Преобразователь перемещения в код

(51) М. Э 08 С 9/О 08 С 9/О осударстееиный коиите СССР по делам изооретеиий и открытий,ень1 убликовано 15,03,79,бюлл ата опубликования описания 18.03,79, В, Меськ 1) Заявите енинградский институт точной механики и оптики 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕР НИЯ В КОДИзобретение относится к аналого-цифровому преобразованию информации и может быть использовано в системах, где с целью управления реальными объектами, выдающими или принимающими информацию в непрерывной форме, используются цифровые вычислительные машины, а также в устройствах с цифровым выходом.Известны преобразователи перемещений в код с двойной щеткой, в котором в каждом разряде, кроме младшего, используются по два чувствительных элемента, расположенных симметрично относительно линии считывания (проходящей через чувствительный элемент младшего разряда) с одинаковым для всех разрядов интервалом, равным ширине градации маски младшего разряда. Таким образом, группа чувствительных элементов, расположенных от линии считывания в сторону возрастания кода, представляет собой опережающую систему элементов, в сторону убывания - отстающую. Правило считывания кода в этом случае следующее: считывается цифра младшего разряда и в зависимости от того, если в этом разряде О, то считывание информации производится с опережающей системы элементов, если 1- то с отстающей 11, Преимуществом таких устройств является малое время считывания, обусловленное одновременным объемом информации во всех разрядах, кроме младшего, наличие одной для преобразователя логической схемы выборки (выбор опережающей или отстающей системы), а также непосредственное получение кода двоичного числа Однако это устройство характеризуется наличием одинакового для всех разрядов весьма малого интервала между чувствительными элементами, величина которого равна ширине градации маски младшего разряда. Так как эта величина для реальных преобразователей очень мала, то преобразователи с двойной щеткой практически не используются. Наибольшее распространение получили преобразователи с Ъ-образным считыванием. Наиболее близким к изобретению техническим решением является преобразователь перемещения в код, содержащий ко довый элемент с маской двоичного кода, считывающую систему, младший разряд которой содержит один чувствительный элемент и симметрично расположенные от него25 чувствительные элементы других разрядов,и блоки обработки информации 12. В этихпреобразователях с Ч-образным считыванием также в каждом разряде, кроме младшего,используются по два чувствительных элемента, расположенных симметрично относительно линии считывания (проходящейчерез чувствительный элемент младшего разряда), однако в них интервалы между чувствительными элементами в разрядах разныеи равны ширине градации маски предыдущего, более младшего разряда, т, е, с увеличением номера разряда интервал между элементами увеличивается вдвое. Съем сигналов, за исключением младшего разряда, производится с одного из чувствительных элементов пары в соответствии со следующимправилом: если в данном разряде считайО кода, то в следующем, более старшемразярде, считывание осуществляется с опережающего (в сторону возрастания кода)чувствительного элемента, если 1 - тос отстающего элемента. Таким образом, значение цифр числового кода выбирается последовательно, Схемы обработки информации представляют собой логические схемывыборки отстающего или опережающегочувствительного элемента в каждом разрядев зависимости от значения кода (О или1) в предыдущем разряде, т. е. на входкаждой логической схемы выборки данногоразряда подключен выход схемы выборкипредыдушего (более младшего) разряда.30Число схем выборки на одну меньше количества двоичных разрядов преобразователя,Достоинство преобразователей с Ч-образным считыванием заключается в том, чтовеличина допуска на ошибки в разрядах зувеличивается вдвое с возрастанием номераразряда, Эти известные преобразователи.характеризуются большим временем считывания, обусловленным последовательнымвыбором информации с одного из двух считывающих элементов в каждом разряде, инеобходимостью использования многих (наединицу меньших числа двоичных разрядов)логических схем выбора чувствительных элементов в каждом разряде,Целью изобретения является повышениебыстродействияи упрощение схемы. В предложенном преобразователе это достигаетсятем, что в нем чувствительные элементыс одинаковым интервалом расположенияобъединены в группы, интервал расположе-ния чувствительных элементов в каждойгруппе равен половине шага кода последнегоразряда предыдущей группы, число блоковобработки информации равно числу групп,управляющий вход последуюшего блока обработки информации соединен с выходомпоследнего разряда предыдушего блока. Кроме того, в преобразователе чувствительныйэлемент выполнен фотоэлектрически, и передкаждым чувствительным элементом размещены диафрагмы с интервалом, кратнымШагу кода данного разряда,На фиг. 1 представлена схема расположения чувствительных элементов, т. е. считываюшая система; на фиг. 2 - блок-схемапредложенного преобразователя,Считывающая система размещена на кодовом диске (на чертеже не показан) с маской двоичного кода, В качестве примерапоказана маска десятиразрядного обыкновенного двоичного кода и одно из возможныхрасположений групп чувствительных элементов, Цифрой 1 обозначен чувствительныйэлемент первого (младшего) разряда, цифрами 2, 3,10 обозначены опережаюшиечувствительные элементы соответствующихразрядов: 2, 3, .10 - отстающие чувствительные элементы, 1, 11 и 111 - группычувствительных элементов, имеющих одинаковый интервал расположения.Предложенный преобразователь перемешения в код содержит чувствительный элемент 1 первого (младшего) разряда, опере-жающие чувствительные элементы 2, 3,10,соответствуюших разрядов, отстающие чувствительные элементы 2, 3,10 соответст-вующих разрядов, блоки обработки информации 11, 12, 13, 1 р, 210 р - выходныеразряды двоичного кода преобразователя,диафрагмы 14.В преобразователе для считывания информации в младшем разряде используетсяодин чувствительный элемент 1, а во всехостальных разрядах расположенные симметрично ему опережаюший и отстающий элементы (2 и 2, 3 и 3,10 и 1 О), В нескольких последовательно расположенных разрядах интервал между парами (опережаюшийй отстаюший) чувствительных элементоводинаков и равен ширине градации кодовоймаски последней дорожки в предшествующей группе, Так, например, для второгои третьего разрядов чувствительные элементы 2, 2 и 3, 3 - группа 1 - расположеныс одинаковыми интервалами, равными ширине градации маски первого разряда, длячетвертого и пятого разрядов (4, 4;5, 5 -группа 11) интервал соответствует ширинеградации третьего разряда, для разрядовс шестого по десятый (группа 111) интервалопределяется шириной градации пятого разряда.Считывание информации осуществляетсяв каждой группе одновременно либо со всехопережающих, либо с отстающих элементовв зависимости от того, какое значение (нульили единица) кода имеет место в последнемразряде предшествуюшей группы. Если вэтом разряде О кода, то в данной группесъем осушествляется одновременно со всехопережаюших элементов, если 1 кода, -то со всех отстающих, В предложенном преобразователе реализуется, М-считывание.Так (см. фиг. 1), для группы 1 определяющим является значение кода, получаемого с 1-го чувствительного элемента, Если с него снимается 0 кода, то в данной группе 1 считывание осуществляется с опережающих (2 и 3) чувствительных элементов (если 1 кода, то съем производится с отстающих 2 и 3 элементов). Вь 1 бор опережающих (4 и 5) или отстающих (4, 5) элементов в группе 11 определяется по тому же правилу, но в зависимости от значения кода, снимаемого в третьем-двоичном разряде. Аналогично значение кода 0 или 1, снятое в пятом двоичном разряде, определяет выбор соответственно с опережающих (6, 7,10) или с отстающих(6; 7,1 О) чувствительных элементов в группе 1 П. Таким образом, выходной обыкновенный двоичный код соответствует. цифровому значению перемещения маски кода, снятому как бы по линии считывания, проходящей через чувствительный элемент 1 младшего разряда.Чувствительные элементы (за исключением младшего разряда) преобразователя каждой группы подключены на логические схемы выборки, осуществляющие одновременный съем информации либо с опережающих, либо с отстающих чувствительных элементов по рассмотренному выше правилу, Так, чувствительные элементы 2;. 2 и 3, 3 подключены к блоку 11, элементы 4, 4 и 5, 5 - к блоку 12, элементы 6, 6 и 7, 7, , 10, 10- к блоку 13. Управляющие входы блоков обработки информации подключенык выходам последнего старшего, разрядов каждой предшествующей группы (для блока 11 - это первый разряд выходного кода 1 р, для блока 12 - третий разряд Зр, для блока 13 - пятый разряд 5 р, при наличии еще одного блока на него был бы подключен выход десятого разряда 10 р. В результате выбора чувствительных элементов выходной обыкновенный двоичный код формируется на выходах преобразователя.При работе преобразователя кодовая маска перемещается относительно неподвижной системы чувствительных элементов (1, 2, 2,3, 3, 10, 1 О), Для каждого перемещения с чувствительных элементов снимается определенное значение цифр кода, а выбор правильных значений и выдача их на выход чстройства в виде разрядных сигналов двоичного кода (1 р, 2 р 3 р,10 р )осуществляются по рассмотренному выше правилу с помощью блоков обработки информации 11, 12 и 13.В предложенном преобразователе меньше времени затрачивается на считывание информации. Так, если обозначить Т время выборки информации с опережающего или отстающего элемента в каждом разряде, то в известных преобразователях с Ъ-образным считыванием, например, для 10-разряд- О ного устройства, суммарное время выборкисоставляет 9 с. В предложенном устройствеможно обОйтись лишь 3 г, т, е. в три разаменьшим временем, Кроме того, в известном преобразователе с Ч-образным считыванием 15в рассматриваемом примере требуется девять логических схем выборки чувствительных элементов из каждой пары, а в предложенном - лишь три.Формула изобретения. Преобразователь перемещения в код,содержащий кодовый элемент е маской двоичного кода, считывающую систему, младший разряд которой содержит один чувствительныи элемент и симметрично располооженные от него чувствительные элементы других разрядов, и блоки обработки информации, отЛичающийся тем, чтос целью повышения быстродействия и упрощения преобразователя, чувствительные элементы с одинаковым интервалом располоЖения объединены в группы, интервал расположения чувствительных элементов в каждой группе равен половине шага кода последябго разряда предыдущей группы, число блоков З 5 обработки информации равно числу групп,управляющий вход последующего блока обработки информации соединен с выходо последнего разряда предыдущего блока.2. Преобразователь по п. 1, отличающий 4 О ся тем, что чувствительный элемент выполнен фотоэлектрическим и перед каждым чувствительным элементом размещены диафрагмы с интервалом, кратным шагу кода данного разряда.Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе1. Филиппов В. Г. Цифраторы перемещений. М., Воениздат, 1965, с. 22 - 25.2. Гитис Э. И. Преобразователи информации для электронньх цифровых вычислительных устройств, Изд. 2-е, М., Энергия, 1970, с. 155 - 157.652592 иг.1 вр ю 14, о г 5 г. й д. 4/5роектная 113Филиал Редактор Л. ТюринаЗаказ 1065,471 И Составитель 11 Назаркина Тскред О. Луговая К Тираж 709 П И 11 И Государственного комитета СС по делам изобретений и, открыт 5, Москва, Ж-.35, Раущская иаб., ППП ; Патент, г. Ужгород, ул. П рректор А. Власенкодписное