CS205349B1 - Device for coding of discret positions - Google Patents

Description

.Výháléž se; týká zařazení ké kódováiiídiskrétních' poloh objektu, póbýbŮjíÓíHó §é\VŮČt’ řbfětéhČníniu sýštqijftu, ópátřéhé álěspcfft jedfíqú kódóVod stupnicí, špůjettOU s pohýÚůjicini s&.óbjekteih, dešlfřátóřeith a šnítnáčí kódů, spojenýmis referenčním systémem nébó náopák. . .’.'··,.

je žíiárná řáďá způsobů a zařízení ke kódování dískrétňítíh. jpólůh pohybůjícíóh Sé objektů. Velhiit' fožšířefl já způsob, při ktěrbifl káždé póíoZO je přiřazováno Číslo, přiČéťBž hódftůty bitů, tó je koeficientů u íftOCníft dvou,, še odvozuji od kódových stupnic, které spolu s Vetujícííh nebo. posouvajícím sé předmětem procházejí pod Soustavou šftímáČů. kódová stupnice sámá O sobě představuje posloupnost dvou typů kódovacích prvků, které jšou Snímači.ód Sebe odlíšitelné na základě nějaké odlišfté vlastnosti. Snímače přiřazují jednomu druhu prvku bitu „0“ a druhému „l“. Binární číslo já pak určeno kombinací n-hodftot výstupů Snímačů.

Každému binárnímu číslu o n-bitech lze ,/._;, /,/./2.. . 'V '

Známa jsou zařízení, kde hodnoty, každého bitu·,jsou spímány se zvláštní, kódové stupni/· οθι,Χ.zakódo-yání rhskrétníchcpoloh-lze však také použít .kódových stupnic s vlastnostmi tak..zvanýchj úplných. cyklů Pé Brul jna. -TytQoPOslOiipBosti,:. dále nazývané, jednořádkovými jkády/,mají následující vlastností.:

— počet prvků posloupnosti, P_n je 2ⁿ, přičemž polovinu tvoří .prvky a a polovinu prvky b, — posloupnosti jso,u cyklické,, což znamená, že se ,eykíteky opakují,při obíhání kružrii•ce, na jejímž obvodu jsou naneseny, nebo . jsou-li naneseny na přímce, Opaku jí _:'se j .s modulem rovným délce posloupnosti, —> posloupnosti tvoří úplný cyklus, -což znamená, že množina .všech n-prvkových kombinací sousedních prvků je' totožná s množinou všech 2ⁿ kombinací prvků a , a b o n-prvcích. Pro . celkový počet C_n existujících úplných cyklů při daném n lze odvodit úplnou indukcí .vztah ;· vztahem na základě znalosti koeficientů ak, to je výstupů snímačů, přiřadit přirozené číslo N_n. Při n-bitech binárního čísla se tato přirozená čísla nalézají v oboru 0 +2^n_1 — 1.

Podle toho lze na příklad pro n = 4 nalézt a pro n = 5 nalézt 2048 úplných cyklů s výše. popsanými vlastnostmi, přičemž tyto cykly ne jsou na sebe cyklicky, to je změnou >

počátků, redukovatelné. Kterýkoliv z těchto cyklů může sloužit k zakódování 2 diskrétních poloh, jestliže každé n-bitové kombinaci sousedních prvků přiřadíme pořadové číslo kódu.

Uvedené posloupnosti mohou na jednom řádku nahradit kódovací dráhy dosavadních zařízení, u kterých ke každému bitu přísluší jedna kódová stupnice.

Zařízení podle vynálezu je určeno ke kódování diskrétních poloh objektu pohybujícího se vůči referenčnímu systému, opatřené alespoň jednou kódovou stupnicí, spojenou s pohybujícím se objektem, dešifrátorem' a snímači kódů, spojenými s referenčním systémem nebo naopak. Jeho podstata spočívá v tom, že sestává*z kódové stupnice, která je vytvořena jednořádkovou posloupností délky menší nebo rovné 2ⁿ dvou od sebe snímači odlišitelných prvků a, b, přičemž kombinace kterýchkoliv prvků vzdálených o roztečí, kde m - 1, nebo je odlišné od kteréhokoliv čísla, kterým je délka posloupnosti· beze zbytku dělitelná, se v celé délce posloupnosti vyskytuje právě jen jednou a že snímače kódu jsou umístěny u kódové stupnice s roztečemi (m) a jejich výstupy jsou přivedeny na vstup dešifrátoru, jehož výstupi udává polohu pohybujícího se objektu vůči referenčnímu systému. _Á

Účinek zařízení ke kódování diskrétních poloh s použitím jednořádkových kódových stupnic spočívá především v jeho kompaktnosti. Kódová stupnice zaujímá daleko méně místa než u známých zařízení á rovněž počet kódovacích prvků je daleko menší. Na příklad při použití dvou paralelních jednořádkových stupnic pro zakódování 2® poloh zaujímají kódové stupnice na šířku 4krát méně místa oproti klasickému uspořádání a počet kódovacích prvků na stupnicích je 512 oproti 2048.

Zařízení podle vynálezu je v dalším blíže popsáno na příkladech provedení podle připojeného výkresu, kde značí obr. 1 schematické znázornění jednoho zařízení podle vynálezu k zakódování 16-ti diskrétních poloh, obr. 2 schematické znázornění jiného zaříze-? iií podle vynálezu a obr. 3 schematické znázornění dalšího zařízení podle vynálezu.

Kódové stupnice 1 jsou tvořeny posloupnostmi prvků a, b uvedenými v tabulkách 1 až

3. Kódové stupnice 1 mohou být vytvořeny kruhové, tak jak je znázorněno na obrázku, nebo mohou být vytvořeny lineární s modulem rovným délce kódu. Kódové stupnice 1 jsou pevně spojeny s pohybujícím se objektem. Kódové stupnice 1 prochází pod snímači 2, umístěnými na obr. 1 s roztečí rovnou rozteči mezi sousedními prvky kódové stupnice 1, to jest s m = i. Na obr. 2 a obr. 3 jsou. snímače! 2 vzdáleny od sebe o 3 rozteče mezi prvky, to je s m = 3. Výstupy snímačů jsou přivedeny na výstup dešifrátoru 3.

V následujících tabulkách je prvek b označován symbolem 0 a prvek a symbolem 1. V tabulce 1 je uvedena jedna ze iB-ti posloupností pro n = 4. Za bit a_n^i se považuje vždy prvek posloupnosti stojící ve.čtyřbltové kombinaci vlevo. Pod tento bit je také v tabulce uvedeno příslušné přirozené číslo A a pod ním se nachází pořadové číslo polohy i, na které je třeba hodnotu binárního čísla překódovat.

Tab. 1

Posloupnost

0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 i Ai

1 3 6 13 10 4 9 2 5 11 7 15 14 12 8 Poloha i ¹ . 0 1 2 3 4 5, 6 7, 8 9 10 11 12 13 14 15 Pró odečítání posloupnosti v základním tvaru je m = 1. Každou posloupnost tvořípí cykl je možno uspořádat tak, že bity jedné binární kombinace jsou tvořeny prvky vzdálenými od sebe o rozteč m = 1. Celé číslo rozteče, m je nutno volit tak, aby hylo nesoudělné s délkou kódu. Transformace posloupnosti se provádí tím způsobem, že prvky původní posloupnosti S roztečí m á volná místa se zaplňují při následujících obězích původní posloupnosti. V tabulce 2 je uveden příklad transformované posloupnosti, která vznikne z posloupnosti uvedené v tabulce 1, volíme-li rozteč m = 3.. V tomto zvláštním případě je transformovaná posloupnost shodná s původní. V tabulce 3 Je uveden případ, posloupnosti, která vznikne z jiné posloupnosti P4 transformací s m = 3, kdy kódová stupnice je zvláště jednoduchá. Obsahuje od_: každého, druhu prvku jednu skupinu po pěti, jednu skupinu po dvou a jednu skupinu po jednom prvku' V tabulkách 2 a 3 jsou uvedeny rovněž přiřazené hodnoty binárních čísel Ai tak· jak jsou čteny snímači 2 s rozestupem tří prvkových roztečí, a, uvedená pořadová čísla polohy i. Přiřazení mezi hodnotami A i a pořadovým číslem polohy i je u kódu podle tab. 2 jiné než podle tab. 1 i když kódová stupnice 1 se nezměnila. Zvětšení rozteče mezi snímači .2 při použití transfor-. movahých kódů může být z hlediska konstrukčního výhodné, · ' Tab. 2 >

Posloupnost

0 0 0 0 1 1 0 1 0 0	1	0	1	1	1	1
Ai 0741 15 93 14 26	12	5	13	8	11	10
Poloha i 0123 4 56 789	10	11	12	13	14	15
Tab. 3 Posloupnost · 0 0 000 101 1 0	0	1	1	1	1	! 1 1
A, 0 2 7 1 5 15 3 10 14 6	4	12'	.13	8	9	11

Poloha i

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Z úplných De Bruijnových cyklů lze . odvodit 'zkrácené cykly, které dávají počet nhitových kombinací menší než 2, ale větší než 2ⁿ~k Tyto zkrácené cykly mohou sloužit k zakódování libovolného počtu diskrétních poloh. Příklad kódové stupnice 1 se zkráceným cyklem pro zakódování deseti poloh je uveden v tabulce 4 s n = 1.

Ťab. 4

Posloupnost 000100 1 1 11

At , 1 2 4 9 3 7 15 14 12 8

Poloha i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Funkce zařízení je tato: při otáčení nebo posuvu objektu, jehož poloha má být zakódována ve formě pořadového čísla polohy, přicházejí pod snímače 2 příslušné prvky kódové stupnice- 1 a na výstupech snímačů 2 se objevují podle toho, které prvky se právě pod nimi nacházejí, n-bitové kombinace prvků 0 a 1. Tyto kombinace jsou dešifrovány v dešifrátorech 3 na příslušná pořadová čísla polohy.

Při menším počtu poloh, například do 2⁵ mohou být dešifrovány 3 vytvořeny diskrétními logickými obvody, pro větší počet poloh je výhodné použít malých počítačů nebo mikroprocesorů. Místo složitého dešifráto-

Claims (1)

1. Předmět

   Zařízení ke kódování diskrétních poloh objektu pohybujícího se vůči referenčnímu systému, opatřené alespoň jednou kódovou stupnicí, spojenou s pohybujícím se objektem, dešifrátorem a snímači kódu, spojenými s referenčním systémem nebo naopak, vyznačené tím, že sestává z kódové stupnice (1), která Je vytvořena jednořádkovou posloupností délky menší nebo rovné 2^η dvou, od sebe snímači (2) odlišitelných prv3 výkresy ru 3 pro. větší počet poloh lze s výhodou použít dvou- paralelně uspořádaných jednořádkových kódů. Například pro zakódování 2⁸ poloh je možné použít dvou kódových stupnic pro 2⁴ poloh; Jedna kódová stupnice udává bity u mocnin 2⁴ — 2⁷, druhá, která se na obvodu kruhu opakuje 2⁴kráte, bity 2° — —‘ 2Á Jsou -možné i jiné kombiňace; použití většího počtu než dvou paralelně uspořádaných kódových stupnic však zmenšuje výhodu proti klasickému způsobu kódování poloh uvedenému na počátku.

   Možnost použití zařízení podle vynálezu ke kódování poloh je ,v. regulační měřící technice všude tam, kde je málo místa pro - vytvoření celého pole kódových stupnic pro kódování hodnot každého bitu samostatně a tam, kde inkrementální způsob nedává dostatečnou záruku správnosti právě odečítané polohy. Jedna z možných aplikací je na příklad odečítání poloh, regulačních orgánů jaderných reaktorů jako paralelní systém k používaným inkrementálním způsobům za účelem zvýšení spolehlivosti kontroly. Dále je možno zařízení použít k dálkovému snímání údajů počítadel všeho druhu. Velkou předností zařízení je jednoduchost kódových-stupnic a z toho vyplývající kompaktnost.

   vynálezu ků (a, b), přičemž kombinace kterýchkoliv n prvků (a, b ], vzdálených o (m)- roztečí, kde (mj se rovná 1 nebo je odlišné od kteréhokoliv čísla, kterým je délka posloupnosti beze zbytku dělitelná, se v celé délce posloupnosti vyskytuje právě jen jednou, přičemž snímače (2) kódu jsou umístěny u kódové stupnice s roztečemi (m) a jejich výstupy jsou přivedeny na vstup dešifrátoru (3). -·