УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ГРАНИЦ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Советский патент 1973 года по МПК G08C19/24 

1

Изобретение относится к системам преобразования перемещений в цифровые коды.

Известны устройства для регистрации границ периодических сигналов, содержандие логическую схему определения направления перемещения, входы которой подключены к датчикам перемещений, и вентили, выходы которых подключены ко входам реверсивного счетчика.

Известные устройства имеют недостаточную точность.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Для этого в него введены формирователь счетных импульсов и триггер, причем раздельные входы триггера подключены к выходам логической схемы, единичный вход триггера подключен к выходу первого вентиля, а нулевой вход триггера подключен к выходу второго вентиля, один из входов первого вентиля соединен с нулевым выходом триггера, а один из входов второго вентиля соединен с единичным выходом триггера, другие входы вентилей соединены между собой и подключены к выходу формирователя счетных импульсов, входы которого соединены со входами логической схемы.

Изобретение пояснено чертежами.

Иа фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы элементов зстройства; на фиг. 3 а, б - логические схемы определения направления перемещения. Устройство для регистрации границ периодическнх сигналов содержит логическую схему определения направления перемещения 1, формирователь счетных импульсов 2, триггер 3, вентили 4 и 5, реверсивный счетчик 6, пороговые элементы 7 и 8 (см. фиг. 2), дифферейдирующие цепочки 9, 10, 11, 12, логические схемы «И 13, 14, 15 и 16, логические схемы «ИЛИ 17 и 18.

Устройство работает совместно с датчиком перемещений (не показан), который вырабатывает на выходах два периодических сигнала в виде напряжений, сдвиндтых друг относительно друга по пространственной фазе на четверть периода.

В качестве формирователя счетных импульсов 2 используют устройство, сравнивающее между собой по амплитуде выходные напряжения Uj и Uji датчика перемещения.

В моменты равенства этих напряжений (отсчетпое положепие) формирователь 2 вырабатывает на своем выходе счетный импульс напряжения f/2 (фиг. 2).

Независимо от направления перемещения, ие доходя 1/8 периода до появления счетного импульса, логическая схема 1 вырабатывает

на одном из своих выходов «-J- или «-

импульса напряжения t/«+ или U«- соответственно.

Принимается направление, при котором величина перемещения возрастает, правым, а противоположное направление - левым (па фиг. 2 обозначены стрелками П и Л соответственно).

Признаком того, что измерительный элемент датчика перемещается вправо, является наличие импульсов 6«+ на выходе «+, а влево - наличие импульсов U«- на выходе «- логической схемы 1.

Итак, при перемещении измерительного элемента вправо, не доходя 1/8 периода, логическая схема 1 вырабатывает импульс и«+, который, воздействуя на единичный вход триггера 3, установит его в состояние «1. При этом триггер 3 своим напряжением на «единичном выходе откроет вентиль 4.

По прошествии 1/8 периода наступит момент равенства амплитуды напряжений (Уд и UB, который В формирователь 2 вырабатывает на своем выходе счетный импульс.

Последний, как указывалось, поступает на входы вентилей 4 и-5. При этом он проходит только через открытый вентиль 4.

Выходной импульс вентиля 4 поступает па вход «сложение реверсивного счетчика 6 и на нулевой вход триггера.

Под действием указанного импульса содержимое счетчика увеличивается на единицу, а триггер переходит в состояние «О, в котором он напряжением Уз па своем нулевом выходе открывает вентиль 5.

Если из любого положения, в том числе и вблизи отсчетного, начнется реверс измерительного элемента, то счетный импульс пройдет через открытый вентиль 5 и поступит па вход «вычитание счетчика 6 и единичный вход триггера 3.

Выходной импульс i/5 вентиля 5, воздействуя па вход «вычитание счетчика 6, уменьшит его содержимое, а воздействуя на единичный вход триггера, переведет его в состояние «1.

Таким образом, на счетчике не будет происходить накопление ложной информации при любом направлении перемещения измерительного элемента датчика.

Если направление движения сохраняется постоянным, например правое, то всегда перед появлением счетного импульса формируется импульс t/«+ на выходе схемы 1. Этот импульс возвращает триггер в состояние «1 из состояния «О, в которое он был переведен предыдущим счетным импульсом.

При движении измерительного элемента датчика влево импульс U«- на выходе схемы 1 формируется также перед появлением счетного импульса и переводит триггер в состояние «О из состояния «1, в которое он был переведен предыдущим счетным импульсом.

Если для счета границ интервалов используются все точки, в которых амплитуда сравниваемых напряжений равны, то логическая схема 1 может, например, быть выполнена по функциональной схеме, приведенной фиг. 3, а.

Напряжения UA и UB подаются соответственно на входы пороговых элементов 7 и 8, которые из периодических сигналов, имеющих, нанример, треугольную форму, формируют перепады напряжения в тех положениях измерительного элемента, в которых амплитуды напряжений (Уд и UB достигают среднего значения L/cp.

Пороговые элементы 7 и 8 имеют прямой и инверсный выходы, на которых напряжения сдвинуты друг относительно друга на половину периода.

В связи с тем, что напряжения Уд и /в, поступающие на входы пороговых элементов 7 и 8, сдвинуты друг относительно друга на четверть периода, то и напрял епия на одноименных выходах этих элементов также сдвинуты на четверть периода друг относительно друга.

К каждому выходу элементов 7 и 8 подключепы по одной дифференцирующей цепочке 9, 10, И и 12 и по одному входу схемы «И 13, 14, 15 и 16.

При помощи дифференцирующих цепочек

осуществляется формирование остроконечных

импульсов в те моменты времени, когда на

выходах пороговых элементов происходит

резкое изменение напряжения.

При движении измерительного элемента вправо импульсы положительной полярности на выходах дифференцирующих цепочек 10 и 11 появляются тогда, когда соответственно на прямом и инверсном выходах элемента 7 имеются высокие уровни напряжений.

Сигналы с прямого выхода элемента 7 и с выхода дифференцирующей цепочки 10 подаются на входы схемы «И 13, а с инверсного выхода элемента 7 и с выхода дифференцирующей цепочки 11-на входы схемы «И 14. При высоком уровне напряжения на одном из входов схемы «И 13 и появлении импульса положительной полярности на втором ее выходе, на выходе указанной схемы появляется импульс, сигнализирующий о направлении перемещения. Этот импульс подается на вход схе.мы «ИЛИ 17, выход которой является выходом логической схемы определения направления перемещения.

Аналогично работает и схема 14. Однако на ее выходах импульсы появляются с задержкой относительно выходных импульсов схемы 13 на половину периода.

Выходные импульсы схемы 14 также подаются через схему «ИЛИ 17 на выход «+. Появление импульсов на выходе совпадает по времени (и по положению) с моментом формирования границ между уровнями напряжения на выходах элемента 8.

При движении измерительного элемента

влево импульсы положительной полярности

на выходах дифференцирующих цепочек 9 и

12 появляются тогда, «огда соответственно на прямом и инверсном выходах элемента 8 имеются высокие уровни напряжений. Прямой выход элемента 8 и выход дифференцирующей цепочки 9 подключены ко входам схемы «И 16, а инверсный выход элемента 8 и выход дифференцирующей цепочки 12 - ко входам схемы «И 15.

При таком подключении указанных электроэлеыентов к движении измерительного элемента датчика влево на выходах схем «И 15 и 16 будут поочередно появляться импульсы, которые после схемы «ИЛИ 18 поступают на выход к- ЛОГ;;ческой схемы 1 определения направлекия перемещения.

Интервалы следования импульсов на выходе «- равны половине периода, а моменты появления импульсов совпадают с моментами формирования границ измерения уровней напряжений на выходах элемента 7.

На фиг. 3 б приведен вариант логической схемы определения направления перемещения. Она может быть применена в том случае, если счетный импульс вырабатывается формирователем 2 один раз за период, например в точках «а, (фиг. 2), в которых величина равенства напряжений UA и U-B лежит выще среднего значения выходных напряжений.

Логическая схема по фиг. 3 б является упрощенным вариантом схемы по фиг. 3 а.

В схеме по фиг. 3 б не используются инверсные выходы элементов 7 и 8. В связи с этим уменьщается число логических схем «И, число дифференцирующих цепочек и отпадает необходимость в применении логических схем «ИЛИ.

Предмет изобретения

Устройство для регистрации границ периодических сигналов, содержащее логическую схему определения направления перемещения, входы которой подключены к датчикам перемещений, и вентили, выходы которых подключены ко входам реверсивного счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены формирователь счетных импульсов и триггер, причем раздельные входы триггера подключены к выходам логической схе.мы, единичный вход триггера подключен к выходу первого вентиля, а нулевой вход триггера подключен к выходу второго вентиля, один вход первого вентиля соединен с нулевым выходом триггера, а один вход второго вентиля соединен с единичным выходом триггера, другие входы вентилей соединены между собой и подключены к выходу формирователя счетных импульсов, входы -которого соединены со входами логической схемы.