Преобразователь перемещения в код

О П И С А Н И Е р 1) 560249ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявл заявкиени с п исое осударственный комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийн открытий(71) Заяви лектроники и ав итут радиотехнНД;р; РЕМЕ Е 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ КОД Предлагаемое устроиство относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в прецизионных системах цифрового измерения угла,Известен преобразователь перемещения в код, содержащий генератор импульсов, фазовращатель, формирователь напряжения питания, формирователь фазового импульса, триггер, логические элементы, блоки считывания, шифратор и сумматор 1.Однако это устройство не обеспечивает высокого быстродействия съема информации,Известен также наиболее близкий по технической сущности и предлагаемому устройству преобразователь перемещения в код, содержащий формирователь питающего напряжения, подключенный через фазовый датчик перемещения к входу первого формирователя импульсов, генератор импульсов, счетчик грубого отсчета, выход второго формирователя импульсов соединен с первым входом первого триггера, подключенного к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика точного отсчета, выходы третьего и четвертого элементов И - с входами первого элемента ИЛИ, шифратор, сумматор и дешифратор 2.Однако известное устройство также обла- даеМ недостаточным быстродействием съема информации. Цель изобретения - повышение быстродействия съема информации преобразователя.Это достигается тем, что в преобразовательвведены блок запрета, элементы неравнозначности, блоки считывания, блок синхроннза ции, фазорасщепитель и генератор эталонной частоты, подключенный к второму входу первого элемента И. Генератор импульсов соединен с входом фазорасщепителя, одни выхо ды которого соответственно подключены квходу формирователя питающего напряжения и непосредственно и через первый инвертор к первым входам первой пары соответствующих элементов И, другие выходы фазорасщепите ля - с входами группы элементов неравнозначности, выход одного из которых подключен непосредственно п через второй инвертор к первым входам второй пары соответствующих элементов И. Выходы других элементов 20 неравнозначности этой группы соответственносоединены с входами второго и третьего элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ - с первым входом элемента неравнозначности, второй вход которого подключен к выходу 25 третьего элемента ИЛИ непосредственно ичерез третий инвертор к первым входам третьей пары соответствующих элементов И, а выход элемента неравнозначности непосредственно и через четвертый инвертор - с первы ми входами четвертой пары соответствующихи 3элементов И и входом второго формирователя импульсов, выход которого подключен к первым входам блока синхронизации и блока запрета, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выход - с вторым входом первого триггера и вторыми входами соответствующих элементов И. Выходы этих элементов И подсоединены к соответствующим входам группы триггеров, выходы которых соединены через третий формирователь импульсов с первым входом второго триггера и с входами формирователя импульсов, первого блока считывания и с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу второго триггера, а выходы через счетчик грубого отсчета - к одним входам второго блока считывания, Другой вход второго блока считывания соединен с выходами первого блока считывания и блока синхронизации, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ и к второму входу второго триггера, третий вход блока синхронизации - с первым входом первого элемента И, выходы счетчика точного отсчета - с входами третьего блока считывания.На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя перемещения в код; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы,Выход генератора 1 импульсов (фиг, 1) через фазорасщепитель 2 подключен к входам формирователя 3 питающего напряжения и к элементам 4, 5 и 6 неравнозначности. Входы каждого из элементов 4 и 5 соединены с выходами фаз фазорасщепителя 2, смещенными2 г.по фазе на - , где и - число фаз, причемивходы элементов 4 подключены к нечетным выходам, а элементов 5 - к четным выходам. Сдвиг фаз между соседними четными и нечетными выходами фазорасшепителя 2 рат,вен - .иПри наличии большего количества фаз, чем и=8, входы элементов 6 должны подключаться к выходам, смещенным по фазе на 87 1 б 32 л 2 и - 1 Ф 7 и и ии При п-.4 необходимость в элементе 6 отпадает. Таким образом, элементы 4, 5 и 6 имеют входы, которые по фазе смещены взаимнона величину т. е. временные сдвиги, пропорциональные степеням числа 2.Выходы элементов 4, 5 неравнозначности через элементы ИЛИ 7 подключены к входам элемента 8 неравнозначности, выход элемента 8 через формирователь 9 коротких импульсов - к одному входу триггера 10 временного интервала и блока 11 запрета, выход ко 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 торого связан с другим входом триггера 10 временного интервала.Другой вход блока 11 запрета через формирователь 12 фазовых импульсов соединен с выходом фазового датчика 13 перемещения,подключенного к формирователю 3 питающего напряжения и сочлененного с контролируемым объектом (на фиг. 1 не показан).Выход триггера 10 временного интервалачерез элемент И 14, к другому входу которогоподключен выход генератора 15 эталоннойчастоты, соединен со счетным входом счетчика 16 точного отсчета.Выходы элементов неравнозначности 6 и 8,ИЛИ 7 и одной фазы фазорасщепителя 2 через инверторы 17 и непосредственно подключены к первым входам элементов И 18, другие входы которых связаны с выходом блока11 запрета, выходы элементов И 18 - к входам триггеров 19 промежуточного отсчета.Выход триггера 19 старшего разряда промежуточного отсчета через последовательносоединенные формирователь 20 коротких импульсов и триггер 21 подключен к первымвходам элементов И 22 и 23, другие входы которых соединены с выходами триггера 19младшего разряда промекуточного отсчета,а выходы - с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика 24 грубого отсчетаи через элемент ИЛИ 25 с другим входомтриггера 21. Выходы триггеров 19 промежуточного отсчета, счетчика 16 точного отсчета,реверсивного счетчика 24 грубого отсчета соединены с первыми входами блока 26 считывания, к другим входам которого подключенблок 27 синхронизации, входы последнего -соответственно с выходами формирователя 9коротких импульсов, элемента ИЛИ 25 итриггера 10 временного интервала,Работает преобразователь следующим образом. Генератор 1 импульсов вырабатываетпрямоугольные импульсы с частотой 1.На выходе фазорасшепителя 2 выделяютсяимпульсы Ув 1 - Уз (фиг. 2), смещенные пот ( - 1)фазе на а,= относительно началаикоординат (первой фазы) и, имеющие ту жечастоту а = 2-1На выходах элементов 4, 5 н 6 неравнозначности выделяются сигналы Уьз, Ьь,-, й,ь Уб,ьУь; (индексы обозначают порядковый номерфазы фазорасщепителя) в соответствии с логическим равенством с=ад+ба, где а, б -входные сигналы элемента неравнозначности,с - выходной сигнал того же элемента.Сигналы с выходов элементов 4 и 5 логически суммируются и на выходе элемента ИЛИ7 образуются последовательности импульсыюг77 а, Уи с частотой - которые после элемента 8 неравнозначности преооразуются в последовательность импульсов с частотой и 1.С выходов фазорасщепителя 2 напряжениепоступает на формирователь 3, который питает фазовый датчик 13 перемещения, 560249На выходе фазового датчика 13, являющегося фазовращателем, в зависимости от углового перемещения О выходное напряжение Уь изменяется по законуУ = игиУсоз ( - 6),где иг - коэффициент модуляции;. - амплитуда напряжения питания.В момент времени перехода через нуль У формирователь 12 формирует короткие импульсы, проходящие на блок 11 запрета, на второй вход которого поступают короткие импульсы (4 с формирователя 9, полученные в результате разделения фронтов импульсов У с элемента 8 неравнозначности.Если эти импульсы не совпадают по времени, блок 11 запрета выдает импульсы У, которые поступа от на триггер 10 временного интервала, открывают элемент И 14 и импульсы эталонной частоты 0 г с генератора 15 подаются на вход счетчика 1 б точного отсчета, работающего в режиме вычитания. Как только на другой вход триггера 10 временного интервала поступает импульс с выхода формирователя 9 коротких импульсов, триггер временного интервала перебрасывается в другое положение, элемент И 14 закрывается, счет импульсов в счетчике 16 точного отсчета прекращается и оц фиксирует код точного отсчета. Фазовый импульс с блока 11 запрета также поступает на первые входы элементов И 18, на другие входы которых подаются прямые и инверсные напряжения с выходов фазы фазорасщепителя и элемента б неравнозначности (Сl,;), элемента ИЛИ 7 (Уг), элемента 8 неравнозначности (Г 78), которые, как видно из приведенной диаграммы (фиг. 2), образуют времеиную кодовую маску, в которой положение фазового импульса однозначно соответствует определенному коду (числу) . Триггер 19 промежуточного отсчета запсошнает положение фазового импульса в моменты его отсутствия, Если фазовый датчик ГЗ перемещения не меняет положения, состояние триггеров не изменяется в последующие циклы работы.Блок 11 запрещает прохождение фазового импульса в системе точного и промежуточного отсчетов в моменты переброса триггеров 10 и 19, совпадающие с моментами прихода ф 1 азового импульса, и исключает таким ооразом, передачу искаженной информации, С триггеров 19 старшего и младшего разрядов промежуточного отсчета снимаются сигналы .ю, и У 9, (фиг. 2) при перемещении подвижной части фазового датчика 13 в одну сторону (увеличения О). В моменты времени сброса 1 триггера старшего разряда промежуточного отсчета другой формирователь коротких импульсов (20) формирует импульс У о, который запоминается в триггере 21 до момента формированяц кода в младшем разряде промежуточного отсчета.В зависимости от того, в какую сторону изменился код в младшем разряде: в сторон"формула изобретенияПреобразователь перемещения в код, содержащий формирователь питающего напряжения, подключенный через фазовый датчик перемещения к входу первого формирователя импульсов, генератор импульсов, счетчик грубого отсчета, выход второго формирователя импульсов соединен с первым входом первого триггера, подключенного к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика точного отсчета, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к входам первого элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия съема информации, в него введены блок запрета, элементы неравнозначностц, блоки считывания, блок синхронизации, фазорасщепитель и генератор эталонной частоты, подключенный к второму входу первого элемента И, генератор импульсов соединен с входом фазорасщепителя, однц выходы которого соответственно подклочены к входу формирователя питающего напряжения ц непосредственно и через первый инвертор к первым входам первой пары соответствующих элементов И, другие выходы фазорасщепителя соединены с входами группы элементов неравнозиачности, выход одного из 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 дЬ 60 0 возрастания (появленце О на единичном выходе триггера 19 младшего разряда промежуточного отсчета) илц уменьшения (появление там же 1), возникает импульс ЬЪ на выходе соответствующего элемента И 22 илц И 23, который поступает на шину (+) или ( в ) реверсивного счетчика 24 грубого отсчета и через элемент ИЛИ 25 возвращает триггер 21 в исходное нулевое положение.Как видно из приведенной диаграммы работы преобразователя, считывание кода со счетчиков грубого, тоного и триггеров промежуточного отсчета может производиться в моменты времени, когда не происходит заполнения счетчика точного отсчета и переброса триггеров в грубом и промежуточном отсчете, совпадающие с моментами прихода импульсов У 9 с формирователя 9.Блок 27 синхронизации с учетом информации с триггера 10 временного интервала, формирователя 9 коротких импульсов, элемента ИЛИ 25 и импульса запроса формирует импульс опроса, поступающий на вход блока 26, с которого счцтываегся код в момент прихода импульса опроса, Так как заполнение счетчика 16 точеного отсчета происходит в интервале времени менее чем в и раз пеньи.ем периоде напряжения питания фазового датчика 13 перемещения, опрос счетчиков может оыть произведен во времени с задержкой, в и раз меньшей, чем у аналогичных устройств,Предлагаемый преобразователь перемещения в код обладает более высоким быстродействием съема информации по сравненшо с аналогичными устройствами.которых подключен непосредственно и через второй инвертор к первым входам второй паы соответствующих элементов И, а выходы других элементов нера внозначности этой группы соответственно подключены к входам второго и третьего элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента неравнозначности, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ непосредственно и через третий инве тор к первым входам третьей пары соинверответствующих элементов И, а выход э та неравнозначности непосредственно и через четвертый инвертор подключен к первым входам четвертой пары соответствующих элементов И и к входу второго формирователя имльсов выход которого подключен к первым входам блока синхронизации и блока запр- ета, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выход - с вторым входом первого триггера и с вторыми входами соответствующих элементов И, выходы кототорых подключены к соответствую 8щим входам группы триггеров, выходы которых соответственно соединены через третий формирователь импульсов с первым входом второго триггера и с входами формировате, импульсов первого блока считывания и сэлепервыми входами третьего и четвертого ментов И, вторые входы которых подключены к выходу второго триггера, а выходы через счетчик ги губого отсчета - к одним вхоь 10 дам второго блока считывания, другои входкоторого соединен с выходами первого блока считывания и блока синхронизации, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ и к второму входу второго 15 триггера, третий вход блока синхронизациисоединен с первым входом первого элементаотсчета соедиИ выходы счетчика точного отсиены с входами третьего блок а считывания.Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе мрыы:2. Авт. св. Мо 437120, кл. б 08 С 9/О 4, 1973560249 7 ф иг,Л Составитель И, ЗагорбининаГрузова Техред Л, Брахнина Корректор Л. Брахни да Подпи снаССР ипография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1457/17ЦНИИПИ Изд.481Государственного комите по делам изобретени3035, Москва, Ж, Рау Тираж 778Совета Министри открытийская наб д. 4/5