Преобразователь аналоговой величины в код Советский патент 1980 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть вс- пользовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством, в частностив преобразователях угловых и линейных перемещений в цифровой код. Известны многоотсчетные преобразователи аналоговой вели.чины в код, содержащие блоки согласования отсчетов, которые вводятся для исключения погрешностей взаимной юстировки отсчетов 1. В одних известных многоотсчетных преобразователях в каждом грубом отсчете (ГО) используются два блока считывающих элементов, подключенных к элементам И, другие входы ко которых подключены к выходам коммутатора, управляющие входы коммутатора соединены с выходами разряда соседнего точнрго отсчета (ТО). Принцип работы таких преобразователей основан на методе двойной щетки или V-разверткн. Опрос каждого ГО осуществляется последовательно в зависимости от состояния старщего разряда соседнего ТО. Недостатки таких преобразователей - большие габариты и вес, малый допустимый сдвиг ГО, относительно ТО, а также большое количество связей между преобразователем и вычислительным устройством. Другие известные миогоотсчетные преобразователи содержат фазовращатели ГО и ТО, выходы которых подключены к блокам преобразования сдвига фазы в код ГО и ТО. Для исключения погрешности взаимной юстировки отсчетов выход компаратора каждого ГО подключен к управляемому элементу задержки, другие входы которого подключены к выходам старших разрядов соседнего ТО (2. Недостатки таких преобразователей - их сложность и низкое быстродействие. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь аналоговой величины в код, содержащий канал ГО, выполненный из последовательно соединенных датчика и счетчика ГО, который содерядат по одному младшему согласующему и нескольким значащим разрядам, и канал ТО, выполненный из последовательно соединённых датчика и счетчика ТО 3. Выход старшего разряда счетчика канала ТО и выход согласующего младшего разряда счетчика канала ГО подключены к элементу И, выход которого подключен к счетному входу счетчика канала ГО. Дополнительный младший разряд ГО повторяет с некоторой погрешностью показания старшего разряда ТО. При юстировк ГО сдвинут относительно ТО в направлении увеличения кода на величину Ad г о , 4 - цена младшего значащего разряда ГО. Полный код преобразуемой величины составляется из кода ТО и значащих разрядов ГО Недостаток известных преобразователей состоит в том, что максимально допустимый сдви ГО относительно ТО в результате всех погреш ностей преобразования и юстировки определяет ся неравенством. )г-4- Во многих случаях заказанное условие предъ являет довольно жесткие и трудно выполнимые требования к датчикам ГО, особенно в преобразователях аналоговой величины в фазу временной интервал - код. Цель предлагаемого изобретения - расширение допусков на погреишость рассогласования ГО и ТО. Поставленная цель достигается тем, что в i . преобразователь аналоговой величины в код . введен блок сравнения по большинству, в канал ГО введено несколько дополнительных согласующих мяадапйх разрядов, датчик канала ГО смещен относительно датчика канала ТО на угол, эквивалентный половине разности между младшим значащим и младшим согласующим разрядами канала ГО, в гходы младfllHX согласующих разрядов счетчика канала ГО и выходы равнозначных разрядов счетчика канала ТО подключены к входам блока сравнения по большинству, выход котЬрого подключен к входу младшего значащего разря да счетчика канала ГО. При зтом ячейка каждого разряда блока сравнения по большинству содержит первый элемент И, два входа которого соединены с разноименными выходаЧш сравниваемых разрядов, каждая ячейка начиная со второго разряда блока сравнения по большинству соде жит второй и третий элементы И, два входа которых соединены с одноименными выходами cpaBHHBaeMStx: разрядов, а выходы через элемент ИЛИ подключены к третьим, входам элементов И ячейки следующего разряда, вых 14 ды первых элементов И через элемент ИЛИ, подключены к выходу блока срапне1гия. В таком преобразователе допустимая величина сдвига ГО относительно ТО в результате погрешностей преобразования и юстировки определяется выражением л i а oiL.uxnviifiv ivi Клв/(-.А.). 1Л. где Kg - число согласующих разрядов ГО. Структурная схема преобразователя аналоговой величины в код с тремя согласующими разрядами представлена на чертеже. Преобразователь содержит канал ГО, выполненный из датчика 1 ГО, подключенного к счетчику 2 ГО, канал ТО, выполненный из датчика 3 ТО, подключенного к счетчику 4 ТО. Выходы согласующих разрядов счетчика 2 канала ГО и выходы равнозначных разрядов счетчика 4 канала ТО подключены через блок 5 сравнения по большинству к входу младшего значащего разряда счетчика 2 ГО. Сигнал о коррекции кодов ГО и ТО поступает на блок 5 сравнения от источника 6. . Блок 5 сравнения содержит элементы И 7, входы которых соединены с выходами 1 разрядов ГО и ТО, элементы И 8, входы которых соединены с выходами О разрядов ГО и ТО, элементы И 9, входы которых соединены с вьиодами 1 разрядов ГО и выходами О разрядов ТО, выходы элементов И 7 и И 8 каждого разряда через элемент ИЛИ 10 подключены к третьим входам элементов И 7, 8, 9 следующего младшего разряда блока 5 сравнения. ВьШзды элементов И 9 всех разрядов блока 5 сравнения через элемент ИЛИ П подключены к входу младшего значащего разряда счетчика 2. Третьи входы старшего разряда блока сравнения 5 соединены с выходом источника 6 коррекции кодов. Прео азователь работает следующим образом. После .окончания формирования кода ГО в счетчике 2 и кода ТО в счетчике 4 в блок 5 сравнения подается сигнал нсточника 6 коррекции кода, который производит поразрядное сравнение кодов, начиная со старших разрядов. Если сравниваемые разряды ГО и ТО совпадают, то на выходе cootвetctвyющeгo элемента И 7 или элемента И 8 формируется сигнал, который через элемент ИЛИ 10 поступает на входы элементов И 7, 8, 9 следующего разряда. Если код разряда ГО превышает код соответствующего разряда ТО, то выходной импульс элемента И 9 через элемент ИЛИ 11 поступает на вход младшего значашего разряда счетчика 2 ГО. В результате, если код согласующих разрядов ГО не превьш1ает кода соответствующих разрядов ТО, то код ГО остается без изменений; если код cornacyrouwx разрядов ГО превышает код соответствующих разрядов ТО, то код значащих разрядов ГО увеличивается на единицу.

Для нормальной работы преобразователя необходимо при юстировке датчиков 1 и 3 ГО и ТО сдвинуть датчик J ГО относительно соседнего датчика 3 ТО в направлении увеличени кода на величину

ol

.Л-1.

го

2 V

В таком преобразователе значительно увеличивается допустимый сдвиг ГО относительно , ТО, вызванный погрешностями преобразования и юстировки, что упрощает технологию изготовления преобразователей при сохранении .их точ|Ности. Предлагаемый преобразователь особенно полезен при использовании промежуточного преобразования аналоговой величины во временной интервал и далее в код, где увеличение числа дополнительных согласующих ГО легко можно получить п)тем увеличения частоты импульсов заполнения временного интервала.

Экономический эффект от использования предложенного преобразователя определяется уменьшением затрат на изготовление и юстировку преобразователя на объекте, обусловленных упрощением технологии.

Формула изобретения

1. Преобразователь аналоговой велияиНы в код, содержащий канал грубого отсчета, выполненный из последовательно соединенных дапика н счетчика грубого отсчета, который содержит по одному младщему согласующему н нескольким значащим разрядам, и канал точного отсчета, выполненный из последовательно соединенных датчика и счегшка точного отсчета,

отличающийся тем, что, с целью расщирения допусков на рассогласование грубого и точного отсчетов, в преобразователь введен блок сравнения по большинству, в канал грубого от5 счета введено несколько дополнительных согласующих младших разрядов, датчик канала грубого отсчета смещен относительно датчика канала точного отсчета на угол, эквивалентный половине разности мёиаду младшим значащим

10 и младщим согласующим разрядами канала фубого отсчета, выходы младших согласующих разрядов счетчика канала грубого отсчета н выходы равнозначных разрядов счёгшка канала .точного отсчёта подключены к входам блока

15 сравнения по большинству, выход которого подключен к входу младшего значащего разряда счетчика канала грубого отсчета,

2. Преобразователь по п, I, отличающийся тем, что каждый разряя блока сравне20 нения по больщинству содержит п брвый элемент И, два входа которого соед1шены с разноименными выходами сравниваемых разрядов, каждый разряд, начиная со , блока сравнения по большинству содаряоп второй и третий элемент И, две входа которых соединены с одноименными выхода ш сравниваемых разрядов, а Выходы через эяемшт ИЛИ подключены к третьим входам И следующего разряда, выходы первых элементов И через элемент ИЛИ подключены к выходу блока сравнения.

информаюш, принятые во внимание щт экспертизе

35

1.Меськин И. В. Фотоэлектрические Преобразователи угла поворота вала в код, Судпромгиз, I96i, с. 9, рис. 5.

2.Авторское свидетельство СССР № 249090, кл. G 08 С 9/00, 1967,

40

3.Авторское свидетельство СССР № 165588, кл. G 08 С 9/00, 1962 (прототип).