Преобразователь перемещение-код Советский патент 1975 года по МПК G08C9/00 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для .преобразовяния угла поворота в П1юпорциональное число импульсов с выдачей направления перемещения.

Известны преобразователи перемещение - код, содержащие задающий и чувствительные элементы, элементы совпадени формирователи прямоугольных импульсов, схемы задержки и инвертор. Направление входной оси определяется по С1 гналам двух чувствительных элементов, сдвинутых один относительно другого на четвеверть периода.

Однозначное определение перемещения осуществляется путем сравнения с по- мошью двух схем совпадения пространственного (временного) положения прямо- 1 угольных выходных сигналов одного чувствительного элемента с продиффренцирйванными и сформированными по времени выходными сигналами другого чувс-гйител ного элемента.

Такие преобразователи характеризуютс

пониженными надежностью и точностью j преобразования.

; Для повышения надежности и точности |преоб1эазования в предлагаемый преобра:зователь введены дополнительный инвертор, ;дополнительные элементы совпадения, тряг ;геры, генератор возбуждения, формирователь тактовых импульсов и селектор им;пульсов, причем выход одного чувстви:тельного элемента подключен к первым

входам двух других элементов совпадения .(ВХОД дополнительного инвертора соединен выходом другого чувствительного элемента, вторые входы элементов совпадения подключены к выходам инверторов, а

15 третьи входы - к первому выходу рователя тактовых импульсов, вход котоiporo подключен к выходу генератора возj буждения, соединенного с задаюшим элементом, выходы элементов совпадения

20 соединены с входами первых триггеров, выходы которых подключены к ооннм вх«; |Дам селектора импульсов, и нспосредст|венно ;.. через цепочки последовательно соединенных групп элементов со&25

падения и вторых триггеров подклюгены входам втирых групп элементов совпадения, выходы которых соединены с входакп селектора иктульсоБ, второй выход фоммирователя тактовых импульсов пoдключe к соответствующим входам первых групп элементов совпацения.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого преобразователя перемещение-код..

Преобразователь состоит из задающего элемента 1, чувств ительных элементов 2 и 3, инверторов 4 и 5, генератора возбуждения 6, формирователя тактовь х импульсов 7, элементов совпадения 18-19, триггеров 2О-23 и селектора импульсов 24.

Выход генератора 6 соединен с входом синусно-косинусного задающего элемента 1 и входом формирователя 7. Информация о перемещении задагбшего элемента считывается чувствительными элементами 2 и 3, выходные сигналы которых сдвин ты один относительно другого на четверть периода.

Выходы чувствительных элементов 2 и 3 непосредственно и через инверторы 4 и 5 соединены с первыми и вторыми входами элементов совпадения 8-11 соответственно, третьи входы которых связаны с первым выходом формирователя 7. Выходы элементов совпадения 8 и 9 соединены с входами триггера 20, а выходы элементов совпадения 10 и 11- с входами триггера 21.

Выходы триггера 2О соединены с первыми входами элементов совпадения 12,

13,16, 17, а выходы триггера 21 - с первыми входами элементов совпадения

14,15, 18; и19. Выходы т .-литеров 20 и 21 соединены также с входами определения направления вращения селектора 24. Вторые входы элементов совпадения 14-17 подключены ко второму выходу формирователя 7. Выходы элементо совпадения 12 и 13 соединены с входам триггера 22, а выходы элементов совпадения 14 и 15 - с входами триггера 23 Выходы триггера 22 соединены со вторыми входалш элементов совладения 18

:и 19. Выходы элементов совпадения 16 - 19 соединены с входами р пределе1гия импульсов приращения селектора24 : Преобразователь работает следующим образом. . ... .

Переменное напряжение с генератора возбуждения 6 подеется в качестве напряжения пнташш на синусно-косйнусный аадающнй элемент i, информация о переме- щвннн которого считывается двумя чувсувитальными элементами 3 и 2. Выходные сигналы ч -вствительных элементов

3 и 2 сдвинуты один относительно другого на четверть периода. Для синхронизапии работы преобразователя и нормальной его работы переменное напряжение с генератора возбуждения 6 подается на вход формирователя 7, формирующего две импульсные тактовые последовательностн, синхронные с частотой напряжений г-енератора возбуждения 6. Импульсы тактовых последовательностей сдвинуты один относительно другого на половину периода. Таким фазовым соотношением

|имп льсных тактовых последовательностей между :обой достигается надёжное функционирование логических элементов преобразователя.

- Многократное переключение гувствительных элементов 2 и 3 устраняе1х;я ,в предлагаемой преобразователя совместной обработкой выходных сигналов, так как при многократном переключении одного чувствительного элемента на границе квантованного участка на выходе другого чувствительного элемента сохраняется уровень напряжения, ус- тановившийся; при предыдущем переклю(Чении. Для этого сигналы чувствительных элементов 3 и 2 инвертируются инверторами 4 и 5 и взаимно инверсные сигналы чувствительных элементов и инверторов подаются на входы элементов совпадения 8-11, которыми производится логическое умножение перепадов напряжений, соответств тощнх по ложительным и отрицательным полуволнам огибающих сигналов каналов задающего элемента 1. По выходным сигналам элементов совпадения 8, 9 и 10,11, поступающим на входы триггеров 20 и 21 соответственно, производится формирование двух перепадов напряжения, сдвинутых на 90 эл.град. Фронты выходных сигналов триггеров 2О и 21 соответствуют фронтам выходных сигналов чувствительных элементов 2 и 3, ;но при этом исключается возможное многократное переключение на фронте.

Элементами совпадения 12 - 15 и 16 - 19 и триггерами 22 и 23 произ.во дате я логическое формирование импуль- ,сов, соответствующих фронтам потешшальных перепадов триггеров 20 и 21. Это формирование импульсов ь предлагаемом преобразователе основано на ло- , гичоском умножении двух сдвинутых по времони потендиапьных перепадов. Сдвиг

п(репадов достигается эа счет соответс Вйя фронтов перепадов напряжения сдвинутым синхронным последовательностям импульсов, которые формируются формирователем тактовых импульсов. Поэтому выходные сигна 1ы триггеров 2О и 21 подаются на первые входы элементов совпадения 12, 13 и 14, 15, на вторые вхды которых поступают импульсы второй поледовательнсюти тактовых, и по выходным сигналам элементов сойпаце- ния 12, 13 и 14, 15 производится формирование двух перепадов напряжения триггерами 22 и 23. Непосредственное формирование импульсов производится на ;элементах совпадения 16 - 19, на первые входы которых поступают сигналы с единичных и нулевых плеч триггеров 20 и 21, а на вторые входы - сигналы С нулевых и единичных плеч триггеров Й2 23. Кроме того, входные сигналы jC обоих плеч триггеров 20 и 21 поступают на входы определения направления .вращения селектора 24, на входы распределения импульсов пpиpiaщeння котоiporo nocTyitaloT сигналы с выходов элементов совпадения 16 - 19.

Селектор 24 производят однозначное определение направления вращения входного вала и распределение, в зависимост }от этого, импульсов приращения угла по каналу прямого или обратного вращения. Определяется это фазовыми соотношениями между каналами задающего элемента 1, которым соответствуют фазы вы;ходных сигналов чувствительных элементов 2 и 3, и следовательно, фазы выходных сигналов триггеров 20 и 21. Знак фазового сдвига определяется путем сравнения положения фронтов перепадов напряжения одного канала относительно

:устасоБИвшихся перепадов напряжения другого канала, и наоборо.

Пpeдмet Изобретения

Преобразователь перемещение-код, содержащий задающий элемент, пувствиIтельные элементы, один из которых подключен к входу первого инвертора, а Другой - к первым входам первых двух |9лементс Б совпадения, отличающ и и с я тем, что, с пелью повышения надежности и точности преобразования, IB него введены дополнительный инвертор, I дополнительные элементы сомгадения, триггеры, генератор возбуждения, формирователь тактовых ямпупьеов и селектор

, импульсов, причем выход одного чувствительного элемента подкпючен к nepisuM входам Двух других элементов совпадения, ;вход дополнительного инвертора соединен с выходом другого чувствительного элемента, вторые входы элементов совпадэния подключены к выходам ишюрторов, а третьи входы - к первому выходу формйрователя тактовых импульсов, вх : KQTO; рого подключен к выходу генератора возбуждения, соединенного с задающим эл ;ментом, выходы элементов совпадения соединены со входами первых триггеров, : выходы которых подключены к одним вхомхам селектора импульсов и непосредствен но и через цепочки последовательно соединенных первых групп элементов совпадения вторых триггеров подключены ко входам вторых групп элементов совпадения, выходы которых соединены со входами селектора импульсов, атюрой выход формирователя тактовых импульсов подключен к соответствующим входам первых групп элементов совпадения.

tt