Способ преобразования перемещения в код и устройство для преобразования перемещения в код

 

Изобретение относится к автомаматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками и в системах управления оптическими телескопами. Целью изобретения является повышение точности преобразования перемещения в код, основанного на преобразовании перемещения в первый и второй аналоговые сигналы с помощью кодового элемента, щелевых диафрагм и двух фотоприемников, формировании с помощью блоков вычитания третьего и четвертого аналоговых сигналов и преобразовании их в код блоком формирования выходного кода. Первый и второй аналоговые сигналы с помощью соответствующих аналого-цифровых преобразователей преобразуют в код и одновременно сравнивают с опорными сигналами. По pe3yjibTaTaM сравнения формируют сигналы прямоугольной формы и для моментов совпадения фронта одного из них с единичным значением другого коды, соответствующие первому и второму аналоговым сигналам , преобразуют в пятый и шестой g аналоговые сигналы соответственно. В первоми втором блоках вычитания /J из текущих значений соответственно первого и второго аналоговых сигналов вычитают заданные части соответственно шестого и пятого аналоговых сигналов, которые получены с помощью двух делителей напряжения. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. Ьо со со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Н 03 M 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4237420/24-24 (22) 28.04.87 (46) 23.11.88. Бюл. У 43 (71) Институт радиофизики и электроники АН АрмССР (72) А.П.Чибухчян (53) 681 .325(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1246373, кл. Н 03 М 1/24, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1392616, кл. Н 03 М 1/24, 1986, (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автомаматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками и в системах управления оптическими телескопами. Целью изобретения является повышение точности преобразования перемещения в код, основанного на преобразовании перемещения в первый и второй аналоговые сигналы с помощью кодового элемента, щелевых диафрагм и двух фотоприемников, формировании с помощью блоков вычитания третьего и четвертого аналоговых сигналов и преобразовании их в код блоком формирования выходного кода, Первый и второй аналоговые сигналы с помощью соответствующих аналого-цифровых преобразователей преобразуют в код и одновременно сравнивают с спорю ными сигналами. По результатам сравнения формируют сигналы прямоугольной формы и для моментов совпадения фронта одного из них с единичным значением другого коды, соответствующие первому и второму аналоговым сигналам, преобразуют в пятый и шестой аналоговые сигналы соответственно.

В первом и втором блоках вычитания из текущих значений соответственно первого и второго аналоговых сигналов вычитают заданные части соответственно шестого и пятого аналоговых сигналов, которые получены с помощью двух делителей напряжения. 2 с.п, ф-лы, 2 ил.

1 1439735

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники

1 и может быть использовано в системах программного управления станками, в системах управления оптическими телескопами.

Целью изобретения является повышение точности преобразования перемещения в код. 10

На фиг,1 приведена функциональная схема преобразователя перемещения в код, реализующего предлагаемый способ, для случая углового перемещения; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие 15 способ преобразования.

Преобразователь перемещения в код содержит кодовый элемент 1 с измерительной дорожкой (не показана), индикаторный элемент 2 с щелевыми диаф- 20 рагмами (не.показаны), источники 3 и

4 излучения, фотоприемники 5 и 6, усилители 7 и 8, компараторы 9 и 10, блоки 11 и 12 выделения максимального значения сигнала, каждый из кото- 25 рых содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 13, регистр 14, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

15, элемент И 16 и формирователь 17 фронтов, делители 18 и 19 напряже- 30 ния, блоки 20 и 21 вычитания, блок

22 формирования выходного кода и источники 23 и 24 напряжения.

Измерительная дорожка кодового элемента 1 представляет собой равномерно чередующиеся прозрачные и непрозрачные участки с шагом W„

Неподвижные щелевые диафрагмы индикаторного элемента 2 сдвинуты друг относительно друга на величину 40

W (К+-) где К вЂ” целое число причем

4

У активные участки щелей меньше активного участка измерительной дорожки кодового элемента 1. 45

Преобразователь перемещения в код в соответствии с предлагаемым способом работает следующим образом, При перемещении кодового элемента

1 относительно щелевых диафрагм ин50 дикаторного элемента 2 излучение источников 3 и 4 излучения, модули.рованное сопряжением измерительной дорожки с щелевыми диафрагмами, попадает на фотоприемники 5 и 6, в кото55 рых преобразуется в аналоговые сигналы трапецеидальной формы, сдвинутые друг относительно друга на 7 /2.

Эти сигналы. поступают на входы усилителей 7 и 8, с выходов которых усиленные сигналы (фиг,2а, б) поступают на первые входы компараторов 9 и 10, на вторые входы которых подаются опорные (пороговые) напряжения Упд, и 1!п„п от источников 23 и 24, равные половине максимального значения соответствующих сигналов. На выходах компараторов 9 и 10 формируются сигналы (фиг,2в,г) прямоугольной формы, сдвинутые относительно друг друга на (/2.

Одновременно сигналы с выходов усилителей 7 и 8 (фиг,2а,б) поступают на первые входы блоков 11 и 12 выделения максимального значения сигналов, на вторые входы которых поступают сигналы с выходов компараторов 9 и 10 соответственно. На третьи входы блоков 11 и 12 поступают сигналы с выходов компараторов 10 и 9 соответственно. !

Выделение максимального значения сигналов производится следующим образом.

Сигнал Б„ (фиг.2а) трапецеидальной формы с выхода усилителя 7 поступает на вход АЦП 13 блока 1 1,,На выходе

АЦП 13 формируется код

1! = И

11 макс

Х ОП где U „ — напряжение на опорном входе АЦП 13; — максимальный код на выходе мака

АЦП 13, являющийся цифровым эквивалентом входного сигнала, Код с выходов АЦП

13 поступает на входы регистра 14, выходы которого соединены с входами

ЦАП 15, Сигнал прямоугольной формы 1фиг.2в) с выхода компаратора 9 поступает на первый вход элемента И 16, на второй вход которого поступают импульсы (фиг.2д) с выхода формирователя 17 фронтов, формирователь 17 по переднему и заднему фронтам сигналов прямоугольной формы (фиг.2в,г) формирует узкие импульсы (фиг,2д), При этом элемент И !6 пропускает на выход импульсы (фиг,2е), когда на его втором входе присутствует сигнал логической единицы, Эти импульсы поступают на вход "Запись" регистра 14 в момент, когда сигнал U достигает своего максимального значения U„ в

39735

Е5

55 з

14 диапазоне, — Cp,, т.е. при плоской вершине сигнала, Поэтому н регистр

14 всегда будет записан код, являющийся цифровым эквивалентом максималь ного значения сигнала U .

Um<

1 1Р U 1 1мокс оп

Код Ир с выходов регистра 14 поступает на цифровые входы ЦАП 15, на аналоговый вход которого подано напряжение, равное U я .

Напряжение на выходе I!AII 15

Ццо Uon 11р re °

Таким образом при перемещении кодового элемента 1 на выходе IIAII 15 блока 11 всегда присутствует напряжение, равное максимальному значению сигнала U (0 ). Это напряжение посФ тупает на делитель 18 напряжения с коэффициентом деления 2, выход которого соединен с входом блока 20 вычитания, на другой вход которого поступает сигнал U< с выхода усилителя

7. Так как величина напряжения на выходе делителя 18 равна U,/2, то на выходе блока 20 вычитания формируется симметричный относительно нуля сигнал трапецеидальной формы (фиг.2ж)

Аналогичным образом на выходе блока 12 формируется напряжение, равное максимальному значению сигнала U (фиг.2б), которое через делитель 19 поступает на один вход блока 21 вычитания, на другой вход которого поступает сигнал Uz с выхода усилителя

8. На выходе блока 21 также формируется симметричный относительно нуля сигнал трапецеидальной формы, сдвинутый относительно выходного сигнала блока 11 на «/2, Напряжения с выходов делителей 18 и 19 и сигналы с выходов блоков 20 и 21 вычитания поступают на входы блока 22 формирования выходного кода.

Блок 22 (не раскрыт) содержит формирователь кода октанта, на выходах которого формируются три старших разряда выходного кода, Этими разрядами управляются коммутаторы, которые пропускают на вход собственного АЦП сигнал

U и соответствующее ему опорное напряжение, сформированное на выходе делителя 18 напряжения, или сигнал U и соответствующее ему опорное напряжение с делителя 19, Величины опорных напряжений собственного АЦП блока 22 выбираются равными значениям

50 соответствующих сигналов при л/8 Поэтому максимальные значения интерполируемых сигналов могут быть отличны друг от друга, Изменение максимумов сигналов от дестабилизирующих факторов приведет к пропорциональному изменению напряжений на выходах соответствующих делителей 18 и 19 напряжения, что соответственно не приведет к асимметрии сигналов на выходах блоков 20 и

21 и, следовательно, снизит вероятность погрешности.

Формула из обретения

l. Способ преобразования перемещения в код, основанный на преобразовании перемещения в первый и второй аналоговые сигналы, сдвинутые друг л относительно друга на л /2, формировании первого и второго постоянных опорных сигналов, формиронании третьего и четвертого аналоговых сигналов и преобразовании третьего и четвертого аналоговых сигналов в выходной код, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в нем первый и второй аналоговые сигналы преобразуют в соотнетстнующие коды и одновременно сравнивают первый и второй аналоговые сигналы с одноименными постоянными опорными сигналами, по результатам сравнения формируют первый и. второй сигналы прямэугольной формы, код, соответствующий второму аналоговому сигналу в момент совпадения фронта первого сигнала прямоугольной формы с единичным значением второго сигнала прямоугольной формы, преобразуют в пятый аналоговый сигнал, код, соответствующий первому аналоговому сигналу и момент совпадения фронта второго сигнала прямоугольной формы с единичным значением первого сигнала прямоугольной формы, преобразуют в шестой аналоговый сигнал, третий аналоговый сигнал формируют, путем вычитания заданной части значения пятого аналогового сигнала иэ второго аналогового сигнала, а четвертый аналоговый сигнал формируют путем вычитания заданной части значения шестого аналогового сигнала из первого аналогового сигнала, 2. Устройстно для преобразования перемещения в код, содержащее два ис1439735 точника излучения, оптически соединенных через измерительную дорожку кодового элемента, и неподвижные щелевые диафрагмы, сдвинутые одна относительно другой на величину

w (к+-)

4 где Ч вЂ” mar измерительной дорожки 1ð кодового элемента; К вЂ” целое число, с первым и вторым фотоприемниками, выходы которых соединены с первыми входами одноименных блоков вычитания, выходы которых соединены с первым и 15 вторым входами блока формирования выходного кода,.первый и второй делители напряжения, выходы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока формирования 20 выходного кода, первый и второй источники опорного напряжения, о т— л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены два компаратора и два блока выделения максимального значения сигнала, выходы первого и второго фотоприемников соединены с первыми входами одноименных блоков выделения максимального значения сигнала и с первыми входами одноименных компараторов, выходы первого и второго источников опорного напряжения соединены с вторыми входами одноименных компараторов, выходы которых соединены с вторыми входами одноименных блоков выделения максимального значения сигнала, выход первого компа— ратора соединен с третьим входом второго блока выделения максимального значения сигнала, выход второго компаратора соединен с третьим входом первого блока выделения максимального значения сигнала, выходы первого и второго блоков выделения максимально— го значения сигнала через одноименные делители напряжения соединены с вторыми входами соответственно первого и второго блоков вычитания.!

Составитель Е.Бударина

Редактор Л.Гратилло Техред М.Дидык Корректор О,Кравцова

Заказ 6088/55 Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4