Счетно-импульсный преобразователь разности последовательных кодов в параллельный

чОПИСАН ЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнв Соцнапнетнчеекнп РеепубпниК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополнительное к авт. свид-вуЗаЯвлено 120375 (21) 2115604/18-2/04 с присоединением заявки Гаврааратвавамй ваавтат аааата 1 аааватрав СВР ва ааааа азааратаавв а атврытав) Дата опубликования описания 25057 72) вторы изобретен П, Бессмельцев, В, Н. Бурнаш и В а ВВоробьев т автоматики и электрометрии Сибирского отделения АН СССР 1 сти Р 1) Заявитель 54) СЧЕТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАЗНОСТИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ КОДОВ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ о ЯО Изобретение относится.к цифровойтехнике и может быть использовано вцифровых приборах с частотными датчиками, например, в двухчастотных лазерных измерителях перемещений (угловыхилн линейных) и расстояний, и которыхизмеряемая величинапреобразуется в прпорциональный ей врем нной сдвиг выходных сигналов интерферометра, выражаемый как в целых периодах, так и вдоляк периода. Этот сдвиг, отнесенныйк величине периода, должей бить умножен на коэффициент пропорциональности,равный, йаттример, для двухчастотноголазерного интерферометра, длине волны лазера.Известны устройст.а, выполняющие эту операцию на основе число-импульсных илн цифровых преобразований Я . Цифровое преобразование позволяет достаточно просто вводить поправки на атмосферные условия, т.е. на измене- . ния коэффициента пропорциональности, однако, оно требует большого количества оборудования, Более простыми являются число-импульсные преобразователи, содержащие накапливающий сумматор, на входи которого заведено значеие длины волны лазера, соединенный с реверсивным счетчиком 121, Последний подключен к блоку индикации.Наиболее близким техническим решением к изобретению является счетно импульсный преобразователь разности последовательных кодов в параллельный содержащий делители частоты опорного и информационного сигналов, входы которых соединены с первым и вторым входами устройства, а выходы соединены с входами вычитателя частот, блок управления, первый вход которого соединен с выходом делителя опорног сигнала, блок сумматоров, соединенныйвходами с выходами вычитателя частот, блоха управления и счетчика коррекции, элементы И-НЕ, 2 И-ИЛИ и И, генератор импульсов, первый%Я-триггер и первый дифференцирующий эле" мент, причем второй выход вычитателя частот соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу блока управления и через дифференцирующнй элемент - входу 5 первого Мб -триггера, вход М которого через элемент И под" ключен к выходу делителя частоты инФормационного сигнала, первый выход первого йб -триггера подключенк первому входу элемента 2 И-ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсоа, а выход к входу счетчика коррекции, выход элемента И-НЕ соединен с а=орьщ входом элемента ИЮИзвестные счетно-импульсные преобразователи имеют низкую точность, вызванную тем, что при изменении амплитуды сигналов и при изменении порога срабатывания Формирователей, Формирующих из синусоидальных сигнал импульсные последовательности, меняются показания преобразователя нз-за того, что в них для формирования импульсных сигналов используются лишь положительные переходы синусоиды через нуль.Цель изобретения - повышение точности преобразования.Достигается это тем, что а преобра зоаатель введены три Чб-триггера, даа дифференцирующих элемента, элемент , И причем третий вход устройства соединен с входом 3 второгоИб-триггера, вход б которого через второй дифференцирующий элемент соединен с вторым выходом первого Я б "триггера, выход второго "Йб -триггера через третий дифференцирующий элемент соединен с. входами Я третьего и четвертого %8- триггеров, причем вход б последнего соединен с вцходом блока управления, выход четвертогоВ 5-триггера соединен с первцм входом второго элемента ,И, второй вход которого соеди-, нен с четвертым входом устройства, выход второго элемента И соединен с входом .б третьего Яб "триггера, выход которого соединен с третьим входом элемента 2 И-ИЛИ, четвертый вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, второй вход блока управления соединен с вторым выходом делителя частотыопорного сигнала.На фиг. 1 показана Функциональная схема преобразователя; на Фиг, 2 ,временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.Предлагаемый счетно-импульсныйпреобразователь содержит делительчастоты опорного сигнала 1, соединенный входом с первым входом устройства, выходом совпадения нулей во всех его разрядах (выходом фОф) - с первцмивходами вычитателя частот 2 и блокауправления 3, а выходом совпаденияединиц во всех разрядаМ (выходом1) - с блоком управления 3. Вторым входом устройства является входделителя частоты информационного сигнала 4, выход ффОф, которого сое-. динен с вторым входом вычитателя частот 2 и с первьм входом элемента И 5.Выход последнего соединен с входом Я ЯЯ -триггера 6, а второй вход - с эле ментом И-НЕ 7, первый вход которого соединен с выходом нцчитателя частот2, индуцнрующим совпадение выходныхимпульсов делителей 1 н 4, а второйс выходом 0 блока управления 3(импульс на выходе 0 блока управ"ления появляется, когда ао всех раЭ"рядах счетчика блока управления 3 иделителя частоты опорного сигнала 1устанавливается 0),)О Преобразователь также сбдержитэлемент 2 И-ИЛИ 8, ЦЬ -триггер 9,Тб -триггер 10, 35 -триггер 11,элемент И 12, генератор импульсов 13,счетчик коррекции 14, блок сумматоров15, первый, второй и третий дифференцирующие элементы - соответственно16,17, 18,Вход б триггера 10 подключен к выходу 1 блока управления 3, а выход триггера - к входу элемента И 12,выход которого соединен с входом триггера 11, Выход триггера 11 подключенк второму входу элемента 2 И-ИЛИ 8,1,третий и четвертый входы которого соединены с первым и вторым выходами генератора тактовых импульсов 13, а выход - с входом счетчика коррекции 14,Выходы счетчика коррекции 14 соединены с Входами блока сумматора 15, к30другим входам которого подключены второй выход аычитателя частот 2 и третий выход блока управления 3устрсйство работает следующим обба зом. На первый и второй его входы поступают иьптульсц, сФормированные от35 передних Фронтов, а на четвертый итретий - "от задних Фронтов опорных иинформационных импульсов, соответственно, которые получаются из .синусоидально 1"о сигнала интерферометра с40 двухчастотиым лазером с помощью безгистерезисных усилителей-ограничителей с двухсторонним ограничениемвыходных сигналов, Опорная и информационная последовательности с первогои второго входов устройства делятсяделителями 1 н 4, соответственно, азатем через вычитатель частот 2 поступают в блок сумматоров 15, где разностьподеленных опорных и информационныхимпульсов умножается на соответствующий коэффициент и суммируется с содержимым счетчиком коррекции 14, Содержимое счетчика 14 представляет собойкод полусумм двух длительностей 1 и1С . первая - от заднего Фронта опорного импульса К -1 до заднего Фронтаинформационного импульса К О; вторая -от переднего Фронта опорного импульсаКо до переднего Фронта информационного60импульса К Н, Полусумма этих длительностей равна временному сдвигу междусерединами поделенных по частоте опорного и инФормационного импульсов плюсполовина входного опорного периода(ошибка в полпериода будет система 65 тической и для ее исключения в первыйсумматор можно занести код этой ошибйЫтов линейного расширения, коэффициентов упругости и других Фиэических и механических величин. Совместно с ИЯФ СО АН ГССР проведены работы по при менению измерителя ДИП, использующего предлагаемый счетно-импульсный пр обраэователь для компарирования рабочи мер длиной от 1 до 25 м. Установлено, что применение ДИПуменьшает время компарирования более, чем в 5 раз, при этом точность компариронания возрастает приблизительно на порядок, Кроме того отпадает необходимость в снерке дорогостоящих эталонных мер в специализированных метрологических организациях, так как эталоном служит длина .волны лазера.Формула изобретенияСчетно-импульсный преобразователь разности последовательных кодов в параллельный, содержащий делители частоты опорного и информационного сигналов, входы которых соединены с первым и вторым входами устройства, а выходы соединены с входами вычитателя частот, блок управления, первый вход которого соединен с выходом дели теля опорного сигнала, блок сумматоров, соединенный входамй с выходами вычитателя частот, блока управления и счетчика коррекции, элементы И-НЕ, 2 И-ИЛИ и И, генератор импульсов, первый б -триггер и первый дифференцирующий элемент, причем второй выход вычитателя частот соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу бло ка управления и через дифференцирующий элемент - к входу б первого Ябтриггера, вход к которого через элемент И подключен к выходу делителя частоты информационного сигнала, пер вый выход первого Яб -три "гера под"ключен к первому входу элемента 2 ИИЛИ, второй вход которого подключейк выходу генератора импульсов, а выход - к входу счетчика коррекции, выход элемента И-НЕ соединен с вторымвходом элемента И, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности преобразования, в него введены три Цб -триггера, два дифференцирующих элемента, элемент И, причемтретий вход устройства соединен с нходом Я второго Мб -триггера, вход 5которого через второй дифференцирующий элемент соединен с вторым выхо 15 дом первого Зб "триггера, выходвторого М 8 -триггера через третийдифференцирующий элемент соединенс входами третьего и четвертого %5 -триггеров, причем вход 8 последнегосоединен с выходом блока управления,а выход - с первым входом второго эле.мента И, второй вход которого соединен с четнертым входом устройства,выход второго элемента И соединен с25 входом 5 - третьего Я 8 -триггера, выход которого соединен с третьим входом элемента 2 И-ИЛИ, четвертый входкоторого соединен с вторым выходом генератора импульсов второй вход блоиа30 управления соединен с вторыя выходомделителя частоты опорного сигнала.Источники информации, принятыено внимание при экспертизе:1, Алькаев М. И. и др, Система35 на основе малой ЭВМ для измерения перемещений с помощью лазерных интерФерометров, Автометрия, 1973, 9 3,с. 52.2. Патент США, М 3602698,щ кл. 235-92, 1971.3. Заявка Р 1875347/24, 1974,по которой принято положительное решение.612241 оставитель Р. Яворовскаяехред Н.Бабурка Еорректор С.Шекмар ктор Т. Иванова ал ППП ффПатеитфф, г. Уагорад, ул. Проектнаи, 4 Заказ 3462/43 ЦНИИПИ Гос тирай Ь 26рстзенного ксмито делаи изобрете035, Москва, ЖПодписноеа Совета Министров СССРй и открытийРаушская наб., д. 4/5