Преобразователь перемещения в код

ОП АНИЕ И ЕТЕН К ИТ= ф ХТЖЗ ЩСОЮЗ СОВЕТСКИХ.-ф СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ , Ж:х" Я:.Ц РЕСПУБЛИК ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССУ 809285, кл. Н 03 М 1/26, 1976,Авторское свидетельство СССРВ 1164883, кл, Н 03 М 1/24, 1983(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, Цельюизобретения является повышение точности преобразователя перемещения вкод. С этой целью в преобразователь,содержащий четыре излучателя, кодо-.вую шкалу, щелевую диафрагму, четырефотоприемника, формирователь старшихразрядов, состоящий из компараторови элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, коммутатор аналоговых сигналов и аналогоцифровой преобразователь, введены спятого по восьмой осветители, с пятого по восьмой фотоприемники, смешенные по отношению к первым четырем осветителям и фотоприемникам наполовину периода кодовой шкалы, спервого по четвертый двухполупериодные выпрямители-ограничители, а также с первого по восьмой сумматорыаналоговых сигналов, Сигналы с первых четырех фотоприемников поступают на инвертирующие, а с остальныхфотоприемников - на неинвертирующиевходы четырех сумматоров аналоговых 801405115 А 1(51) 4 Н 03 М 1/24 сигналов, на выходах которых формируются трепецеидальные аналоговыесигналы, сдвинутые на 1/8 периодакодовой шкалы, С выходов этих сумматоров аналоговые сигналы поступаютна входы компараторов, опорные входыкоторых связаны с шиной нулевогопотенциала, с выходов компараторовсформированные логические сигналы спомощью элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИпреобразуются в код старших разрядовпреобразователя. С помощью двухполупериодных выпрямителей входные сигналы первых четырех сумматоров преобразуются в однополярные и подаются на входы остальных четырех сумматоров аналоговых сигналов, На выходах этих сумматоров формируютсяпериодические аналоговые сигналы,содержащие линейно нарастающие участки, начала и концы которых совпадают с границами переключения старшихразрядов. По кодовым комбинациямпервого и второго младших разрядовиз группы старших разрядов коммутатора аналоговых сигналов линейно на-храстающие сигналы с выходов остальныхчетырех сумматоров поступают на входаналого-цифрового преобразователя(АЦП); На выходе АЦП в каждом интервале, равном 1/8 периода кодовойшкалы, формируется код младших разрядов. За время перемещения на величину одного периода на выходных шинахпреобразователя перемешивания в кодбудет сформировано текущее значениекода. 2 ил, 1405115Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повышение точности преобразователя перемещения,в код.На фиг, 1 приведена блок в схе преобразователя на фиг. 2 - эпюры сигналов, поясняющие его работу,Преобразователь перемещения в код соедержит формирователь 1 трапецеидальных сигналов, включающий в себя четыре пары излучателей 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9 (например, светодиодов), Двоичную кОДОВую шкалу 10 и щели 11-18 диафрагмы 19, пары фотоприемников 20 и 21, 22 и 23, 24 и 25, 26 и 27, сумматоры 28-31 аналоговых сиг.налов, блок 32 формирования старших разрядов, состоящий из компараторов 33-36 и элементов ИСКШОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 37-39, двухполупериодные выпрямители-ограничители 40-43, сумматоры 44-47 аналоговых сигналов, коммутатор 48 аналоговых сигналов, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 49,Кодовая школа 10 выполнена из активных и пассивных участков одинаковой длины с периодом 8 3 где 3Эквант преобразования младшего из группы старших разрядов преобразова 30 теля. Вдоль пассивных участков кодовой шкалы 10 равномерно с шагом 93 +кТ, где к - 0,1,2 расположены четыре основных фотоприемника 21, 23, 25, 27 и четыре дополнитель ных фотоприемника 20, 22, 24, 26, расположенных вдоль активных участ - ков кодовой шкалы 10 также равномерно и с периодом 9 Г + кТ, но смещен - ных относительно основных Фотоприем- ф ников 21, 23, 25, 27 на половину (Т/2) периода кодовой шкалы 10. Ше - ли 11-18 диафрагмы 19 выполнены шире номинальной, равной Т/8 ширины для уменьшения влияния дестабилизирую щих факторов и увеличения площади освещенности фотоприемников 20-2,Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.При перемещении в направлении, 50 указанном на Фиг. 1 стрелкой, кодовой шкалы 10 относительно неподвижных соосно расположенных осветителей 2-9, щелей 11-18 диафрагмы 19, за которыми расположены фотоприемники 20-27, активные (прозрачные) и пассивные (непрозрачные) участки кодовой шкалы 10 в первом полупериоде перемещения постепенно открывают щели 12,14, 16 и 18 и одновременно с нимизакрывают щели 11, 13, 15 и 17. Вовтором полупериоде перемещения активные участки кодовой шкалы 10 открывают щели 11, 13, 15 и 17 и одновременно с этим пассивные участки кодовой шкалы 10 закрывают щели 12, 14,16 и 18. Это приводит к появлению навыходах фотоприемников 20-27 трапецеидальных аналоговых сигналов,Сигналы с выходов фотоприемников20, 22, 24 и 26 поступают па инвертирующие, а сигналы с выходов фотоприемников 21, 23, 25, 27 - на неинвертирующие входы сумматоров 28-31аналоговых сигналов, настроенных накоэффициент передачи 0,5, На выходахсумматоров 28-31 формируются текущиезначения усредненных трапецеидальныханалоговых сигналов, сдвинутых на1/8 периода Т кодовой шкалы 10(фиг, 2 а, б, в, г), которые являются первым, вторым, третьим и четвертым выходными сигналами формирователя 1 трапецедильных сигналов. поступающих на информационные входы формирователя 32 старших разрядов преобразователя. В формирователе 32старших разрядов (ш+1, щ+2, в+3) преобразователя перемещения в код припереходе нарастающими и убывающимиветвями трепецеидальных сигналов нулевых уровней с отрицательной области в положительную и, наоборот,с положительной области в отрицательную (см. Фиг, 2 а, б, в, г) уровнисигналов на выходах компараторов33-36 принимают значение логической(суммирование по модулю 2) которыхс помощью элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ37-39 приводит к появлению на выходных шинах ш+1, в+2, ш+3 старшихразрядов кодовых комбинаций 000,001, 010, 011, 100, 101, 110, 111(фиг, 3 с, т, у) за время перемещения кодовой шкалы 10 на величину одного периода, равного 8 8,Сигналы с выходов формирователя 1трапецеидальных сигналов поступаюттакже и на входы двухполупериодныхвыпрямителей-ограничителей 40-43,на выходах которых формируются однополярные периодические сигналы(фиг, 3 д, е, ж, з), амплитуда ограничения которых стоит в строгом со 14051 ответствии с величиной перемещения, равной 1/16 периода кодовой шкалы 10, Причем сигнал с выхода выпрямителя-ограничителя 40 поступает на инвертирующий вход сумматора 44 и на5 неинвертирующий вход сумматора 45. Сигнал с выхода выпрямителя-ограничителя 41 поступает на инвертирующий вход сумматора 45 и на неинвертирующий вход сумматора 46. Сигнал с выхода третьего выпрямителя-ограничителя 42 поступает на инвертирующий вход сумматора 46 и на неинвертирующий вход сумматора 47, Сигнал с выхода выпрямителя-ограничителя 43 поступает на инвертирующий вход сумматора 47 и на неинвертирующий вход сумматора 44, Это позволяет сформировать на выходах сумматоров 44-46, 47 периодические аналоговые сигналы (фиг. 2 и, к, л, м), содержащие в своем составе линейно нарастающие участки, начало и конец которых совпадают с границами старших разрядов. На выходах сумматоров 44-47 формируются участки только линейно нарастающих сигналов, которые по отношению к исходным нарастающим и к убывающим ветвям трапецеидальных сигналов пространственно сдвигаются на 1/б периода кодовой шкалы 10 до совпадения их начала и конца с "раницами переключения старших разрядовКроме того, формирование только линейно нарастающих сигналов исключает операцию по инвертированию выходных кодов младших разрядов при аналого-цифровом преобразовании убывающих ветвей трапецеидальных сигналов. Кодовой комбинации 00 старших разрядов оп+2, тп+1 (фиг, 2 т, с) соответствует участок линейно нарастающего сигнала сумматора 44 (фиг, 2 и), комбинации 01 - нарастающий сигнал сумматора 45 (фиг, 2 к), комбинации 45 10 - сумматора 46 (фиг, 2 л), комбинации 11 - сумматора 47 (фиг, 2 м).Таким образом, по кодовым комбинациям 00, 01, 10, 11 первого и второго младших из группы старших раз О рядов на вход АЦП 49 через первый, второй, третий, четвертый информационные входы коммутатора 48 поступают сигналы (фиг. 2,ф) первого-четвертого сумматоров 44-47, 55На выходах АЦП 49 в каждом интервале перемещения, равном 1/8 периода кодовой шкалы 10, формируется гп-разрядный двоичный арифметический код младших разрядов преобразователя, За время перемещения кодовой шкалы 10 на величину одного периода равного 81 , на выходных пинах преобразователя перемещения в код будет сформировано текущее значение кода от 000 00 0 в начале периода до 111 111 в конце периода перемещения. Формула изобретенияПреобразователь перемещения в код, содержащий первый, второй, третий и четвертый излучатели, оптически соединенные через последовательно расположенные двоичную кодовую шкалу Н щелевую диафрагму с первьп 1, вторым, третьим и четвертым фотоприемниками, первый, второй, третий и четвертый компараторы, выходы первого и третьего компараторов соединены с входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы второго. и четвертого компараторов соединены с входами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы второго элемента ИСКЛЮЧЛОЩЕЕ ИЛИ соединены с входами третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы второго и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ являются выходами группы старших разрядов преобразователя, последовательно соединенные коммутатор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь, выходы которого являются выходами группы младших разрядов преобразователя, выходы первого и второго младших из группы старших разрядов преобразователя соединены с входами управления коммутатора аналоговых сигналов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности преобразователя, в него введены с первого по четвертый двухполупериодные выпрямители- ограничители, с первого по восьмой сумматоры аналоговых сигналов, с пятого по восьмой осветители и с пятого по восьмой фотоприемники, пятые, шестые, седьмые и восьмые осветители и фотоприемники смещены на половину периода кодовой шкалы относительно первых, вторых, третьих и четвертых излучателей и фотоприемников соответственно, выходы первого и пятого, второго и шестого, третьего и седьмого, четвертого и восьмого фотоприемников соединены с вхо 5 1 дами соответственно первого, второго, третьего и четвертого сумматоров аналоговых сигналов, выходы которых соединены с входами одноименных двухполупериодных выпрямителей- ,ограничителей и с первыми входами одноименных компараторов, вторые входы компараторов подключены к шине нулевого потенциала, выход первого двухполупериодного выпрямите,ля-ограничителя соединен с первыми входами пятого и шестого сумматорованалоговых сигналов, выход второго ,двухполупериодного выпрямителя-огра.ничителя соединен с вторым входом ч 05115шестого и первым входом седьмогосумматоров аналоговых сигналов, выход третьего двухполупериодного выпрямителя-ограничителя соединен с вто 5рым входом седьмого и первым входомвосьмого сумматоров аналоговых сигналов, выход четвертого двухполупериодного вынрямителя-ограничителя соединен с вторым входом пятого и вторымвходом восьмого сумматоров аналоговых сигналов, выходы пятого, шестого,седьмого и восьмого сумматоров аналоговых сигналов соединены с информационными входами коммутатора аналоговых сигналов,оставитель Е,Бударинаехред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец Редактор Н,Гунько Заказ 3110/56 Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5