Преобразователь угол-код

 

Изобретение относится к аналого-цифровому преобразованию информации, а именно к преобразователям угла поворота вала в код. Цель изобретения - повышение точности и упрощение преобразователя достигается тем, что в преобразователе угол-код, содержащем кодовый диск, N считывающих элементов 2, дополнительный считывающий элемент 3, сумматор 5 по модулю два, блок 7 обработки информации, информационная дорожка 1 кодового диска выполнена в виде псевдослучайной двоичной последовательности максимальной длины с периодом М=2<SP POS="POST">N-1</SP>, полученной при помощи примитивного многочлена H(х) степени N, считывающие элементы 2 установлены вдоль информационной дорожки 1 с постоянным шагом KX, заданным многочленом @ , где X=360°/мвеличина кванта преобразователя, а K=1,2,3..., причем K(N-1) M, дополнительный считывающий элемент 3 установлен относительно первого считывающего элемента 2 вдоль информационной дорожки 1 на расстояние Α=X[(N-1) B+(М-L)], гдЕ L- степень одночлена, полученного при делении по модулю два со стороны младших степеней многочлена R (X) на многочлен H(X), L и 98A берутся по модулю М. Выход сумматора 5 по модулю два соединен с шиной 14 преобразователя. Дополнительный считывающий элемент 3 позволяет осуществлять контроль на четность. За счет построения информационной дорожки и расположения считывающих элементов повышается точность преобразователя. 3 ил.

союз соеетсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (tl) 4 43 А1 цц 4 H 03 И t/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

1 1РИ ГКНТ СССР (21) 4251343/24-24 (22) 27.05,87 (46) 23.04.89. Бкп. 1(15 (71) Ленинградский институт точной неханиси и оптики (72) А.К.Азов, Л.Н.Мальцев, А А.ожиганов и И.В:.Меськин (53) 681.325 (088.8) (56) Патент США М- 3172098, кл. 340-347, опублик, 1965.

Авторское свидетельство СССР

У 1156256, кл. Н 03 М 1/24, 1983, Журнал ТИИЭР, т. 64, 1967, У 12, с. 81-82. (54) ПРКОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ -КОД (57) Изобретение относится к аналогоцифровому преобразованию информации, а именно к преобразователям угла поворота вала в код. Цель изобретения— повынение точности .и упрощение преобразователя достигается тем, что в преобразователе угол-код, содержащем кодовый диск, и считывающих элементов 2, дополнительный считываюа1ий элемент 3, сумматор 5 по модулю два, блок 7 обработки информации, информационная дорожка 1 кодового диска выполнена в виде псевдослучайной двоичной последовательности макси1474 мальной длины с периодом M=2"-1, полученной при помощи примитивного многочлена h(x) степени и, считывающие элементы 2 установлены вдоль информационной дорожки 1 с постоянным шагом п.

Ех, заданным многочленом r(x) =, х"

360 =а где х=- — — — величина кванта преобраМ зователя, а k=1,2,3,..., причем

k(n-1) М, дополнительный считывающий элемент 3 установлен относительно первого считывающего элемента 2 вдоль информационной дорожки 1 на расстоя843 ниеa=x ((n-1)k+(M-1)), где 1 - степень одночлена, полученного при делении по модулю два со стороны младших степеней многочлена r(x) на многочлен

h(x), 1 и ь . берутся по модулю M. Вы" ход сумматора 5 по модулю два соеди1 нен с ниной 14 преобразователя. Дополнительный считывающий элемент 3 позволяет осуществлять контроль на четкость. За счет построения информационной дорожки и располот;ения считывающих элементов повышается точность преобразователя. 3 ил.

Способы получения псевдослучайных

1 двоичных последовательностей максимальной длины (ПСДПИД) с периодом и

И 2 -1 известны. Например, известен способ получения такой последовательности при помощи сдвигающего регистра с сумматорами по модулю два в цепи обратной связи, где дана таблица 40

Изобретение относится к области аналого-цифрового преобразования информации, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.

Цель изобретения — повьппение точности и упрощение преобразователя.

На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя угол-код," на фиг.2 — линейная развертка информаци- ið онной дорожки кодового диска с различным .расположением считывающих элементов и соответствующие расположения дополнительного считывающего элемента; на фиг.3 — схема блока обработки информации, Преобразователь угол-код {фиг. 1) содержит кодовый диск с информационной дорожкой 1, считывающие элементы 2, дополнительный считывающий эле- 20 мент 3, пороговые элементы 4, сумматор 5 по модулю два, элемент HE 6, блок 7 обработки информации, выходы

8 которого являются информационными выходами преобразователя. Блок 7 об- 25 работки информации содержит .элементы HE 9, элементы И 10,триггеры 11, имеет информационные входы 12 и управляющий вход 13, соединенный с шиной 14 контроля преобразователя.

Рассмотрим четырехраэрядный преобразователь угол-код, т.е. п=4, для 1 n 40, Для получения последо-= вательности с периодом И=2 -1=15 нел обходим примитивный многочлен h(x) степени 4. Выбирают многочлен h(x)=

=x +х+1 из таблицы. При получении соответствующей последовательности необходимо использовать четырехразрядный сдвигающий регистр с сумматором по модулю два в цепи обратной связи, где характер обратных связей определяется многочленом h(x). В данном случае четырехраэрядный сдвигающий регистр будет генерировать последовательность М = 2 -1 15

111101011001000,... При построении информационной дорожки 1 кодового диска последовательность с периодом

M=15 наносится на кодовый диск в виде активных (единИцы) и пассивных (нули) участков информационной дорожки например, по ходу часовой стрелки, причем на информационную дорожку кодового диска наносится только один период последовательности. Последовательность с периодом И=2 -1 и определяет число квантов преобразователя, которое в данном примере равно 15. Отсюда величина кванта

360 х = - — — = 24 0

В общем случае размещение и. считывающих элементов 2 вдоль информацион" ной дорожки 1 кодового диска с пос" тоянным шагом, например,по ходу движения часовой стрелки может быть задано многочленом

14 74843

Х2 4.Х3 +Х+

x2+x3 +х с

30 х4+хГ+хВ х +х +х х +X4 ex хв+хв хВ+х4+х 2

1 12

+ =х ((и-1 ) ° k+ (М-1)) = (3 1e(15-12)1 ° х=бх. б) 1с2 (фиг,2а)

r (x) =1+х +х +x !

+x2+x4 +х ) 1+x+x4

1+х+х 11+x+xx

x+x +x х+х2+х х +х х +х +х х4

1 9;ð к = ((n-1)ke(Ì-1)) х(3 2+

+ (15-9)) ° х1 2х х в) 1с 3 (фиг.2б);

r (х) =1+х3+х4+х31+х +х +х !+x+x4

+х+х4 !+х+х +х +х х+х3+х +х +х х+хв+х х2+х3+х4+х3 +х +х

50

55 в=

r(x) = x

ÄxO где k=1,2,3,... и k(n-1)с М.

Дополнительный считывающий эле- 5 мент 3 смещается вдоль информационной дорожки 1 кодового диска относительно. первого считывающего элемен-.: та 2 по ходу движения часовой стрелки на величину углами =х 1(ш-1.) k +

+(М-1)1,где 1 - степень одночленав являющегося остатком от деления по модулю два со стороны младших степеней многочлена r(x) на многочлен

h(x), причем степень 1 одночлена, а также величина t(n-1)ke(H-1)2 при превышении имн числа (М"1) берутся по модулю М.

Приведем примеры определения местоположения дополнительного считываю-20 щего элемента 3 относительно первого считывающего элемента 2 с использованием математической формулы.

Пусть h(x)=х +х+1 n=4, М 15. а) k 1 (фиг.1);

r < (х) 1+х+х2 +х 3

1+x+x2 +х

1+х +х

Х2 eg3 еХ4 х4+х +х3 х4.+X +хВ хв+х х e+x3ex 2 х 21=12; к> х: ((n-1)ke(M-1)) =(3 ° 3+

+ (15-1 2) к=1 2х.

r) k=4 (фиг.2в);

r4 (x) 1+x +x +x

1+х4+хв +х

1+х+х4 х+х +х х+х +х х2 +х +хв+х 2 х2 ex3 ехе

Х3+Х +Х +XВ+Х хз+х4+хв .

Х +Х +X +X +X +X х4+х +х х +x +х"

6 1 1о х +х +х х +х +х.

И+ 1 + 14 х +х +х

x4+x

1в х e-X +х х fe

1=18; 18(mod 15)=3;

К 4 =х f(n-1) ke(M-1) =х Е3. 4+(15-3)1

=,24v;

24x(mod!5)=9

К4 9х.

Информация с дополнительного считывающего элемента 3 позволяет организовать контроль на четность информации со считывающих элементов 2, Преобразователь угол- код работает следующим образом.

При определенном положении кодового диска с информационной дорожки

1 считывается посредством считывающих, элементов 2 и дополнительного считывающего элемента 3 через пороговые элементы

4 соответствующий цифровой код.Послед- ний в виде электрических сигналов подается на входы сумматора 5 по модулю два и 6es сигнала с дополнительного считывающего элемента 3 на ннформа" ционные входы 12 блока 7 обработки информации. На управляющий вход 13 блока 7 обработки информации поступает сигнал с выхода сумматора 5 по модулю два через элемент НЕ 6. Если прн данном положении кодового диска с информаиионной дорожки 1 снимается цифровой код, содержащий четное число

Ф о р м у л а и з о.б р е т е н и я

Преобразователь угол-код, содержащий шину контроля, кодовый диск с информационной дорожкой, и считывающих элементов, где и - число разряДОВ преобразОВателя ВыхОДЫ которых соединены с Одноименными входами сумматора по модули два и с одноименными информационными входами блока обра . ботки информации, выходы которого являются информационными выходами

35 б 147484 единиц, то на управляющем входе 13 блока 7 обработки информации и на шине 14 присутствует сигнал логической " 1" и цифровой код со считываю5 щих элементов 2 без изменения прохо,дит через блок 7 обработки информации на выходы 8 преобразователя, а наличие сигнала на шине 14 говорит о том, что информация достоверна.

При дальнейшем перемещении кодового диска с информационной дорожки 1 может сниматься цифровой код, содержащий нечетное число единиц. При этом на управляющем входе 13 блока 7 .обработки информации присутствует сиг,нал логического "0",. а на выходах 8 преобразователя фиксируется предыдущий цифровой код, поскольку отсутствие сигнала на шине 14 говорит о недостоверности текущей информации, При реверсе преобразователь работает таким же образом, 3 6 преобразователя, дополнительный считывающий элемент, выход которого соединен с (и+1)-м входом сумматора по модулюдва, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения преобразователя, в нем на информационной дорожке кодового диска нанесен код, соответствующий одному периоду M=2"-1 псевдослучайной двоичной последовательности максимальной длины, полученной на основа-. нии примитивного многочлена Ь(х) степени и считывающие элементы установлены вдоль информационной дорожки кодового диска с постоянным шагом kx„

{ л- заданным многочленом r(x)=, х

360 где х= — — — величина кванта преобраМ зователя, а k=1 2,3,..., причем

k(n-1) е М, дополнительный считывающий элемент установлен относительно первого считывающего элемента вдоль информационной дорожки кодового диска на расстоянии =х ((n 1) 1<+(М-l)), где 1 — степень одночлена, являюще1 гося остатком от деления по модулю два со стороны младших степеней многочлена r(x) на многочлен b(x), причем 1 и t(n-1)k+(M-1)) взяты по модулю М, выход сумматора по модулю два соединен с управляющим входом блока обработки информации и шиной контроля °

14 7484:3

Составитель E. Бударина

Редактор А.Козориз Техред Л.Сердюкова

Корректор М.Васильева

Заказ 1910/56 Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина,101