Преобразователь перемещения в код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/00 G08C9/06 

Изобретение относится к аналого-цифровому преобразованию информации и может быть использовано в системах, где с целью управления реальными объектами, выдающими или принимающими информацию в непрерывной форме, используются цифровые вычислительные мащины, а также в устройствах с цифровым выходом.

Известны преобразователи перемещений в код с «двойной щеткой, в котором в каждом разряде, кроме младшего, используются по два чувствительных элемента, расположенных симметрично относительно линии считывания (проходящей через чувствительный элемент младшего разряда) с одинаковым для всех разрядов интервалом, равным ширине градации маски младшего разряда. Таким образом, группа чувствительных элементов, расположенных отлинци считывания в сторону возрастания кода, представляет собой опережающую систему элементов, в сторону убывания - отстающую. Правило считывания кода в этом случае следующее: считывается цифра младшего разряда и в зависимости от того, если в этом разряде «О, то считывание информации производится

с опережающей системы элементов, если с отстающей 1. Преимуществом таких устройств является малое время считывания, обусловленное одновременньш объемом информации во всех разрядах, кроме младщего, наличие одной для преобразователя логической схемы выборки (выбор опережающей или отстающей системы), а также непосредственное получениекода двоичного числа Однако это устройство характеризуется наличием одинакового для всех разрядов весьма малого интервала между чувствительными элементами, величина которого равна щирине градации маски младщего разряда. Так как эта величина для реальных преобразователей очень мала, то преобразователи

5 с «двойной щеткой практически не используются. Наибольшее распространение получили преобразователи с V-образным считыванием. Наиболее близким к изобретению техническим решением является преобразователь перемещения в код, содержащий ко довый элемент с маской двоичного кода, считывающую систему, младший разряд которой содержит ОДИН чувствительный элемент и симметрично раслоложенные .от него чувствительные элементы других разрядов, и блоки обработки информации 2. В этих .преобразователях с V-образным считыванием также в каждом разряде, кроме младшего, используются по два чувствительных элемента, расположенных симметрично относительно линии считывания (проходящей через чувствительный элемент младшего разряда), однако в них интервалы между чувствительными элементами в разрядах разные и равны ширине градации маски предыдущего, более младшего разряда, т. е. с увеличением номера разряда интервал между элементами увеличивается вдвое. Съем сигналов, за исключением младшего разряда, производится с одного из чувствительных элементов пары в соответствии со следующим правилом: если в данном разряде считай «О кода, то в следующем, более старшем разярде, считывание осуществляется с опережающего (в сторону возрастания кода) чувствительного элемента, если «I - то с отстающего элемента. Таким образом, значение цифр числового кода выбирается последовательно. Схемы обработки информации представляют собой логические схемы выборки отстающего или опережающего чувствительного элемента в каждом разряде в зависимости от значения кода («О или «1) в предыдущем разряде, т. е. на вход каждой логической схемы выборки данного разряда подключен выход схемы выборки предыдущего (более младшего) разряда. Число схем выборки на одну меньще количества двоичных разрядов преобразователя. Достоинство преобразователей с V-образным считыванием заключается в том, что величина допуска на ошибки в разрядах увеличивается вдвое с возрастанием номера разряда. Эти известные преобразователи характеризуются большим временем считывания, обусловленньш последовательным выбором информации с одного из двух считывающих элементов в каждом разряде, и необходимостью использования многих (на единицу меньших числа двоичных разрядов) логических схем выбора чувствительных элементов в каждом разряде. Целью изобретения является повышение быстродействияи упрощение схемы. В предложенном преобразователеэто достигается тем, что в нем чувствительные элементы с одинаковым интервалом расположения объединены в группы, интервал расположе-ния чувствительных элементов в каждой группе равен половине щага кода последнего разряда предыдущей группы, число блоков обработки информации равно числу групп, управляющий вход последующего блока обработки информации соединен с выходом последнего разряда предыдущего блока. Кроме, того, в преобразователе чувствительный элемент выполнен фотоэлектрически, и перед -Каждым чувствительным элементом разме4щены диафрагмы с интервалом, кратным Шагу кода данного разряда . На фиг. 1 представлена схема расположения чувствительных элементов, т. е. считывающая система; на фиг. 2 - блок-схема предложенного преобразователя. Считывающая система размещена на кодовом диске (на чертеже не показан) с маской двоичного кода. В качестве примера показана маска десятиразрядного обыкновенного двоичного кода и одно из возможных расположений групп чувствительных элементов. Цифрой 1 обозначен чувствительный элемент первого (младшего) разряда, цифрами 2, 3, ... 10 обозначены опережающие чувствительные элементы соответствующих разрядов: 2, 3,... 10- отстающие чувствительные элементы, I, II и III - группы чувствительных элементов, имеющих одинаковый интервал расположения. Предложенный преобразователь перемещения в код содержит чувствительный элемент 1 первого (младщего) разряда, опережающие чувствительные элементы 2, 3, ... 10, соответствующих разрядов, отстающие чувствительн.ые элементы 2, 3, ,.. 10соответствующих разрядов, блоки обработки информации 11, 12, 13, 1р, 2р, ... Юр- выходные разряды двоичного кода преобразователя, диафрагмы 14. В преобразователе для считывания информации в младщем разряде используется один чувствительный элемент 1, а во всех остальных разрядах расположенные симметрично ему опережающий и отстающий элементы (2 и 2, 3 и 3, ... 10 и lOJ. В нескольких последовательно расположе нных разрядах интервал между парами (опережающий и отстающий) чувствительных элементов одинаков и равен щирине градации кодовой маски последней дорожки в предшествующей группе. Так, например, для второго и третьего разрядов чувствительные элементы 2, 2и 3, 3- группа I-расположены с одинаковыми интервалами, равными щирине -градации маски первого разряда, для четвертого и пятого разрядов (4, 4,... 5, 5- группа И) интервал соответствует ширине градации третьего разряда, для разрядов с шестого по десятый (группа III) интервал определяется шириной градации пятого разряда. Считывание информации осуществляется в каждой группе одновременно либо со всех опережающих, либо с отстающих элементов в зависимости от того, какое значение (нуль или единица) кода имеет место в последнем разряде предществующей группы. Если в это.м разряде «О кода, то в данной группе съем осуществляется одновременно со всех опережающих элементов, если «1 кода, - то со всех отстающих. В предложенном преобразователе реализуется. М-считывание. ак (см. фиг. I), для группы I определяющим является зна гение кода, получаемого с 1-го чувствительного элемента. Если с него снимается «О кода, то в данной группе I считывание осуществляется с опережающих (2 н 3) чувствительных элементов (если «1 кода, то съем произвбдйтся с отстающих 2и Зэлементов). Выбор опережающих (4 и 5) или отстающих (4, 5) элементов в группе II определяется по тому же правилу, но в зависимости от значения кода, снимаемого в третьем-двоичном разряде. Аналогично значение кода «О или «1, снятое в пятом двоичном разряде, определяет выбор соответственно с опережающих (6, 7, ... 10) или с отстающих(6,7,... 1(У) чувствительных элементов в группе Ш.

Таким образом, выходной обыкновенный двоичный код соответствует цифровому значению перемещения маски кода, сНятйму как бы по линии считывания, проходящей через чувствительный элемент 1 младщего разряда.

Чувствительные элементы (за исключением младщего разряда) преобразователя каждой группы подключены на логические схёмы выборки, осуществляющие одновременный съем информации либо с опережающих, либо с отстающих чувствительных элементов по рассмотренному выще правилу. Так, чувствительные элементы 2;.2и 3, 3подключены к блоку II, элементы 4, 4 и 5, 5- к блоку 12, элементы 6, би 7, 7,... 10, 10- к блоку 13. Управляющие входы блоков обработки информации подключенык выходам последнего старщего, разрядов каждой предществующей группы (для блока II - это первый разряд выходного кода Ip, для блока 12 - третий разряд Зр, для блока 13 - пятый разряд 5р, при наличии еще одного блока на него был бы подключен выход десятого разряда 10р. В результате выбора чувствительных элементов выходной обыкновенный двоичный код формируется на выходах преобразователя.

При работе преобразователя кодовая маска перемещается относительно неподвижной системы чувствительных элеменфов (1 2, 2,3, 3,... 10, lOf). Для каждого перемещения с чувствительных элементов снимается определенное значение цифр кода, а выбор правильных значений и выдача их на выход устройства в виде разрядных сигналов двоичного кода (1р,.2р, Зр,.,.. 10(Г)..осуществляются по рассмотренному выще правилу с помощью блоков обработки информации И, 12 и 13.

В предложенном преобразователе меньще времени затрачивается на считывание

информации. Так, если обозначить т время выборки ннформацни с опережающего или отстающего элемента в каждом разряде, то в известных преобразователях с V-образным считыванием, напри-мер, для 10-разрйдного устройства, суммарное время выборки составляет 9t. В предложенном устройстве можно обойтись лищь 3 г, т. е. в три раза меньщим временем. Кроме того, в известном преобразователе с V-образным считыванием в рассматриваемом примере требуется девять логических схем выборки чувствительных элементов из каждой пары, а в предложенном - лищь три.

Формула изобретения

20

1. Преобразователь перемещения в код. Содержащий кодовый элемент с маской двоичного кода, считывающую систему, младщий разряд которой содержит один чувствительный элемент и симметрично расположенные от него чувствительные элементы других разрядов, и блоки обработки информации, отличающийся тем, что,, с целью повыщения быстродействия и упрощен ня

преобразователя, чувствительные элементы с одинаковым интервалом расположения объединены в группы, интервал расположения чувствительных элементов в каждой группе равен половине щага кода последа€1-о разряда предыдущей группы, число блоков

обработки информации равно числу групп,

управляющий вход последующего блока эбработки информации соединен с выходов

последнего разряда предыдущего блока.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен фотоэлектрическим- и перед каждым чувствительным элементом размещены диафрагмы с интервалом, кратным uiary к.ода данного разряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Филиппов В. Г. Цифраторы перемещений. М., Воениздат, 1965, с. 22-25.

2.Гитис Э. И. Преобразователи инфор.мации для электронНь х цифровых вычислительных устройств. Изд. 2-е, М., «Энергия, 1970, с. 155-157.

So .

ip7р8р SpЮр

13

D DO DD

.Z