Преобразователь перемещения в код

(21) 3996956/ (22) 24,12,85 (46) 30.11,87 (71) Институт (72) В.А. Пил В.С. Поседько и А.А. Савчен (53) 681.325( (56) Авторско В 1049946, клАвторское У 763939, кл. (54) ПРЕОБРАЗ 4-24 Бюл. У 44электроники АН БСпович, А.К, ЕсманА.А. Ермилов .о88. 8)свидетельство СССН 03 М 1/24, 198видетельство СССРН 03 М 1/26, 1978ВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ т ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС Д ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике ипредназначено для использования в преобразователях линейных перемещений в код. Для повышения помехоустойчивоси в преобразователь, содержащий кодовую шкалу 1, блок 2 фотоприемников, " блок 3 пороговых элементов, блок 4 срав кения, сдвиговый регистр 5, счетчик 8 и триггер 9, введены источник опорного напряжения, генераторы 6, 7, аналоговый сумматор 10 и компаратор 11, а кодовая шкала 1 выполнена из светлых и темных полос, ширина и расположение которых определяются фиксированной частью числовой псевдослучайной последовательности, вырабатываемой генератором 7, При перемещении шкалы 1 модулированные сигналы с выходов фотоприемников блока 2 нормио руются блоком 3 путем сравнения их с опорным напряжением, равным половине амлитуды сигналов фотоприемников блока 2. Генератор 7 по сигналу с генератора 6 формирует псевдослучайную последовательность сигналов с помощью регистра 5. В блоке 4 сравнения осуществляется поразрядное сравнение сигналов с выходов блоков 3 и 5, При их равенстве на выходах блока 4 формируются сигналы логических "1", а при неравенстве - логических "0".Аналоговый сумматор 10 формирует напряжение, пропорциональное числу совпадений и несовпадений значений сигналов на своих входах, определяемому ( числом логических "1" и "0", При превышении сигналом на выходе сумматора 10 опорного. напряжения компаратора 11 последний опрокидывает триггер 9, который своим сигналом останавливает счетчик 8, В счетчике 8, таким образом, формируется код, значение которого пропорционально перемещению кодовой шкалы 1 относительно блока 2 фотоприемников. 2 ил,50где К - коэффициент передачи по входам аналогового сумматора 1 О;Н,У - соответственно минимальныезначения логических "1" ифОфр - допустимое число ошибочносчитанных разрядов кодовойшкалы 1 либо неверно генерируемых информационных сигналов М-последовательности.135622Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и предназначено для использования в преобразователях линейных перемещений в код,5Цель изобретения - повышение помехоустойчивости преобразователяНа фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг,2взаимно корреляционная функция между 10последовательностью и сопряженнымучастком кодовой шкалы.Преобразователь содержит кодовуюшкалу 1., расположение и ширина светлых и темных полос определяются фиксированной частью числовой псевдослучайной последовательности, блок 2 фотоприемников, блок 3 пороговых элементов, блок 4 сравнения, сдвиговыйрегистр 5, генератор 6 импульсов,генератор 7 псевдослучайной последовательности, счетчик 8, триггер 9,аналоговый сумматор 10, компаратор 11,источник опорного напряжения (непоказан)25Преобразователь работает следующим образом.Изобретение кодовой шкалы 1 проецируется на блок 2 фотоприемников,число элементов т в которой большеразрядности и сдвигового регистра вгенераторе 7, предназначенном дляформирования псевдослучайной последовательности максимальной длины Е= 2" - 1. На выходе всвещенных фотоприемников блока 2 появляются электрические сигналы, пропорциональныеуровню освещенности, Блок 3 формируетэлектрические сигналы путем сравнениясигналов с блока 2 фотоприемни 40ков с опорным напряжением, равнымполовине амплитудного значения сигналов фотоприемников блока 2. С выхода блока 3 сигналы поступают в блок4 с авнения,45По сигналу начальной установки генератора б запускается генератор 7 псевдослучайной последовательности и счетчик 8, а триггер 9 устанавливается в исходное состояние. В этом состоянии триггер 9 разрешает поступление тактовых импульсов с генератора 6 на счетный вход счетчика 8.По каждому тактовому импульсу генератора 6 импульсов генератор 7 псев дослучайной последовательности вырабатывает очередной информационный сигнал М-последовательности, поступающий на вход сдвигового регистра 5. 42Каждый импул:ьс, поступающий на тактовый вход регистра 5 сдвига, сдвигает находящуюся в нем информацию (т,е, часть М-последовательности, генерированную к этому моменту генератором 7 псевдослучайной последовательности) на один разряд. С выходов регистра 5 электрические сигналы поступают на входы блока 4.Блок 4 поразрядно анализирует информацию, находящуюся на его входах. В случае совпадения состояния -го разряда первых входов и:состояния д-го разряда вторых входов на соответствующем разряде прямых выходов блока 4 устанавливается уровень логической "1", в противном случае уровень логического "0", На инверсных выходах блока 4 устанавливается инверсная информация. Наличие всех "1" на прямых выходах (или всех 0 на инверсных выходах) блока 4 означает поразрядное совпадение информации на выходах блока 3 пороговых элементов с информацией на выходах регистра 5.С выходов блока 4 сигналы поступают на соответствующие входы аналогового сумматора 10. На выходе аналогового сумматора 10 устанавливается напряжение, пропорциональное разности между числом совпадений (коЛичество логических " 1" на прямых входах блока 4 совпадения) и числом несовпадений (количество логических "1" на инверсных выходах блока 4) состояний первых и вторых входов блока 4 при их поразрядном сравнении. Если сигнал на выходе аналогового сумматора 10, поступающий на вход компаратора 11, превысит значение опорного напряжения, последний перебросит триггер. 9, который в свою очередь остановит счетчик 8. Величина порогового напряжения Увыбирается равной О = К(ш-р)У + К ОЦифровой код, полученный в счетчике 8 после изменения состояния триггера 9, т.е. количество тактовых импульсов, появившихся с начала цикла до момента появления максимального корреляционного пика на выходе аналогового сумматора 10, однозначно опре. деляет положение кодовой шкалы 1 относительно фотоприемников блока 2.Отдельные ошибки в считывании разФ рядов кодовой шкалы 1 не ведут к получению неправильного результата, а лишь уменьшают величину основного корреляционного пика на выходе аналогового сумматора 10 и увеличивают 15 амплитуды боковых корреляционных пиков (фиг. 2), Разность между значениями основного и максимального бокового корреляционных пиков, называемаяпоказателем различимости (ПР),определяет способность распознать соответствующий момент синхронизации кодовой последовательности при допустимом числе ошибочно считанных разрядовкодовой шкалы 1, т.е. определять положение кодовой шкалы 1. В каждом конкретном случае использования преобразователя перемещения в код для фиксированного числа щ фо топриемников в блоке 2 следует искать компромисс между величиной диапазона измеряемых положений объекта и величиной ПР, т.е. помехоустойчивостью устройства. 35Если использовать М-кодовую последовательность длиной Ь = ш, то величина ПР = 2 является максимальной, а диапазон измеряемых перемещений в этом случае ограничен линейным разме ром блока 2 фотоприемников.В другом предельном случае использования М-последовательности длинойЕ Ь = 2 - 1, которая определяет диа 1356224 4пазон измерения перемещений, величина ПР = 1.формула изобретенияПреобразователь перемещения в код,содержащий однодорожечную кодовуюшкалу, оптически соединенную с блоком фотоприемников, выходы которогосоединены с соответствующими входамиблока пороговых элементов, выходыкоторого соединены с первой группойвходов блока сравнения, сдвиговыйрегистр, генератор импульсов, триггери счетчик, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения помехоустойчивости преобразователя, в неговведены аналоговый сумматор, источникопорного напряжения, компаратор, генератор псевдослучайной последовательности, а кодовая шкала выполненав коде псевдослучайной последовательности, первый выход генератора импульсов соединен с первым входом счетчика, а второй выход соединен с вторымвходом счетчика и первым входом генератора псевдослучайной последовательности, второй вход которого подключенк первому выходу генератора импульсов,а выход соединен с первым входомсдвигового регистра, второй вход которого подключен к второму выходугенератора импульсов, прямые и инверсные выходы блока сравнения соединены с входами аналогового сумматора,выход которого соединен с информационным входом компаратора, опорныйвход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выходкомпаратора соединен с первым входомтриггера, второй вход которого подключен к первому выходу генератораимпульсов, а выход соединен с третьимвходом счетчика, выходы сдвиговогорегистра соединены с второй группойвходов блока сравнения.1356224 Составитель М. СидороваРедактор А, Делинич Техред Л,Сердюкова Коррект Крав Закаэ 5812/55ВНИИ раж 900ственного комитета ССбретений и открытийЖ, Раушская наб одпис Госуд лам и