Преобразователь угла поворота вала в код

, 12414 91 504 Н 03 И 1/2 лектроСССР980.ССР1983. омм оры бого теля и кпы 1 ЮщциОагирюуу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Институт радиофизикиники АН АрмССР(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТАВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии предназначено для измерения угловыхперемещений в системах управлениястанками, радио и оптическими телескопами, Целью изобретения .является.повышение надежности преобразователя.Цель достигается тем что в преобразователь введены цифроаналоговые пре. образователи (ЦАП) 12 и 13 и блок 14 инверторов. При вращении вала преобразователя на выходах фотоприемников 1-4 формируются сигналы, сдвинутые на четверть иванта дорожки кодового диска. Дешифратор 9 преобразует эти сигналы в трехразрядный код грубого отсчета (ГО). ЦАП 12 и 13 подключены к выходам точного отсчета, причем ЦАП 13 соединен с ним через блок 14 инверторов. При нарастании кода в канале точного отсчета (ТО) на выходах ЦАП 12 и 13 формируются пилообразные напряжения, причем на выходе ЦАП 12 - нарастающей амплитуды, а на выходе ЦАП 13 - убывающей амплитуды. Эти напряжения осуществляют управление к утаторами 1 О и 11, с помощью кот х производится согласование груи точного отсчетов преобразова1 124Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах программного управления станками, в системахуправления радио и оптическими телескопами.Целью изобретения является повышение надежности преобразователя.На фиг. 1 приведена Функциональная схема одного отсчета преобразователя для случая четырех считывающихэлементов; на фиг, 2 - пространственная диаграмма, поясняющая его работу,Преобразователь содержит источники излучения, кодовый диск с кольцевым кадированием на чертеже не показаны), фотоприемники 1-4, компараторы 5-8, дешифратор 9, коммутаторы 10и 11, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 12 и 13, блок 14 инверторов.,Преобразователь работает следующим образом.При вращении кодового диска нафотоприемниках 1-4 образуются сигналы, которые формируются компараторами 5-8 в прямоугольные сигналы, сдвинутые на четверть кванта дорожки дис"ка своего отсчета. Дешифратор 9 преобразует эти сигнзлы в трехразрядный двоичный код, Их согласованиес предыдущим отсчетом, которым можетбыть более точный отсчет этого жепреобразователя, выполненный такимже образом, осуществляется путем управления пороговыми напряжениями компараторов, которые формируются ЦАП12 и 13 из выходных сигналов поедыдущего отсчета. Входы ЦАП 12 подключены к выходам разрядов предыдущего отсчета непосредственно, поэтому при возрастании кода в предыдущем отсчете на выходе ЦАП 12 формируются линейно возрастающие напряжение, которое используется для согласования передних фронтов сигналов.Входы ЦАП 13 подключены к выходамразрядов предыдущего отсчета черезблок 14 инверторов, поэтому при возрастании кода в предыдущем отсчетена выходе ЦАП 13 формируется линейноубывающее напряжение, которое используется для согласования задних фронтов сигналов согласуемого отсчета.На фиг. 2 приведены диаграммы,поясняющие процесс согласования отсчетов преобразователя, В рассматриваемом случае для формирования пороговых напряжений использованы четыре1473 2 старших разряда предыдущего точногоотсчета. ЦАП 12 и 13 формируют пороговые напряжения таким образом, чтобымаксимальное значение этого напряжения 1) не превышало половины амплитуды сигналов считываемых фотоприемниками )-4, а верхнее значение 11 - не превышало амплитуды, но было большеполовины амплитуды сигналов Фотоприемников 1-4, Пороговые напряжения,сформированные ЦАП 12 и 13, черезкоммутаторы О и 11 поступают навходы компараторов 5-6, При наличиина управляющем входе коммутатора 10высокого уровня на его выход поступает сигнал с выхода ЦАП 12, а приналичии на его управляющем входе низкого уровня - сигнал с выхода ЦАЛ 13.Коммутатор 11 работает аналогичнос той разницей,что при высокомуровне,на его управляющем входе на его выходпроходит сигнал с выхода ЦАП 13 и,наоборот, при низком уровне на управляющем входе коммутатора )1 на выходпроходит сигнал с выхода ЦАП 12. 10 15 20 25 При повороте вала преобразователяна угол, эквивалентный одному младшему разряду согласуемого отсчета, кодна входах ЦАП 12 изменяется постепенно от 0000 до 1111. При этом напряжение на выходе ЦАП 12 ступенчато возрастает от минимального значения Цдо максимального Б. При дальнейшемповороте кодового диска происходитсмена кода на входе ЦАП 12 с 111 на0000 и напряжение на его выходе изменяется скачком до уровня. Если,при этом амплитуда согласуемого сигнала больше , но меньше 11 (положениена фиг, 2), то на выходе соот-,ветствующего компаратора 5-8 скачкомформируется логическаяединицат.е, осуществляется одновременнаясмена кода, в отсчетах. При формирова" 45" нии заднего фронта на вход компарато-ра 5, 6, 7 или 8 через коммутатор 1011) поступает пороговое напряжение,сформированное. ЦАП 13, которое изменяется сна У при смене кода в 0 предыдущем отсчете с 1111 на 0000,так как входы ЦАП )3 подключены к вы.ходам разрядов предыдущего отсчетачерез инверторы 14.Управление коммутатором 10 (11)осуществляется сигналом другого компаратора, который переключает выходыЦАП в промежутках междуФронтамисогласуемых сигналов.473 ВНИИПИ Заказ 3614/56 Тираж 816 Подписное Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1241На фиг. 2 рассмотрен случай, когдаширина рабочих участков фотоприемников 1-4 составляет 3,75 квантастаршего разряда предыдущего отсчета,минимальное и максимальное значения,пороговых напряжений соответственноА ЗАравны 11 = - У = - где А - ампли 42 4туда согласуемого сигнала, а для формирования пороговых напряжений ис" 10пользуются четыре предыдущих разрядаточного отсчета. В этом случае линиясчитывания .00 может занимать любоеположение в промежутке от О О до/И ф0 0 , в пределах которого условия 15согласования отсчетов не нарушается,Такое смещение линий считывания. (фиг, 2) эквивалентно смещению рабо.чих участков фотоприемников 1-4 илиграниц штрихов дорожки на величину 2 р+15/16 кванта дорожки предыдущегоотсчета,С увеличением числа разрядов, используемых для формирования пороговыхнапряжений, и с расширением рабочих 25участков фотоприемников 1-4 до четырех квантов дорожки предыдущего отсчета ступенчатая форма пороговыхнапряжений приближается к пилообразной, а эона допустимого смещения линии считывания приближается к преВдельному значению, равномуквантудорожки предыдущего отсчета. Таким образом, предложенный преобразователь позволяет расширить до 35 пуски на изготовление кодовой шкалы и расположение рабочих участков фотоприемников, приблизив их к наибольшей принципиально достижимой величине, увеличить рабочие участки фотоприемников, что повышает соотношение сигнал/помеха и тем самым увеличиваетнадежность преобразователя. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий в каждом отсчете источники излУчения, оптически соединенные через кодовый диск с фотоприемниками, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих компараторов, выходы которых соединена с информационными входами дешифратора, выходы которого являются выходами преобразователя, выход первого компаратора соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с вторыми входами остальных компараторов, выход второго компаратора соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в него введены два цифроаналоговьпс преобразователя и блок инверторов, информационные входы первого цифроаналогового преобразователя и блока инверторов объединены и являются информационными входами преобразователя, выходы блока инверторов соединены с информационными входами второ" го цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго коммутаторов, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с третьими, входами первого и второго коммутаторов.