Устройство для регистрации границ периодических сигналов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 30.XI.1971 (№ 1719332/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 10.XI1.1973. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 9.IV.1974

А!. Кл. 6 08с 19/24

Государственный комитет

Саввтв Министров СССР по делам изобретений и атиоытий

УДК 531.74:531.14 (088.8) Авторы изобретения

Л. Н. Бутенко и Б. Я. Карасик

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ГРАНИЦ

ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к системам преобразования перемещений в цифровые коды.

Известны устройства для регистрации границ периодических сигналов, содержащие логическую схему определения направления перемещения, входы которой подключены к датчикам перемещений, и вентили, выходы которых подключены ко входам реверсивного счетчика.

Известные устройства имеют недостаточную точность.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Для этого в него введены формирователь счетных импульсов и триггер, причем раздельные входы триггера подключены к выхо,дам логической схемы, единичный вход триггера подключен к выходу первого вентиля, а нулевой вход триггера подключен к выходу второго вентиля, один из входов первого вентиля соединен с нулевым выходом триггера, а один из входов второго вентиля соединен с единичным выходом триггера, другие входы вентилей соединены ме?кду собой и подключены к выходу формирователя счетных импульсов, входы которого соединены со входами логической схемы.

Изобретение пояснепо чертежами.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы элементов устройства; на фиг. 3 а, б — логические схемы определения направления перемещения.

Устройство для регистрации границ перио5 дических сигналов содержит логическую схему определения направления перемещения 1, формирователь счетных импульсов 2, триггер

3, вентили 4 и 5, реверсивный счетчик б, пороговые элементы 7 и 8 (см. фиг. 2), диффе10 ренцирующие цепочки 9, 10, 11, 12, логические схемы «И» 13, 14, 15 и 16, логические схемы «ИЛИ» 17 и 18.

Устройство работает совместно с датчиком псремещеппй (не показан), который вырабаI5 тывает на выходах два периодических сигнала в виде напряжений, сдвинутых друг относительно друга по пространственной фазе на четверть периода.

В качестве формирователя счетных импуль20 сов 2 используют устройство, сравнивающее между собой по амплитуде выходные напряжения U, и Уп датчика перемещения.

В моменты равенства этих напряжений (отсчетное положе!не) формирователь 2 выраба25 тывает на своем вы оде счетный импульс напряжения U (фиг. 2) .

Независимо от направления перемещения, не доходя 1/8 периода до появления счетного импульса, логическая схема 1 вырабатывает

30 на одном из своих выходов «+» или « — »

408361

3 импульса напряжения U«+» или U« — » соответственноо.

Принимается направление, при котором величина перемещения возрастает, правым, а противоположное направление — левым (на фиг. 2 обозначены стрелками П и Л соответственно) .

Признаком того, что измерительный элемент датчика перемещается вправо, является наличие импульсов У«+» на выходе «+», а влево — наличие импульсов U« — » на выходе « — » логической схемы 1.

Итак, при перемещении измерительного элемента вправо, не доходя i/8 периода, логическая схема 1 вырабатывает импульс

U«+», который, воздействуя на единичный вход триггера 3, установит его в состояние

«1». При этом триггер 3 своим напряжением на «единичном» выходе откроет вентиль 4.

17о прошествии 1/8 периода наступит момент равенства амплитуды напряжений U< и

Ув, который в формирователь 2 вырабатывает на своем выходе счетный импульс.

Последний, как указывалось, поступает на входы вентилей 4 и-5.,При этом он проходит только через открытый вентиль 4.

Выходной импульс вентиля 4 поступает на вход «сложение» реверсивного счетчика 6 и на нулевой вход триггера.

Под действием указанного импульса содержимое счетчика увеличивается на единицу, а триггер переходит в состояние «О», в котором он напряжением Uq на своем нулевом выходе открывает вентиль 5.

Если из любого положения, в том числе и вблизи отсчетного, начнется реверс измерительного элемента, то счетный импульс пройдет через открытый вентиль 5 и поступит на вход «вычитание» счетчика 6 и единичный вход триггер а 3.

Выходной импульс U> вентиля 5, воздействуя на вход «вычитание» счетчика 6, уменьшит его содержимое, а воздействуя на единичный вход триггера, переведет его в состояние «1».

Таким образом, на счетчике не будет происходить накопление ложной информации при любом направлении перемещения измери- ельного элемента датчика.

Если направление движения сохраняется постоянным, например правое, то всегда перед появлением счетного импульса формируется импульс U«+» на выходе схемы 1.

Зтот импульс возвращает триггер в состояние «1» из состояния «О», в которое он был переведен предыдущим счетным импульсом.

При движении измерительного элемента датчика влево импульс U« — » на выходе схемы 1 формируется также перед появлением счетного импульса и переводит триггер в состояние «О» из состояния «1», в которое он был переведен предыдущим счетным импульсом.

Если для счета границ интервалов используются все точки, в которых амплитуда срав5

15 го г5

65 ниваемых напряжений равны, то логическая схема 1 может, например, быть выполнена по функциональной схеме, приведенной фиг. 3, а.

Напряжения U и Ув подаются соответстьенно на входы пороговых элементов 7 и 8, которые из периодических сигналов, имеющих, например, треугольную форму, формируют перепады напряжения в тех положениях измерительного элемента, в которых амплитуды напряжений U, и Ув достигают среднего значения U,ð.

Пороговые элементы 7 и 8 имеют прямой и инверсный выходы, на которых напряжения сдвинуты друг относительно друга на половину периода, B связи с тем, что напряжения U и Ув, поступающие на входы пороговых элементов

7 и 8, сдвинуты друт относительно друта на четверть периода, то и напряжения на одноименных выходах этих элементов также сдвинуты на четверть периода дру.г относительно друга.

К каждому выходу элементов 7 и 8 подключены по одной дифференцирующей цепочке 9, 10, 11 и 12 и по одному входу схемы

«И» 13, 14, 15 и 16.

При помощи .дифференцирующих цепочек осуществляется формирование остроконечных импульсов в те моменты времени, когда на выходах пороговых элементов происходит резкое изменение напряжения.

При движении измерительного элемента вправо импульсы положительной полярности на выходах дифференцирующих цепочек 10 и

11 появляются тогда, когда соответственно на прямом и инверсном выходах элемента 7 имеются высокие уровни напряжений.

Сигналы с прямого выхода элемента 7 и с выхода дифференцирующей цепочки 10 подаются на входы схемы «И» 13, а с инверсного выхода элемента 7 и с выхода дифференцирующей цепочки 11 — на входы схемы «И» 14.

При высоком уровне напряжения на одном из входов схемы «И» 13 и появлении импульса положительной полярности на втором ее выходе, на выходе указанной схемы появляется импульс, сигнализирующий о направлении перемещения. Зтот импульс подается на вход схемы «ИЛИ» 17, выход которой является выходом логической схемы определения направления перемещения.

Аналогично работает и схема 14. Однако на ее выходах импульсы появляются с задержкой относительно выходных импульсов схемы

13 на половину периода.

Выходные импульсы схемы 14 также подаются через схему «ИЛИ» 17 vа выход«+».

Появление импульсов на выходе «+» совпадает по времени (и по положению) с моментом формирования границ между уровнями напряжения на выходах элемента 8.

При движении измерительного элемента влево импульсы положительной полярности па выходах дифференцирующих цепочек 9 и

408361

12 появляются тогда, когда соответственно на прямом и инверсном выходах элемента 8 имеются высокие уровни напряжений. Прямой выход элемента 8 и выход дифференцирующей цепочки 9 подключены ко входам схемы

«И» 16, à vçñ::. сный выход элемента 8 и выход дифференции;,ующей цепочки 12 — ко входам схемы «Ц» 15.

При таком::сдключении указанных электроэлемент и движении измерительного элемента датч> ка влево на выходах схем «И» lo и 16 будут поочередно появляться импульсы, которые после схемы «ИЛИ» 18 поступают на выход « — » лог;:сской схемы 1 определения направления перемещения.

Интервалы следования импульсов на выходе « — » равны половине периода, а моменты появления импульсов совпадают с моментами формирования границ измерения уровней напряжений на выходах элемента 7.

На фиг. Зб приведен вариант логической схемы определения направления перемещения. Она может быть применена в том случае, если счетный импульс вырабатывается формирователем 2 один раз за период, например в точках «а», (фиг. 2), в которых величина равенства напряжений UA u 1/в лежит выше среднего значения выходных напряжений.

Логическая схема по фиг. 3 б является упрощенным вариантом схемы по фиг. 3a.

В схеме по фиг. 3 б не используются инверсные выходы элс.агентов 7 и 8. В связи с этим уменьшается число логических схем «И», число дифференцирующих цепочек и отпадает

5 необходимость в применешп логических схем

«ИЛИ».

Предмет изобретения

10 Устройство для регистрации границ периодических сигналов, содержащее логическую схему определения направления перемещения, входы которой подключены к датчикам перемещений, и вентили, выходы которых подклю15 чены ко входам реверсивного счетчика, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены формирователь счетных импульсов и триггер, причем раздельные входь. триггера подклю20 чены к выходам логической схемы, единичный вход триггера подключен к выходу первого вентиля, а нулевой вход триггера подключен к выходу BTopGI вентиля, один вход первого вентиля соединен с нулевым выходом тригге25 ра, а один вход второго вентиля соединен с единичным выходом триггера, другие входы вентилей соединены между собой и подключены к выходу формирователя счетных импульсов, входы которого соединены со входаЗО ми логической схемы.

408361

Фиг 3

Составитель 8. Рыгалин

Текред Л. Богданова

Редактор А, Зиньковский

1(орректор Л. Орлова

Заказ 832,10 Изд. А 33i Гира>к 602 Подписное

ЦНИИПИ Государственного коьпитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2