Вптб

Союз Советских Социалистических РеспубликАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 12.Х,1970 ( 1489352/18-24 М. Кл. б 08 с 9/00 с присоединением заПриоритет ааударственныи амит Савета Миниатрав ССС па делам изабретенийи атрытий 1,1973. Бюллетень4я описания 9.ГЧ.1974681,325(088.8 публиковано 10.Х ата опубликован Авторыизобретени Волнянский, В. И. Володин Н. Сафоно аявител МНОГООТСЧЕТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ И ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В ДВОИЧНЫЙ КОД 2 Поправка в регистре ГОМладший раз ршип разряд ТО Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано во входных и выходных устройствах ЦВМ.Известны многоотсчетные преобразователи угловых и линейных перемещений в цифровой код, содержащие импульсный генератор высокой частоты, опорный счетчик, синхронизирующий генератор синусоидальных,сигналов для питания многоотсчетного фазовращателя, формирователи фазовых импульсов, счетчики точного, промежуточных и грубого отсчетов (ТО, ПО и ГО), подсчитывающие число импульсов во временном интервале между опорным импульсом (старт-импульсом) и фазовыми импульсами, устройства согласования отсчетов, устраняющие ошибки неоднозначности, и выходные регистры. Однако известные преобразователи обладают недостаточной надежностью работы и характеризуются сложностью,Согласование отсчетов у известных преобразователей производится по результатам сравнения цифр, полученных в старшем разряде ТО и младшем разряде более грубого отсчета, по весу, соответствующему старшему разряду ТО. При этом схема согласования отсчетов реализует следующую достаточно сложную логическую формулу. При согласовании в обоих случаях поправка вводится в младший (незначащий) раз 5 ряд выходного регистра ГО, который при введении поправки работает как сумматор со сквозным переносом, для чего он должен состоять из элементов типа триггера, что усложняет схему и снижает ее надежность.20 Кроме того, необходима жесткая фазоваястабильность синусоиды, генерируемой преобразователем прямоугольных колебаний опорного счетчика-делителя в синусоидальные, относительно этих прямоугольных коле баний.При выработке, старт-импульса опорнымсчетчиком-делителем фазовая нестабильность преобразователя прямо входит в погрешность точного и грубого отсчетов. вызывая как по- ЗО грешность в отсчете угла в точном отсчете,50 55 60 65 так и возможность рассогласования отсчетов, а при выработке старт-импульса специальным формирователем, подключенным к выходу преобразователя - возможность рассогласования отсчетов (погрешность точного отсчета не превосходит в этом случае единицы младшего разряда). Обеспечение такой фазовой стабильности, учитывая узкополосность преобразователя прямоугольные колебания - синусоида (для обеспечения необходимой степени синусоидальности его выходного сигнала) является, как правило, сложной задачей.Целью изобретения является повышение надежности работы и упрощение устройства.Для этого в устройство введены счетчик- делитель, триггеры, схемы ИЛИ и дополнительные схемы И, причем выходы триггеров соединены со входами соответствующих счетчиков-накопителей, единичные входы триггеров соединены с выходами соответствующих первых схем ИЛИ, первые входы которых соединены соответственно с выходами клапанов промежуточных и грубого отсчета, вторые входы - с выходами первых дополнительных схем И, первые входы которых подключены соответственно к выходам блока управления, а вторые входы - к выходам старших разрядов счетчиков-накопителей соответственно точного и промежуточных отсчетов, вход счетчика-делителя подключен к выходу второй дополнительной схемы И, первый вход которой соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход - через вторую схему ИЛИ, - к выходам клапанов промежуточных и грубого отсчета, ко вторым управляющим входам которых подключены соответствующие выходы счетчика-делителя, вход установки в нуль которого и нулевые входы триггеров соединены со входами установки в нуль счетчиков-накопителей точного, промежуточного и грубого отсчета,Изобретение пояснено чертежами,На фиг. 1 приведена функциональная блоксхема преооразователя на примере трехотсчетного преобразователя; на фиг. 2 - временная диаграмма работы преобразователя,Преобразователь содержит генератор импульсов 1, опорный счетчик-делитель 2 преобразователь прямоугольных сигналов в синусоидальные 3, формирователь опорных фазовых импульсов 4, многоотсчетный (в даином примере трехотсчетный) фазовращатель 5-1 (грубый отсчет), 5-2 (промежуточный отсчет), оь(точный отсчет), формирователи фазовых импульсов бч 1, 6-2, 6,3, блок уцравления 7, формирователь одиночного опорного фазового импульса 8, содержащий клапан и триггер памяти схем И 9 и ИЛИ 10 клапанов ТО 11, ПО 12, ГО 13, содержащих по клапану и триггеру памяти, схемы согласования ТО и ПО (И 14, ИЛИ 15), ПО и ГО (И 16, ИЛИ 17), счетчика-делителя 18, счетчиков-накопителей ТО 19, ПО 20 и ГО 21 с дополнитель 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ными триггерами 22 и 23, схем И 24 и выходного регистра 25.Преобразователь работает следующим образом.Генератор импульсов 1 вырабатывает последовательность импульсов высокой частоты (фиг, 2, 1), которая поступает на непрерывно работающий в режиме деления частоты опорный счетчик-делитель,2. Выходной сигнал опорного счетчика-делителя 2 (см. фиг. 2, 2), являющийся сигналом синхронизации для преобразователя прямоугольных колебаний в синусоидальные 3, представляет собой одно- полярные прямоугольные сигналы со скважностью 2 и частотой =,2 - ", где частота следования импульсов ГИ, д - число триггеров опорного счетчика-делителя 2.Из указанного сигнала преобразователь прямоугольных сигналов в синусоидальные 3 вырабатывает синусоидальный сигнал той же частоты (фиг. 2, 3), Фаза этого сигнала произвольна по отношению к синхронизирующему сигналу и может изменяться в процессе работы. Сигнал с преобразователя прямоугольных сигналов в синусоидальные 3 поступает на формирователь опорных фазовых импульсов 4, который формирует импульс, например, в момент прохождения синусоиды через нуль в положительном направлении (фиг. 2, 4), и на фазовращатели ТО, ПО и ГО (5-3, 5-2, 5-1) трехотсчетного фазовращателя, С выходов трехотсчетного фазовращателя сигналы (фиг. 2, 7; 2, 6; 2, 5) поступают на формирователи фазовых импульсов ТО, ПО и ГО (6-3, 6-2, 6-1), которые формируют импульсы, например, в момент прохождения синусоид через нуль (фиг. 2, 10; 2, 9; 2, 8).Работа преобразователя начинается с момента подачи импульса запроса от устройства, в котором используется информация преобразователя (ЦВМ, система управления или отображения и т. д.). При подаче импульса запроса на вход а блока управления 7 (фиг, 2, 11) производится сбрасывание на нуль счетчиков-накопителей ТО, ПО и ГО (19, 20, 21), а также счетчика-делителя 18 и дополнительных триггеров 22 и 23. С задержкой во времени, необходимой для сбрасывания на,нуль счетчиков (18, 19, 20, 21) и дополнительных триггеров 22, 23 и образуемой в блоке управления 7, импульс запроса через блок управления открывает, клапан формирователя одиночного опорного фазового импульса 8 и первый во времени из опорных фазовых импульсов формирователя 4 (фиг. 2, 12) проходит на управляемые клапаны ТО, ПО и ГО; одновременно с этим первый опорный фазовый импульс с задержкой во времени, образуемой в блоке управления 7, закрывает клапан формирователя 8 и тем самым запрещает прохождение последующих опорных фазовых импульсов на клапаны ТО, ПО и ГО. Через клапан ТО 11 начинают поступать импульсы заполнения на счетчик-накопитель ТО 19 с генератора импульсов 1, Одновременно5 10 15 20 65 с этим сигналами открытых клапанов ПО и ГО (12 и 13) через схему ИЛИ 10 открывается схема И 9, через которую на счетчик,елитель 18 начинают поступать импульсы с генератора импульсов 1 (фиг, 2, 13).П р и м е ч а н и е, Для многоотсчетных преобразователей числа значащих разрядов в промежуточном и грубом отсчетах выбирают обычно равными между собой и притом меньшими, чем в точном отсчете. Это объясняется тем, что для построения, например, 16-разрядного преобразователя с точным отсчетом, имеющим кратность редукции 256 = 28, для обеспечения надежного согласования отсчетов фазовая точность грубого отсчета должна быть не хуже +.1/4 старшего разряда точного отсчета, т. е. соответствовать 10 двоичным разрядам, что пока труднодостижимо. Поэтому вводится ПО с кратностью электрической редукции Р = 2" = 16 (для рассматриваемого примера). Число разрядов т счетчика 18 выбирают исходя из следующего соотношения:т = и - (1 од,Рт - 1 сдРг) - 1 где и - число разрядов опорного счетчика- делителя, Рт - кратность электрической редукции точного отсчета, Р - кратность электрической редукции промежуточного (грубого) отсчета.Для данного примера т = 3,С выхода счетчика 18 через открытые клапаны 12, 13 и схемы ИЛИ 15, ИЛИ 17 на счетчики-накопители ПО 20, 22 и ГО 21 и триггер 23 начинают поступать импульсы заполнения (фиг. 2, 14). Частота их следования соответствует числу разрядов в счетчиках-накопителях ПО и ГО и в общем случае различна для счетчиков-накопителей ПО и ГО. Для данного примера количество разрядов счетчиков-накопителей ПО и ГО одинаково и поэтому заполнение счетчиков ведется импульсами одной частоты. Эти импульсы привязаны к опорному фазовому импульсу, вырабатываемому формирователем 4, с точностью до периода следования импульсов генератора импульсов 1, и с этой точностью их привязка не зависит ст фазового сдвига между сигналом преобразователя прямоугольных колебаний в синусоидальные 3 и выходными сигналами опорного счетчика- делителя 2.Можно показать, что при отсутствии такойсинхронизации импульсов заполнения ПО и ГО наличие переменного во всемени фазового сдвига преобразователя прямоугольных сигналов в синусоидальные 3 приводит к ограниченгпо допустимой точности более грубого отсчета, а в том случае, если амплитуда фазовых смещений, приведенная к угловым величинам достигает четверти значащего разряда бо.ее грубого отсчета, согласования вообще невозможно.Таким образом, введение дополнительногосчетчика-делителя 18 избавляет от необходимости обеспечивать фазовую стабильность 25 30 35 40 45 50 55 60 6преобразователя прямоугольных колебаний всинусоидальные 3,Это решение является отличительчой чертой предлагаемого преобразователя и, учитывая сложность фазовой привязки преобразователя прямоугольных сигналов в сичусоидальные 3, обеспечивает большую простотуи надежность всего преобразователя в целом.Работа счетчика 18 продолжается до техпор, пока хотя бы один из клапанов ПО иГО (12, 13) открыт, По окончании заполнения временных интервалов ТО, ПО и ГО(фиг. 2, 17; 2, 16; 2, 15) клапаны 11, 12 и 3устанавливаются фазовыми импульсами сформирователей 6-3, 6-2, 6-1 в исхсднос (закрытое) состояние, а в счетчиках-накопителях 29, 20 - 22, 21 - 23 остается информация сбугловом положении фазовращателей ТО, ПОи ГО (5-3, 5-2, 5-1) трехотсчетного фазовращателя.На этом цикл формирования инфор. ацииоб угловом или линейном положении отдельных отсчетов трехотсчетного фазовращателязаканчивается. После этого необходимо произвести ряд операций, связанных с дальнейшей работой преобразователя - произвестисогласование отсчетов, подготовить выходнойрегистр 25 к приему информации, переписатьинформацию из счетчиков-накопителей 19, 20,21 в выходной регистр 25. Все эти операцииосуществляются посредством четырех импульсов, вырабатываемых блоком управления 7.Выработка импульсов управления производится после прихода на блок управления 7второго по времени, относительно моментаприхода импульса запроса опорного фазового импульса с формирователя 4, который дает,разрешение на прохождение в блок управления 7 соответствующих сигналов с опорногосчетчика-делителя 2.Путем логической обработки этих сигналоввырабатываются четыре сдвинутых во времени друг относительно друга раздельных импульса управления. Первым импульсом производится согласование ТО и ПО, а такжесбрасывание на нуль выходного регистра 25без выдачи информации (фиг, 2, 18), Вторымимпульсом производится согласование ПО иГО (фиг. 2, 19).Триггеры 22 и 23 по своему весу соответствуют старшим разрядам предыдуших отсчетов. Согласование отсчетов осуществляется по показанию только лишь старшего разряда предыдущего отсчета при помощи импульса, выдаваемого блоком управления 7.В том случае, если в старшем разряде младшего отсчета нуль, в дополнительный разрядследующего отсчета (триггеры 22, 23), черезсхемы И 14 и ИЛИ 15 для ПО и схемы И 16и ИЛИ 17 для ГО записывается единица.Информация в триггерах 22 и 23 во внимание не принимается.В некотором начальном положении фазовые импульсы каждого последующего отсчетапостоянно смещаются по отношенио к им 408355пульсу предыдущего отсчета в сторону отставания по времени на половину старшего разряда более младшего отсчета. В этом случае допустима погрешность более грубого отсчета величиной в +1/2 старшего разряда младшего отсчета.Таким образом, логическая операция при согласовании отсчетов в настоящем преобразователе более проста, чем в известных преобразователях, требует более простых схем для реализации и, следовательно, обеспечивает большую надежность при равных требованиях к относительной точности грубых отсчетов. После согласования отсчетов третьим импульсом (фиг. 2, 20), вырабатываемым блоком управления 7, производится перезапись информации из счетчиков-накопителей 19, 20, 21 через схемы И 24 и выходной регистр 25 и, наконец, четвертый импульс (фиг, 2, 21) производит установку триггерных схем блока управления 7 в исходное состояние, На этом цикл преобразования заканчивается. Очередной цикл начинается с приходом следующего импульса запроса.Информация об угловом положении трехотсчетного фазовращателя (5-3, 5-2, 5-1) может быть считана с выходного регистра 25 импульсом считывания (вход б), вырабатываемым потребителем информации преобразователя. Предмет изобретения Многоотсчетный преобразователь угловых и линейных перемещений в двоичный код, содержащий генератор импульсов, соединенный с импульсным входом клапана точного отсчета и входом опорного счетчика-делителя, к выходу которого подключены последовательно соединенные преобразователь прямоугольных сигналов в синусоидальные, многоотсчетный фазовращатель, формирователи опорных фазовых импульсов и клапаны соответственно грубого, промежуточных и точного отсчета, выход преобразователя прямоугольных сигналов в синусоидальные соединен со входом формирователя опорных фазовых импульсов, к выходу которого подклю 5 10 15 20 25 30 35 40 45 чен формирователь одиночного опорного фазового импульса, соединенный выходом с первыми управляющими входами клапанов грубого, промежуточных и точного отсчета и входом блока управления, другие входы которого соединены соответственно с выходом формирователя опорных фазовых импульсов и выходами соответствующих разрядов счетчика-делителя, выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами формирователя одиночного опорного фазового импульса, входами установки в исходное состояние выходного регистра и счетчиков-накопителей точного, промежуточных и грубого отсчета, выходы разрядов которых подключены к первым входам схем И, вторые входы которых подключены к соответствующему выходу блока управления, а выходы - ко входам выходного регистра, ко входу счетчика накопителя точного отсчета подключен выход клапана точного отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения устройства, в него введены счетчик-делитель, триггеры, схемы ИЛИ и дополнительные схемы И, причем выходы триггеров соединены со входами соответствующих счетчиков-накопителей, единичные входы триггеров соединены с выходами соответствующих первых схем ИЛИ, первые входы которых соединены соответственно с выходами клапанов промежуточных и грубого отсчета, вторые входы - с выходами первых дополнительных схем И, первые входы которых подключены соответственно к выходам блока управления, а вторые входы - к выходам старших разрядов счетчиков-накопителей соответственно точного и промежуточных отсчетов, вход счетчика-делителя подключен к выходу второй дополнительной схемы И, первый вход которой соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход в через вторую схему ИЛИ - к выходам клапанов промежуточных и грубого отсчета, ко вторым управляющим входам которых подключены соответствующие выходы счетчика-делителя, вход установки в нуль которого и нулевые входы триггеров соединены со входами установки в нуль счетчиков-накопителей точного, промежуточных и грубого отсчетов.