Преобразователь угла поворота вала в код

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН

091 (11) зиэ G 08 С 9/06!

*4

1 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. НОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1.) 3512014/18-24 (22) 12. 11. 82 (46) 23.09.84. Бюл. ll< 35 (72) A.Ã.Àâàêÿí и А.П.Чибухчян (71) Институт радиофизики и электроники АН Армянской ССР (53) 681.325(088.8) (56) 1. Преснухин Л.И. Фотоэлектрические преобразователи информации.

М., "Машиностроение", 1974, с.27-31.

2. Авторское свидетельство СССР

11< 997065, кл. G 08 С 9/06, 1980 (про. тотип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий в каждом отсчете источники излучения, оптичес ки связанные через кодовый диск с кольцевым кодированием с фотоприемниками, инвертор, дешифратор, первый и второй .коммутаторы, объединенные первые синхронизирующие входы которых являются входом первого старшего разряда предыдущего отсчета и подключены через инвертор к вторым собственным синхронизирующим входам, основные компараторы по числу фотоприемников, прямые входы которых соединены с выходами соответствующих фотоприемников, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичнос. ти изготовления преобразователя, в него введены по числу фотоприемников дополнительные компараторы, которые объединены попарно с основными компараторами, третий и четвертый коммутаторы, источник пороговых напряжений, выходы каждого из фотоприемников соединены с прямыми входами соответствующих дополнительных компараторов, инверсные входы основных компараторов подключены к выходу третьего коммутатора, выход четвертого коммутатора соединен с инверсными входами дополнительных компараторов, первые входы третьего и четвертого коммутаторов объединены и являются входом второго старшего разряда предыдущего отсчета, вторые и третьи входы третьего и четвертого коммутаторов соединены соответственно с выходами Ц<, U и О 3

U источника пороговых напряжений, I выходы компараторов каждой пары объединены и подключены к соответствующим входам дешифратора, выходы которого являются вь<".oäàìè преобразовате- ля, выходы компараторов первой и второй пары подключены к третьим входам

1 первого и второго коммутаторов соответственно, выход первого коммутатора соединен со стробируемыми входами компараторов второй, третьей и чет. вертой пар, выход второго коммутатора . соединен.со стробируемыми входами компараторов первой пары, и напряжения на выходах и< Ji u3, И4 источника пороговых напряжений и амплитуда А сигналов на выходах фотоприемника выбраны в соответствии с выражением

0<с 0 а — а 03 < U < А . Ъ

1115083

Изобретение относится. к автомати.ке и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, в системах управления оптическими и радиотелескопами.

Известен преобразователь угла поворота вала в код с абсолютным отсчетом, содержащий источники излучения, диск с кодовой шкалой, считывающие 10 элементы и схему обработки сигналов, в котором для устранения неоднозначности считывания применяются У или

LI расположения считывающих элементов.

Неодновнаяность считывания устраняет- 1 ся за счет избыточной информации, получаемой от дополнительных считыва. ющих элементов (каждый разряд кроме младшего считывается .двумя считывающими элементами) (1) . 2О

Недостатком такого преобразователя является наличие значительного числа считывающих элементов, что снижает технологичность его изготовления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источники излучения, оптически соединенные через кодовый диск с кольцевым кодированием с фото-що приемниками, инвертор, дешифратор, первый и второй коммутаторы, объединенные первые синхронизирующие входы которых являются входом первого стар. шего разряда предьдушего отчета и подключены через инвертор к вторым собственным,синхронизирующим входам, основные компараторы по числу фотоприемников, прямые входы которых соединены с выходами соответствующих 4О фотоприемников (2) .

Недостатком известного преобразователя является низкая технологичность изготовления.

Цель изобретения - повышение тех45 нологичности изготовления преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источ- о ники излучения, оптически связанные через кодовый диск с кольцевым кодированием с фотоприемниками, инвертор, дешифратор, первый и второй коммутаторы, объединенные первые синхрони- Б5 зирующие входы которых являются входом первого старшего разряда предыдущего отсчета и подключены через инвертор ко вторым собственным синхронизирующим,входам, основные компараторы по числу фотоприемников, прямые входы которых соединены с выходами соответствующих фотоприемников, введены по числу фотоприемников дополнительные компараторы, которые объединены попарно с основными компараторами, третий и четвертый коммутаторы, источник пороговых напряжений, выходы каждого из фотоприемников соединены с прямыми входами соответствующих дополнительных компараторов, инверсные входы основных компараторов подключены к выходу третьего коммутатора, выход четвертого коммутатора соединен с инверсными входами дополнительных компараторов,первые входы третьего и четвертого коммутаторов объединены и являются входом второго старшего разряда предыдущего отсчета, вторые и третьи входы третьего и четвертого коммутаторов соединены соответственно с выходами 01, О 2 и U g 0 4 НсТо .ника пороговых напряжений, выходы компараторов каждой пары объединены и подключены к соответствующим входам дешифратора, выходы которого являются выходами преобразователя, выходы компараторов первой и второй пары подключены к третьим входам первбгo и второго коммутаторов соответственно, выход первого коммутатора соединен со стробируемыми входами компараторов второй, третьей и четвертой пар, выход второго коммутатора соединен состробируемыми входами компараторов первой пары, а напряжения на выходах

ll 11, 02, О q, " 4 источника пороговых напряжений и амплитуда А сигналов на выходах фотоприемников выбраны в соответствии с выражением дФ<Ц2 + 2 03 04 Д

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя для четырех считывающих элементов, сдвинутых друг относительно друга на четверть шага шкалы на фиг.2 — временная диаграмма работы преобразователя.

Преобразователь содержит источники излучения, кодовый диск с кольцевым кодированием (не показаны), фотоприемники 1-4, попарно объединенные основные и дополнительные компа" раторы 5-8 (сдвоенные), дешифратор 9, коммутаторы 10 и 11, инвертор 12, 1115083

3 . коммутаторы 13 и 14 и источник 15 пороговых напряжений..

Преобразователь работает следующим образом.

При вращении кодового диска на фотоприемниках 1-4 образуются сигналы, которые формируются компараторами 5-8 в прямоугольные сигналы, сдви-. нутые на четверть шага шкалы кодового диска своего отсчета. Дешифратор 9 преобразует эти сигналы в трехразрядный двоичный код.

Согласование с предыдущим отсчетом, в качестве которого может быть грубый . отсчет этого же преобразователя, осуществляется следующим образом.

С выхода коммутатора 13 от источ,ника 15 пороговых напряжений на первые инверсные входы компараторов

5-8 поступают пороговые напряжения ! не превышающие половины амплитуды сигналов фотоприемников 1-4 (фиг.2).

На вторые инверсные входы компарато ров 5-8 через коммутатор 14 от источника 15 пороговых напряжений поступа,ют пороговые напряжения Og, не пре вышающие амплитуды сигналов фотопри емников 1-4, но больше половины амп.литуды (фиг.2).

При наличии на управляющем входе коммутатора 11 высокого уровня на

его выход поступает прямой сигнал первого старшего заряда предыдущего отсчета, а при наличии на его управляющем входе низкого уровня — инвер- 35 тированный сигнал. Коммутатор 10 работает аналогично с той разницей, что при высоком уровне на его управляющем входе на выход проходит инвер. тированный сигнал старшего разряда 40 предыдущего отсчета, и наоборот, при низком уровне на управляющем входе на выход проходит прямой сигнал.

При высоких уровнях синхронизирующих сигналов на стробируемых входах 45 . компараторов 5-8 на их выходы проходят сигналы, сформированные по первым инверсным и.прямым входам (т.е. по низким пороговым напряжениям), а при низких — по вторым входам (т.е. по 50 . высоким пороговым напряжениям).

Таким образом, при положениях кодового диска, когда на выходах фотоприемников 1"4 сигналы не превышают низких пороговых значений, на выходах компараторов 5-8 будут низкие уровни независимо от синхронизирующих сигналов на стробируемых входах.

В положениях кодового диска, ког-, да сигналы на фотоприемниках 1-4 по величине находятся в промежутке между величинами нижних и верхних пороговых напряжений в компараторах 5-8, по первым входам формируется высокий уровень, а по вторым входам уровень остается низким, и выходное напряжение компараторов 5-8 определяется. состоянием стробируемых входов.. .При смене кода в первом старшем разряде предыдущего отсчета (при форми-. ровании передних фронтов) синхронизирующий сигнал переключается с нижнего уровня на высокий (положение 9 1 для фотоприемника 1, фиг.2), и на выходе соответствующего из компараторов 5-8 сигнал скачком меняется с низкого уровня на высокий. При форми ровании -задних фронтов (положение 9 2 для фотоприемника 1, фиг.2) синхронизирувщие сигналы изменяются с высоких уровней на низкие, так как на стробируемые входы компараторов 5-8 проходит через коммутаторы 10 и 11 прямой сигнал первого старшего разряда предыдущего отсчета, поскольку в промежутках между задними и передними фронтами сигналов происходит изме-. нение состояний управляющих входов коммутаторов 10 и 11 и на выходах соответствующего иэ компараторов 5-8 происходит переключение сигнала с высокого уровня на низкий. Таким образом, формирование фронтов сигналов происходит одновременно со старшим разрядом предыдущего отсчета.

В.преобразователе расширение допусков ведет к повышению технологичности изготовления и достигается оно увеличением ширины рабочих учасг ков фотоприемников 1-4, а также вариацией пороговых напряжений, поступающих на инверсные входы компараторов 5-8 через коммутаторы 13 и 14 от источника 15 пороговых напряжений, сигналом, сдвинутым по фазе на четверть шага по отношению к сигналу первого старшего разряда предыдущего отсчета, поступакщему на управляющие входы коммутаторов 13 и 14.

Коммутаторы 13 н 14 работают таким образом, что в положениях кодового диска, соответствующих смене кода 8 1 уровни на инверсных входах компараторов 5-8. разнесены (.Lj» и 04 ), а в положениях шкалы 0, 2 и Q 3, соответ- ствующих смене кода только в предьщу1115083 щем отсчете, пороговые уровни сближены (О 1 и Ug ) (фиг 2).

При ширине рабочих участков фотоприемников 1-4 равной трем квантам шкалы предыдущего отсчета и величинах пороговых напряжений где g — амплитуда сигнала на фотоприемниках 1-4, допуски на раслолоК предыдущему оасчеяу

ФигЛ

50< . YU„ ä

03

4 О жение границ штрихов кодового .диска преобразователя, а также на расположение рабочих участков фотоприемников

1-4 составляют 0,75 кванта кодового диска предыдущего отсчета, что ведет к повышению технологичности иэготовпения преобразователя. Хехнико-экономический эффект от использования изобретения обусловлен описанными выше преимуществами.

K лослефющему олсчещу

1 1 15083

62

Фиа2

Заказ 6775/37 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель Ю. Котов

Редактор Е.Папп Техред С.Легеза Корректор Ю.МакаРенко