ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ «ПЕРЕМЕЩЕНИЕ —ФАЗА» Советский патент 1969 года по МПК H03M1/28 

Известны фотоэлектрические преобразователи «перемещение - фаза, содержащие источник света, оитические растры, фотоприемники, усилитель с регулируемым коэффиииентом усилепия, модуляторы, суммирующие устройства, сравнивающее устройство, устройство для определения полуразности максимальных и минимальных значений напрял ений, устройства для оиределения иолусуммы максимальИых и минимальных напряжений, преобразователи «напряжение - код и «код - наиряжение.

Однако точность преобразования известных преобразователей зависит от стабильности характеристик фотоприемннков, источника света, от паразитной засветки фотоприемников.

Предлагаемый преобразователь имеет повып1енную точность преобразования.

Это достигается тем, что в нем к выходу одного фотоприемника подключены последовательно сравнивающее устройство и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. К выходу другого фотоприемника подключены параллельно сравнивающее устройство и устройство для определения полуразиости максимальиых и мииимальных значений выходных наиряжений фотоприемников на щаге растра. Между выходами фотоприемников и вычитающими входами сравнивающих устройств включены устройства для определения

полусуммы максимальных и мииимальных зиачеи Й выходных напряжений фотоприем1И1КОВ на шаге растра. Выходы усилителя и устройства для оиределения полуразност максимальных и мпнпмальных значе;пи фотоприемников подсоединены ко входам сравнивающего устройства, которое подключено к управляющему входу усилителя через последовательно соединенные преобразователи «наиряжеиие - код и «код - напряжение.

На чертеже изображена блок-схема описываемого преобразователя. Преобразователь содержит источник света

1, оптическую систему 2, измерительный растр 3, связанный с иодвижиым органом, перемещение которого подлежит преобразоваиию в фазу, два неподвижных растра 4 и 5, дающие в соиряжении с растром 3 синусоидальные и кос1и-1усоидальные характеристики ирозрачности от перемещенпя. Фотоириемная часть преобразователя содержит два фотоириемника 6 и 7, три аналого-цифровых иреобразователя 8, 9 и 10, четыре рег;1стра 11-14, три сумматора 15, 16 и 17, четыре преобразователя «код-аиалог 18-21, два вычитающих устройства 22 и 23, усилитель 24 с регулируемым коэффиииеитом усиления схему сравнения 25, модуляторы 26 и 27, сумУстройство работает следующим образом.

Световой поток источника света 1 расщепляется при помощи оптической системы 2 па два потока, которые, пройдя сквозь растровые сопряжения 3-4 и 3-5, попадают па фотоприемпики 6, 7.

Выходпые напряжения фотоприемипков поступают на входы аналого-цифровых преобразователей 5, 9 и на входы вычитающих устройств 22, 23. В моменты экстремумов входных напряжений выходиые коды аналого-цифровых преобразователей запоминаются в регистрах памяти //-14. В регпстрах памяти 11, 13 запоминаются коды, соответствующие максимальным значениям входных напряжений, а в регистрах памяти 12, 14 - миипмальным значениям. Выходы регистров соединены со входами сумматоров 15-17 так, что на выходе сумматоров 15, 16 получается к;од суммы слагаемых кодов, .а на, выходе сумматора 17 - код разности входных кодов. Выходные коды сумматоров 15, 16 подаются на входы преобразователей «код-аналог 18, 19, на выходах которых получаются наиряжения, равные но величиие средиеарифметическим максимальных и минимальных напряжений фотоприемников. Эти напряжения равны действительным значениям ностоянной составляющей напряжений фотоприемников и поступают на входы вычитающих устройств 22, 23.

Таким образом, комплекс устройств 8, 9, 11-16, 18, 19 служит для определения постоянных составляющих напряжений фотоприе.мников, равных среднеарифметическим максимальных н минимальных значений напряжений фотоприемпиков на шаге растра.

Выходное напряжение вычитающего устройства 22, содержащее гармоническую составляющую напряжения фотоприемника 6, поступает на вход уснлнтеля 24. Выходное напряжение усилителя 24 поступает на вход модулятора 26 и на вход схемы сравнения 25, па второй вход которой подается напряжение с преобразователя «код-апалог 20, которое соединено с сумматором 17, т. е. напряжение да втором входе схемы сравнения равно амплитуде гармонической составляющей папряжения фотонриемника 7. В момент экстремума напряжения фотонриемника 6 аналогоцифровой преобразователь 10 преобразует нанряженне, равное разности входных напряжений схемы сравнения, в код, который преобразователем «код-аналог 21 преобразуется в сигнал управления коэффнциептом передачи усилителя 24. При достижении равеиства входных напряжений схемы сравиения

аналого-цифровой преобразователь 10 отключается от схемы сравнения 25 и выполняет функцпю pcriiCTpa памяти; он хранит значение кода, эквивалентное аналоговому управляющедгу сигналу ус11Л1ггеля 24. Таким образом, ко.мплекс устройств 10, 17, 20, 21, 24, 25 служит для идентификации характеристик фотоприемииков 6, 7. Выходное напряжение выч /тающего устройства 23 подается па вход модулятора 27. В модуляторах 26, 27 амплитуды песущих колебаний, которые сдв ;нуты во времени на четверть периода, модулируются но законам синуса и косинуса от пере.мещения. Устройство 28 суммирует выходные напряжепия модуляторов. Фаза выходного напряжения устройства 28 или его первой гармоники при запитке модуляторов импульсным нанряжением равна искомому перемещенпю при условии, что период растра равен 360 условным единицам.

Предмет н з о б р е т е н и я

Фотоэлектрический преобразователь «перемещение - фаза, содержащий источник света, оптпческие растры, фотонриемники, модуляторы, суммирующне устройства, сравнивающее устройство, усилитель с регулируемым коэффициентом уснления, устройство для определепня полуразности максимальных и мини.мальных значений напряжепнй, ус1ройства для определения полусуммы максимальных и мини.мальиых напряжений, преобразователи «нанряжепие - код и «код-напряжение,

отличающийся тем, что, с целью повышения точиости, в нем к выходу одного фотопрнемника подключепы последовательно сравннвающее устройство и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, а к выходу

другого фотонриемника подключены параллельно сравнивающее устройство и устройство для определения нолуразности максимальных и минимальных значений выходных напряжений фотоириемников на шаге растра н между

выходами фотоириемников н вычитающими входами сравиивающих устройств включены устройства для определепия полусуммы максимальпых и минимальных значений выходных иапрял ений фотоприемников на шаге растра, а выходы усилителя и устройства для определения полуразности максимальных и .лп-шимальных значений фотонриемников подсоедииепы ко входам сравнивающего устройства, которое подключено к управляющему

входу усилителя через носледоватгльно соединенные преобразователи «напряжение- код и «код-нанряжение. 26 Т