Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть испол: зовачо для преобразования перемещения в код при аналого-цифровом преобразовании информации. Целью изобретения является повышение надежности преобразования. Поставленная цель достигается те, что в фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий последовательно расположен

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Н 03 M 1/30, 1/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР гv4f:"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4616231/24 (22) 07,12.88 (46) 30.01.91. Бюл. ¹ 4 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) И.В. Меськин и Л.И. Дорожка (53) 681.325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1211880, кл. Н 03 M 1/24, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹1080178, кл. Н 03 M 1/30, Н 03 M 1/44, 1982.

„„ЯЦ„„162469О А1 (54) ФОТОЭЛЕКТРИ4ЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования перемещения в код при аналого-цифровом преобразовании информации. Целью изобретения является повышение надежности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий последовательно расположен1624690

| ные источник 1 излучения, щелевую диафрагму 3, фотоприемники 4 и 5, суммирующий усилитель 4, усилитель 8, резисторный делитель 10, компараторы 13 и дешифратор 14, дополнительно введены фотоприемник 6, вы. читатель 9, опорный резистор 12 и кодированный элемент 2; располагающийся между источником 1 излучения и щелевой диафрагмой 3, Фотоприемники 4 и 5 формируют периодически изменяющиеся противофазные сигналы, а фотоприемник 6 работает в темновом режиме. Противофазные сигналы суммиИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования перемещения в код при аналого-цифровом преобразовании информации, 5

Цель изобретения — повышение надежности преобразователя, На фиг. 1 показана структура фотоэлектрического преобразователя перемещения в код; на фиг. 2 — пример построения дешиф- 10 ратора.

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код содержит последовательно расположенные источник 1 излуче. ния, кодированный элемент 2 (показана 15 только кодовая дорожка младшего разряда), щелевую диафрагму 3, фотоприемники 4, 5 и 6, суммирующий усилитель 7, усилитель 8, вычитатель 9, резисторный делитель 10 напряжения, содержащий последовательно 20 соединенные переменные резисторы 11, задатчик напряжения смещения, выполненн ый на опорном резисторе 12, одноименные компараторы 13, дешифратор

14, который содержит элементы ИСКЛ ЮЧА- 25

ЮЩЕЕ ИЛИ 15 — 18.

При изменении внешних условий, например температуры, колебания значений темнового тока фотоприемников 4, 5 и 6 могут быть довольно значительными..Сумма на- 30 пряжения фотоприемников 4 и 5, обозначенных соответственно U> и Ug, делится на пропорциональные перемещению части резисторным делителем 10 напряжения безучета тем новых токов, а уровни квантования 35 определяются не относительно шины обще го потенциала, а относительно напряжения, определяемого темновым током iT фотоприемника 6, Напряжение J-го уровня квантования определяется выражением 40

Ui = (U1+ 02 - 20т) K) + От, (1) где ф — напряжение j ã0 уровня квантования, соСтавляющего Kj-IG часть от суммы противофазных напряжений U< и Up, руются на суммирующем усилителе 4, а на вычитателе 9 из суммь| вычитается значение темнового потенциала. Полученная разность подается на один вход резисторного делителя 10, на другой вход которого поступает напряжение, формируемое усилителем

8 с выхода фотоприемника 6. Резисторный делитель 10 формирует пороговые сигналы, пропорциональные перемещению с учетом дестабилизирующих факторов, а на компараторах 13 и дешифраторе 14 выделяется двоичный код. 2 ил, От = lxRon где iT — ток фотоприемника 6, работающего в темновом режиме;

Ro> — величина опорного резистора 12, Противофазные напряжения фотоприемников 4 и 5 обеспечиваемые расположением щелей в щелевой диафрагме 3, суммируются на суммирующем усилителе 7, а на вычитателе 9 из суммы вычитается U, Это напряжение подается на один из входов резисторного делителя 10. На другой вход резисторного делителя 10 подается напряжение UT с опорного резистора 12. На опорном резисторе 12 формируется значение UT, стабилизированное выходом усилителя 8, которое смещает уровни квантования. На компараторах 13 производится сравнение напряжений, выбранных квантованных уровней с напряжением фотоприемника 4.

Пороги срабатывания компараторов 13 таким образом изменяются пропорционально изменению амплитуды сигналов фотоприемников 4 и 5 и их темнового тока фотоприемников. На дешифраторе 14 производится формирование двоичного кода, который поступает на выход преобразователя.

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

Кодированный элемент 2, освещенный источником 1 излучения, перемещается относительно щелевой диафрагмы 3, на фотоприемнике 4 и фотоприемнике 5 формируются противофазные периодически изменяющиеся сигналы U> и U2, сумма которых представляется напряжением постоянной величины на выходе суммирующего усилителя 7, На входах резисторного делителя 10 разность потенциалов составляет величину U> + Uz - 2UT, так как на один его вход, подается напряжение U>+ Uz- Ui c вычитателя 9, а на другой — UT с опорного резистора 12, стабилизируемое выходом усилителя 8. Это напряжение делится в соответствии с уровнями квантования на час1624690 ти, определяемые коэффициентами К,. На 45 выходе компараторов 13 напряжения порогов срабатывания поступают с учетом величины UT с опорного резистора 12. На компараторах 13 производится выделение квантованных уровней из напряжения фо- 50 топриемника 4, а с выхода. дешифра:юра 14 производится сьем выходного кода.

При изменении амплитуды противофазных сигналов соответственно изменяется сумма напряжений на выходе суммирующе- 55 го усилителя 7 и величина порогов срабатывания компараторов 13.

При изменении темнового тока соответственно изменяется напряжение 0т на выходе усилителя 8 и на входе вычитателя 9, опорном резисторе 12, что приводит к соответствующему изменению порогов срабатывания компараторов 13.

Таким образом, величина noporoa срабатывания компараторов 13 изменяется 5 при изменении внешних воздействий пропорционально изменению параметров напряжения .01, а переключение компараторов 13 зависит только от величины перемещения кодированного элемента 10

2, что обеспечивает надежность работы преобразователя.

Формула изобретения

Фотоэлектрический и реобразовател ь 15 перемещения в код, содержащий усилитель, последовательно расположенные источник излучения, диафрагму со щелью, первый и второй фотоприемники, выходы которых соединены с входами суммирующего усилите- 20 ля, реэисторный делитель напряжения, выходы которого соединены с первыми вхо-:. дами одноименных компараторов, вторые входы которых объединены, а выходы соединены с входами дешифратор",, выходы которого являются выходами преоараэователя, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, чеа, в цевью повышения надежнооти преобразователя, в него введены вычитатель, третий фотоприемник, эадатчик напряжения смещения и кодированный. элемент, выполненный в виде чередующихся одинаковых по величине прозрачных и непрозрачных участков, а в диафрагме выполнена вторая щель, ширина щелей равна ширине участка кодированного элемента, а расстояние между одноименными сторонами щелей равно нечетному числу участков кодированного элемента, установленного между источником излучения и диафрагмой, третий фотоприемник расположен между щелями диафрагмы, первый и второй фотоприемники расположены против щелей диафрагмы и оптически связаны через диафрагму и кодированный элемент с источником излучения, выход третьего фотоприемника соединен с входом усилителя, выход которого соединен с первым выводом эадатчика напряжения смещения, первым входом резисторного делителя и первым входом вычитателя, выход которого соединен с вторым входом резисторного делителя, выход суммирующего усилителя соединен с вторым входом вычитателя, выход первого фотоприемника соединен с вторым входом одного иэ компараторов, второй вывод эадатчика напряжения смещения соединен с шиной общего потенциала.

Составитель E. Бударина

Редактор Т, Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор А. Долинич

Заказ 202 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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