Преобразователь перемещения в код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОВСКРМУ СВИДЕТЕДЬСТВУ" - .

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.07.76 (21) 2385799/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.79.5юлл<т » № 10

Дата опубликования описания 18.03.79

Союз Советских

Социалистических

Республик (1 1) 652592 (51) М. Кл.

& 08 С 9/00

& 08 С 9/06

Государственный квинтет

СССР по делам изооретений и открытий, (53) У Й К 6 8 1. 325 (088. 8) (72) Автор изобретения

И. В. Меськин (71) Заявитель

Ленинградский институт точной механики и оптики (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КО5 Изобретение относится к аналого-цифровому преобразованию информации и может быть использовано в системах, где с целью управления реальными объектами, выдающими или принимающими информацию в непрерывной форме, используются цифровые вычислительные машины, а также в устройствах с цифровым выходом.

Известны преобразователи перемещений в код с «двойной щеткой», в котором в каждом разряде, кроме младшего, используются по два чувствительных элемента, расположенных симметрично относительно линии считывания (проходящей через чувствительный элемент младшего разряда) с одинаковым для всех разрядов интервалом, равным ширине градации маски младшего разряда.

Таким образом, группа чувствительных элементов, расположенных от линии считывания в сторону возрастания кода, представляет собой опережающую систему элементов, в сторону убывания — отстающую. Правило считывания кода в этом случае следующее: считывается цифра младшего разряда и в зависимости от того, если в этом разряде «0», то считывание информации производится с опережающей системы элементов, если «1»то с отстающей (1), Преимуществом таких устройств является малое время считывания, обусловленное одновременным объемом информации во всех разрядах, кроме младшего, наличие одной для преобразователя логической схемы выборки (выбор опережающей или отстающей системы), а также непосред ственное получение кода двоичного числа

Однако это устройство характеризуется наличием одинакового для всех разрядов весьма малого интервала между чувствительными элементами, величина которого равна ширине градации маски младшего разряда.

Так как эта величина для реальных преобразователей очень мала, то преобразователи с «двойной щеткой» практически не используются. Наибольшее распространение получили преобразователи с V-образным считыванием. Наиболее близким к изобретению техническим решением является преобразователь перемещения в код, содержащий ко довый элемент с маской двоичного кода, считывающую систему, младший разряд которой содержит один чувствительный элемент и симметрично расположенные от него

652592

25 чувствительные элементы других разрядов, и блоки обработки информации (2J. В этих преобразователях с Ч-образным считыванием также в каждом разряде, кроме младшего, используются по два чувствительных элемента, расположенных симметрично относительно линии считывания (проходящей через чувствительный элемент младшего разряда), однако в них интервалы между чувствительными элементами в разрядах разные и равны ширине градации маски предыдущего, более младшего разряда, т. е. с увеличением номера разряда интервал между элементами увеличивается вдвое. Съем сигналов, за исключением младшего разряда, производится с одного из чувствительных эле- 15 ментов пары в соответствии со следующим правилом: если в данном разряде считай

«О» кода, то в следующем, более старшем разярде, считывание осуществляется с опережающего (в сторону возрастания кода) чувствительного элемента, если «1» — то с отстающего элемента. Таким образом, значение цифр числового кода выбирается последовательно. Схемы обработки информации представляют собой логические схемы выборки отстающего или опережающего чувствительного элемента в каждом разряде в зависимости от значения кода («0» или

«1») в предыдущем разряде, т. е. на вход каждой логической схемы выборки данного разряда подключен выход схемы выборки предыдущего (более младшего) разряда.

Число схем выборки на одну меньше количества двоичных разрядов преобразователя.

Достоинство преобразователей с Ч-образным считыванием заключается в том, что величина допуска на ошибки в разрядах з увеличивается вдвое с возрастанием номера разряда. Эти известные преобразователи . характеризуются большим временем считывания, обусловленным последовательным выбором информации с одного из двух считывающих элементов в каждом разряде, и необходимостью использования многих (на единицу меньших числа двоичных разрядов) логических схем выбора чувствительных элементов в каждом разряде.

Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение схемы. В предложенном преобразователе это достигается тем, что в нем чувствительные элементы с одинаковым интервалом расположения объединены в группы, интервал расположе..-ния чувствительных элементов в каждой группе равен половине шага кода последнего разряда предыдущей группы, число блоков обработки информации равно числу групп, управляющий вход последующего блока обработки информации соединен с выходом последнего разряда предыдущего блока. Кроме того, в преобразователе чувствительный элемент выполнен фотоэлектрически, и перед каждым чувствительным элементом размещены диафрагмы с интервалом, кратным

Шагу кода данного разряда.

На фиг. 1 представлена схема расположения чувствительных элементов, т. е. считывающая система; на фиг. 2 — блок-схема предложенного преобразователя, Считывающая система размещена на кодовом диске (на чертеже не показан) с маской двоичного кода. В качестве примера показана маска десятиразрядного обыкновенного двоичного кода и одно из возможных расположений групп чувствительных элементов. Цифрой 1 обозначен чувствительный элемент первого (младшего) разряда, цифрами 2, 3, ... 10 обозначены опережающие чувствительные элементы соответствующих разрядов: 2, 3, ... 10 — отстающие чувствительные элементы, I, II u III — группы чувствительных элементов, имеющих одинаковый интервал расположения.

Предложенный преобразователь перемещения в код содержит чувствительный элемент 1 первого (младшего) разряда, опере- жающие чувствительные элементы 2, 3, ... 10, соответствующих разрядов, отстающие чувствительные элементы 2, 3, .-.. 10 соответст- вующих разрядов, блоки обработки информации 11, 12, 13, 1р, 2> ... 10р — выходные разряды двоичного кода преобразователя, диафрагмы 14.

В преобразователе для считывания информации в младшем разряде используется один чувствительный элемент 1, а во всех остальных разрядах расположенные симметрично ему опережающий и отстающий элементы (2 и 2, 3 и 3, ... 10 и 10 ). В нескольких последовательно расположенных разрядах интервал между парами (опережающий и отстающий) чувствительных элементов одинаков и равен ширине градации кодовой маски последней дорожки в предшествующей группе. Так, например, для второго и третьего разрядов чувствительные элементы 2, 2 и 3, 3 — группа I — расположены с одинаковыми интервалами, равными ширине градации маски первого разряда, для четвертого и пятого разрядов (4, 4; ... 5, 5 — группа II) интервал соответствует ширине градации третьего разряда, для разрядов с шестого по десятый (группа III) интервал определяется шириной градации пятого разряда.

Считывание информации осуществляется в каждой группе одновременно либо со всех опережающих, либо с отстающих элементов в зависимости от того, какое значение (нуль или единица) кода имеет место в последнем разряде предшествующей группы. Если в этом разряде «О» кода, то в данной группе съем осуществляется одновременно со всех опережающих элементов, если «1» кода,— то со всех отстающих. В предложенном преобразователе реализуется, М-считывание.

Так (см. фиг. 1), для группы 1 определяю652592 щим является значение кода, получаемого с 1-ro чувствительного элемента. Если с него снимается «О» кода, то в данной группе 1 считывание осуществляется с опережающих (2 и 3) чувствительных элементов (если

«I» кода, то съем производится с отстающих

2 и 3 элементов). Вь1бор опережающих (4 и 5) или отстающих (4, 5) элементов в группе П определяется по тому же правилу, но в зависимости от значения кода, снимаемого в третьем-двоичном разряде. Аналогично значение кода «О» или «1», снятое в пятом двоичном разряде, определяет выбор соответственно с опережающих (6, 7, ... 10) или с отстающих(6; 7, ... 1д) чувствительных элементов в группе III:

Таким образом, выходной обыкновенный двоичный код соответствует. цифровому значению перемещения маски кода, снятому как бы по линии считывания, проходящей через чувствительный элемент 1 младшего разряда.

Чувствительные элементы (за исключением младшего разряда) преобразователя каждой группы подключены на логические схемы выборки, осуществляющие одновременный съем информации либо с опережающих, либо с отстающих чувствительных элементов по рассмотренному выше правилу. Так, чувствительные элементы 2;. 2 и 3, 3 подключены к блоку 11, элементы 4, 4 и 5, 5 — к блоку 12, элементы 6, 6 и 7, 7, ... 10, 10 — к блоку 13.

Управляющие входы блоков обработки информации подключены к выходам последнего старшего, разрядов каждой предшествующей группы (для блока II — это первый разряд выходного кода I> для блока 12— третий разряд 3, для блока 13 — пятый разряд 5у, при наличии еще одного блока на него был бы подключен выход десятого разряда 1Ор. В результате выбора чувствительных элементов выходной обыкновенный двоичный код формируется на выходах преобразователя.

При работе преобразователя кодовая маска перемещается относительно неподвижной системы чувствительных элементов (1, 2, 2, 3, 3, ... 10, 10). Для каждого перемещения с чувствительных элементов снимается определенное значение цифр кода, а выбор правильных значений и выдача их на выход устройства в виде разрядных сигналов двоичного кода (1,, 2р „3 p, ... 10 р)„осуществляются по рассмотренному выше правилу с помощью блоков обработки информации 11, 12 и 13.

В предложенном преобразователе меньше времени затрачивается на считывание информации. Так, если обозначить т время выборки информации с опережающего или отстающего элемента в каждом разряде, то в известных преобразователях с V-образным считыванием, например, для 10-разряд10 ного устройства, суммарное время выборки составляет 9с. В предложенном устройстве можно обойтись лишь 3 г, т. е. в три раза меньшим временем. Кроме того, в известном преобразователе с V-образным считыванием

15 в рассматриваемом примере требуется девять логических схем выборки чувствительных элементов из каждой пары, а в предложенном — лишь три.

Формула изобретения !. Преобразователь перемещения в код, содержащий кодовый элемент е маской двоичного кода, считывающую систему, младший разряд которой содержит один чувствительный элемент и симметрично расположенные от него чувствительные элементы других разрядов, и блоки обработки информации и, отЛичающийся тем, что„с целью повышения быстродействия и упрощения преобразователя, чувствительные элементы с одинаковым интервалом располоЖения объединены в группы, интервал расположения чувствительных элементов в каждой группе равен половине шага кода последябго разряда предыдущей группы, число блоков

З5 обработки информации равно числу групп, управляющий вход последующего блока обработки информации соединен с выходо последнего разряда предыдущего блока.

2. Преобразователь по п. 1, отличающий

4О ся тем, что чувствительный элемент выпол нен фотоэлектрическим и перед каждым чувствительным элементом размещены диафрагмы с интервалом, кратным шагу кода данного разряда.

Источники информации, принятые во вни45 мание при экспертизе

1. Филиппов В. Г. Цифраторы перемещений. М., Воениздат, 1965, с. 22 — 25.

2. Гитис Э. И. Преобразователи информации для электроннь!х цифровых вычислительных устройств. Изд. 2-е, М., «Энергия», 1970, с. 155 — 157.

652592

Фиг.

bð 7р 8р Юр 18р

2

У4 фиг.2

Составитель 11. Назаркина

Редактор Л. Тюрина Тскред О. Луговая Корректор А. Власенко

Заказ 1065,47 Тираж 709 Подписное !!11HHI IH Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий

113035, Москва, )К 35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП <; Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4