Преобразователь перемещения в код

,1302432 1)4 Н 1/30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН код эа еобраватель довую ее два еский инст чковский ератор два СССР ы два реента 2 ИО, 1980,о СССРО, 1984,МЕЩЕНИЯ В При пементов рмируетсов, чис пропор- перемеа одного нально я к измериыть испольины углов я движу о счетчиС: тения являрименения ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относиттельной технике и можетзовано для измерения велго и линейного перемещенся объектов. Целью изобрется расширение области преобразователя перемещения счет регулирования масштаба зования. Для этого в преобра перемещения в код,содержащий дорожку и расположенные вдоль чувствительных элемента, ген тактовых импульсов, шесть 0- ров, элемент ИСКЛЮЧАКЮЕЕ ИЛИ мента НЕ, дешифратор, введен версивных счетчика, два элем НЕ, элемент ИЛИ и элемент И ремещении чувствительных эле на выходе преобразователя фо ся последовательность импуль ло импульсов в которой прямо ционально количеству квантов щения, коэффициенту пересчет счетчика и обратно пропорцио коэффициенту пересчетадруго ка. 3 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения величины углового и линейного перемещения движущих-ся объектов, 5Целью изобретения является расширение области применения преобразователя за счет регулирования масштаба преобразования,На фиг, 1 приведена структурная 10 схема преобразователя; на фиг, 2 ,таблица состояний дешифратора; на фиг, 3 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.Преобразователь содержит кодовую 15 дорожку 1, чувствительные элементы 2 и 3, 0-триггеры 4-9, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10, дешифратор 11, генератор 12 тактовых импульсов, элементы НЕ 13 и 14, реверсивные счетчики 15 20 .и 16, элементы И-НЕ 17 и 18, элемент ИЛИ 19 и элемент И 20. Преобразователь работает следующим образом, 25При перемещении кодовой дорожки 1 на выходе чувствительных элементов 2 и 3 появляются прямоугольные импульсы, сдвинутые на 1/4 периода друг относительно друга. При перемещении ко довой дорожки 1 в прямом направлении импульсная последовательность на выходе чувствительного элемента 2 опережает импульсную последовательность на выходе чувствительного элемента 3, а при перемещении в обратном направлении отстает.Коэффициент масштабирования К в преобразователе определяется из выражения 40 где К - количество импульсов (4,2или 1), вырабатываемых на 45выходе дешифратора 11 при.смещении кодовой дорожки наодин шаг квантования;К - коэффициент пересчета счетачика 16; 50К - коэффициент пересчета счет 6чика 15.Для обеспечения надежной работы преобразователя частота тактовых импульсов, вырабатываемых генератором 55 12, должна по крайней мере в К(К +1) раз превышать частоту импульсов на выходах чувствительных элементов 2 и 3. 2Количество импульсов К задаетсянподачей соответствующего кода на шестой и пятый входы дешифратора 11 (дляК= 1 код 00, для К= 2 код 01,для К= 4 код 10), Описание работыпреобразователя приводится для случаяформирования четырех импульсов (К =4)нна выходах дешифратора 11 при смещении кодовой дорожки 1 на один шагквантования,Когда при перемещении в прямомнаправлении на выходе чувствительного элемента 3 нуль, а на выходе чувствительного элемента 2 появляется единица, то при этом все триггеры 4-9 находятся в состоянии О, на вьмодах дешифратора 11 нульПо уровню нуля тактовых импульсов, вырабатываемьм генератором 12, на выходе элемента ИЛИ 19 нуль, по которому код К записывается в реверсивный счетчик 16, Так как на втором и третьем входах элемента ИЛИ 19 нуль, а на выходе заема реверсивного счетчика 16 единица, то по переднему фронту тактового импульса триггер 4 устанавливается в состояние единицы, а триггер 5 остается в состоянии нуль и на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 появляется единица, по которой единица с выхода триггера 4 переписывается в триггер 6, а на первом выходе дешифратора 11 устанавливается единица, соответствующая .входной комбинации сигналов 100001, Единица с этого выхода дешифратора 11 разрешает прохождение тактовых импульсов генератора 12 через элемент И-НЕ 17 на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, а через элемент ИЛИ 19 разрешает работу реверсивному счетчику 16 в счетном режиме и прохождение импульса с выхода заема реверсивного счетчика 16 на синхровходы триггеров 4,5,8 и 9 через элемент И 20, Реверсивные счетчики 15 и 16 изменяют свое состояние соответственно по заднему и переднему Фронтам тактовьм импульсов. Припоступлении (К +1) тактовых импульсовна вычитающий вход реверсивного счетчика 16 и йо заднему фронту (К +1)импульса на его выходе заема Фиксируется нуль, при появлении которого(по перепаду из единицы в нуль навыходе элемента И 20) единица и нульс выходов триггеров 6 и 7 переписываются в триггеры 8 и 9 соответственно, и на первом выходе дешифратора 11установится нуль, соответствующий3 13024входной комбинации сигналов 100101,Нуль с этого выхода дешифратора 11запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И-НЕ 17 на суммирующий вход реверсивного счетчика15, а также запишет код К в ревер 5сивный счетчик 16, на выходе заемакоторого при этом устанавливаетсяединица, однако на выходе элементаИ 20 останется нуль.10На этом заканчивается цикл работыпреобразователя, соответствующий перемещению кодовой дорожки 1 на 1/4шага квантования в прямом направлении,Очевидно, что на суммирующий вход реверсивного счетчика 15 с коэффициентом пересчета К пройдет серия (К +1)в атактовых импульсов.При дальнейшем перемещении кодовой дорожки 1 в прямом направлениисостояние преобразователя не изменяется, а тактовые импульсы через элемент ИЛИ 19 и элемент И 20 поступаютна синхровходы триггеров 4,5,8 и 9 допоявления единицы на выходе элемента 253, которая по переднему фронту тактового импульса записывается в триггер5. На выходе элемента НЕ 14 появляется единица, по которой единица с выхода триггера 5 переписывается в триггер 7, а на первом выходе дешифратора 11 устанавливается единица, соответствующая входной комбинации сиг-.налов 100111. Единица с этого выхода.дешифратора 11 разрешает прохождениетактовых импульсов на суммирующийвход реверсивного счетчика 15, а также разрешает работу реверсивному счетчику 16 в счетном режиме и прохождение импульса с его выхода заема на 40синхровходы триггеров 4,5,8 и 9.Приэтом аналогично предыдущему циклу работы преобразователя на суммирующийвход реверсивного счетчика 15 проходит очередная серия (К +1) тактовых 45аимпульсов, а состояния триггеров 6,8,7 и 9 образуют комбинацию 1111, которой соответствуют нули на выходах дешифратора 11,При дальнейшем перемещении кодовой дорожки 1 в прямом направлениицикл работы преобразователя повторяется. Если в данном состоянии преобразователя направление перемещениякодовой дорожки 1 изменить на противоположное, то на выходе элемента 3нуль появляется раньше, чем на выходе элемента 2. По переднему фронтутактового импульса триггер 5 устанав 324ливается в состояние нуля, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮ 1 ЦЕЕ ИЛИ 10 устанавливается единица, по которой единица с выхода триггера 4 переписывается в триггер 6. На вьжодах дешифратора 11 останутся нули, соответствующие . входной комбинации сигналов 101111. По заднему фронту тактового импульса триггеры 8 и 9 останутся в состоянии единицы и кодовая комбинация на входе дешифратора 11 не изменитсяПри дальнейшем перемещении кодовой дорожки 1 в обратном направлении состояние преобразователя не изменяется до появления нуля на выходе элемента 2, который по переднему фронту тактового импульса записывается в триггер 4. На выходе элемента НЕ 14 появляется единица, по которой нуль с выхода триггера 5 переписывается в триггер 7, а на втором выходе дешифратора 11 устанавливается единица, соответствующая входной комбинации сигналов 101011. Единица с этого выхода дешифратора 11 разрешает прохождение тактовых импульсов через элемент ИНЕ 18 на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, а также через элемент ИЛИ 19 разрешает работу реверсивному счетчику 16 в счетном режиме и прохождение импульса заема реверсивного счетчика 16 через элемент И 20 на синхровходы триггеров 4,5,8 и 9При этом аналогично описанным циклам навычитающий вход реверсивного счетчика 15 проходит серия (К +1) тактовыхаимпульсов, а состояния триггеров 6, 8,7 и 9 образуют комбинацию 0011, .которой соответствуют нули на выходахдешифратора 11, При дальнейшем перемещении кодовой дорожки 1 в обратном направлении цикл работы преобразователя повторяется.Все переходы при перемещении кодовой дорожки 1 как в прямом, так и в обратном направлениях происходят в соответствии с таблицей (фиг.2),где приведены выходные состояния дешифратора 11 при всевозможных входных комбинациях для формирования четырех, двух или одного импульсов на выходах дешифратора 11 за один квант перемещения.Очевидно, что на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 15 с коэффициентом пересчета (деления), равным К , пройдут тактовые импульсы, количество которых прямо пропорционально числу квантов переме5 130243щения соответственно Б и Б ,числуимпульсов К,1, вырабатываемых она один квант перемещения, и коэффи- вциенту (К +1), таким образом коли"щчество выходных импульсов И, и Бпреобразователя соответственно па лвыходах переноса и заема реверсивногосчетчика 15 связаносоотношениемК,+1Ю -ы =епеК -ф - (ц -ш ).с н К о ьв 10 Формула изобретения Преобразователь перемещения в код, содержащий кодовую дорожку и расположенные вдоль нее два чувствительных 15 элемента, сдвинутые друг относительно друга на четверть шага квантования, генератор тактовых импульсов, выходы первого и второго чувствительных элементов подключены к информаци- ц онным входам соответственно первого и второго Э-триггеров, выходы которых подключены к информационным .входам соответственно третьего и четвертого Р-триггеров и к входам элемента ИС КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к синхровходу третьего Р-триггера и через первый элемент НЕ к синровходу четвертого В"триггера, выходы третьего и четвертого Р-триггеров 30 подключены соответственно к первому и второму входам дешифратора, к информационным входам соответственно пятого и"шестого В-триггеров, синхровходы которых подключены к выходу 2 6торого элемента НЕ, а выходы - сответственно к третьему и четвертому ходам дешифратора, о т л и ч а ю -и й с я тем, что, с. целью расширения области применения преобразоватея за счет регулирования масштаба преобразования, в него введены два реверсивных счетчика, два элемента И-НЕ, элемент ИЛИ и элемент И, выход которого подключен к синхровходам первого и второго Р-триггеров и входу второго элемента НЕ, выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам элементов И-НЕ и элемента ИЛИ и к вычитающему входу первого реверсивного счетчика, выход заема которого подключен к первому входу элемента И, первый и второй выходы дешифратора подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов И-НЕ и второму и третьему входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента И и управляющему входу первого реверсивного счетчика, информационные вхо ды которого являются входом коэффициента масштабирования, выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго реверсивного счетчика, выходы переноса и заема которого являются выхогами преобразователя, пятый и шестой входы дешифратора являются регулирующими входами преобразователя."Всеи остальным комбинацияи соотоевсвбует Од Фиа 21302432 Составитель Е.Техред П.Олейнн рина Корректор Л, Пилипен Редакто Гуньк аказ 1225(56 г ени 1130 с изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 902И ГосУдарствено делам изобреИосква, Ж,Подписномитета СССРи открытийая наб., д. 4/