Преобразователь перемещения в код

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИ ПУБЛИК)4 Н 03 М 1/2 БРЕТЕНИ ПИСА АВТОРСКОМ ТЕЛЬСТВУ- 4 тельство СССР 9/Об, 1981.ельство СССР 1 1/241983. ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В тся к автом технике 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,тике и вычислительнои 1363462 А жет быть использовано в преобразователях линейных перемещений в код.Для повышения функциональной надежности в преобразователь, содержащий излучатели 2-5, кодовую шкалу 6, диафрагму 7 со щелями 8., фотоприемники 9-12, источник 1 питания, коммутатор 26, два блока 27, 28 формирования кода, компараторы 21-24, введены два усилителя 17, 18,два инвертора 19, 20, аналого-циАровой преобразователь 25 (АЦЦ) и четыре усилителя- ограничителя 13-16. При перемещении1363462 кодовой шкалы на выходах фотоприемников формируются сигналы, которые усиливаются и ограничиваются сверху и снизу. Эти сигналы формируют опорные напряжения на опорных входах компараторов, которые с помощью блока формирования кода, выполненного на элементах исключающее ИЛИ, формируютстаршие разряды выходного кода преобразователя, При этом в зависимости от величины перемещения кодовой шкалы сигналы на опорных входах компараторов будут либо высокие, либо низкие. Сформированные в соответствие с этим алгоритмом сигналы выходного кода Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для преобразованияперемещения в код.Цель изобретения - повышение Функциональной надежности преобразователя.На чертеже представлена структурная схема преобразователя.Преобразователь содержит источник1 питания, излучатели 2-5, кодовуюшкалу 6, диафрагму 7 со щелями 8, фотоприемники 9-12, усилители-ограничители 13-16, усилители 17 и 18, инверторы 19 и 20, компараторы 21-24,аналого-цифровой преобразователь(АЦП) 25, коммутатор 26, блоки 27 и28 формирования кода, которые содержат элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 29 и 30соответственно,Преобразователь работает следующим образом.При перемещении кодовой шкалы 6относительно излучателей 2-5, диафрагмы 7 и фотоприемников 9-12 на выходах последних формируются сигналы,которые поступают на входы усилителей-ограничителей 13-16, На опорныевходы усилителей ограничителей 13-16от источника подаются напряжения,значения которых определяют степень ограничения информационных сигналовсверху и снизу. Трапецеидальные сигналы с выходов .усилителей-ограничителей 13-16 поступают на информационные входы коммутатора 26, входы старших разрядов управляют работойпреобразователя при формировании егомладших разрядов. Это осуществляетСЯпутем переключения сигналами старшихразрядов сигналов фотоприемников,пос-.тупающих в коммутатор, В зависимостиот состояния входов управления комму"татора на его выход проходят сигналытого или иного фотоприемника, которыепреобразуются в цифровой код с по-мощью АЦП. С выходов АЦП сигналы поступают на входы блока формированиякода младших разрядов преобразователя, где они преобразуются в двоичныйарифметический код. 1 ил. компараторов 21-24, инверторов 19 и20 и усилителей 17 и 18.По мере перемещения кодовой шкалы6 относительно Фотоприемников 9-12, 5, расположенных непосредственно за щелями 8 диафрагмы 7, сигналы поступающие на информационные входы компараторов 21 - 24 периодически, два разана период перемещения кодовой шкалы6, пересекают сигналы, поступающиена опорные входы тех же компараторов, что приводит к последовательному переключению компараторов 21 - 24из состояния"0" в.состояние "1" и, наобоРот, из состояния " 1" в "0,При дальнейшей параллельной обработке сигналов компараторами 21-24 впределах каждого периода перемещениякодовой шкалы 6 на выходах блока 28последовательно с дискретом перемещения Ф Формируются все комбинациИ двоичного арифметического кода, которыеуправляют работой коммутатора 26 и 25формируют старшие разряды преобразователя с помощью блока 28, выполнен-.ного на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30.Два младших разряда блока 28 служат для управления работой коммутатора 26. При этом в зависимости от знаЗ 0 чения кода на управляющих входах квыходу коммутатора 26 подключаетсяфотоприемник 9, 10, 11 или 12, Сигналы этих фотоприемников затем поступают на вход АЦП 25. Результат преобЗб разования.с выхода АЦП 25 проходитз 13 без изменения на выход блока 27 при нулевом потенциале на выходе компаратора 24 и инвертированный при единичном потенциале.По мере перемещения шкалы 6 в направлении, указанном стрелкой на чертеже, на выходе усилителя-ограничителя 13 формируется линейно нарастающее напряжение, которое управляющим кодом "00" старших разрядов через коммутатор 26 подключается на вход АЦП 25, где преобразуется в двоичный код, поступающий на выходные шины младших разрядов преобразователяерез блок 27. Сигнал с этого усилителя-ограничителя 13 поступает также на информационный вход компаратора 21, на опорный вход которого через инвертор 19 поступает сигнал с усилителя-ограничителя 1.5, являющийся высоким опорным уровнем для компаратора 21. При увеличении напряжения на выходе усилителя-ограничителя 13 до величины верхнего опорного уровня на выходе АЦП 25 формируются кодовые комбинации двоичного арифметического кода младших разрядов. Как только уровень напряжения на выходе ограничителя 13 станет больше опорного уровня, срабатывает компаратор 21 и на выходе младшего разряда появляется " 1", т,е. код на выходных шинах старших разрядов изменил свое состояние с "000" на "001". Кодом "01" к выходу компаратора 26 подключается сигнал фотоприемника 10 через усилитель-ограничитель 14, который к моменту перемещения. увеличивается только до нижнего опорного уровня, вследствие чего на выходных шинах младших разрядов блока 27 устанавливаются нулевые потенциалы, Таким образом, при перемещении кодовой шкалы 6 на расстояние, равное величине дискрета ф, = 1/8 периода кодовой шкалы 6, на выходе преобразователя формируются сигналы выходных кодов от "000 00000" до "000 11;111.При дальнейшем передвижении кодовой шкалы 6 в пределах интервала с АЦП 25 преобразует сигнал фотоприемника 10 в двоичный арифметический код На опорный вход компаратора 22 посту пает с усилителя-ограничителя 16 сиг нал фотоприемника 12 через инвертор 20, понижающий входной сигнал. до уровня верхнего опорного.В момент превышения линейно нарастающим сигналом фотоприемника 10 63462 4опорного уровня инвертора 20 срабатывает компаратор 22. На его выходе устанавливается уровень "1", что приводит к изменению кода на шинах старших разрядов с предыдущего "001" вследующее "010" состояние, т.е, кодстарших разрядов блока 28 увеличивается на единицу и к входу АЦП 25 под-ключается выход фотоприемника 11 через усилитель-ограничитель 15, коммутатор 26. За время перемещения шкалы 6 в пределах сг на выходе АЦП 2сформируется код младших разрядовпреобразователя от минимального"001 111" значений. После аналогичных преобразованийв пределахперемещения / код на выходе преоб 3раэователя увеличивается с "010 00..0"до "010 11 111". При этом сигналфотоприемника 11 превышает опорныйуровень на входе компаратора 23 икод на выходе старших разрядов преобразователя увеличивается еще наодну единицу, т.е. становится рав-.ным "011", а к входу АЦН 25 черезпоследовательно соединенные усилитель-ограничитель 16, коммутатор 26подключается линейно нарастающий сигнал фотоприемника 12, который в пределах перемещения / преобразуется вкод младших разрядов преобразователя,поступает на выходные вины младшихразрядов без изменения. Код на выхоЗ 5 де преобразователи увеличится с"011 000" до "011 11111". В момент превышения сигналом фотоприемника .12 опорного уровня, сфор мированного фотоприемником 10 черезпоследовательно соединенные усилитель-ограничитель 14, усилитель 18,срабатывает компаратор 24, код навыходных шинах старших разрядов бло ка 28 увеличивается на единицу, при-.нимая значение "100", старший разрядпреобразователя изменяет свое состояние с "0" на "1", на вход АЦП 25кодом "00" подключается выходной ли нейно убывающий сигнал фотоприемника9 через последовательно соединенныеусилитель-ограничитель 13, коммутатор 26. Сигналы на выходах АЦП 25принимают значения от "00000" в 55 начале интервала с до 111 вконце интервала 1, т,е, код на выходе преобразователя увеличивается с"100 00000" до "100 11111", таккак на входы управлений блока 27 пос 5 13тупает высокий логический уровеньстаршего разряда блока 28 преобразователя. В момент, когда линейно убы, вающий сигнал фотоприемника 9 становится мейьше опорного сигнала фотоприемника 11, сформированного черезпоследовательно соединенные усилитель-ограничитель 15 и инвертор 19,срабатывает с " 1" в "0" компаратор21, Выходной код старших разрядовпреобразователя изменяет значениес "100" на "101", на вход АЦП 25 через последовательно соединенные усилитель-ограничитель 14, коммутатор26 подключается линейно убывающийсигнал фотоприемника 10. Выходнойкод преобразователя эа интервалперемещения д увеличивается с"101 000000" до "101 111111".За время перемещения кодовой шкалы 6 на величину одного периода,равного 8 Ф, в направлении указанномстрелкой на фиг. 1, на выходньа шинах преобразователя сформируется текущее значение выходного кода от1000 000" в начале периода до"111 111" в конце периода перемещения,Таким образом, использование текущего значения информационных сиг.налов фотоприемников 9-12 для Формирования опорных сигналов позволяетпреобразователю автоматически подстраиваться под изменения информационнык сигналов связанных, например,с уменьшением интенсивности излучателей 2-5, вызванной их старением,воздействием температуры окружающейсреды и др., факторов, что повьппаетего помехоустойчивость.50 Ограничение амплитуды сигналов фотоприемников 9-12 исключает погрешности от разброса параметров фотоприемников 9-12 и излучателей 2-5, упрощает эксплуатацию преобразователя и электронную схему обработки сиг налов фотоприемников, что в целом повышает его функциональную надежность. Формула изобретения Преобразователь перемещения в код соДержащий четыре излучателя, оптическй соединенные через кодовую шкалу, выполненную из равномерно черединены с опорными входами аналогоцифрового преобразователя и всех усилителей-ограничителей, выход коммутатора соединен с информационным входом .аналого-цифрового преобразовате-. ля, выходы которого соединены с информационными входами второго блока формирования кода.