Способ устранения неоднозначности кодирования в волоконно-оптических преобразователях Советский патент 1992 года по МПК G02F3/00 

Изобретение относится к области опто- электроники и может быть использовано в волоконно-оптических преобразователях линейных и угловых перемещений объекта в код.

Цель изобретения - повышение надежности.

Выбор ширины луча , разбиение выходных торцов кодирующих Элементов волоконно-оптического кодирующего устройства (ВОКУ) на группы К уровней, нумерация элементов в пределах каждой группы всех уровней, разводка каждого уровня отдельно в унитарном коде обеспечивают возможность однозначного считывания кода

при изменении ширины светового луча в пределах 2D L Lm.

Очевидно, что произведение чисел элементов одной группы каждого уровня даст общее количество кодирующих элементов ВОКУ.

Исследование функции F d при

i 2

условии

VI CJ СП 1 Ю

N Р С, Ni,

i 2

где Ci - количество элементов в каждой группе i-ro уровня;

К - количество уровней;

N - количество элементов каждой группы первого уровня;

NI - количество кодирующих элементов В ОКУ;

Р - произведение,

показало, что сумма будет минимальной, если С2 Сз ... Ск е. Но поскольку количество элементов в группах - целое число, его выгодно выбрать близким к е, т.е. равным 2 или 3. Сумма С не увеличится, если вместо двух уровней групп по два элемента в группах этих уровней взять один уровень с четырьмя элементами в каждой группе, так как количество элементов в группах можно брать равным 4.

Рассмотрим реализацию способа при максимальной ширине светового луча Lm 6D и количестве кодирующих элементов ВОКУ Ni 1024.

Тогда N {6D/D} + 2 8. Произведение к Р Ci Ni/N 1024/8 128. Разбиваем

i -2

число 128 на произведение, например, чисел 4 и 2: 128 44 42. В результате имеем, что все кодирующие элементы ВОКУ следует разбить на пять уровней групп, причем каждая из групп первого уровня содержит по восемь кодирующих элементов, каждая из групп второго уровня содержит по четыре группы первого уровня, каждая из групп третьего уровня содержит по четыре группы второго уровня, каждая из групп четвертого уровня содержит по четыре группы третьего уровня, а группа пятого уровня содержит две группы четвертого уровня. После нуме-, рации элементов групп всех уровней для каждого уровня отдельно объединяем элементы групп с одинаковыми номерами в отдельные жгуты,

На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа при числе кодирующих элементов ВОКУ NI 1024 и максимальной ширине луча Lm 6D.

Устройство содержит источник 1 света, волоконно-оптическое кодирующее устройство (ВОКУ) 2, на выходе которого пять групп жгутов с восемью жгутами в первой группе, двумя жгутами в пятой группе и по четыре жгута в остальных группах, пять групп фотоэлектрических преобразователей 3, входы которых оптически связаны с выходными жгутами кодирующего устройства, семнадцать двухвходовых схем И 4 с прямым и инверсным входами, подключенных между фотоэлектрическими преобразователями каждой группы таким образом, что прямой вход элемента И был соединен с предыдущим, а инверсный вход- с последующим фотоэлектрическим преобразователем группы, выход первого в группе фотоэлектрического преобразователя соединен только с прямым, а выход последнего только с инверсными входами элемента И 4, и девять схем ИЛИ 5, входы которых определенным образом в соответствии с двоичным кодом соединены с выходами схем И 4. Устройство работает следующим обра0 зом.

Световой луч от источника 1 освещает от двух до семи входных торцов кодирующих элементов ВОКУ 2, так как в процессе работы могут быть освещены пять квантов

5 полностью и два кванта частично, Оптические сигналы появляются на равном количеству освещенных входных торцов кодирующих элементов количестве жгутов, принадлежащих первому уровню, и на одном или

0 двух жгутах каж дой из групп жгутов, соответствующих остальным уровням. На фотоэлектрических преобразователях 3 оптические сигналы преобразуются в электрические. Таким образом, получают на пяти

5 rovnnax фотоприемников пять неоднозначных унитарных кодов. На выходах логических схем И 4 получают пять однозначных унитарных кодов. Логические схемы ИЛИ 5 преобразуют пять однозначных унитарных

0 кодов в двоичный код, причем выход j-ro элемента ИЛИ является выходом j-ro двоичного разряда.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении на5 дежности преобразования при снижении технологических и эксплуатационных требований за счет устранения неоднозначности кодирования в условиях изменяющейся ширины светового луча и шага квантования.

0Формула изобретения

Способ устранения неоднозначности кодирования в волоконно-оптических преобразователях, при котором предварительно разбивают входные торцы кодирующих

5 элементов на входные группы и нумеруют их в пределах каждой группы, объединяют волокна кодирующих элементов, принадлежащих элементам групп с одинаковыми номерами, в жгуты, число элементов N в

0 каждой из входных групп выбирают исходя из условия N {Lm/D} + 2, где Lm - максимальная ширина луча, D - ширина входного дискрета кодирующего элемента, { } - ближайшее большее целое число, считывают

5 код с полностью освещенного дискрета, ширину светового луча выбирают больше удвоенной ширины дискрета, а затем освещают входные торцы световым лучом, преобразуют полученные оптические сигналы в электрические и логически обрабатывают код, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности, разбивают входные торцы кодирующих элементов на группы К уровней, причем элементами групп первого уровня являются выходные торцы отдельных последовательно расположенных кодирующих элементов, а элементами групп каждого следующего уровня - последовательно расположенные группы предыдущего уровня, при этом число элементов в

0

группах выше первого уровня выбирают равным двум, трем или четырем, затем нумеруют элементы в пределах каждой группы всех уровней, объединяют волокна кодирующих элементов, принадлежащих элементам групп с одинаковыми номерами, в жгуты и осуществляют логическое преобразование неоднозначных унитарных кодов в К однозначных унитарных кодов, после чего формируют из них требуемый код.

Изобретение относится к оптоэлектро- нике и может-быть использовано в волоконно-оптических преобразователях линейных и угловых перемещений в код. Целью изобретения является повышение надежности преобразования. Цель достигается тем, что в качестве элементов групп каждого следующего уровня преобразования используют последовательно расположенные группы предыдущего уровня, при этом число элементов в группах выше первого уровня выбирают равным двум, трем или четырем, нумеруют элементы в пределах каждой группы всех уровней, объединяют волокна кодирующих элементов, принадлежащих элементам групп с одинаковыми номерами. В жгуты логически преобразуют полученные на выходе волоконно-оптического кодирующего устройства К неоднозначных унитарных кодов в К однозначных унитарных кодов, после чего формируют из них требуемый код. 1 ил.

Ф з.