Преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к области автоматики и вьгаислительной техники и предназначено для измерения угловых перемещений в системах управления станками, радио и оптическими телескопами . Целью изобретения является повышение надежности преобразователя. Цель достигается тем,, что в преобраКпоедыдищим зователь введены цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 12 и 13 и блок 14 инверторов. При вращении вала преобразователя на выходах фотоприемников 1-4 формируются сигналы, сдвинутые на четверть юванта дорожки кодового диска. Дешифратор 9 преобразует эти .сигналы в трехразрядный код грубого отсчета (ГО). ЦАП 12 и 13 подключены к выходам точного отсчета, причем ДАЛ 13 соединен с ним через блок 14 инверторов. При нарастании кода в канале точного отсчета (ТО) на выходах ЦАП 12 и 13 формируются пилообразные напряжения, причем на выходе ЦАП I2 - нарастающей амплитуды, а на выходе ЦАП 13 - убывающей амплитуды. Эти напряжения осуществляют управление коммутаторами 10 и 11, с помощью которых производится согласование грубого и точного отсчетов преобразователя . 2 ил. & (Л to 4; со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 Н 03 Yi 1/24 йидцщцк

omcugmdw

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3825125/24-24 .(22) 17.12.84 (46) 30.06.86. Бюл. lli 24 (71) Институт радиофизики и электроники АН АрмССР (72) А.Г. Авакян (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 997063, кл. G 08 С 9/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1115083, кл. G 08 С 9/06, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для измерения угловых перемещений в системах управления станками, радио и оптическими телескопами, Целью изобретения является .повышение надежности преобразователя.

Цель достигается тем„ что в преобра„„SU„„1241473 А 1 зователь введены цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 12 и 13 и блок 14 инверторов. При вращении вала преобразователя на выходах фотоприемников

1-4 формируются сигналы, сдвинутые на четверть кванта дорожки кодового диска. Дешифратор 9 преобразует эти сигналы в трехразрядный код грубого отсчета (ГО). ЦАП 12 и 13 подключены к выходам точного отсчета, причем

ЦАП 13 соединен с ним через блок )4 инверторов. При нарастании кода в канале точного отсчета (ТО) на выходах

ЦАП 12 и 13 формируются пилообразные напряжения, причем на выходе ЦАП 12— нарастающей амплитуды, а на выходе

ЦАП 13 — убывающей амплитуды. Эти напряжения осуществляют управление коммутаторами 10 и 11, с помощью которых Производится согласование грубого и точного отсчетов преобразователя. 2 ил.

1 I 24

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, в системах управления радио и оптическими телескопами.

Целью изобретения является повышение надежности преобразователя.

На фиг . 1 приведена функциональная схема одного отсчета преобразователя для случая четырех считывающих элементов; на фиг. 2 — пространственная диаграмма, поясняющая его работу.

Преобразователь содержит источники излучения, кодовый диск с кольцевым кадированием (на чертеже не показаны), фотоприемники 1-4, компараторы 5-8, дешифратор 9, коммутаторы 10 и 11, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 12 и 13, блок 14 инверторов., Преобразователь работает следующим образом.

При вращении кодового диска на фотоприемниках 1-4 образуются сигналы, которые формируются компараторами 5-8 в прямоугольные сигналы, сдвинутые на четверть кванта дорожки дис" ка своего отсчета. Дешифратор 9 преобразует эти сигналы в трехразрядный двоичный код, Их согласование с предыдущим отсчетом, которым может быть более точный отсчет этого же преобразователя, выполненный таким же образом, осуществляется путем управления пороговыми напряжениями компараторов, которые формируются ЦАП

12 и 13 из выходных сигналов поедыдущего отсчета. Входы ЦАП 12 подключены к выходам разрядов предыдущего отсчета непосредственно, поэтому при возрастании кода в предыдущем отсчете на выходе ЦАП 12 формируются линейно возрастающие напряжение, которое используется для согласования передних фронтов сигналов.

Входы ЦАП 13 подключены к выходам разрядов предыдущего отсчета через блок 14 инверторов, поэтому при возрастании кода в предыдущем отсчете на выходе ЦАП 13 формируется линейно убывающее напряжение, которое исполь зуется для согласования задних фронтов сигналов согласуемого отсчета.

На фиг. 2 приведены диаграммы, поясняющие процесс согласования отсчетов преобразователя. В рассматриваемом случае для формирования пороговых напряжений использованы четыре

1473 2 старших разряда предыдущего точного отсчета. ЦАП 12 и 13 формируют пороговые напряжения таким образом, чтобы максимальное значение этого напряжения U< не превышало половины амплитуды сигналов считываемых фотоприемниками 1-4, а верхнее значение UZ — не превышало амплитуды, но было больше половины амплитуды сигналов фотоприемников 1-4. Пороговые напряжения, сформированные ЦАП 12 и 13, через коммутаторы 10 и 11 поступают на входы компараторов 5-6. При наличии на управляющем входе коммутатора 10 высокого уровня на его выход поступает сигнал с выхода ЦАП 12, а при наличии на его управляющем входе низкого уровня — сигнал с выхода ЦАП 13.

Коммутатор 11 работает аналогично с той разницей,что при высокомуровне,. на его управляющем входе на его "выход проходит сигнал с выхода ЦАП 13.и, наоборот, при низком уровне на управляющем входе коммутатора )1 на выход проходит сигнал с выхода ЦАП 12.

l5

При повороте вала преобразователя на угол, эквивалентный одному младшему разряду согласуемого отсчета, код на входах ЦАП 12 изменяется постепенно от 0000 до 1111. При этом напряжение на выходе ЦАП 12 ступенчато возрастает от минимального значения U1 до максимального U . При дальнейшем повороте кодового диска происходит смена кода на входе ЦАП 12 с 1.111 на

0000 и напряжение на его выходе изменяется скачком до уровня U< . Если ,при этом амплитуда согласуемого сигнала больше U, но меньше U (положение g на фиг. 2), то на выходе соот-, ветствующего компаратора 5-8 скачком формируется логическая "единица", т.е, осуществляется одновременная смена. кода, в отсчетах. При формирова"

" нии заднего фронта на вход компарато- ра 5, 6, 7 или 8 через коммутатор IO (ll) поступает пороговое напряжение, сформированное. ЦАП 13, которое изменяется U на У при смене кода в 0 предыдущем отсчете с 1111 на 0000, так как входы ЦАП 13 подключены к выходам разрядов предыдущего отсчета через инверторы 14.

Управление коммутатором 10 (11) осуществляется сигналом другого компаратора, который переключает выходы

ЦАП в промежутках между Фронтами согласуемых сигналов.

473 д О 0

О 0 д" g

ВНИИПИ Заказ 3614/56

Тираж 816 Подписное

Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1241

На фиг. 2 рассмотрен случай, когда ширина рабочих участков фотоприемников 1-4 составляет 3,75 кванта старшего разряда предыдущего отсчета, минимальное и максимальное значения ,пороговых напряжений соответственно

A ЗА равны U = — U = — где А — ампли4 2 4 туда согласуемого сигнала, а для формирования пороговых напряжений ис- 10 пользуются четыре предыдущих разряда точного отсчета. В этом случае линия. считывания .00 может занимать любое положение в промежутке от 0 0 до

И

0 0, в пределах которого условия 15 согласования отсчетов не нарушается, Такое смещение линий считывания . (фиг. 2) эквивалентно смещению рабо.чих участков фотоприемников 1-4 или границ штрихов дорожки на величину

+15/16 кванта дорожки предыдущего отсчета.

С увеличением числа разрядов, используемых для формирования пороговых напряжений, и с расширением рабочих 25 участков фотоприемников 1-4 до четырех квантов дорожки предыдущего отсчета ступенчатая форма пороговых напряжений приближается к пилообразной, а эона допустимого смещения линии считывания приближается к предельному значению, равному 1 кванту дорожки предыдущего отсчета.

Таким образом, цредложенный преобразователь позволяет расширить до35 пуски на изготовление кодовой шкалы и расположение рабочих участков фотоприемников, приблизив их к наибольшей принципиально достижимой величине, увеличить рабочие участки фотоприемников, что повышает соотношение сигнал/помеха и тем самым увеличивает надежность преобразователя. формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий в каждом отсчете источники излучения, оптически соединенные через кодовый диск с фотоприемниками, выходы которых соединены с первыми входами соответствую»щих компараторов, выходы которых соединенй с информационными входами дешифратора, выходы которого являются выходами преобразователя, выход первого компаратора соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с вторыми входами остальных компараторов, выход второго компаратора соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в него введены два цифроаналоговых преобразователя и блок инверторов, информационные входы первого цифроаналогового преобразователя и блока инверторов объединены и являются информационными входами преобразователя, выходы блока инверторов соединены с информационными входами второго цифроаналогового преобразователя, atop которого соединен с вторыми входами первого и второго коммутаторов, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с третьими, входами первого и второго коммутаторов.