Растровый интерполятор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 111622052 Союз Советских Социалистических Республик(088.8) па делам изобретен и открытий 1.09.78) Дата опубликования описа с, Б. И. Минцерис кий филиал Орде ентального научиметаллоре) РАСТРОВЫЙ ИНТЕРПОЛЯТО Изобретение относится к устройствам для преобразования сигналов растрового датчика и может быть использовано в отсчетно-измерительных системах угловых и линейных перемещений для станков с про граммным управлением и координатно-измерительных машин.Известны интерполяторы, содержащие генератор импульсов, делитель, умножители и блок задания скорости 11, 2. 10Наиболее близким к изобретению является растровый интерполятор, содержащий фазовый дискриминатор, квадратурный генератор несущей частоты и первый и второй блоки вычитания, первые входы кото рых соединены соответственно с синусным и косинусным выходами растрового датчика, а выходы подключены ко входам первого умножителя 13, Недостатком известных устройств является низкая точность. 20Цель изобретения - повышение точности интерполятора, Это достигается тем, что в интерполятор введены элемент И, счетчик, первый сумматор и последовательно соединенные делитель частоты, второй сумматор, 25 второй умножитель и, третий блок вычитания, выход которого через последовательно соединенные фазовый дискриминатор и элемент И подключен ко входу счетчика, первые входы первого и второго сумматоров 30 72) Авторыизобретения Л. И. Кул 71) Заявитель Вильнюсэкспери П. Р. Мураускас и Я. А. Каружаа Трудового Красного Знамени-исследовательского институтажущих станков подключены соответственно к синусному и косинусному выходам растрового датчика, вход делителя частоты соединен с выходом квадратурного генератора несущей частоты и с одним из входов элемента И, первый выход делителя частоты подключен ко вторым входам первого блока вычитания и первого сумматора и к одному из входов фазового дискриминатора, второй выход делителя частоты соединен со вторыми входами второго блока вычитания и второго сумматора, а выходы первого сумматора и первого умножителя подсоединены к одним из входов второго умножителя и третьего блока вычитания соответственно.На чертеже изображена схема предлагаемого интерполятора.Он содержит растровый датчик 1, квадратурный генератор 2 несущей частоты, делитель частоты 3, первый 4 и второй 5 блоки вычитания, первый умножитель 6, первый 7 и второй 8 сумматоры, второй умно- житель 9, третий блок 10 вычитания, фазовый дискриминатор 11, элемент И 12 и счетчик 13,На квадратурных выходах генератора 2 несущей (фиксированной) частоты тес образуются сигналы з 1 птосф и созас 1. Эти сигналы делятся в делителе 3 на тт. На выходах делителя образуются сигналы15- з 1 п1=з 1 па 1.и соз1=соза 1, 1 г 1 ь" Л которые поступают на соответствующие входы блоков вычитания 4 и 5 и сумматоров 7 и 8, На другие их входы поступают сигналы ыпО и соз 0, представляющие собой мгновенные значения напряжений, снимаемых с синусно-косинусных выходов растрового датчика 1. На выходе сумматоров 7 и 8 образуются напряжения соответственно (ыпО+апв 1) и (созО+соы 1), а на выходах блоков 4 и 5 - соответственно (ыпО - ыпю) и (соз 6 - созе). Эти сигналы попарно перемножаются в умножителях б и 9. На выходе умножителя 9 формируется величина1 ап д + ып Ы) (соз 6 + соз а 1) = - ып 6 соз О +,зп(а 1+ 6) + ып а 1, а на выходе умножителя б - величинафпй - з 1 п,а 1) (соз 6 - соз а 1) = =- з 1 п 9 соз д - ;ып (а 1+ 6) + з 1 пЫ.Тогда на выходе блока 10 напряжение равно 2 ып(а 1+О),Фаза сигнала, пропорционального ып(И+О), сравнивается на фазовом дискриминаторе 11 с опорным сигналом з 1 пЫ. В результате получается значение О, выражаемое в виде длительности прямоугольного импульса, т. е, прямоугольный сигнал широтно модулирован по длительности фазой со значением 6. Этот сигнал поступает на элемент И 12, определяя на одном из его входов ворота, которые заполняются импульсами высокой частоты ао, поступающими на другой вход элемента И 12 с генератора 2. Число импульсов, помещающихся в заданных воротах, ширина которых пропорциональна фазе О, подсчитывается в счетчике 13. Максимальное число этих импульсов, определяемое коэффициентом деления делителя 3, и обуславливает коэффициент интерполяции, т, е, измерение возможно проводить с дискретностью, равной 1/и шага растра.Таким образом, в устройстве отсутствует полосовой фильтр, который требует 10 20 25 30 35 04 45 50 сложной и точной настройки, и связанные с ним фазовые погрешности, Кроме того, сигнал на выходе блока 10 в два раза больше по амплитуде, что позволяет отказаться от дополнительных усилителей. Формула изобретенияРастровый интерполятор, содержащий фазовый дискриминатор, квадратурный генератор несущей частоты и первыи и второй блоки вычитания, первые входы которых соединены соответственно с синусным и косинусным выходами растрового датчика, а выходы блоков вычитания подключены ко входам первого умножителя, о т л ич а ю щ н й с я тем, что, с целью повышения точности интерполятора, в него введены элемент И, счетчик, первый сумматор и последовательно соединенные делитель частоты, второй сумматор, второй умножитель и третий блок вычитания, выход которого через последовательно соединенные фазовый дискриминатор и элемент И подключен ко входу счетчика, первые входы первого и второго сумматоров подключены соответственно к синусному и косинусному выходам растрового датчика, вход делителя частоты соединен с выходом квадратурного генератора несущей частоты и с одним из входов элемента И, первый выход делителя частоты подключен ко вторым входам первого блока вычитания и первого сумматора и к одному из входов фазового дискриминатора, второй выход делителя частоты соединен со вторыми входами второго блока вычитания и второго сумматора, а выходы первого сумматора и первого умножителя подсоединены к одним из входов второго умножителя и третьего олока вычитания соответственно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Агурский М. С, и др. Числовое программное управление станками, М Машиностроение, 1966, с. 111,2. Киселев В. М. Фазовые системы числового программного управления, М Машиностроение, 1976, с, 243 в 2.3. Патент Великобритании Мо 957916, кл. 61 А, 1965.622052 Составитель Н, БелинковаТехред Н. Рыбкина Корректор Н, федорова Редактор Н. Громов Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1802/18 Изд. Мо 591 Тираж 1005 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5