Преобразователь перемещения в код



Преобразователь перемещения в код
Преобразователь перемещения в код
Преобразователь перемещения в код
Преобразователь перемещения в код
Преобразователь перемещения в код
Преобразователь перемещения в код
Преобразователь перемещения в код

 

H03M1/26 - Кодирование, декодирование или преобразование кода вообще (с использованием гидравлических или пневматических средств F15C 4/00; оптические аналого-цифровые преобразователи G02F 7/00; кодирование, декодирование или преобразование кода, специально предназначенное для особых случаев применения, см. в соответствующих подклассах, например G01D,G01R,G06F,G06T, G09G,G10L,G11B,G11C;H04B, H04L,H04M, H04N; шифрование или дешифрование для тайнописи или других целей, связанных с секретной перепиской, G09C)

Владельцы патента RU 2616867:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) (RU)

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системе контроля энергонасыщенных объектов. Техническим результатом является уменьшение погрешности за счет повышения линейности формируемых сигналов, увеличения их амплитуды и соотношения сигнал/шум. Устройство содержит фотоприемники, нормирующие усилители, компараторы, дешифратор, аналоговый коммутатор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), микроконтроллер, кодовую дорожку. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системе контроля энергонасыщенных объектов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь перемещения в код [Гречишников В.М., Конюхов Н.Е. Оптоэлектронные цифровые датчики перемещения со встроенными волоконно-оптическими линиями связи. М.: Энергоатомиздат, 1992. 160 с. (стр. 140-141)], содержащий группу фотоприемников, группу нормирующих усилителей, группу компараторов, группу элементов И, аналоговый коммутатор, элемент И, элемент НЕ.

Недостатком данного устройства является высокая погрешность устройства за счет существенной нелинейности формируемых сигналов, вызванной влиянием дифракции и инструментальной погрешности.

В изобретении решается задача уменьшения погрешности устройства за счет повышения линейности формируемых сигналов, увеличения их амплитуды и соотношения сигнал/шум.

Данная задача решается за счет того, что в известном преобразователе перемещения в код, содержащем группу из трех фотоприемников, группу из трех нормирующих усилителей, группу компараторов, аналоговый коммутатор, причем выход соответствующего фотоприемника соединен последовательно с входом соответствующего нормирующего усилителя, согластно изобретению в группе компараторов введено дополнительно три компаратора, причем общее число компараторов равно шести, причем выходы нормирующих усилителей соединены попарно с входами соответствующих компараторов, введен дешифратор, усилитель, АЦП, микроконтроллер, причем выходы компараторов соединены с входами дешифратора, выход дешифратора соединен с управляющим входом аналогового коммутатора, информационные входы которого соединены с выходами нормирующих усилителей, причем первый и четвертый информационные входы аналогового коммутатора соединены с выходом первого нормирующего усилителя, второй и пятый - с входом второго нормирующего усилителя, третий и шестой - с входом третьего нормирующего усилителя, выход аналогового коммутатора соединен с информационным входом усилителя, на управляющий вход которого поступает опорное напряжение - Um, равное амплитуды сигнала (см. фиг. 3а), выход усилителя соединен с входом АЦП, входящего в состав микроконтроллера, выход дешифратора также соединен с входом микроконтроллера.

На фиг. 1 показана функциональная схема преобразователя перемещения в код; на фиг. 2 представлено взаимное расположение кодовой дорожки и фотоприемников; на фиг. 3 изображены диаграммы, иллюстрирующие работу преобразователя перемещения в код.

В состав преобразователя перемещения в код входит группа из трех фотоприемников, формирующих трехфазную систему сигналов, группа из трех нормирующих усилителей, группа из шести компараторов, дешифратор, аналоговый коммутатор, усилитель, АЦП, микроконтроллер. Причем выходы соответствующих фотоприемников 1-3 соединены последовательно с входом соответствующих нормирующих усилителей 4-6. Выходы нормирующих усилителей 4-6 соединены попарно с соответствующими входами компараторов 7-12, причем выходы нормирующих усилителей 4, 5 соединены с соответствующими входами компараторов 7, 8; выходы нормирующих усилителей 5 и 6 соединены с соответствующими входами компараторов 9, 10; выходы нормирующих усилителей 4 и 6 соединены с соответствующими входами компараторов 11, 12. Выходы компараторов 7-12 соединены с входами дешифратора 13. Выход дешифратора 13 соединен с управляющим входом аналогового коммутатора 14, шесть информационных входов которого соединены с выходами нормирующих усилителей 4-6, причем первый и третий информационные входы соединены с выходами нормирующего усилителя 4, второй и четвертый - с выходами нормирующего усилителя 5, третий и пятый - с выходами нормирующего усилителя 6. Выход аналогового коммутатора соединен с информационным входом усилителя 15, на управляющий вход которого поступает напряжение -Um. Выход усилителя соединен с входом АЦП 16, входящего в состав микроконтроллера 17. Выход дешифратора 13 также соединен с входом микроконтроллера 17.

Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

При движении кодовой дорожки 18 влево из положения, показанного на фиг. 2, на входы фотоприемников 1-3 поступают сигналы, сдвинутые в пространственной фазе на 120°. Далее, после преобразования в нормирующих усилителях 4-6, сигналы u1…u3 (см. фиг. 3, диаграмма а) попарно подаются на входы шести компараторов 7-12, где происходит их взаимное сравнение. Выходные сигналы, логические компараторы U1…U6, представляют собой единичный позиционный код (ЕПК) (см. фиг. 3, диаграммы б-ж), представляющий собой совокупность n-1 нуля и одной единицы, вес которой определяется ее позицией в записи кодовой комбинации. ЕПК поступает на входы дешифратора 13, где преобразуются в трехразрядный двоичный код {аi}k номера участка суммарного сигнала к (k=1…6) (см. фиг. 3, диаграммы з-к). Трехразрядный двоичный код определяет значение десятичного кода Nk номера участка суммарного сигнала

и управляет работой аналогового коммутатора 14 в соответствие с таблицей 1.

Аналоговый коммутатор 14 выделяет из выходных сигналов нормирующих усилителей 4-6 внутренние, наиболее линейные, участки, совокупность которых представляет собой вспомогательный сигнал

поскольку на каждом участке только один из сигналов U1…U6 принимает значение единицы, то суммарный сигнал UΣ на каждом из участков будет определяться возрастающим или убывающим значением одного из сигналов u1(x), u2(x), u3(x), изменяющихся в диапазоне T/6.

С помощью усилителя 15 вспомогательный сигнал смещается относительно оси абсцисс на величину -Um (см. фиг. 3, диаграмма л)

и затем поступает на вход АЦП 16, входящего в состав микроконтроллера 17, где происходит формирование выходного сигнала в соответствии с нижеследующей формулой (см. фиг. 3, диаграмма м):

где N1…N6- код номера участка суммарного сигнала, Nm - код амплитуды суммарного сигнала, Nu1(x)…Nu3(x) - текущий код напряжения на соответствующем участке преобразования. Как видно из фиг. 3 (диаграмма м), в результате выполнения вышеописанного математического алгоритма удалось в два раза увеличить амплитуду результирующего сигнала по сравнению с исходными сигналами u1(x), u2(x), u3(x) (см. фиг. 3 а), и, следовательно, отношение сигнал/шум, а также повысить линейность результирующего сигнала за счет использования наиболее линейных участков исходной трехфазной системы аналоговых сигналов.

Преобразователь перемещения в код, содержащий группу из трех фотоприемников, группу из трех нормирующих усилителей, группу компараторов, аналоговый коммутатор, причем выход соответствующего фотоприемника соединен последовательно с входом соответствующего нормирующего усилителя, отличающийся тем, что в группе компараторов введено дополнительно три компаратора, причем общее число компараторов равно шести, причем выходы нормирующих усилителей соединены попарно с входами соответствующих компараторов, введен дешифратор, усилитель, АЦП, микроконтроллер, причем выходы компараторов соединены с входами дешифратора, выход дешифратора соединен с управляющим входом аналогового коммутатора, информационные входы которого соединены с выходами нормирующих усилителей, причем первый и четвертый информационные входы аналогового коммутатора соединены с выходом первого нормирующего усилителя, второй и пятый - с входом второго нормирующего усилителя, третий и шестой - с входом третьего нормирующего усилителя, выход аналогового коммутатора соединен с информационным входом усилителя, на управляющий вход которого поступает напряжение - Um, равное амплитуды сигнала, выход усилителя соединен с входом АЦП, входящего в состав микроконтроллера, выход дешифратора также соединен с входом микроконтроллера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для определения неизвестной структуры сверточного кодера со скоростью кодирования, равной , и кодовым ограничением, равным K, на основе анализа принимаемой кодовой последовательности.

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в качестве цифрового приемника для преобразования аналогового сигнала на промежуточной частоте (ПЧ) с понижением в цифровой квадратурный код.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровому преобразованию, и может быть использовано в цифровых преобразователях угла. Техническим результатом является упрощение кодовой шкалы.

Изобретение относится к радиотехнике, служит для преобразования аналоговых знакопеременных сигналов в прямоугольные импульсы и может быть использовано при построении цифровых средств обработки сигналов и измерении их параметров.

Изобретение относится к области автоматического контроля и регулирования и может быть использовано в современном электроприводе для создания цифрового преобразователя угла.

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники и может быть использовано для преобразования аналоговых электрических сигналов в цифровой код.

Способ многоабонентной радиочастотной идентификации относится к области радиотехники и может быть использован при организации идентификации одновременно нескольких объектов. Новым в способе многоабонентной радиочастотной идентификации является включение в состав транспондеров, устанавливаемых на объектах идентификации, управляемых фазовращателей. Антенной устройства считывания трансформированные по частоте и модулированные по амплитуде высокочастотные колебания вторично принимают и смешивают с исходными высокочастотными колебаниями, в результате чего на выходе смесителя получают одновременно несколько сигналов от транспондеров, при этом выделяют эти комбинационные низкочастотные составляющие разности исходных и трансформированных по частоте высокочастотных колебаний.

Изобретение относится к средствам автоматики и вычислительной техники, например, в системе контроля объектов. Технический результат заключается в повышении надежности преобразователя за счет одностороннего расположения элементов приемного и излучающего каналов относительно мультиплексирующего элемента.

Изобретение относится к области обработки изображений. Технический результат - обеспечение уменьшения смещения, включенного в цифровой сигнал, которое возникает вследствие разности между временем, когда потенциал опорного сигнала начинает изменяться во времени, и временем, когда счетчик начинает подсчет синхросигнала.

Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат заключается в повышении точности и стабильности ЦПУ.

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах и приборах с цифровой обработкой информации. Технический результат заключается в расширении динамического диапазона измерения. Технический результат достигается за счет способа аналого-цифрового преобразования, который включает подачу преобразуемого сигнала на первый вход первого и второго сумматоров и подачу опорных сигналов а0 и b0 на вторые входы сумматоров, при этом подают сигнал с выхода первого сумматора, равный (X+a0), на измерительный вход блока сравнения и формирования выходного кода, а сигнал с выхода второго сумматора, равный (b1X+b0), подают на опорный вход блока сравнения и формирования выходного кода, осуществляют в блоке сравнения и формирования выходного кода регулирование сигнала (b1X+b0) до момента его равенства с сигналом (X+a0). 1 ил.

Группа изобретений относится к вычислительной технике и может быть использована для калибровки АЦП. Техническим результатом является обеспечение автоматической калибровки АЦП. Способ содержит получение значения сигнала напряжения источника опорного напряжения; преобразование значения сигнала напряжения источника опорного напряжения в значение цифрового сигнала в соответствии с заданным значением коэффициента преобразования; сравнение значения цифрового сигнала с целевым значением и корректировку значения коэффициента преобразования в соответствии с результатом сравнения, чтобы разница между значением цифрового сигнала и целевым значением находилась в допустимом пределе погрешности, при этом корректировка значения коэффициента преобразования представляет собой корректировку значения коэффициента усиления. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для преобразования аналоговых электрических сигналов эквивалентно позиционному или модулярному представлению. Сущность изобретения заключается в реализации метода вычисления разности фаз гармонического колебания. Наряду с возможностью получения как позиционного, так и модулярного эквивалента входного сигнала положительным эффектом является функционирование преобразователя по произвольному основанию pi не только выбранной, но и произвольной системы остаточных классов. Технический результат выражается в возможности преобразования уровня входного сигнала пропорционально заданному модулю системы остаточных классов, а также сдвига фазы гармонического сигнала пропорционально позиционному и модулярному представлению через реализацию единого метода измерения разности фаз. 5 табл., 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к следящим АЦП многоразрядных приращений, и может быть использовано для непрерывного преобразования напряжения в цифровой код для преобразователей сигналов сельсин-код, резольвер-код и магниточувствительных датчиков угла поворота и положения на основе магниторезистивных сенсоров и датчиков Холла. Техническим результатом является повышение скорости сходимости следящего АЦП и повышение его точности. Устройство содержит реверсивный счетчик, который разделен на несколько ступеней малой разрядности, каждая из которых содержит ЦАП с заданной разрядностью, делители, вычитатель, сумматор-вычитатель, дополнительный АЦП, содержащий интегратор, компаратор, элемент ИЛИ, счетчик времени срабатывания компаратора в полутактах эталонной частоты и ПЗУ. 3 ил.
Наверх