Многоканальный преобразователь угол-код

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ(11), 4 ЖИ 6 Союз Соавтскиз Социапистицескин Расдубаик) Приоритет сударстаенный намитвт авета Мнннстраа СССР аа делам нзобретеннйн етлрытнй авиа4 Бтоллетеиь 4) опубликования описания 5 Л 2.К. Скво 71) Заявител ЛЬНИИ 541 МН Изтике обретение относится к автомаи вычислительной технике .Известен многоканальный преобразователь угол-код последовательного счета, содержащий кодовый диск 5 и два индуктивных считывающих элемента на один канал, генератор импульсов и логическую схему считывания.Однако известный преобразова о тель сложен, цоскольку в нем каждый считывающии элемент имеет три обмотки - рабочую, компенсационную и обмотку опроса, для анезависимых каналов требуется и схем формирова ниа сигналов считывающих элементов и распределения единичных перемещений по входам сложения и вычитания раверсивного счетчька и и счетчиков, причем необходимы 2 п+свя о зей между считывающими элементами и логической схемой,Целы изобретения является повышение надежности работы и упрощение устройства. 25 РАЭОВАТЕЛЬ 3 ТОЛ-КОДЭто достигается тем, что пред= лагаемый преобразоватейь содержит распределитель импульсов, подключенный к генератору импульсов и соединенный каждым из п своих выходов через диоды со.входами двух однообмоточных считывающих элементов соответствующего канала:.:4 индуктивных компенсационных гвыл та, подключенных через диоды ка всем выходам распределителя .ичюль., сов, два триггера, соединенных по одному входу через элемент ва,ме,. ной задержки и диоды со всеми и. выходами распределителя импульсоь и по другому входу через ерротра 1)- зисторный элемент с объединенными выходами п считывающих элементов. по одному от каждого канала, и с выходом соответствующего компенсационного элемента, и два сумматора по модулю 2, ко входам каждого из которых подключены выход од- . ного триггера непосредственно и выход другого триггера через и -раз1 П 6 з 45 рядный регистр сдвига, а выходй сумматоров по модулю 2 соединены с соответствующими входами сложения и вычитания кольцевого реверсивного счетчика на ир разрядовр - разрядность кода перемещения) .предлагаемый преобразователь по сравнению с известным имеет в 3 раза меньше обмоток считывающих элемеытов, в и раз меньше схем формирования сигналов считывающих элементов и распределения единичных перемещений по входам, сложения и вычитания реверсивного счетчика и в и раз меньше сумматоров счетчиков при сохранении общей емкости регистров счетчиков) . Общий объем оборудования сокращается примерно в два раза по сравнению с известной схемой, выполненной на тех же логическйх элементах, а количество связей между считывающими элементами и логической схемой уменьшается до д +2 .На фиг, представлена структурная схема преобразователя; на фиг .2 - временные диаграммы его аботы. 1 реобразователь содержите по числу каналов) зубчатых кодовых дискови соответствующие им д пар одыообмоточыых считывающих элементов 2 . Считывающие элементы разделены на две группы А и Б: груп пу А Б) составляют имеющие общии выход первые вторые) считывающие элементыпо одному от каждого канала) . аидой группе считываю - щих элементов 2 соответствует один однообмоточный компенсационный элемент 3 и один ферротранзисторный элемент 4, единичыыи вход которого соединен с выходами считывающих элементов 2, запрещающий вход - с выходом компенсационного элемента, нулевой вход - с выходом генератора импульсов Ь, а выходс единичыым входом соответствующего триггера б. 4 улевой вход триггера 6 в каждой групвьсоединен с выходами распределителя 7 через элемент заержки 8 и соответствующие диоды 9 .ыходы распределителя 7 через диоды 9 соединены со входами комиенсационных элементов 3, а его вход соединен с выходом гейератора импульсов Ь. выход каждого триггера б соединен через п разрядный. регистр сдвига АО с первым входом одного из двух сумматоров по модулю два и вторым входом другого сумматора по модулю два, а выходы сумматоровподключены ко входам сложения и вычитания реверсивного кольцевого счетчика 12 емкостью лрразрядов, гдв р - разрядность кодаперемвщейия.преобразователь работает следующим образом,Ори прохождении немагыитных зубцов дисков А в прорезях сердечниковсчитывающих элементов 2 изменяютсяиндуктивнсти считывающих элемеи 0 тов Ь . щаксимальная индуктивность Ь(при отсутстви зубца впрорези сердечника) выбрана изусловия215 ф 2 йс8 у ф)згде Ьз - индуктивность компенсационного элемента 3;И - число витков обмотки фер-.ротранзисторного элемента 4, соединенной с общим выходом элементов 2и предназначенной для записи единицы в элемент 4;И - число витков обмотки элемента 4, соединенной с выходом элемента 3 и предназначенной для запрета записи единицы в элемент 4,поэтому в случае Лр=Еьмюеприодновременнои подаче импульса отзо распределителя 7 на вход считывающего элемента 2 и вход компенсационного элемента 3 не происходитзапись единицы в ферротранзисторный элемент 4 из-за равенства амз 5 первитков двух сигналов, действующих в противоположных ыаправлениях,т .е . аигнал записи единицы, поступающий со считывающего элемента ,полностью компенсирован сигналомо компенсационного элемента 3 .1 ри вхождении зубца диска впрорезь сердечника считывающегоэлемента индуктивность последнегоумеыьшается практически в 2 раза45 и более), и поэтому возникает сигнал записи единицы в ферротранзисторный элемент 4 при одновременном поступлении импульсов на входысчитывающего 2 и компенсационного0 3 элементов. Числа витков обмотокИивыбраны так, чтобы ферритовый сердечник с прямоугольноипетлей гистеризиса в элементе 4перемагничивался в сторону записи5 единицы при величине индуктивности12- 2 нзмаяс+гмин) -2 ср Й)Это обеспечивает надежное функционирование предлагаемого преобразователя: ферротранзисторный элемент 4, опрашиваемый считывающимиимпульсами от генератора импульсов5, вырабатывает импульсы пюиагу5и прекращает вырабатывание импульсов при ЬЛрр,, иоскольку считывающие импульсы от генератора 5 поступают на ферротранзисторные элементы с частотой, равной частоте импульсов тока от группы считывающих элементов (направленных в сторону записи единицы), исключена возможность перемагйичивания сердечника ферротранз сторного элемента по частным циклам и, следовательно, возмо .ность ошибки. При этом Отношение сигнала к помехе на выходе .уерротранзисторного элемента составляет не менее 1 О, что обеспечивает высокую надежносп схемы при условии взаимозаменяемости элементов в ней.Все В пар считывающих элементов опрашивают последовательно с частотой) ф Ю иакс(3) где М - максимально возможноечисло оборотов дисков ;Еюжс- наибольшее ч осло зубцовдиска из набора дисков;4 - число единичных перемещен,й формируемых на один шаг диска,Ьк как с каждого выхода распределителя и.ьпульсов 7, подключенного ко входам двух считывающих элементов соответствующего канала подаются импульсы, смещенные Относительно импульсов н входах считывающих элементов других каналов, то обеспечена возможность контроля за ю независимыми ОднО от другого перемещениями с помощью одном схемы форыирования сигналов считывающих элементов и распределения единичных перемещении по входам сложения и вычитания счетчика .1 рафики 1 вна временной диагоамме работы преобразователя (см.уиг .2) поясняют фазовые сдвиги сигналов на и выходах распределителя импульсов. Лалееи + . ) =ый гра,ик иллюстрирует работу ферротрайзсторного элемента, последовательно по очереди) ойределяющего состояния считывающих элементов своей группы. Сигнал на запись единицы изображен под горизонтальной линией графика, а сигнал считывания единицы - над горизонтальной линией. Аля примера на временнои диаграмме показано что импульс тока, прошедшии через читывающий элемент 1-го канала в -м периоде процесса кодирования, достаточен для записи "единицы" 6в. ферротранзисторныи элемент зубдиска находится в. прорези сердечника) . Ймпульс тока, прошелшийчерез считывающий элемент Г-го канала в -м периоде процесса кодирования не вызвал записи единицыт .д. 3 промежуточном случаенеполное экранирование сердечника зубцом диска) импульс тока свыхода считывающего элемента можетвызвать неполную запись единицы вферротранзисторный элемент и, следовательно, плохо сформцровайныйимпульс на его выходе . таком случае состоянию считывающего элемента можно приписать значение единицы или нуля с ошибкой в 1/2 единичного перемещения.Окончательную "сортировку"остоянии считывающих элементовт.е. выходных сигналов ферротранзисторных элементов) по уровням" " и, "О" выполняет триггер осм. Ь+2) = ой график временнойдиаграммы) . триггер б устанавливается в улевое состояние импульСами с выходов распределителя 7см.(а+5 ) = ий график), поступающими через диоды Э и элемент задержки 8 и поэтому не совпадающими во времени с импульсами на гра,фиках , 2, ю . сли импульсна другом входе триггера б, характеризующий состояние считйвающегоэлемента 2, имеет амплитуду и длительность, превышающие определенные уровнй, то триггер О устанавливается в единичное состояние,4 в ином случае триггер остается внулевом состоянии,1 аким образом, на выходах двухтриггеров б вознйкают сигналы,представляющие собой две двоичныепоследовательности состоянии считывающих элементов многоканальногопреобразователя. 1 усть А -последовательность состоянии и считывающихэлементов группы А, по одному элементу нз каждой пары, в течениеодного периода работй распределителя импульсов и в порядке опросасчитывающих элементов, а Б - аналогичная последовательность состо-.м яниЯ считывающих элементов группы. последовательности А и Б задерживаются в двух регистрах сдвига о на один период работы распределителя импульсов.помощьюдвух сумматоров 11, осуществляющих сложение по модулю 2, выделяются единичные перемещенйя, соответствующие, например, Фг =тому. 45 каналуЕ=1,2и ) и= тому циклу работы пвеобразователя(Ас,к+ Вс+Р,с)тод 24)В 4 У+АЙ+1,К)В 2=+где Ас+ю,крвс+ю,к - члены последовательностеи А и Ъ, поступающие в сумматоры И непосредственно с вы. ходов триггеров о;Аъ; В,к - члены последовательностейи Б, поступающие в сумматоры И через регистры сдвига 10с = 1;,2,).Возможность определеня единичных перемещений по формулам ч) обеспечена таким расположением считывающих элементов относительно зубцов кодовых дисков, что изменения индутстивностей двух считывающих элементов одного канала происходят со взаимным относительным сдвигом по фазе на Я . Еслц ри это;. Втттполнены соотйошения ), 4 и З), то рассматриваемая логическая схема обеспечивает формирование четырех единичных перемецениы на один шаг зубец) кодового диска с равномерным заполнением шага единицами.иеиствительно, переходя к импульсным сигналам, характеризующим состояния считывающих элементов, и расс 1.атривая, например, по одт 1 ому члену из последовательностей А и Ъ на потяжении нескольких циклов работы преобразователя т.е, кодирорание еремещения по одному каналу, можно получить следующее:с2 3 45678 С 10АсК о о 11 О 011 О 1 1 0 О 11 011 акая таблица состаяний считывающих элементов соответствует максимально возможнои скорости вращения кодового диска, когда время поворота диска на четверть шага равно периоду следования импульсова=том выходе распределителя .ериодические последовательности состоянии считывающих элементов одного канала это не последовательности А и Б) имеют сдвиг по фаЗЕ На ЧЕтВЕРтЬ ,тЕРИОДа . ттРИМЕНЯЯ формулы М) к первому и второму, второму и третьему и т .д . столбцам таблицы, т.е. при дви"ении по таблице слева направо, можно получить только ттоложительнйе единичные перемещения - четыре единицы на период последовательности. апротив,вигаясь по таблице справа налевочто соответствует вращению кодоП 16вого диска в Обратном направлении)) к десятому и девятому, девятомуи восьмоцу ит.д Столбцам таблицы.можно йолучить только отрицательныединичные перемещения - четыре напериод. При уменьшении вращения кодового диска в таблице появилисьбы одинаковые рядом стоящие столб- тО цы за время между двумя опросамипары считывающих элементов не произошло изменения в их состояниях),Если в одинаковых столбцах самисостояния считывающих элементов раэличны, то одновременно появляютсяединичные перемещения разных знаков, которые не изменяют кода вКольцевом реверсивном счетчике 12,входы сложения и вычитания которого подключены к соответствующимвыходам сумматоров 11 . При разновременном появлении единичных перемещении разных знаков они алгебраически суммируются в закольцованном регистре.озможность счета единичных перемещении по и независимым каналам,поступающих от сумматоров И в случаях различия состояний считываюз щих элементов в смежных циклах работы преобразователя, обеспеченаприменением реверсивйого кольцевого счетчика емкостью пр разрядов, в котором ц независимых р =разрядных кодов располагаются последовательно, а также тем, чтопериод работы реверсивного счетчика равен периоду работы распреде, лителя импульсов. получение и независимых кодов перемецений в видеодной двоичной последовательностив одной и той же кольцевой схемевесьма упрощает задачу регистра ции кодо Внаприыер ВВОД кодо В ВЭЬ 1, так как для этого не требуется лополнительнытт коммутатор.йИОДЫРаЗВЯЗЫВают ПаРаЛЛЕЛьНОвключенные индуктивные элементы 2и 3.ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНЫЫногоканальный преобразовательугол-код, содержащий кодовые диски по числу каналов, с двух сторон катдого из которйх размещены первый и второи индуктивные считывающие элементы генератор мпульсов и реверсивным кольцевои счетчик, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения устроиства, в него введены распределитель, элемент451116 10торных элементов н левйе входыйые элементы, дибды, й 1 гегры,региегри ервига в вппшагпрв пп ип.которых,йодключены к выходу генератора импульсов, а выходы - к единичному входу соответственно первого и второго триггеров, нулевыевходы которых соединенй через эле:мент задержки с выходами распределителя, а выходы триггеров - совходами йервого и второго регистров сдвига и первыми входами сумматоров по модулю два, вторые входы которых подключены к выходамрегистров сдвига, а выход - ко15 входам сложения й вычитания реверсивного кольцевого счетчика. задержки, компенсационные однообмоточные элементы, Фемортранзистор дулю два, а считывающие элементы выполненй однообмоточными, причем генератор импульсов подключен ко входу распределителя, выходы второго через диоды соединены со входами считывающих элементов соответ стьующего канала и входами компенсационных однообмоточных элементов выходы первых и вторых считывающих ; элементов подключены к единочному , входу соответствующих ферротранзисторных элементов, выходы компенсационных элементов подключены к запрещающему входу ФерротранзисРедактор Ое раж Йй ого комитета Совета Мнянстро нэобретений н открытий 13035, Раушская наб., 4 Предприятие Патент, Москва, Г.59, Бережковская наб.,АУ изд. к 4;ЦНИИПИ Государствепо делМосква р П.Старцева Подпнсно