МКОГОКАНАЛЬМЫЙ ДЕКОДИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ «ЦИФРОВОЙ код - УГОЛ ПОВОРОТА ВАЛА» Советский патент 1967 года по МПК G05B19/00 H03M1/66 

Известны многоканальные декодирующие преобразователи «цифровой код - угол поворота вала, содержащие генератор тактовых иынульсов, распределительное устройство, буферные запоминающие регистры с дополиительными триггерами, преобразователь «код - напряжение, грубый и точный коммутаторы каиалоБ, дешифратор каналов, формирователи, триггеры, ключи, схемы «Р1, исполнительные двигатели с силителем, линии задержки и линейные нотенциометры.

Предложенное устройство отличается тем, что в нем буферные запоминающие регистры с дополнительными триггерами соединены последовательно между собой, шииы ечитывания каждого регистра соединены со входами считывания ячеек регистра неносредствепно, а с дополнительным триггером - через линию задержки, и связаны е выходом своей трехвходовой схемы «И, первый вход которой соединен с прямым плечом дополнительного триггера, второй вход связан с обратным плечом дополнительного триггера следзющего регнетра, а в последнем регистре подключен к обратному плечу триггера состояния преобразователя «код - папряжение ; третий вход соединен с одним из выходов распределительного Зстройства; выход последнего буферного запоминаюидего регистра связан со входами преобразователя «код - нанряжение и дешифратора каналов, причем последний соеди нен с грубым и точным коммутаторами каналов. Один из входов усилителя связан с вы ходом преобразователя «код - напряжение, а другой через точный коммутатор соединен с линейными потенциометрами. Вход формирователя импульса конца нреобразования связан с выходом усилителя, а выход - со сбросовыми входами преобразователя «код - напряжение и его триггера состояния и дешифратора каналов.

Это позволяет упростить устройство, увеличить его пропускную способность и устранить потери информации.

На фиг. 1 представлена функциональная схема многоканального декодирующего преобразователя; на фиг. 2 - схема линейного декодирующего преобразователя.

Генератор тактовых импульсов (ГТИ) непрерывпо генерирует последовательность опорных имнульсов для синхронизации работы всех узлов и элементов многоканального декодирующего преобразователя.

Распределительное устройство (РУ) выполнено на основе многофазного мультивибратора в ждущем режиме. От каждого импульса с ГТИ на выходах РУ 1-5 последовательно возникают импульсы, после чего РУ возвращается в исходное состояние до прихода еледующего запускающего импульса с ГТИ.

Преобразователь «код - амплитуда напряжения переменного тока (ПК.Н) представляет собой сетку прецизионных омических сопротивлений R - 2R, коммутируемых транзисторными переключателями, которые управляются триггерами . Если насыщение транзисторов достаточно велико, полярность опорного переменного напряжения практически не сказывается на работе переключателей. Наличие «1 (или «О) в каком-нибудь разряде триггера соответствует состоянию глубокого насыщения одного транзистора и отсечки другого. Вследствие этого эталонные сопротивления каждого разряда будут подключаться к верхней или нижней щине источника опорного напряжения. Выходное напряжение /„кн пропорционально записанному в триггерах коду, а фаза (Упка определяется состоянием триггера знака Тзн При сброщенном на нуль триггерном регистре выходная шина ПК.Н имеет потенциал «земли.

Дещифратор каналов (ДШК) состоит из триггерного регистра, в который записывается код адреса канала, и диодной матрицы. Каждой входной кодовой комбинации соответствует возбужденное состояние одной из выходных щин.

Точный коммутатор каналов (ТК), содержащий группу ключей /Ci, Ks-, Кт, коммутирует напряжение обратной связи с потенциометров для подачи его на вход усилителя следящей системы в соответствии с кодом адреса канала, записанным в регистре ДШК. Если регистр сброщен, выход Т К. «заземляется (ключ /С включен).

Грубый коммутатор каналов (ГК), состоящий из ключей KB, Kg..., Ki3, распределяет напряжение, поступающее на его вход с усилителя, по соответствующим исполнительным двигателям. В отличие от ТК данный коммутатор может не обеспечивать точной передачи напряжения, так как возможные ослабления последнего компенсируются увеличением коэффициента усиления усилителя следящей системы.

Формирователь импульса конца преобразования (ФКП) представляет собой устройство, сигнализирующее об окончании преобразования. Импульс с выхода схемы вырабатывается в тот момент, когда двигатель полностью остановился и можно переходить к преобразованию следующего кода. ФКП приводится в действие в момент начала преобразования, когда на него подается разрешающий потенциал с триггера На вход Ф/СЯ поступает напряжение с выхода усилителя. Как только это напряжение станет меньще некоторой пороговой величины, устройство срабатывает. По окончании преобразования триггер перебрасывается и блокирует ФКП.

Для хранения кода числа и кода адреса служат буферные регистры, построенные на феррит-транзисторных ячейках с двумя входами для записи и считывания и одним выходом.

«И - схемы совпадения. Вход с точкой соответствует потенциальному входу, со стрелкой - импульсному.

С выхода цифровой управляющей машины (ЦУМ) на входные зажимы многоканального декодирующего преобразователя поступают в параллельной форме кодограммы следующего состава: код числа, подлежащий цифроаналоговому преобразованию, код адреса

исполнительного двигателя ИД н признак кодограммы - константа «1.

На фиг. 1 и 2 код числа в целях упрощения представ. питью разрядами, включая знаковый, которые записываются в ячейках Я1-

Яд. Код адреса канала записывается в ячейках Яа - Яв- Признак кодограммы записывается в дополнительную ячейку регистра в триггер Г доп.

Описываемый МДП предназначен для обслуживания щести исполнительных двигателей.

Работу преобразователя мы начнем рассматривать с того момента, когда из ЦУМ поступает первая кодограмма, а ПКН и все

регистры свободны. Поскольку рассматривается общий случай, когда кодограммы из ЦУМ прибывают в случайные моменты времени (для случая асинхронных ЦУМ, работающих по гибкой программе), необходимо обеспечить обслуживание их в порядке поступления и хранения, если в данный момент ПКН занят.

Длительность преобразования также является случайной величиной, так как с одной

стороны она зависит от значностн кода, а с другой стороны на нее влияет нестабильность усиления в уснлителе следящей системы.

Существует ноложнтельная вероятность того, что до окончания преобразования одного

кода из ЦУМ поступят кодограммы, соответствующие всем остальным ИД. Чтобы кодограмма не была потеряна и не получила отказ, она должна быть помещена в отдельный регистр. «Очередь образуется также в том

случае, когда поток кодограмм детерминирован (для ЦУМ с жестким циклом работы), а длительность преобразования - случайная величина с некоторым законом распределения.

Итак, после записи кодограммы в первом регистре триггер Гдод разблокирует вентиль «И, и после прихода импульса с выхода «5 РУ на выходе схемы «И возникает импульс считывания, который переписывает содерл имое первого регистра во второй регистр. При этом первый регистр автоматически очищается. Импульс считывания поступает также на вход линии задержки (л. з.) и через некоторую задержку, достаточную для окончательного формирования импульса считывания, сбрасывает триггер Г доп. Таким образом, первый регистр готов к приему следующей кодограммы. Поскольку на потенциальные входы схемы совпадений второго регистра нодап.теча его триггера и обратного плеча триггера Т„о„ третьего регистра, с приходом импульса с РУ кодограмма из второго регистра переписывается в третий, а триггер Гдоп второго регистра сбрасывается. Апалогично осуществляется перезапись из третьего регистра в четвертый и пз четвертого в пятый.

При считывании содержимого пятого регистра кодограмма разделяется: код числа вместе со зпакоы поступает в ПКН, а код адреса ИД - в ДШК. Как видно из фиг. 1, такая операция возможна, если схема «И пятого регистра не блокируется его триггером Тдоп и триггером п,(н Последпий является триггером состояи1 я ПКН, он блокирует схемы И пятого регистра, если ПКН занят, т. е. преобразование предыдущего кода еще не закончилось. Блокировка схемы «И триггером Гдоп пятого регистра исключает возможность холостого считывания, когда кодограмма в ячейках не записана, ио ПКН свободен.

Импульс с выхода схемы «И устанавливает триггер /ПКН «Ь. Это значит, что ПКН занят. При этом ириводится в действие схема ФКП, задающая длительность преобразования. Собственно цифроаналоговое преобразование сводится к следующему. Пусть корректирующий код относится к двигателю Д. Тогда с выхода ПКН на один вход усилителя переменного тока подается напряжение, пропорциональное коду, а на другой вход усилителя через ТК (ключ Ki открыт) подается напряжение обратной связи с прецизионного мпогооборотного потенциометра, связанного через редуктор с валом двигателя Д. Напряжение рассогласования усиливается и через ГК (открыт ключ /Сз) подается на управляющую обмотку Д. Двигатель приводится во вращение и через редуктор перемещает движок потенциометра, выбирая имеющееся рассогласование. По окончании отработки, когда двигатель остановится, можио переходить к обслуживанию следующей кодограммы.

Работа ФК.П сводится к следующему. Как только имнульс считывания содержимого пятого регистра установит триггер Гпкн в «1, ФКП разблокируется и переходит в рабочий режим. Теперь па его вход поступает переменное напряжение с выхода усилителя следящей системы. В нервое время, когда рассогласование велико, с выхода усилителя поступает напряжение максимальной амплитуды, соответствующее насыщенному состоянию усилителя. По мере уменьшения рассогласования амплитуда уменьшается, нока не окажется меньше напряжения трогания двигателя. Этот момент совпадает со времепем полной остановкп двигателя, а на выходе ФКП возникает импульс окопчаиия преобразования.

Во время самого преобразования триггер Гпкн блокирует схему «PI, предотвращая считывание информации из пятого регистра до момента окончания преобразования. По окопчапии преобразования триггер T„к перебрасывается и блокирует схему ФКП. Заметим, что импульс с выхода Ф/СЯ одновременно с перебросом в «О триггера Гпкн очищает приемные регистры ПКН и ДШК.

Теперь схема «И последиего регистра разблокирована по одному из потенцнальных входов, и система готова к следующему нреоб)азованию.

Рассмотрим теперь некоторый установивнл йся режим, когда ПКН занят и часть кодограмм вынуждена «простаивать в очереди. Допустим, что новая кодограмма поступает из ЦУМ в тот момент, когда ПКН занят, а в пятом и четвертом регистрах кодограммы ждут своей очереди. В этом случае вповь поступившая кодограмма, продвигаемая импульсами с РУ, беспрепятственно дойдет до третьего регистра и остановится, так как четвертый регистр уже занят, и триггер Гдоп четвертого регистра блокирует схему «И, исключая

продвиженне информации из третьего регистра. В таком состоянии устройство будет пребывать до тех пор, пока не поступит сигнал «//пЯ свободен. Тогда имцульс с выхода «1 РУ нанравит код из пятого регистра на

отработку. Так как пятый регистр теперь свободен, то его триггер разблокирует схему «П четвертого регистра, и импульс с выхода «2 РУ, следующий с пекоторой задержкой отиосительно имиульса «I, перепишет информацию из четвертого регистра в пятый. Аналогично пмпу..ьс с выхода «3 РУ перепишет кодограмму из третьего регистра в четвертый, после чего продвижение прекратится до поступления новой кодограммы или дг

момента- окончания преобразования.

Предмет и з о б р е т е и и я

Мпогоканальный декодирующнй преобразователь «цифровой код - угол поворота вала, содержащий генератор тактовых импульсов, распределительное устройство, буфериые запомипаюндие регистры с дополнительными триггерами, преобразователь «код - напряжение, грубый и точный коммутаторы каналов, дешифратор каналов, формирователи, триггеры, ключи, схемы «И, исполнительные двигатели с усилителем, линии задержки и линнейные потенциометры, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, увелпчеиия его пропускной способности н устранения потерь информации, в нем буферные запоминающие регистры с дополнительными триггерами соединены последовательно между собой, шииы считывания каждого регистра соедннены со входами считывания ячеек регистра непосредствепно, а с дополннтельным триггером - через линию задержки, и связаны с выходом своей трехвходовой схемы «И, первый вход которой соединен с пря,1ым плечом дополйптельпого триггера, второй вход связан с обратным плечом дополиптельного триггера следующего регистра, а в последпем регистре иодключеи к обратиому плечу триггера состояния преобразователя «код - на