Устройство для формирования счетных импульсов в преобразователе перемещения в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 16334 15 Н 03 1 1/00, С 01 249 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН одв хтн- братисла непрерывноых результатов ика в течение вреи счетчиков следчющих однознач ода 1 дат али мени, рави ности сиги че и О села. 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Свердловское отделение Института "Тяжпромэлектропроект"(56) Авторское свидетельство СССР Р 1370461, кл. С 01 0 5/249, 1986.Авторское свидетельство СССР1386849, кл. С О 3 5/249, 1986. (5, УСТРОЙСТВО ДЛЧ ФОРМРОВАНИЧ СЧЕТНЫХ 121 ПУЛЬСОВ В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ ПЕРЕМЕГЕНИЯ В КОД1.:7) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо:ет быть использовано в устройствах дистанционного управления механизмами, Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее логический блок 6, имитатор 2, коммутатор 17, элементы 3 и 15 задержки, триггер 4, ":1 ормиронатель 16 импульсон, дополцительно введены генератор 1 импульсов, распределитель 4 импульсон, логические блоки 7 и 8, элементы ИЛ 11 5,9-11,счетчики 12 и 13. 1 ополцительно нведенцые блоки г ссотнетствующими связями позволяю-. повысить помехозащищенность устройства. Определение характера хода датчика осуществляется динамически: сравнением его сигналон с сериями кодов имитатора 2 спомощью логических блоков 6-8, Анализ осуществляется стробированнов моменты дейстнич .тырех специальных разнесенных но врем:ни сигналоч распределителя 4 импульсов. Сигналы датчика как бы сканируются сигналами имитатора ", а воздействие сицапов датч ка ца узлы ормированияи анализа направления осуществляетсякосвенно и не в моменты их возникновения, а лишь периодически, стробированно, в моменты опроса четырьмя специальцымц сигналами, Селекция нхсигналов по длительности осущесляется раздельно лпя прямого и оного ходов с подсчетом с помощьюИзобретение относится к автоматике и, вычислительной технике и можетбыть использовано в устройствах дистанционного управления механизмами.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства,На фиг. приведена схема устройства; на Фиг.2 - временные диаграммы;на фиг.З - распределитель импульсов;на Фиг. 4 - имитатор; на фиг. 5 - таблица, поясняющая работу имитатора.Устройство содержит генератор 1импульсов, имитатор 2, элемент 3задержки, распределитель 4 импульсов, 15элемент ИЛИ 5, логические блоки 6-8,элементы ИЛИ 9-11, счетчики 12 и 13,триггер 14, элемент 15 задержки, формирователь 16 импульсов и коммутатор17. Входные сигналы подаются на входы 18 и 19, а выходные сигналы снимаются с выходов 20-23 устройства.Генератор 1 вырабатывает непрерывно короткие импульсы частотой 1 периодом Т 1 (фиг.2 а), 25Имитатор 2 по сигналам генератора1 вырабатывает две непрерывные последовательности импульсов, сдвинутыена угол +в/2 по Фазе,частотой Е,2 Г/4,304периодом 7= (1)Работа имитатора иллюстрируетсятаблицей на фиг.5, По сути имитаторвырабатывает сигналы в виде тетраддвузначного параллельного кода, аналогичные сигналам фотоэлектрическогодатчика при его непрерывном вращениив прямом или обратном направлении,но с повышенной по сравнению с ним 40частотой, Направление имитации кодовдиктуется, состоянием триггева 14.Сигналы имитатора 2 как бы перебирают все возможные варианты кожевдатчика для возможного севпадения 45с ними на входах логических блоков6-8,Имитатор 2 может быть реализевансхемой четырехразрядного циклическогореверсивного сдвигающего регистра50(Фиг.4). Выходами имитато 1 ва в данномслучае являются два первых выходасдвигающего ре истра,После начальной установки код М 1М при первом импульсе генератера .о.ответствует изображенному на яиагвамме Фиг,2 е,дРаспределитель 4 поп действием импульсов с выхода элемента 1или импульсов генератора 1 распределяетпоследовательно на четыре своих выхода импульсы генератора 1, задержанныеэлементом 3 задержки. Направление11 11бегущих циклически импульсов устанавливается от первого к четвертомувыходам, если сдвиг выполняется посигналам генератора 1, и от четвертого к первому, если по сигналам свыхода элемента ИЛ 1 11,Возможная схема реализации распределителя 4 импульсов, изображеннаяна Фиг.З, содержит сдвиговый реверсивный циклический регистр 24, в который при начальной установке заносится единица в четвертый разряд и блок25 элементов И. При этом по первомуимпульсу генератора 1 выходной импульс появится на выходе 4-1 распределителя 4 согласно началу диаграммы на фиг.2 е.Задержка импульсов генератора 1элементом 3 задержки требуется длятого, чтобы, во-первых, обеспечитьпредшествие сдвига распределенияпоявлению распределяемого импульса,во-вторых, для обеспечения началапоступления каждого импульса распределителя 4 на входы логических блоков 6-8 непременно позже начала поступления соответствующего сигналаимитатора 2, поскольку оба эти устройства на практике могут быть реализованы различными микросхемамии различным их числом,При любом текущем коде датчика изтрех прочих возможных кодов два являются ожидаемыми (вращение прямо иобратно) . Эти коды при их поступлении дешиФруются устройством как продолжение вращения в том же направлении или реверс датчика. Соответственно коммутируются выходные импульсыдля их правильного счета подключаемымк устройству внешним реверсивнымсчетчиком, Третий код очевидная помеха) устройством не обрабатывается.Кроме того, каждый из возможных кодов селектируется по длительности ипри несоответствии исключается. Каждый из логических блоков 6-8решает соответствующее логическоеуравнение, записанное в совершеннойдизъюнктивной Форме(4) где У 6,У,У 8 - выходные логическиесигналы блоков 6-8Лиг2 к,л,м;Ь,Ь - сигналы датчика;".1 - сигналы имитатора 2;ЯЯ- выходные импул ьс ныесигналы распределителя 4 - выходы 4-2 и4-4 фиг,2 ж,и;Я - выходной сигнал эле 4.3мента ИЛИ 5.На входы логических блоков 6-8 непрерывно поступают от имитатора 2 15 мому. Совпадение кодов при действии второго или четвертого импульсов распределителя вызывает сигналы У иликод ожидаемый. Затем начинается селекция ожидаемого кода по длительности. Селекция осуществляется с помощью счетчика 12 прямого направления (условно) или счетчика 13 обратного на-. правления,Сдвиг распределителя назад" по сигналу с выхода элемента ИЛИ 11 выполняется после селекции как правильного - достоверного по длительности каждого нового кода датчика, После сдвига назад" уже новые два кода последовательно возможные четыре варианта параллельного кода Ч,М датчика, а от датчика - его действи гельный параллельный код Ь Ь. Каждому коду имитатора 2 вырабатывается короткий импульс распределителя 4. Соответственно с этим импульсом на выходе одного из логических блоков 6,7 или 8 появляется импульс. Появление импульса на выходе одного из логичес ких блоков 6,7 или 8 однозначно отражает результат анализа кода датчика на направление вращения, если код возможный (сигналы Ув,Уб ), и на невозможный код, трактуемый как помеха (сигналы т)В цикле распределителя четыре импульса. Совпадение кодов датчика и имитатора 2 в момент действия первого и третьего импульсов вызывает сигнал 40 У - сброс счетчиков 12 и 13, т.е. код эадатчика не соответствует ожидаедатчика становятся для устройства ожидаемыми,Счетчики 12 и 13 представляют собой одинаковые двоичные счетчики по модулю КК здор /Т (5) где Т - допустимая длительностьДопвходного сигнала, меньше которой сигнал считается помехой и дальнейшая обработкаего устройством не производится.После поступления К импульсов на выходе счетчика 12 или 13 появляется сигнал, который сбрасывает счетчик 12 или 13 в ноль через соответствующий элемент И.П 9 или 10. Через время, необходимое для выполнения сброса счетчика 12 или 13, исчезает и сам сигнал на его выходе, т.е. счетчиком 12 или 13 выбаратывается короткий импульс,Счетчики 12 или 13 могут быть сброшены в ноль до их заполнения по сигналам логического блока 7 через элементы ИЛИ 9 и )О.По сигналам счетчиков 12 и 13 устанавливается триггер 14 направления и вырабатываются выходные сигналы.Модуль счетчиков задается соглас- но требуемой точности вычисления Т . Можно считать, что точностьЯ= - , 10031К(6) при Я=1 ь,К=100. Цалее, согласно формул (1), (5) и (6) может быть вычислена частота генератораТ4 К4 КЕ= - - (7)Троппри К=100 и Тд=0,1 с Е 4000 Гц.Формирователь 16 импульсов вырабатывает импульсы требуемой длительности согласно параметрам выходных сигналов устройства.Триггер 14 отражает направление вращения датчика после декодирования его сигналов предыдущими узлами. При этом подтверждение того или иного направления вырабатывается при формировании каждого выходного импульса по сигналам счетчиков 12 и 13.Элемент 15 задержки обеспечивает своевременную перекоммутацию сигнального входа коммутатора 17 перед поступлением импульса формирователя 16 на сигнальный вход.,1 Е1 Г Г Ц И ( Ц Р М С Х И В ОЦ ) М И 1 К Д Ц Д.1 0 13 игхолцое состояние у:трос 1 о цц,итгнцапримс р, реп рцыл ( ус 1 с)о ц,(м 1 импу)ьгом отоэ)(ект)ц(ес .дтчикд. 11 р этом имцтдтор 2, рдсц лс Итепь 4, счетчики 12 и 13 и тц гср 1 устдцдв цвдютгч в сос гон)не црццнтое за исходное: .четчики 12 13 обнуляются, рдгпре,е.итель 4 го т 1 кого 0) е 151 тон цо первому сигналу гецердтордцоключить импульс элемента 3 чапе ржки к своему первому выходуц 3 3 ыходе имитатора 2 - нули,Триггер 1 устдцавливдетсн в состояние цри котором импульс цд сигцальцом вхопе коммутдторд 17 комму г 1 руются ца выход 2. (чгловно прямойгчет), а имитатор 2 готов вырдГдт,вать коды прямого цдцрдвленич25Цепи установки в исходцое г)с.тояцие на схеме фиг,1 це изобрджецы,В начала диаграммы Фег,б,в;дтчик1.(1, имеет кол ). Он совпдддет с кодом ими тдт 0) а 2 в МОме цты Гдсйс твин 30импульсов ца выходе -1 рас праде:ителя 4, По первому сигцдчу 4-1 вырдбатывае гся сигнал 7 )иг,3 Этотсигнал через элементы 11111 9 и 10осушествляет сброс счетчиков 12 и 13,которые в данном случае обнулены установочным импульсом датчика, Андпсгично вырабатывается второй сигнал у . Этим констатируется Адктчто кгд латчила неизменен, т.е. датЧИК ЦЕ ВРДШДЕтгЯ ,)КТ ВРа ЦЕНИ ИКгируатся лишь при изменении кода),Ожидаемыми кодами датчика в данном случае явяются 11 (вращение прямо) и г)0 (врдение обратно), Кол 01 - 45явная ошибка,Ожидаемые коды совпддают с моментами действия импульсов на выходах4-2 или 4-4 рагпределителя 4,В момент : г)иг, 2 почвляется сигнал 1, датчика - код 11 ( прямое направление), Говпадецие его с кодомимитатора 2 происходит при сигналена выходе 4-2 распределителя 4.Первый импульс У (1 иг.2 к) застав.55ляет счетчик 1 сосчитать елиницу, алва следуюших У 6 - ее лве.допустим, молуль счетчика 1 К=3,После третьего импульга 16 появляется ГЦ 1: ,3 1 х ):1 ЧТЧЕ: 1,ЪИГ, Ц),1("11 Е 1 )Л (ТО,1 ТЕ 111 ГТно ц;1,, : 1 1,Гол . 1 А)111 О, 111 цдчу гчетчикд 1,. О 1)у.тгяцыхо;11, й 11 цал 2.соое гствуючийгл 1 );дзе(ц",у цд дид рдлле-. К ДК Ц Ц П ) ЕЛДУС 1 Г;1," ДЕ.,ТОздгтдвляет ре(б.":тать сче гчик 12 прямогоцдпрдвлецн, но вт)ром - при импульсе цд выоде 4-, что чдгтавлг грдботдть г е гчик 13 ОГрдтцого цдцрав:1 цин, 11 э 331 цие т)стье о код;1 Летчика - Г) (погле 11) - может означатьт о л ь к о и 0 м с х у В О б е) и х к д 1,1.1 д х Л с тик;3 и по гц цалу ца цКоле 4-3 и цоги цдлу У- появляется гигцал сбросачетчикоц 12 и 13.Однако почвившцйся в лолецтожидаемый сигнал 1.=Г), т,е, код Чоказываетгя коротким по продолжительности. 1 огле полсчета двух имцульгонгчетчиком 12 он полез импульсомсбрасывается, ныхоной импульс цеАО)мируется, Кол латчика по-прежнему 11.Я момент 4 коп становится ожидае-.мым 1 О и соответствует реверсу датчика, Теперь счет продолжительностикода ведет уже счетчик 13 по импульсам 4-4 У,. По выходному сигцдлусчетчика 13 )ормируется импульс ндвыходе .3 (Ъг, 2 о, п, р, т), пос колькупо Б-входу триггер 14 перебрасывается в новое состояние, Опцовремецнсвыполняется с.виг рагпреесителч 4по третьему входу (сигнал с выходаэлемента 111 11) ца олин шаг назад.Одновременно же реверсируетгя имитаторпо сигналам триггер, 14Теперьи(итаторолЪормируютгч последовательности, соответствувице новому6 (О 1 П 711 (с Н, , г:.с ; :1 Г 1 1.с т цапрзнлению датчика, з и пу:ьсы рдсПрС дЕЛИт Ляацд)О Ицц ) с (Нс;((Ютс двумя сными ожидд мылц кодами Гили 11, .(еперь прямЯ цдпранп тц( иуже считается обратное и сгнпд;( -ние при ожидаемом коде Гтг ныпо цяг т я по импульсу на ныхоле Г(Г ц, .О 1 ческом блоке 8 а при коле 11 цсно(ВОЗМОЖНОГО РЕВ(. РС а - Ца Лот ИЧР КгМ Облоке 6 по импу)тьс)г ца нтхо 1 е 4-,Код помехи птатно обрабо гд пгич( ским блоком 7,В случае нового ренер д (а пид 1 рамме це иллюстррует) три г 1( (5прицимает новое сс)счояци.дниг,( тяРаеРЕЛЕЛИТЕЛС с( Р( НОР:ИРГ) НДЦИтатОРД ВЫХОДНЫМ ДПЧ лПУттГОН Нг ( -го устрйстна вновь станов(тгч ныход 22, т Н Г (с(1Г( 1с. Л. (с ) Л,Н ЫИ1Р ; 1 ( с(., (Г Ь 1(гд 11111, нты 1 (птх . гр( р .;1 ИП(Гр( Х .1 с)1 Исц, Ср;( ЛН 71 Ч(ТСЯ ( т Н( РТ 1"( Н(Х 7)С фс 1 Р,ы х ;( и ( р г)г р, ( 1 и. 1О иг .11с гретьим входи ита г р г пг), 1 Н Х);1) с Р; С П Р(;с.11 Г Р Ч 1 "11.1 с1Н Хо; СС( 1(; НГ т ЭсСЦ тХо; ЛГ);с)рс) ) СГ;(ц(Н- рЬ ( НХр;с пр( ( тп г( 11 (мп, ьгс), ры(ТС)с(Тр(11.ТВ(р 1 Ыс. НХ),Ык(х б.т с Онот г( 1 сч) ) о: елв Ц(П 1, П РНЫ НЫХО; РДСПР;1 ЛИТСЛЯ ч 1 ПУ.ГГ 1 г(:1( Ц С ПРРЫвход)"1 ПС Рнг 1 о 1("г ц ; 11, ньх(: которотг,1 1(, Ч1,С НХ ;ОМ НТРО ,7 1 Г) Г 1котГ) б.:О) , 1 ыхд ко горог 7 с осии ц С П(Р 1 1(ХО;ДМ 1 НТ)Р)1 с) И ТРЕТЬРГО:эл( м( и;)т 1 11, н г(ргэыход распрс,( -о р м у л а и э ) б р Р т с ц и Я тптг1 ЧП;:ЬГ и С ОР.(Е С. ПЯТЫМ нхо;с)1( ртсгс тогич(с лого блок н,1 Ус тРойство Длч с)сРмиРэндЯ с чс гных импульсон в преобрачондте:Р и( р( - 25хс; К(7.ро сс)сц( ц с о счетньи и:.:)мепения н код, содерчдттсэ прнлйэлемент эалержки, перптй .о ич( (.к(тйблок, перный и нторой входы к(гороЯвсЯЮТСЯ НХОДаМИ УСтРОй.тН ТРИ -Лом и( рно г сегчикд, ныхо, кс)торо Сс)Е "(и(иК-НХООЛ, ТРИГГЕРа мРРНМ 1 ход)чРтн(1:г) э)1(мРцтсч 11.т 7 рым Нх(;Ом нторс) 7 э 1( лецтд 111,РОГО СОЕДИНЕНЫ С аДР( (ЫМ( НХОДДсИкоммутатора, ныходы лгт(р г) чн ЯтП 1 М Н ХГ); Пр 1 7 с) . Ч РГ(1 К д ТрТИНсХС) Д с) С,1(.11 Г Г. Ч 1 ф 1 П ЬС Н (: О Р ся первым и вторым 1.хо;гэ 1 .ч рои тва, прямой выход триггерд г ;иц( ц Лц(Н с- НТ р,11 (Х;О Пр НОГГ)тт( -мент;( 1,1, д ч( гнрты 1 ных ипять нх л 1 тр((. О 7)1 11(с.кГ) ( б.первым входом имцтаторд и чвтч г( я третьим выходом устройства, второй к, Яхгд кот)рого соедицс ц со сстэлемент задержки, ныхо; которо лицеи с вхолом Формирс)нгтея и НЫМ Нх);О Н ГГ)рОО СЧсТ 1 ИКаНЬХС), КО"ТОРГ) С) Г Г)(л 11 РЦ С;) НХОДГ)М ТРГСРснтГ);)1,"1 1 "г)г)л чРс 1 ертг)ГО э 1 Р 1 ; 1В г)рыс Ях ом трет 1,1,) эте 1(ф) Г,11 1г(т- ПУ. Ь- ( 111 Ь са, выход которого соедицс ц с цым входом коммутатора, ттерны РОИ ВЫХОДЫ ИМИТД ТОР; (г)сД 1(Ц(1 Н" 0 НЬХСд КОТ)рс)1 Г) ГСЛИИРц С у( т,цс)С)Ч -ветственцо с третьм и четнер даМИ ПЕрНОГО ЛОГИЧС.С.Л С 1 ) тсьд 11 Н ХОт1633491 Нац стадо 7 аты сдо Составитель Е. Бударидактор Н, Лазаренко Техред Л.Олийнык орректор М.Лароши 62 Тирах 465 Подписное Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ак роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина, 10