Сигналы с фотодатчиков необходимо формировать в прямоугольные, причем для обеспечения точности съема за зону перехода выбирается половина алшлитуды сигнала.

В предлагаемом способе сигнал с фотодатчика I разряда, нанесенного на кодированный элемент, подается, кроме формирователя по среднему уровню сигнала, еш,е на два формирователя. Один из них настроен таким образом, что выдает сигнал, соответствующий двоичной единице при напряжениях с фотодатчика, превышающих минимальный уровень сигнала (о,„цн) с последнего, а другой формирует единицу Лишь при достижении сигналов с фотодатчика максимального амплитудного значения ()

Сформированные таки.м образом сигналы подаются на схему полусумматора, которая в случае совпадения величин сигналов (нули или единицы) выдает двоичный нуль; если же сигналы не совпадают, то на выходе -- единица:

ВходыВыход Выходной сигнал схемы полусумматора в этом случае получается в виде зоны разряда на единицу меньшего веса, чем младший разряд с формирователя. Этот сигнал и принимается за младший разряд преобразователя (I разряд), а все остальные разряды соответственно увеличивают свой вес: первый разряд становится II, второй - П1 « т. д. Таким образом с. кодовой маски циклического кода при п кодовых дорожек и таком же количестве фотодатчиков, можно получить двоичных разрядов -на единицу больше, чем при обычном съеме информации без увеличения габаритов и изменения всех других параметров цифратора. Аналогичное рассуждение можно привести для масок, нанесенных на кодированные диски. Следует помнить, что в этом случае зона младшего разряда располагается на наибольтем диаметре, старшего - на наименьшем диаметре. Обычно щель делается прямоугольной и щирина ее для правильного считывания информации определяется по старщему разряду. В этом случае ширина щели будет меньще соответствующих линейных величин угловой градации в, каждом разряде, причем с увеличением диаметра эта разница увеличивается. Благодаря этому зона переходного процесса при движении к периферии диска становится меньще по сравнению с мельчайщими градациями в каждом разряде, что приближает форму сигнала к прямоугольной. В кодирующем устройстве по предлагаемому способу можно применять щель как клиновидной так и специальной формы. В последнем случае над зоной I разряда щирина щели должна быть равна половине градации этого разряда {половине прозрачного или непрозрачного сегмента), а в других разрядах щель должна иметь ностоянную ширину, выбираемую как и по старшему разряду кодированного диска. Такая щель позволяет уменьшить переходные процессы во всех разрядах, кроме 1, в то время как для I разряда соблюдается необходимое условие, сформулированное ниже. При формировании сигнала нужной формы требуется соблюсти условие получения кода (I разряда), которое выражается как а1 - а2 аз. При этом для формирования по верхнему уровню выбирается напряжение УЬ а для формирователя по нижнему уровню напряжение УЗ. Точность выдачи I разряда зависит от постоянства амплитудных значений сигнала фотодатчика I разряда, а также стабилизации рабочих точек формирователей. При этом амплитудные значения сеетовых сигналов фотодатчика I разряда значительно больше, так как площадь окна щелевой диафрагмы над I разрядом будет больще, чем для любого другого разряда. В связи с введением младшего, I разряда, т. е. увеличением разрешающей способности преобразователя, величина мельчайшей градации становится равной половине величины градации бывшего I разряда. Из этого следует, что допуск на градации линейной маски, как и угловой допуск на края сегментов кодированного диска, выбирается из требований. накладываемых на датчик с д-j-l количеством разрядов. Ширина прямоугольной части щелевой диафрагмы берется в два раза меньще, чем диафрагма для диска с п разрядами. Предмет изобретения Способ повышения разрешающей способности преобразователей углового и линейного перемещения в цифровой код с бесконтактным съемом сигналов в коде Грея, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности без увеличения кодовых дорожек на диске, с последней дорожки, помимо основного кодового импульса, по мини.мальному и максимальному значениям сигнала с чувствительного элемента формируют еще два импульса, суммируют их и результат принимают за младший разряд цифрового кода.