ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ«УГОЛ-КОД» Советский патент 1974 года по МПК H03M1/26 H03M1/50 

Изобретение относится к авто.матике и вычислительной технике и может быть использовано для нреобразования аналоговых величин, сводящихся к угловому перемещению в код. Известны фотоэлектрические преобразователи «угол-код, содержащие кодовый диск, по одну сторону которого расположены излучатели, соединенные с выходами блоков управления каналов грубого и точного отсчетов, а по другую- приемная щель канала грубого отсчета и индексная пластина канала точного отсчета против соответствующих фотоприемников, выходы фотоприемников в канале грубого отсчета соединены со входами буферного запоминающего устройства нуль-органы, выходы которых через триггер соединены с первым входо.м вентиля, выход которого соединеи со входом счетчика импульсов, а второй вход - со входом делителя частоты и выходом генератора импульсов, выходы Счетчика имнульсов соединены со входами согласующей логической схемы. Недостатком известных устройств является невысокая точность преобразования, связанная с наличием неоднозначности считывания кода при больнюм количестве разрядов кодового диска. С целью повышения точности преобразования в преобразователь введены дифференциальные схемы, RC-цепочки и нолосовой фильтр, а индексная пластина выполнена с группами щтрихов, взаимно смещенных но углово.му шагу на величину, кратную количеству фотоприемников в канале точного отсчета. Причем выходы фотоприемников канала точного отсчета нонарно подключены через дифференциальные схемы н фазосдвигающие RC-ценочки ко входам нуль-органов, выходы которых соединены с управляющими входами согласующей логическое , выход делнтеля частоты через нолосовой фильтр соединен со входом блока управления канала точного отсчета, а вы.ход согласу ощей логической схемы соединен со входом блока управления канала грубого отсчета. На чертеже приведена функциональная схема преобразователя. Преобразователь работает следу ощим образом. Одной стороны в верхней части кодового диска 1 нанесена кодовая маска 2. Днск 1 закреплен на входном валу 3. В канале грубого отсчета раснололсен измеритель 4 (например, импульсная газоразрядная ламиа), подключенный к блоку управления 5. С другой стороны кодового диска 1 расположена приемная щель канала грубого отсчета 6 и разрядные фотоприемники 7 канала грубого огсчс;а 4, чувствительные поверхности которых каходятся напротив соответствующих дорожек кодового диска 1. Выходы фотоириемников канала груоого отсчета подключены к буферному запоминающему устройству 8.

В нижней части кодового диска i с одной стороны расположены излучатель 9 канала точного отсчета, содержащий оптическую систему iO TJ источник света 11, подключенный к блоку унравления 12, соединенному последовательно через нолосовой фильтр 13 н делитель частоты 14 со входол генератора импульсов 15. С другой стороны кодов01о диска в канале точного огсчета расположены индексная пластина 16, на которой нанесены груниы штрихов 17 (наиример, четыре), фотонриемиики 18 точного отсчета (четыре), которые нонарно нодключены ко входам двух дифференциальных схем 19. Штрихи каждой из четырех групп смещены друг относнтельио друга на величину, кратную количеству фотонрие.мников 18 (на четверть щага штрихов) и расноложены нанроткв штрихов кодовой дорожки младшего разряда. Между выходами дифференциальных схем 19 включены параллельно фазосдвигающие RC-ценочки 20 и 21, средние точки которых подключены ко входам нуль-органам 22. Выходы нуль-органов 22 соединены со входами триггера 23.

Едииичный выход триггера 23 г одключеи к нервому входу венгиля 24-, второй вход которого соединен с выходом генератора и мнульсов 15 и входом делителя частоты 14, а выход иодключен ко входу счетчика импульсов 25.

Выходы счетчика импульсов 25 подключены ко входам согласующей логической схелты 26, выход которой соединен со входом блока управления 5. К уиравляющим входам согласующей логической схемы 26 подключены выходы нуль-органов 22.

Преобразователь работает следующим образом.

С выхода генератора имнул)Сов 15 снимаются нмиульеы с частотой 1гси и поступают lia вход вентиля 24 и делителя частоты 14.

С выхода делителя частоты 14 сни.маются имиульсь с частотой

f -- /ДМ- g,/

где п-число разрядов двоичного счетчика ил1нульсов 25.

Эти имиульсы ностунаю т на полосовой фильтр 13, где выделяется первая гармоника импульсного сигнала. Синусор;дальное напряжение с полосового фильтра 13 поступает на блок управления 12, который управляет излучением источника света 11. Сила света источника света 11 изменяется но закону

/ - /о (1 + /yjs-sinw/),

где Го, ш постоянная составляющая и индекс модуляции излучения.

С номощью оптической системы 10 источник Света И равномерно ocBeniacT кодовую

дорожку младшего разряда диска 1. СветоBoii ноток ;)Т исгочника света, последовательно пройдя кодовьп диск 1 с кодовой маской 2, индексиую пластину 16 со штрихами 17, попадает иа чувстБИтель -:ые поверхности фотонрне:,1ников 8.

С выходов фотопри(;мников снимаются следующие сигналы:

Ф. ф- - фФоХ

Хч j l+./M:).sin i -у- (i -- 1}-г W 1

где ) - чувствитель)-1ость фотонриемников, Ф - световой иоток, падающий на чувствительную поверхность 1-го фотоприемника 18, Фп, Шо - средняя составляющая и индекс модуляции светового нотока, , 2, 3, 4 - но2г фотоирие-мника, и -иространственная фаза, W - угловой шаг штрихов кодовой дорожки младшего разряда диска, ф - угол поворота входного вала.

Напряжения с первого и третьего и второго и четвертого фотоириемников нопарно поступают на входы дифференциальных схем, с выходов которых снимаются напряжения, смещенные отпоенгельно лини11 считывания на

величину.

- - 4

Напряжения поступают на вход нуль-органов 22, которые в момент перехода синусоидальных напряжений через нуль в полож:ительном направлении вырабатывают импульсы. В момент нерехода через нуль напряжевырабатывается

ния, смещенншо иа

импульс, устанавливающий триггер 23 в единичное состояние. При этом открывается вентиль 24 и импульсы с генератора импульсов 15 начинают поступать на счетчик импульсов 25. В Момент перехода через нуль напряжения, смещенного на трщтер 23 устанавливается в нулевое ноложение, тем самым закрывая вентиль 24. Временной интервал, в течение которого открыт вентиль 24, равен

тс

29 - -

---Т.

.

Отсюда число имнульсов N, сосчитанное счетчиком, будет равно

29 - 20 - -.2«

/:,.ел

2т1

или

IF/2

7Я-2

-

2

WI2

2г.

Из последнего выражения видно, что код счетчика импульсов 25 пропорционален углу поворота кодового диска в пределах половиСоставитель Л. Назаркина

Редактор Л. Цветкова Техред Т. Курплко Заказ 2378/13 ЦИИИПИ

Типография, пр. CanjTtob; 2

Корректор Т. Хворова Изд. 1490т . 624Подписное Государственного комитета Сог Министров СССР по делам изобретений и отк.1ытий Москва, Ж-35, Раушская i;af Д- -5