Многоканальный преобразователь угол-код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТФЛЬСТВУ () > )), 4PIX%6

Союз Софвтскнх

Соцнапнстн(еескнх е аснубанк (6)) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Зеввлеветлл. 02.72 (2()т747Мф8-24 (51) М Кл.

4 08 с 9/04 с присоединением заявки— (32) Приоритет

ОпубликованФ 5 . 46толлетеиь №4Э

Гоаударотаенный номнтвт

Совета Мнннотроа СССР оо делам нзобретеннй н ат((рытнй

ga) ЬтдК 68I.325 (688. 8 т (46);Дата опубликования описания 5Л2. M (72) Автор изобретения

Э.К. Скюрцов (71) Заявитель (541 МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПИОБРАЭОВАТЕЛЬ 3ТОЛ-КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике .

Известен многоканальный преобразователь угол-код последовательного счета, содержащий кодовый диск и два индуктивных считывающих элемента на один канал, генератор импульсов и логическую схему считывания.

Однако известный преобразова- )о тель сложен, цоскольку в нем каждый считывающии элемент имеет три обмотки - рабочую, компенсационную и обмотку опроса, для анезависимых каналов требуется и схем формирова- 15 ния сигналов считывающих элементов и распределения единичных перемещений по входам сложения и вычитания раверсивного счетчика и и счетчиков, причем необходимы 2п+1 свя-:9 зей между считывающими элементами и логической схемой, целью изобретения является повышение надежности работы и упрощеlame устройства. 25

Это достигается тем, что пред= лагаемый преобразоватейь содержит распределитель импульсов, подключенный к генератору импульсов и соединенный каждым из п своих выходов через диоды со.входами двух однообмоточных считывающих элементов соответствующего канала,,:лва индуктивных компенсационных иг...выл та, подключенных через диоды ка всем выходам распределителя .им чль сов, два триггера, соединенных по одному входу через элемент ва(-;мe,.ной задержки и диоды со всеми п. выходами распределителя импульсоь и по другому входу через ферротраьзисторный элемент с объединенными выходами и считывающих элементов. по одному от каждого канала, и с выходом соответствующего компенсационного элемента, и два сумматора по модулю 2, ко входам каждого из которых подключены выход од- . ного триггера непосредственно и выход другого триггера через 7t -раз

III6

45 з рядный регистр сдвига, а выходй сумматоров по модулю 2 соединены с соответствующими входами сложения и вычитания кольцевого реверсивного счетчика на пр разрядов 1 р - разрядность кода перемещения) . предлагаемый преобразователь по сравнению с известным имеет в 3 раза меньше обмоток считывающих элемеытов, в и раз меньше схем формицования сигналов считывающих элементов и распределения единичных перемещений по входам, сложения и вычитания реверсивного счетчика и в и раз меньше сумматоров счетчиков при сохранении общей емкости per rrстров счетчиков) . Общий объем оборудования сокращается примерно в два раза по сравнению с известной схемой, выполненной на тех же логическйх элементах, а количество связей между считывающими элементами и логической схемой уменьшается до л +2 .

На фиг . представлена структурная схема преобразователя; на фиг .2 - временные диаграммы его аботы. преобразователь содержитд по числу каналов) зубчатых кодовых дисков и соответствующие им л пар одыообмоточыых считывающих элементов 2 . Считывающие элементы разделены на две группы А и Б: груп. пу А Ъ) составляют имеющие общии выход первые завторив) считывающие элементы (rro одному от каждого канала) . »аидой группе считываю"щих элементов 2 соответствует один однообмоточный компенсационный элемент,3 и один ферротранзисторный элемент 4, единичыыи вход которого соединен с выходами считывающих элементов 2, запрещающий вход - с выходом компенсационного элемента, нулевой вход - с выходом генератора импульсов Ь, а выходс единичыым входом соответствующего триггера 6. улевой вход триггера 6 в каждой групн ;соединен с выходами распределителя 7 через элемент заержки 8 и соответствующие диоды 9.

ыходы распределителя 7 через диоды 9 соединены со входами комиенсационных элементов 3, а его вход соединен с выходом гейератора импульсов Ь. выход каждого триггера 6 соединен через и разрядный. регистр сдвига 10 с первым входом одного из двух сумматоров по модулю два и вторым входом другого сумматора по модулю два, а выходы сумматоров 1 подключены ко входам сложения и вычитания реверсивного кольцевого счетчика 12 емкостью лр разрядов, гдв р - разрядность кода первмвщейия. преобразователь работает следующим образом. при прохождении немагыитных зубцов дисков в прорезях сердечников считывающих элементов 2 изменяются индуктивн сти считывающих -элемеыT0B L ° аксимальная индуктивность Е (при отсутствии зубца в прорези сердечника) выбрана из условия

2 ) PNcrhc У 3 р ф) где Lq - индуктивность компенсационного элемента 3;

8g » «числО Витков ОбмОтки фер-. ротранзисторного элемента 4, соединенной с общим выходом элементов 2 и предназначенной для записи единицы в элемент 4

И - число витков обмотки элемента 4, соединенной с выходом элемента 3 и предназначенной для запрета записи единицы в элемент 4. поэтому в случае Лр=Е „ при одновременнои подаче импульса от распределителя- 7 на вход считывающего элемента 2 и вход компенсационного элемента 3 не происходит запись единицы в ферротранзисторный элемент 4 из-за равенства ампервитков двух сигналов, действующих в противоположных направлениях, т .е . аигнал записи единицы, поступающий со считывающего элемента, полностью компенсирован сигналом компенсационного элемента 3 . 1ри вхождении зубца диска в прорезь сердечника считывающего элемента индуктивность последнего умеыьшается практически в 2 раза

° и более), и поэтому возникает сигнал записи единицы в ферротранзисторный элемент 4 при одновременном поступлении импульсов на входы считывающего 2 и компенсационного

3 элементов. Числа витков обмоток

kV и Wq выбраны так, чтобы ферритовый сердечник с прямоугольнои петлей гистеризиса в элементе 4 перемагничивался в сторону записи единицы при величине индуктивности

L2 — 2(2иакс+ гмин)= 2ср q2)

Это обеспечивает надежное функционирование предлагаемого преобра зователя: ферротранзисторный элемент 4, опрашиваемый считывающими импульсами от генератора импульсов

5, вырабатывает импульсы ппи а г

45III6

5 и прекращает вырабатывание импульсов при Lg>l2cp. . поскольку считывающие импульсы от генератора 5 поступают на ферротранзистор ные элементы с частотой, равной частоте импульсов тока от группы считывающих элементов (направленных в сторону записи единицы), исключена возможность перемагйичивания сердечника ферротранзисторного элемента по частным циклам и, следовательно, возмо .ность ошибки.

При этом отношение сигнала к помехе на выходе ферротранзисторного элемента составляет не менее 10, что обеспечивает высокую надежность схемы при условии взаимозаменяемости элементов в ней.

Все и пар считывающих элементов опрашивают последовательно с частотой " м с (3) где М - максимально возможное число оборотов дисков 1; южс- наибольшее ч осло зубцов диска из набора дисков;

4 - число единичных перемещен. и формируемых на один шаг диска, Ьк как с каждого выхода распределителя и..:пульсов 7, подключенного ко входам двух считывающих элементов соответствующего канала подаются импульсы, смещенные Относительно .импульсов н входах считывающих элементов других каналов, то обеспечена возможность контроля за с независимыми ОднО от другого перемещениями с помощью одном схеМЫ фОРмИРОВаНИЯ СИГНаЛОН СЧИтЫВавщих элементов и распределения единичных перемещении по входам сложения и вычитания счетчика .

1 рафики 1 †.. n. на временной диагоамме работы преобразователя (см.уиг .2) поясняют фазовые сдвиги сигналов на и выходах распределителя импульсов. Далее < и +; ) =ый гра,,ик иллюстрирует работу ферротрайзiсторного элеменra, последовательно по очереди) ойределяющего состояния считывающих элементов своей группы. Сигнал на запись единицы изображен под горизонтальной линией графика, а сигнал считывания единицы - над горизонтальной линией. Аля примера на временнои диаграмме показано что импульс тока, прошедшии через

1 читывающий элемент 1-ro канала в

-м периоде процесса кодирования, достаточен для записи "единицы"

6 в Ферротранзисторныи элемент <зуб диска находится в. прорези сердечника) . Импульс тока, прошедший через считывающий элемент -ro канала в -м периоде процесса кодирования не вызвал записи единицы т.д. > промежуточном случае неполное экранирование сердечника зубцом диска) импульс тока с выхода считывающего элемента может вызвать неполную запись единицы в ферротранзисторный элемент и, следовательно, плохо сформировайный импульс на его выходе . таком случае состоянию считывающего элемента можно приписать значение единицы или нуля с ошибкой в i/2 единичного перемещения.

Окончательную "сортировку" остоянии считывающих элементов

° ° т.е. выходных сигналов ферротранзисторных элементов) по уровням

" " и, "о" выполняет триггер О см. (д+2) = ой график временной диаграммы) . триггер б устанавливается в улевое состояние импульСами с выходов распределителя 7 см.(а+5 ) = ий график), поступающими через диоды Э и элемент задержки 8 и поэтому не совпадающи ми во времени с импульсами на гра,фиках, 2, ... e . сли импульс на другом входе триггера о, характеризующий состояние считйвающего элемента 2, имеет амплитуду и длительность, превышающие определенные уровнй, то триггер b устанавливается в единичное состояние, 4,, в ином случае триггер остается в нулевом состоянии.

1аким образом, на выходах двух триггеров б вознйкают сигналы, представляющие собой две двоичные последовательности состоянии считывающих элементов многоканального преобразователя. 1!усть А -последовательность состоянии и считывающих элементов группы А, по одному элементу нз каждой пары, в течение одного периода работй распределителя импульсОв и в порядке опроса считывающих элементов, а Б - аналогичная последовательность состо-. и яниЯ считывающих элементов группы . последовательности А и Б задерживаются в двух регистрах сдвига è на один период работы распределителя импульсов. < помощью двух сумматоров 11, осуществляющих сложение по модулю 2, выделяются единичные перемещенйя, соответствующие, например, k = тому.? 45 каналу < =1,2 ... и ) и = тому циклу работы п еобразователя (Аi k+ Bi+f k)mud (4) (В; k+Ас +1,k)odZ= + где А;+,a;ai f k - члены последовательностеи А и Ъ, поступающие в сумматоры И непосредственно с выходов триггеров о;

А k; Bi,k - члены последовательностей < и Б, поступающие в сумматоры И через регистры сдвига 10 i = <, ... ).

Возможность определен я единичных перемещений по формулам 4) обеспечена таким расположением считывающих элементов относительно зубцов кодовых дисков, что изменения индуктивностей двух считывающих элементов одного канала происходят со взаимным относительным сдвигом по фазе на Я . Еслц при это;. выполнены соотйошения (<), 2) и 3), то рассматриваемая логическая схема обеспечивает формирование четырех единичных переиецениы на один шаг 1зубец) кодового диска с равномерным заполнением шага единицами. иействительно, переходя к импульсным сигналам, характеризующим состояния считывающих элементов, и расс1.атривая, например, по одйому члену из последовательностей

А и Ъ на п,,отяжении нескольких циклов работы преобразователя <т.е. кодирование «еремещения по одному каналу), можно получить следующее: с 3 45678910

AcPi u O i l 003 I 0

Bike 0 01 00

1акая таблица состаяний считывающих элементов соответствует максимально возможнои скорости вращения кодового диска, когда время поворота диска на четверть шага равно периоду следования импульсов а =том выходе распределителя . ериодические последовательности состоянии считывающих элементов одного канала это не последовательности А и Б) имеют сдвиг по фазе на четверть «ериода . 11рименяя формулы 4) к первому и второму, второму и третьему и т .д . столбцам таблицы, т.е. при движении по таблице слева направо, можно получить только «оложительнйе единичные перемещения - четыре единицы на период последовательности. 11апротив, вигаясь по таблице справа налево что соответствует вращению кодоШ6 вого диска в Обратном направлении), следовательно, применяя формулы

+) к десятому и девятому, девятому

ИВОСЬМОМУ ИтД Столйпам таблииы. можно йолучить только отрицательны единичные перемещения - четыре на период. При уменьшении вращения ко:дового диска в таблице появились бы одинаковые рядом стоящие столбцы <за время между двумя опросами пары считывающих элементов не произошло изменения в их состояниях) .

Если в одинаковых столбцах сами состояния считывающих элементов раз личны, то одновременно появляются единичные перемещения разных знаков, которые не изменяют кода в кольцевом реверсивном счетчике 12, входы сложения и вычитания которого подключены к соответствующим выходам сумматоров 11 . 11ри разновременном появлении единичных перемещении разных знаков они алгебраически суммируются в закольцованном регистре. озможность счета единичных перемещении по и независимым каналам, поступающих от сумматоров И в случаях различия состояний считывающих элементов в смежных циклах работы преобразователя, обеспечена применением реверсивйого кольцевого счетчика емкостью пр разря35 дов В котором ц независимых разрядных кодов располагаются последовательно, а также тем, что период работы реверсивного счетчика равен периоду работы распреде4, лителя импульсов. 11олучение и независимых кодов перемецений в виде одной двоичной последовательности в одной и той же кольцевой схеме весьма упрощает задачу регистра4, ции кодов, например, ввод кодов в

ЭЬ, так как для этого не требуется лополнительный коммутатор. диоды развязывают параллельно включенные индуктивные элементы 2 и 3.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНЫ

Ыногоканальный преобразователь угол-код, содержащий кодовые диски

nv числу каналов, с двух сторон ка дого из которйх размещены первый и второи индуктивные считывающие элементы генератор „мпульсов и реверсивным кольцевои счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения устроиства, в него введены распределитель, элемент

45 задержки, компенсационные однообмоточные элементы, Ферроутранзистор. дулю два, а считывающие элементы выполненй однообмоточными, причем генератор импульсов подключен ко входу распределителя, выходы юторого через диоды соединены со входами считывающих элементов соответствующего канала и входами компенсационных однообмоточных элементов, выходы первых и вторых считывающих

; элементов подключены к единочному, входу соответствующих ферротранзисторных элементов, выходы компенсационных элементов подключены к запрещающему входу ФерротранзисХП6 . уо торных элементов н левйе входы йые элементы, диоды, йггеры, PУ" P", " . У У которых .йодключены к выходу генератора импульсов, а выходы - к единичному входу соответственно первого и второго триггеров, нулевые входы которых соединенй через эле:мент задержки с выходами распределителя, a, выходы триггеров - со входами йервого и второго регистров сдвига и первыми входами сумматоров по модулю два, вторые входы которых подключены к выходам регистров сдвига, а выход — ко 5 входам сложения и вычитания реверсивного кольцевого счетчика.

45Ш6

° ° ° Ф Ф Э Ф ° Ф ° ° ° Ф Ф ° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° Ф ° Риг. 2

„„,„„„, ХЮаааркина редактор О СтВНИНа ТехредОфЛВМберГ Корр- р П.СтарцВЖ

АУ Изд. Hhggg Тираж 424 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

Москва, И3035, Раушская наб., 4

Заказ

Предприятие <Патент>, Москва, Г-59, Бережковская наб., 24