Интерполятор шага периодической структуры

)4 С 9 18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт средств измерения в машиностроении (72) В.ЛРоманов и И.И.Сигачев (53) 621.505.55(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 769492, кл. С 05 В 19/18, 1978.Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред, Преснухина Л,Н. М.: Машиностроение, 1974, с. 19 1, рис. 101; с. 182, рис. 94. (54) ИНТЕРПОЛЯТОР ШАГА ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в металлорежущих станках, координатных измеритель ЯО,;4 44 О 5 ных машинах и других техническихсредствах, снабженных преобразователями с периодической структурой,Цель изобретения - повышение быстро"действия и надежности интерполятора.Поставленная цель достигается тем,что в интерполятор, содержащий ре"зистивный фазовращающий мост 1, группу компараторов 2 и буферный регистр3, введены кольцевой реверсивный двиговый регистр 4, формирователи 5 и 6выходных и прямоугольных сигналов,генератор сигналов 7, формировательстроб-сигналов 8, первый 9 и второй10 инверторы, группа инверторов 11.и сумматор 12. Интерполятор обеспечивает высокое быстродействие и нечувствительность к коротким помехам ифлуктуации входных сигналов, 2 з.п.ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в металлорежущихстанках, координатных измерительныхмашинах н других технических средствах, оснащенных преобразователямис периодической структурой,Целью изобретения является повышение быстродействия и надежностиинтерполятора,На Фиг, 1 изображен описываемыйинтерполятор; на фиг. 2 - формирователь выходных сигналов; на Фиг. 3 -Формирователь унифицированньгх сигналов; на Фиг. 4 - таблица, характеризующая логику Формирования выходных сигналов еИнтерполятор (Фиг, 1) содержиткольцевой резистивный фазовращающий 20мост 1, группу компараторов 2, число и которых равно числу интерваловделений половины шага периодическойструктуры буферный регистр 3 на пбит, кольцевой реверсивный сдвиговый 25регистр 4, формирователь 5 выходныхсигналов и формирователь б прямоугольных сигналов, тактирующий генератор 7, формирователь 8 строб-сигналов, первый 9 и второй 10 инверторы,группу управляемых инверторов 11 исумматор 12.Формирователь 5 выходных сигналов (Фиг, 2) содержит первый элементИ-НЕ 13, триггер 14, первый 15, второй 1 б, третий 17 элементы сравнения,второй 18 и третий 19 элементы И-НЕ.Формирователь б прямоугольных сигналов (Фиг, 3) содержит первый 20и второй 21 триггеры, элемент 2240сравнения, первый 23 и второй 24элементы И-ИЛИ-НЕ,Интерполятор работает следующимобразом.Сигналы растрового измерительногопреобразователя, соответствующиефункциям зпх, сов х, -ахпх и -сов х,поступают на предварительныи усилитель (не показан)и усиливаются им,Усиленные сигналы поступают на диаго.нали кольцевого резистивного фазовращающего моста 1 (Фиг, 1), С соответствующих точек кольцевого резистивного Фазовращающего моста сни,мают напряжения, пропорциональные81 п(х + М)з 1 п(х + ф, 81 п(х + 2 Ы)и т.д., где Ы- угол поворота фазысигнала, соответствующий 1/и-й долешага растра,Зти сигналы поступают на группу компараторов 2, где преобразуются в прямоугольные импульсы (меандры), сдвинутые один относительно другогона угол Ы .Для управления циклом работы интерполятора служат генератор 7 и Формирователь 8 строб-сигналов, выдающий четыре последовательности стробов С-С 4, По первому стробу буферный регистр 3 запоминается состояние всех компараторов, принадлежащих группе 2, По второму стробу запоминается значение переноса, возникающее в сумматоре 12 вследствие сложения операндов В и А, По третьему стробу инвертируется операнд В, а но четвертому выполняется анализ признаков и формируются управляющие сигналы 11, используемые для управления кольцевым реверсивным сдвиговым регистром 4 и Формирования выходных сигналов.В статическом состоянии значение . всех битов кольцевого реверсивного сдвигового регистра 4 совпадает со значением соответствощих битов буферного регистра 3. При таком состоянии значение суммы Я во втором цикле суммирования (Я = А + В) соответствует полному набору единиц (значению Я = О, в дополнительном коде Я = -1), что запрещает (фиг. 2) выдачу сигналов +1. Если вследствие изменения состояния датчика содержание буферного регистра 3 не состветствует содержанию кольцевого сдвига регистра 4, то условие Я = - 1 не соблюдается и выдача импульсов разрешена.ОЛогику Формирования выходных сигналов можно проследить по таблице (фиг, 4), где на примере четырехбитового интерполятора (деление шага на восемь частей) указаны значения сигналов датчика (операнд А) и кольцевого сдвигового регистра (операнд В). Значения операнда В представлены как в прямом, так и в инверсном кодах. Все поле возможных значений операндов можно представить в виде двух зон, В первой зоне значения операн,цов начинаются с нулей, во второй - с единиц. Логика образования выходных сигналов может быть представлена следуюпшм равенством:Интерполятор обеспечивает высокое быстродействие (до 1 мГц по сигналам +1) и нечувствителен к коротким помехам и флуктуации входных сигналов, Если вследствие этих причин происходит "заброс" сигналов датчика, то он ликвидируется в течение нескольких циклов работы интерполятора, причем частота импульсов на регистрирующую часть определяется частотой генератора н не зависит от величины Р;=1;Р;=1;А 1=В 1=1;50г = ( 1 С+) 1) Д+ (1 О+ 1) = Оф В 1 = 1;=10+0=1,0- +1Ф7, = (Р, О+ Р ) 6 (А 1 О+ В 1)1 -- 1 При работе интерполятора возможны восемь логических ситуаций, четыре из которых связаны с переходами внутри каждой из зон, а другие четыре -10 с переходами из зоны в зону, Число ситуаций не зависит от числа делений шага растра, что позволяет строить по такой схеме интерполяторы с делением шага не только на восемь, нотакже на 20,40 и более частей,Ситуации, возникающие при переходах, рассмотрены в последовательности их размещения в таблице.1, Переход в сторону увеличения размера внутри первой зоны.В этом случае ни первое, ни второе сложения не дают переноса, а старшие разряды А 1 и В 1 операндов равны нулю. Результат логическои операции.г = (О Я О) О+ (О О+ О) = О О+ О = О,что вызывает появление импульса +1.2. Переход внутри первой зоны всторону уменьшения размера,Р;, = 1; Р; = 0; А = В 1 = 0; г = (1 О+ 0) 9 (А 1В 1) = С+О = 1; что вызывает импульс -1.3. Возврат иэ второй зоны в первую. В 1 = О;()( О+ 0),= 0 0 1 = 1,40 что вызывает импульс -1,4, Переход из первой зоны во вторую. Р = 1 Р = 0 А 1 = 0 В 1 = 1-1Э Уг = (1 0+0) О+ (ОО+1) = 10+ 1 = о 45 вырабатывается импульс +1,5, Переход внутри второй зоны всторону увеличения размера,в результате поступает импульс +1,6, Переход внутри второй зоны в сторону уменьшения размера, 55Р = 1 Р = О А 1Ь 1 Юг = (1 О+ о) З ( О+ 1)вырабатывается импульс -7, Возврат иэ первой эоны во вторуюР;, = 01 Р; = 0; А 1 = 01 В 1 1;7. (О Ю 0) Ж (О Ю 1) =О О 1 1,поступает импульс - 1.8, Переход из второй эоны в первую (на следующий интервал шага растра). Р;, = 0; Р; = 1; А 1 = 1; В 1 = О;7. = (О О+ 1) Й (1 Ю 0) = 191 = О,поступает импульс +1.Импульсы +1 управляют движением информации в кольцевом сдвиговом регистре, смещая ее на один шаг в соответствующую сторону. Если рассогласование равно одному шагу, то восстанавливается равновесие (Я = -1) и дальнейшее смещение прекращается. Если возникно рассогласование более чем на один шаг, то выдается последовательно несколько импульсов +1 (или -1) до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие (сигналы +1 для кольцевого реверсивного сдвигово го регистра обеспечивают "обратную связь") .Бит информации, "вытолкнутый" иэ сдвигового регистра 4, инвертируется инверторами 9 и 10, что обеспечивает при перемещениях смену зна-. ка информации (переход из эоны в зону).В зависимости от структуры отсчетных частей преобразователей информации выходные сигналы могут быть использованы как в форме сигналов Т 1, так и в форме унифицированных сигналов (меандров), имеющих синусную или косинусную фазу и превышающих по частоте входной сигнал в и/2 раз, Формирование таких сигналов выполняется на двух триггерах 20 и 21 (фиг. Э), элементе 22 сравнения и двух элементах И-ИЛИ-НЕ 23 и 24."заброса", Эта позволяет надежна регистрировать даже скачкообразные из-.менения входной величины,Формула изобретения 1, Интерпалятор шага периодической структуры, содержащий кольцевой резистивный фазавращающий мост, группу комцараторав, буферный регистр, выходы кольцевого резистивного фазаврящающего моста подключены к входам компараторов группы, выходы которых подключены к информационным входам буферного регистра, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью йовышения быстродействия и надежности интерполятора, в него введены кольцевой реверсивный сдвиговый регистр, формирователь выходных сигналов, фар" мирователь прямоугольных сигналов, тактирующий генератор, формирователь строб-импульсов, первый и второй инверторы, сумматор и группа управляемых инверторов причем выход тактирующего генератора подключен к управляющему входу формирователя строб-импульсов, первый выход которого подключен к управляющему входу буферного регистра, второй выход - к первому управляющему входу формирователя выходных сигналов, третий выход - к управляющему входу группы управляемых инвертаров, а четвертый выход - к второму управляющему входу формирователя выходных сигналов, инФормационные входы которого подключены к информационным выходам сумматора, первый ивторой информационные входы - соответственно к первым выходам кольцевого реверсивного сдвигавого регистра и буФерного регистра, а третий информационный вход - к выходупереноса сумматора, первый и второй управляющие выходы формирователя выходных сигналов подключены соответственно к первому и второму управляющим входам формирователя прямо" угольных сигналов и кольцевого резис.тинного сдвигового регистра, выходы которого подключены к входам инверторов группы, выходы которых соединены с входами первой группы сумматора, входы второй группы которого падклн ены к выходам буферного регистра, первый и последний выходы кольцевога реверсивного сдвигавага регистра подключены соответственно квходам первого и второго инверторав,соединенных выходами соответственно с третьим и четвертым управляющими входами кальцевага реверсивного сдвигавого регистра.2, Интерпалятар па и. 1, а т л и ч а ю щ и й с я тем, что формирователь выходных сигналов содержит первый, второй и третий элементы И-НЕ, триггер, первый, второй и третий элементы сравнения. причем первый и второй управляющие входы формирователя соответственна пацключены к синхравхаду триггера и первым входам второго и третьего элементов И-НЕ, информационные входы группы формирователя подключены к входам первого элемента ИНК выход катарого соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И-НЕ, третьи входы которых подключены к выходу третьего элемента сравнения, входами подключенного к выходам первого и второго элементов сравнения, входы второго элемента сравнения являются, соответственна первым и вторым инфар" мационными входами Формирователя, трети.". информационный вход формирователя подключен к В-входу триггера и первому входу первого элемента сравнения, втораи вход каторага соединен с выходам триггера.3. Интерпалятар па и. 1, а т л и - ч а ю щ и й с я тем, чта формирователь прямоугольных сигналов содержит первый и второй триггеры, элемент сравнения, первый и второй элементы И-ИЗМ-НЕ, причем первый и второй управляющие входы формирователя подключены соответственно к первьи и вторым входам элементов И-ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены соответственна к синхравхадям первого и второго триггеров, 0-входы которых соединены с собственными инверсными выходами, а прямые выходы подключены к первому и второму входам элемента сравнения, выход катарага подключен к третьим и четвертым входампервого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ, Д, ,лг/,цЯ,ф йд дЯщцу(РВВИСРЯ)ОООО1ООО 1 О ООО ГдрУ О0001 11О 1уОО ОР О Ю 1 1 10 д 00 11 РО ОО 1 1 ОРУ О 11 ООО О О2О О ОО ОО Составитель Ю, БельскихТехред М.Ходанич Корректор В, Гирянк Редактор А. Маковская Заказ 5552/49 Тираж 866 Подписное В 11 ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5