FR2527802A1 - INCREMENTIAL-TO-DIGITAL CONVERTER - Google Patents
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Abstract
UN CONVERTISSEUR INCREMENTIEL-NUMERIQUE POUR CONVERTIR DES SIGNAUX DE POSITION A, B PROVENANT D'UN GENERATEUR D'IMPULSIONS 3 REPRESENTANT LA POSITION ET LA DIRECTION D'UN OBJET MOBILE 11, EN UN TOTAL FOURNI PAR UN COMPTEUR DE POSITION REVERSIBLE 6, COMPORTE UN DISCRIMINATEUR DE DIRECTION 21 PRODUISANT A PARTIR DES SIGNAUX DE POSITION A, B UN SIGNAL DE DIRECTION R DETERMINANT LE SENS DE COMPTAGE DU COMPTEUR 6 ET UN DETECTEUR DE FRONTS 22 PRODUISANT DES IMPULSIONS DE RYTHME COMPTEES PAR LE COMPTEUR 6. LE DISCRIMINATEUR DE DIRECTION COMPORTE DEUX BASCULES D 23, 24 AUXQUELLES SONT APPLIQUES LEDIT SIGNAL DE POSITION B RETARDE ET L'AUTRE SIGNAL A NON RETARDE SUR L'ENTREE D ET LE SIGNAL DE RYTHME T RETARDE DU DETECTEUR DE FRONTS 22. UN CIRCUIT ADDITIONNEUR 27 PRODUIT A PARTIR DES SIGNAUX DE SORTIE DES BASCULES 23, 24 LE SIGNAL DE DIRECTION. UN DIVISEUR DE FREQUENCE PAR QUATRE 5 EST INTERCALE ENTRE LE DETECTEUR DE FRONTS 22 ET LE COMPTEUR DE POSITION.AN INCREMENTIAL-DIGITAL CONVERTER FOR CONVERTING A, B POSITION SIGNALS FROM A PULSE GENERATOR 3 REPRESENTING THE POSITION AND DIRECTION OF A MOBILE OBJECT 11, INTO A TOTAL PROVIDED BY A REVERSIBLE POSITION COUNTER 6, INCLUDES A DIRECTION DISCRIMINATOR 21 PRODUCING FROM THE A, B POSITION SIGNALS A DIRECTION SIGNAL R DETERMINING THE COUNTER DIRECTION OF THE COUNTER 6 AND A FRONTS DETECTOR 22 PRODUCING RHYTHM PULSES COUNTED BY THE COUNTER 6. THE DIRECTION DISCRIMINATOR INCLUDES TWO LOCKERS D 23, 24 TO WHICH ARE APPLIED LEDIT POSITION B DELAYED SIGNAL AND THE OTHER A NON DELAYED SIGNAL ON INPUT D AND THE DELAYED RHYTHM SIGNAL OF THE FRONTS DETECTOR 22. AN ADDITIONER CIRCUIT 27 PRODUCED FROM THE SIGNALS OF EXIT OF TILES 23, 24 THE DIRECTION SIGNAL. A FREQUENCY DIVIDER BY FOUR 5 IS INTERCALED BETWEEN THE FRONT DETECTOR 22 AND THE POSITION COUNTER.
Description
Convertisseur incrémentiel-numérique La présente invention concerne unThe present invention relates to an incremental-digital converter.
convertisseur incrémentiel-numérique pour la conversion de deux signaux de position déphasés provenant d'un générateur d'impulsions et représentant la position et la direction d'un objet se déplaçant dans deux directions opposées, en une grandeur incremental-to-digital converter for converting two phase shifted position signals from a pulse generator and representing the position and direction of an object moving in two opposite directions, into a magnitude
représentant numériquement la position, au moyen d'un comp- digitally representing the position, using a comp-
teur de position réversible et d'un générateur de signaux reversible position sensor and signal generator
dérivant à partir des signaux de position un signal de di- deriving from position signals a signal of
rection déterminant le sens de comptage du compteur de po- section determining the counting direction of the po-
isition et des impulsions de rythme destinées à être comp- isition and rhythm pulses intended to be comp-
tées par le compteur de position et comportant un détecteur de fronts dérivant à partir de chaque front du signal de position une impulsion de rythme et un discriminateur de direction pouvant recevoir, d'une part, les impulsions de rythme du détecteur de front et d'autre part les signaux ted by the position counter and comprising an edge detector deriving from each edge of the position signal a rhythm pulse and a direction discriminator capable of receiving, on the one hand, the rhythm pulses of the edge detector and other hand the signals
de position pour produire le signal de direction et compor- position to produce the direction signal and behave
tant une bascule pouvant recevoir le signal de position. both a flip-flop capable of receiving the position signal.
Le générateur d'impulsions présente généralement un pouvoir de résolution très élevé de sorte que même lors d'un très petit déplacement de l'objet mobile, un grand nombre d'impulsions de position sont produites Du fait de ce pouvoir de résolution élevé, des impulsions de position peuvent également être produites lorsque l'objet mobile se déplace en sens opposé à la direction souhaitée, par exemple en cas de secousses ou de vibrations lorsque l'objet mobile The pulse generator generally has a very high resolving power so that even when the moving object is moved very little, a large number of position pulses are produced Due to this high resolving power, position pulses can also be produced when the moving object is moving in the opposite direction to the desired direction, for example in the event of tremors or vibrations when the moving object
est au repos Dans le cas d'un convertisseur connu de ce. is at rest In the case of a converter known to this.
type, ces impulsions parasites (impulsions correspondant type, these parasitic pulses (corresponding pulses
à un déplacement parasite) sont additionnées dans un comp- to a parasitic displacement) are added in a comp-
teur réversible prévu spécialement pour les impulsions parasites, lors de l'établissement d'un mouvement en sens reversible sensor specially designed for parasitic pulses, when establishing a directional movement
opposé à la direction fixée, par interruption de la produc- opposite to the set direction, by interruption of production
tion des impulsions de comptage comptées par le compteur de count pulses counted by the counter
position et, après le franchissement des mouvements para- position and after crossing the para- movements
sites dans la direction fixée, l'envoi d'impulsions de sites in the set direction, sending pulses of
comptage n'est débloqué que lorsque le nombre des impul- counting is only released when the number of pulses
sions de comptage dépasse la somme des impulsions de comp- counting sions exceeds the sum of the counting pulses
tage produites dans la direction opposée Par conséquent, le total du compteur de position ne correspond pas toujours exactement à la position de l'objet déplacé, ce qui est le cas de toute façon lorscrue l'objet mobile se déplace dans la mauvaise direction, mais également lors de son retour dans la bonne direction tant qu'il n'est pas repassé par le point de retour initial Si le compteur d'impulsions tage produced in the opposite direction Therefore, the total of the position counter does not always correspond exactly to the position of the moved object, which is the case anyway when the moving object moves in the wrong direction, but also when it returns in the right direction as long as it has not passed through the initial return point If the pulse counter
parasites est encore plein au début d'un mouvement de l'ob- parasite is still full at the start of a movement of the ob-
jet mobile, on doit tout d'abord le remettre à zéro au moyen d"'impulsions de bonne direction" avant de commencer le processus de comptage de la position réelle Cela est désavantageux dans de nombreux cas pratiques, comme par exemple dans le cas de la commande numérique d'une table tournante et de nombreuses machines-outils, car la première partie du mouvement est ainsi perdue De plus, dans le cas des convertisseurs connus, les impulsions de rvthme ne sont mobile jet, it must first be reset to zero using "right direction pulses" before starting the process of counting the actual position This is disadvantageous in many practical cases, such as in the case of the digital control of a turntable and many machine tools, because the first part of the movement is thus lost. In addition, in the case of known converters, the pulse pulses are not
obtenues qu'à partir des fronts dudit signal de position. obtained only from the edges of said position signal.
Ceci ne permet pas d'effectuer une discrimination de phase fiable pour déterminer la direction de déplacement, car les tolérances portant sur les taux d'impulsions des signaux de position sont relativement grandes et sont par exemple de 10 %, alors que d'autre part, le déohasage des deux signaux de position peuvent s'écarter du déphasage normal de 90 , d'une valeur de 45 , c'est-à-dire de 50 % Ces erreurs affectent directement l'évaluation de la valeur This does not allow reliable phase discrimination to be determined to determine the direction of movement, because the tolerances relating to the pulse rates of the position signals are relatively large and are for example 10%, while on the other hand , the phase shift of the two position signals can deviate from the normal phase shift of 90, by a value of 45, i.e. 50% These errors directly affect the evaluation of the value
réelle de la position.actual position.
L'invention a pour but de fournir un convertis- The object of the invention is to provide a converted
seur de ce type capable de déterminer la position de l'ob- sor of this type capable of determining the position of the ob-
3. jet mobile avec une plus grande précision, même dans le cas 3. mobile jet with greater precision, even in the case
d'un déplacement dans la mauvaise direction. of moving in the wrong direction.
Conformément à l'invention, ce but est atteint In accordance with the invention, this object is achieved
par le fait que ladite bascule est une bascule D dont l'en- by the fact that said flip-flop is a flip-flop D whose
trée D est reliée à la sortie d'un circuit à retard qui re- input D is connected to the output of a delay circuit which
çoit directement ledit signal de position, que le discrimi- directly receives said position signal, that the discrimi-
nateur de direction comporte une seconde bascule D dont l'entrée D reçoit directement l'autre signal de position direction indicator has a second flip-flop D whose input D directly receives the other position signal
et un circuit additionneur raccordé en aval des deux bas- and an adder circuit connected downstream of the two bas-
cules D, que le détecteur de fronts produit également une impulsion de rythme à chaque front de l'autre signal de position et que les impulsions provenant du détecteur de fronts sont envoyées aux entrées d'horloge de la bascule D. cules D, that the edge detector also produces a rhythm pulse on each edge of the other position signal and that the pulses from the edge detector are sent to the clock inputs of flip-flop D.
Avec ce dispositif, le total du compteur de po- With this device, the total of the po-
sition correspond à chaque instant à la valeur réelle de la sition corresponds at all times to the real value of the
position de l'objet mobile Le compteur d'impulsions parasi- position of the moving object The parasitic pulse counter
tes est éliminé Le fait de détecter tous les fronts des deux signaux de position offre l'avantage de permettre le plus tôt possible la détermination d'une modification de la direction de déplacement de l'objet mobile avec un pouvoir de résolution élevé La discrimination des directions de déplacement s'effectue à moindre frais par utilisation de la bascule D et du circuit additionneur Le circuit à retard tes is eliminated The fact of detecting all the edges of the two position signals has the advantage of allowing as soon as possible the determination of a modification of the direction of movement of the mobile object with a high resolving power. directions of movement are carried out at low cost by using the D scale and the adder circuit The delay circuit
permet de s'assurer que la valeur du signal de position im- ensures that the value of the position signal im-
médiatement avant un front dudit signal de position est comparable avec la valeur de l'autre signal de position avant le front suivant de cet autre signal de position dans le circuit d'addition pour effectuer la discrimination de direction De même, la valeur de l'amplitude avant un front Audit signal de position peut être comparée à la valeur de l'amplitude immédiatement après un front de l'autre signal medially before one edge of said position signal is comparable with the value of the other position signal before the next edge of this other position signal in the addition circuit for effecting direction discrimination Similarly, the value of amplitude before an edge Audit position signal can be compared to the amplitude value immediately after an edge of the other signal
de position.of position.
Il est par conséquent préférable de placer entre la sortie du détecteur de fronts et l'entrée d'horloge de ladite bascule D un circuit à retard dont le temps de retard It is therefore preferable to place between the output of the edge detector and the clock input of said flip-flop D a delay circuit whose delay time
Z 527802Z 527802
est inférieur à celui du circuit à retard raccordé en amont de l'entrée D On s'assure ainsi que l'amplitude de l'autre signal de position s'est stabilisée avant la détection qui is less than that of the delay circuit connected upstream of input D This ensures that the amplitude of the other position signal has stabilized before detection which
s'effectue immédiatement après le front de ce signal de po- takes place immediately after the front of this po-
sition =sition =
Le circuit à retard peut être un circuit inté- The delay circuit can be an internal circuit
grateur RC Son montage est particulièrement simple car il grateur RC Its installation is particularly simple because it
ne nécessite qu'une résistance et un condensateur. requires only a resistor and a capacitor.
Entre la sortie du détecteur de fronts et l'en- Between the edge detector output and the
trée d'horloge du compteur de position, se trouve de préfé- clock of the position counter, is preferably
rence un diviseur de fréquence divisant par quatre la fré- a frequency divider dividing the frequency by four
quence impulsionnelle Ce diviseur de fréquence élimine pulse frequency This frequency divider eliminates
les fluctuations de fréquence dues aux variations admissi- frequency fluctuations due to permissible variations
hl" des facteurs de forme des deux signaux de position, affectant les impulsions de rythme produites à partir de tous les fronts des signaux de position, étant donné qu'il ne transmet au compteur de position qu'une impulsion de rythme sur quatre, et que les intervalles de temps définis hl "form factors of the two position signals, affecting the rhythm pulses produced from all the edges of the position signals, since it transmits to the position counter only one rhythm pulse out of four, and that the defined time intervals
toutes les quatre pulsions de r Ythme sont constants lors- all the four impulses of the rhythm are constant when
que la vitesse de déplacement de l'objet mobile est cons- that the speed of movement of the moving object is cons-
tante, malgré le fait que les facteurs de forme des deux aunt, despite the fact that the form factors of the two
signaux de nosition soient différents. nosition signals are different.
Le diviseur de fréquence peut en outre comporter un compteur d'impulsions réversible dont l'entrée de sens The frequency divider may also include a reversible pulse counter whose direction input
de comptage est reliée à la sortie du discriminateur de di- counter is connected to the output of the di-
rection Le sens de comptage de ce compteur d'impulsions est ainsi inversé dès que la direction de déplacement de l'objet mobile s'inverse, de façon à éviter des erreurs de rection The counting direction of this pulse counter is thus reversed as soon as the direction of movement of the moving object is reversed, so as to avoid errors of
comptage lorsque la direction de déplacement s'inverse. counting when the direction of movement is reversed.
On décrit ci-après l'invention et ses applica- The invention and its applications are described below.
tions en se référant aux dessins qui représentent un exem- with reference to the drawings which represent an example
ple de réalisation préféré et dans lesquels: ple of preferred realization and in which:
la figure 1 représente un synoptique d'un cir- FIG. 1 represents a block diagram of a circuit
cuit d'asservissement de position comportant un convertis- position control cooked with a convertor
seur de l'invention; etthe invention; and
2527802 '2527802 '
les figures 2 à 4 représentent les diagrammes Figures 2 to 4 show the diagrams
des temps des signaux utilisés dans le circuit d'asservis- signal times used in the servo circuit
sement de position de la figure 1.position of Figure 1.
Le circuit d'asservissement de position repré- The position control circuit represented
senté figure 1 comporte un régulateur 1, un servomoteur 2, un générateur d'impulsions 3, un générateur de signaux 4, un diviseur de fréquence 5, un compteur de position 6 et un shown in FIG. 1 comprises a regulator 1, a servomotor 2, a pulse generator 3, a signal generator 4, a frequency divider 5, a position counter 6 and a
générateur de valeur nominale 7.nominal value generator 7.
Une valeur nominale numérique prédéterminée dans A predetermined numerical nominal value in
le générateur de valeur nominale 7 est comparée dans le ré- the nominal value generator 7 is compared in the re-
gulateur 1 à une valeur réelle de position numérique prédé- controller 1 to a predefined actual digital position value
terminée dans le compteur de position 6 La différence ob- completed in position counter 6 The difference ob-
*tenue lors de la comparaison, c'est-à-dire l'écart de ré- * held during the comparison, i.e. the difference in
glage, est transformée en un signal de positionnement ana- glage, is transformed into an analog positioning signal
logique et envoyée par un conducteur 8 au servomoteur 2. logic and sent by a conductor 8 to the servomotor 2.
Celui-ci positionne en fonction de ce signal de positionne- This positions according to this position signal.
ment, le cas échéant au moyen d'un mécanisme à engrenages côniques 9 et à tige filetée 10, un objet mobile 11 tel que le plateau d'une machineoutil, dans l'une ou l'autre des ment, if necessary by means of a bevel gear mechanism 9 and a threaded rod 10, a movable object 11 such as the plate of a machine tool, in one or other of the
deux directions indiquées par la double flèche 12. two directions indicated by the double arrow 12.
Le réglage de l'angle de rotation, le nombre de tours et le sens de rotation de l'arbre 13 du servomoteur The adjustment of the angle of rotation, the number of turns and the direction of rotation of the shaft 13 of the servomotor
2 et par conséquent, la position et la direction de dépla- 2 and therefore the position and direction of movement
cement de l'objet mobile 11, sont transformés en deux si- cement of the moving object 11, are transformed into two si-
gnaux de position A et B déphasés l'un par rapport à l'au- position A and B signals out of phase with each other
tre d'environ 90 , ayant une forme rectangulaire et un fac- be about 90, having a rectangular shape and a fac-
teur de forme (rapport de la durée de l'impulsion à la pé- shape tester (ratio of the duration of the pulse to the
riode) d'environ 50 %, au moyen du générateur d'impulsions 3 également couplé à l'arbre 13, sur deux bornes de sortie 14 et 15 Le fait que le signal de position A soit en avance ou en retard de phase par rapport à l'autre signal de position B signifie que le servomoteur 2, ou que l'objet riode) by about 50%, by means of the pulse generator 3 also coupled to the shaft 13, on two output terminals 14 and 15 The fact that the position signal A is in advance or in phase lag with respect to the other position signal B means that the servomotor 2, or that the object
mobile 11, est actionné dans l'une ou l'autre direction. mobile 11, is actuated in either direction.
Par contre, le nombre d'impulsions des deux signaux de po- On the other hand, the number of pulses of the two po signals
sition A et B depuis le début du mouvement est une mesure du trajet Darcouru ou de la position de l'objet mobile Il sition A and B from the start of the movement is a measure of the Darcouru path or the position of the moving object It
par rapport au point de départ du mouvement. from the starting point of the movement.
A cet effet, le générateur d'impulsions 3 com- For this purpose, the pulse generator 3 includes
porte une échelle tramée 16 entraînée par le servomoteur 2 dont la trame est détectée par des capteurs espacés l'un de l'autre d'un intervalle correspondant au déphasage de 900 souhaité entre les signaux de position, et mise sous forme des signaux de position rectangulaires A et B au moyen de carries a screened scale 16 driven by the servomotor 2, the frame of which is detected by sensors spaced from one another by an interval corresponding to the phase shift of 900 desired between the position signals, and formatting the position signals rectangular A and B by means of
circuits de mise en forme d'impulsions 17 et 18. pulse shaping circuits 17 and 18.
Les signaux de position A et B sont envoyés au générateur de signaux 4 Celui-ci produit sur un conducteur de sortie 19 un signal de direction R à partir du signe du déphasage relatif des signaux de position A et B, et sur un second conducteur de sortie 20, une impulsion de rythme T à partir de chaque front des deux signaux de position A et B. A cet effet, le générateur de signaux 4 comporte un discriminateur de direction 21 et un détecteur de fronts The position signals A and B are sent to the signal generator 4 This produces on an output conductor 19 a direction signal R from the sign of the relative phase shift of the position signals A and B, and on a second conductor output 20, a rhythm pulse T from each edge of the two position signals A and B. For this purpose, the signal generator 4 includes a direction discriminator 21 and an edge detector
22 Le discriminateur de direction 21 contient deux bascu- 22 The direction discriminator 21 contains two switches
les D 23 et 24, un circuit à retard 25 raccordé à l'entrée D de la bascule 24, un second circuit à retard 26 raccordé à l'entrée d'horloge C des deux bascules 23 et 24 et un circuit additionneur 27 sous forme d'une porte OU-EXCLUSIF relié aux sorties Q (sorties "vraies") des deux bascules 23 et 24 Le temps de retard t 1 du circuit à retard 25 est sensiblement plus court que la moitié de la plus petite période de l'un des signaux de position A et B et le temps de retard t 2 est inférieur à t 1 Les circuits à retard 25 et 26 retardent les fronts avant et arrière de leurs signaux D 23 and 24, a delay circuit 25 connected to the input D of the flip-flop 24, a second delay circuit 26 connected to the clock input C of the two flip-flops 23 and 24 and an adder circuit 27 in the form of an OU-EXCLUSIVE gate connected to the outputs Q ("true" outputs) of the two flip-flops 23 and 24 The delay time t 1 of the delay circuit 25 is significantly shorter than half of the smallest period of one position signals A and B and the delay time t 2 is less than t 1 The delay circuits 25 and 26 delay the front and rear edges of their signals
d'entrée du même temps de retard t 1 ou t 2. input of the same delay time t 1 or t 2.
Le détecteur de fronts 22 comporte en entrée une porte OU-EXCLUSIF 28 reliée aux conducteurs 14 et 15, un The edge detector 22 comprises at the input an OU-EXCLUSIVE door 28 connected to the conductors 14 and 15, a
circuit à retard 30 relié à la sortie de la porte OU-EXCLU- delay circuit 30 connected to the output of the gate OU-EXCLU-
SIF 28 par un conducteur 29 produisant le même temps de retard t 1 que le circuit à retard 25 et une autre porte SIF 28 by a conductor 29 producing the same delay time t 1 as the delay circuit 25 and another gate
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OU-EXCLUSIF 31 dont l'une des entrées est reliée à la sortie du circuit à retard 30 par un conducteur 32 et dont l'autre OR-EXCLUSIVE 31, one of the inputs of which is connected to the output of the delay circuit 30 by a conductor 32 and the other of which
entrée est reliée directement à la sortie de la porte OU- input is connected directly to the door output OU-
EXCLUSIF 28 Dar un conducteur 33 et le conducteur 29 Les impulsions de rythme T produites en sortie du détecteur de fronts 22, c'est-à-dire de la porte OU-EXCLUSIF 31 sont d'une part envoyées à l'entrée du circuit à retard 26 par un conducteur 34 et d'autre part, sous forme d'impulsions d'horloge inversées T au moven d'un élément NON 35, à la EXCLUSIVE 28 By a conductor 33 and the conductor 29 The rhythm pulses T produced at the output of the edge detector 22, that is to say from the OR-EXCLUSIVE gate 31 are firstly sent to the input of the circuit delay 26 by a conductor 34 and on the other hand, in the form of inverted clock pulses T at the moven of a NON 35 element, at the
borne de sortie 20.output terminal 20.
Le diviseur de fréquence 5 comprend un compteur The frequency divider 5 includes a counter
d'impulsions réversible 36 qui divise par quatre la fré- of reversible pulses 36 which divides by four the frequency
quence des impulsions de rythme T appliquées à son entrée quence of rhythm pulses T applied to its input
d'horloge C Dar le conducteur 20, c'est-à-dire qu'une impul- clock C Dar conductor 20, i.e. a pulse
sion de rythme de sortie T 4 est produite toutes les quatre impulsions de rythme T sur le conducteur de sortie 37 qui output rhythm T 4 is produced every four pulses of rhythm T on the output conductor 37 which
est relié à l'entrée d'horloge C du compteur de position 6. is connected to the clock input C of the position counter 6.
Le diviseur de fréquence 5 comporte en outre une porte NON-ET 38 combinant les signaux de sortie Q 1 et Q 3 du compteur d'impulsions 36 et reliée par l'intermédiaire d'un circuit à retard 39 à l'entrée d'une porte NON-ET 40 jouant The frequency divider 5 further comprises a NAND gate 38 combining the output signals Q 1 and Q 3 of the pulse counter 36 and connected via a delay circuit 39 to the input of a NAND gate 40 playing
le rôle de bascule.the role of seesaw.
Le signal de sortie C Oest en outre appliqué à l'autre entrée de la porte NON-ET 40 par l'intermédiaire 2-5 d'un autre circuit à retard 4-1 Les temps de retard T 3 des The output signal C O is also applied to the other input of the NAND gate 40 via 2-5 of another delay circuit 4-1 The delay times T 3 of
circuits à retard 39 et 41 sont inférieurs à t 1, mais peu- delay circuits 39 and 41 are less than t 1, but may
vent cependant être choisis égaux à cette valeur. however, may be chosen equal to this value.
La sortie de la porte NON-ET 40 est reliée par le conducteur 37 à une entrée de commande P du compteur The output of the NAND gate 40 is connected by the conductor 37 to a control input P of the counter
d'impulsions 36 qui, lorsqu'elle reçoit un signal " 1 " pro- of pulses 36 which, when it receives a signal "1" pro-
voque le oréréglage du compteur 36 à un nombre appliqué sous forme de signaux binaires sur les entrées Pl à P 4 Ce nombre est le nombre binaire " 0001 ", c'est-à-dire le nombre décimal " 1 ", ou le nombre binaire " 0100 ", c'est-à-dire le here is the oreregulation of the counter 36 to a number applied in the form of binary signals to the inputs Pl to P 4 This number is the binary number "0001", that is to say the decimal number "1", or the binary number "0100", that is to say the
nombre décimal " 4 ", selon que le signal de direction R ap- decimal number "4", depending on whether the direction signal R ap-
pliqué directement à l'entrée P 1, ou à l'entrée P 3 après inversion par une porte NON 32, est un signal " 1 " ou un plied directly at input P 1, or at input P 3 after inversion by a NON 32 gate, is a signal "1" or a
signal "O"."O" signal.
Le signal de direction R est en outre envoyé aux entrées de commande du sens de comptage U/D des comp- teurs 6 et 36 de façon à ce que les compteurs comptent "vers l'avant" dans le cas d'un signal R à l'état 1 et "à rebours" dans le cas d'un signal R à l'état O. On décrit ci-dessous le mode de fonctionnement du circuit d'asservissement représenté fiqure 1 et plus The direction signal R is also sent to the control inputs of the counting direction U / D of the counters 6 and 36 so that the counters count "forward" in the case of a signal R to state 1 and "backward" in the case of a signal R in state O. The operating mode of the servo circuit shown in FIG. 1 and more is described below.
précisément, du convertisseur incrémentiel-numérique cons- specifically, from the incremental to digital converter
titué par le générateur de signaux 4, le diviseur de fré- by the signal generator 4, the frequency divider
quence 5 et le compteur de position 6 tout en faisant réfé- quence 5 and the position counter 6 while referring to
fence aux figures 2 à 4.fence in figures 2 to 4.
A partir des signaux de position A et B de la figure 2, dont le dénhasage relatif permet au compteur de From position signals A and B in Figure 2, whose relative phase shift allows the counter to
position 6 de compter à rebours (R = "O"), la porte OU- position 6 to count down (R = "O"), the door OU-
EXCLUSIF 28 produit le signal S (figures 1 et 2) dont la fréquence est le double de celle de l'un des signaux de position A et B et qui présente également un facteur de forme de 0,5 Il apuara Lt donc à la sortie du circuit à retard 30 un signal SI retardé du temps t 1 par rapport au EXCLUSIVE 28 produces the signal S (Figures 1 and 2) whose frequency is twice that of one of the position signals A and B and which also has a form factor of 0.5 It apuara Lt therefore at the output of the delay circuit 30 a signal SI delayed by time t 1 relative to the
signal S (figures 1 et 2) Ce signal S' est de nouveau sou- signal S (Figures 1 and 2) This signal S 'is again
mis dans le circuit logique 31 à une combinaison OU-EXCLUSIF avec le signal non retardé S, de sorte qu'il apparaît sur le conducteur 34 des impulsions de rythme T (figures 1 et 2) dont la fréquence est cependant quatre fois plus élevée put in the logic circuit 31 to an OU-EXCLUSIVE combination with the non-delayed signal S, so that it appears on the conductor 34 of the pulses of rhythm T (FIGS. 1 and 2) whose frequency is however four times higher
que celle des signaux de position A et B Les fronts anté- than that of position signals A and B The front edges
rieurs des impulsions de rythme T concordent avec tous les laughing pulses of rhythm T agree with all
fronts des signaux de nosition A et B La durée des impul- edges of nosition signals A and B The duration of the pulses
sions de rythme T correspond au retard t 1 du circuit à retard 30 Les impulsions de rythme T sont inversées par la porte NON 35, étant donné que l'avancement du compteur 36 est déclenché par les fronts antérieurs (les transitions sions of rhythm T corresponds to the delay t 1 of the delay circuit 30 The pulses of rhythm T are inverted by the gate NO 35, since the advancement of the counter 36 is triggered by the front edges (the transitions
0-1) des impulsions de rythme T appliquées à l'entrée d'hor- 0-1) rhythm pulses T applied to the clock input
loge C, mais qu'il doit être légèrement retardé par rapport aux fronts des signaux A et B de façon à ce qu'après une variation d'amplitude du signal de direction R synchronisée avec le front antérieur du signal de rythme T, celui-ci se soit stabilisé avant le début du processus de comptage. accommodates C, but must be slightly delayed with respect to the edges of signals A and B so that after a variation in amplitude of the direction signal R synchronized with the front edge of the rhythm signal T, this it has stabilized before the counting process begins.
Les impulsions de rythme T sont en outre appli- The rhythm pulses T are also applied.
quées aux entrées d'horloge C des bascules 23 et 24 en tiant qu'impulsions de rythme T' retardées d'un temps t 2 Alors quées at the clock inputs C of flip-flops 23 and 24 taking into account that rhythm pulses T 'delayed by a time t 2 Then
que le signal de position A est appliqué directement à l'en- that the position signal A is applied directly to the
trée D de la bascule 23, le signal de position B est appli- input D of flip-flop 23, the position signal B is applied
qué à l'entrée D de la bascule 24 sous forme d'un signal de qué at the entry D of rocker 24 in the form of a signal of
position B' retardé d'un temps t 1 par le circuit à retard. position B 'delayed by a time t 1 by the delay circuit.
La mise en mémoire dans les bascules 23 et 24 des infor- The storage in flip-flops 23 and 24 of information
mations présentes aux entrées D s'effectue chaque fois avec le front antérieur (transition 0-1) d'une impulsion de rythme T' appliquée à l'entrée d'horloge C, c'est-à-dire que si un signal " 1 " apparaît à l'entrée D de l'une des bascules 23 et 24 et qu'une impulsion de rythme est produite à l'entrée d'horloge C, la bascule D concernée agit de telle manière qu'un signal " 1 " soit également produit à sa sortie Q Si elle fournissait déjà un signal " 1 " à la sortie Q, ce mations present at the inputs D is carried out each time with the front edge (transition 0-1) of a rhythm pulse T 'applied to the clock input C, that is to say if a signal " 1 "appears at the input D of one of the flip-flops 23 and 24 and that a rhythm pulse is produced at the clock input C, the flip-flop D concerned acts in such a way that a signal" 1 " is also produced at its Q output If it already supplied a signal "1" at the Q output, this
signal " 1 " reste présent Chaque modification des informa- signal "1" remains present Each modification of the information
tions (transition 1-0 ou 0-1) à l'entrée D est tout d'abord mise en mémoire par l'impulsion de rythme suivante T' Le circuit additionneur 27 produit ensuite toujours un signal tions (transition 1-0 or 0-1) at input D is first stored in memory by the following rhythm pulse T 'The adder circuit 27 then always produces a signal
de direction R = " 1 " ("comptage vers l'avant") si les si- R = "1" ("forward counting") if the
gnaux présents sur les sorties Q des bascules 23 et 24 sont différents et dans le cas contraire, il produit un signal signals present on the Q outputs of flip-flops 23 and 24 are different and if not, it produces a signal
de direction R = " O " ("comptage à rebours") Si par la sui- direction R = "O" ("countdown") If by the following
te, le signal de position B immédiatement avant un front du signal de position B coïncide avec le signal de position A avant le front suivant du signal de position A, ou si le signal de position B après un front du signal de position B colncide avec le signal de position A immédiatement après te, the position signal B immediately before an edge of the position signal B coincides with the position signal A before the next edge of the position signal A, or if the position signal B after an edge of the position signal B coincides with position signal A immediately after
le front suivant du signal de position A,-le circuit addi- the next edge of the position signal A, -the circuit addi-
2527802 i2527802 i
tionneur 27 produit un signal "" ("com Dtage à rebours"). actuator 27 produces a "" signal ("countdown countdown").
Comme les impulsions de rythme sont produites à partir des fronts des signaux de position, mais qu'une impulsion de As the rhythm pulses are produced from the fronts of the position signals, but that a pulse of
rythme doit également permettre l'acquisition (mise en mé- rhythm must also allow acquisition (setting
moire) de la valeur du signal de position immédiatement moire) of the position signal value immediately
avant le front du signal de position déclenchant de l'im- before the front of the position signal triggering the im-
pulsion de rythme, le signal de position B est retardé d'un temps t, par le circuit à retard 25 de façon à ce que les impulsions de rythme T produites à partir des fronts du signal de position B apparaissent toujours un temps t 1 avant les fronts correspondants du signal de position B' (effectivement détecté) retardé (comparer B' et T sur la figure 2) Par ailleurs, les impulsions de rythme doivent cependant également permettre l'acquisition d'une valeur du signal de position A immédiatement après un front du signal rhythm pulse, the position signal B is delayed by a time t, by the delay circuit 25 so that the rhythm pulses T produced from the edges of the position signal B always appear a time t 1 before the corresponding edges of the delayed position signal B '(actually detected) (compare B' and T in Figure 2) Furthermore, the rhythm pulses must however also allow the acquisition of a value of the position signal A immediately after a signal front
de position A qui les déclenche Par conséquent, les impul- of position A which triggers them Consequently, the pulses
sions de rythme T' détectant effectivement les signaux de position A et B sont en outre retardées du temps t 2 par rapport aux impulsions de rythme T produites directement à partir des fronts des signaux de position, pour s'assurer que le signal de position A s'est stabilisé à la nouvelle rhythm tions T 'effectively detecting the position signals A and B are further delayed by time t 2 with respect to the rhythm pulses T produced directly from the edges of the position signals, to ensure that the position signal A stabilized at the news
valeur après le front qui a déclenché l'impulsion considé- value after the edge that triggered the impulse considered
rée, avant l'apparition de l'impulsion de rythme T' Comme les impulsions de rythme T' doivent également se produire Before the appearance of the rhythm pulse T 'As the rhythm pulses T' must also occur
avant les fronts du signal de position B qui les déclen- before the edges of the position signal B which triggers them
chent, t 2 est choisi inférieur à tl Au lieu de la porte OU-EXCLUSIF 27 réalisant l'antivalence (non équivalence) des signaux de position A et B selon la fonction logique (A & B) v (A & E)(le symbole "&" représentant une porte ET chent, t 2 is chosen lower than tl Instead of the OU-EXCLUSIVE gate 27 realizing the antivalence (non-equivalence) of the position signals A and B according to the logic function (A & B) v (A & E) (the symbol "&" representing an AND gate
et "v" une porte OU), il peut également être prévu un cir- and "v" an OR gate), a circuit can also be provided
cuit logique réalisant l'équivalence selon la fonction lo- cooked logic achieving equivalence according to the lo-
gique (A & B) v (A & B) en tant que circuit additionneur 27, si les compteurs 6 et 36 qui reçoivent tous deux le logic (A & B) v (A & B) as an adder circuit 27, if the counters 6 and 36 which both receive the
signal de direction R devaient non pas compter "à rebours'. direction signal R should not count "backward".
dans le cas des déphasages relatifs des signaux de position il in the case of the relative phase shifts of the position signals it
A et B représentés dans la figure 2, mais "vers l'avant". A and B shown in Figure 2, but "forward".
On décrira ci-dessous brièvement le rôle du di- The role of the di-
viseur de fréquence 5 en se référant à la figure 4 En pra- frequency finder 5 with reference to Figure 4 In pra-
tique, les facteurs de forme des signaux de position A et B peuvent différer de 50 %, par exemple en raison des erreurs de réglage du générateur d'impulsions 3 Des signaux de position A et B dissymétriques de cetype sont représentés dans la figure 4, leur dissymétrie étant cependant exagérée tick, the form factors of position signals A and B can differ by 50%, for example due to the adjustment errors of the pulse generator 3 Unbalanced position signals A and B of this type are represented in FIG. 4, their asymmetry being however exaggerated
pour plus de clarté Par conséquent, les impulsions de ryth- for clarity therefore, the rhythm impulses
me dérivées à partir des fronts de ces signaux de position me derived from the fronts of these position signals
A et B (figure 4) sont également séparées par des interval- A and B (Figure 4) are also separated by intervals
les différents Malgré la rotation régulière de l'arbre 13, ou le mouvement régulier de l'objet 11, l'acquisition de la valeur réelle s'effectuerait donc de façon irrégulière dans the different Despite the regular rotation of the shaft 13, or the regular movement of the object 11, the acquisition of the real value would therefore be done irregularly in
le compteur de position 6, de sorte que le processus de ré- the position counter 6, so that the process of re-
glage serait instable ou que l'on ne pourrait pas atteindre avec précision la valeur nominale Du fait de la division par quatre des impulsions de rythme, on obtient par contre setting would be unstable or the nominal value could not be reached precisely Due to the division of the rhythm pulses by four, we get
un intervalle entre impulsions plus régulier pour les im- a more regular pulse interval for im-
pulsions de rythme T 4 en sortie du diviseur de fréquence 5, rhythm pulses T 4 at the output of the frequency divider 5,
-puisque, bien qu'en pratique les facteurs de forme des si- -so, although in practice the form factors of si-
gnaux de position A et B puissent être différents, leur fréquence ou leur période est constante lorsque la vitesse de l'objet mobile est constante De plus, le compteur de position 6 a une capacité de comptage moins grande que celle d'un compteur de position avançant d'un pas à chaque position signals A and B can be different, their frequency or period is constant when the speed of the moving object is constant In addition, the position counter 6 has a lesser counting capacity than that of a position counter advancing one step at a time
impulsion ou toutes les deux impulsions (pour un même tra- pulse or both pulses (for the same path
jet maximal à compter de l'objet mobile). maximum jet from the moving object).
Pour que le compteur binaire 36 du diviseur de fréquence 5 produise une impulsion de sortie CO (figure 2) So that the binary counter 36 of the frequency divider 5 produces a CO output pulse (FIG. 2)
toutes les quatre impulsions de rythme T, ou que le divi- every four pulses of rhythm T, or that the divi-
seur de fréquence 5 produise une impulsion de rythme de sortie T 4 toutes les quatre imrulsions de rythme T, le compteur 36 est ramené par chaque impulsion de rythme de sortie T 4 à une valeur de départ déterminée par le signal de direction R sur les entrées de préréglage Pl à P 4, c'est-àdire soit à " 0001 " = 1, soit à "O 100 " = 4 En cas de comptage vers l'avant, le total du compteur 36 décrit cycliquement en représentation décimale la suite de nombres 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1, 2, etc Lors du passage de " 4 " à " 1 ", le compteur 36 affiche temporairement la valeur " 5 "= " 0101 ", les signaux de sortie Q 1 et Q 3 (figure 3) étant tous deux à " 1 " Cela est réalisé par la porte NON-ET 38 qui donne un signal " O " 538 qui après avoir été retardé d'un temps t 3 oar le circuit à retard 39 et inversé par la porte frequency generator 5 produces an output rhythm pulse T 4 every four rhythm pulses T, the counter 36 is brought back by each output rhythm pulse T 4 to a starting value determined by the direction signal R on the inputs of preset P1 to P4, that is to say either to "0001" = 1, or to "O 100" = 4 In the case of counting towards the front, the total of counter 36 describes cyclically in decimal representation the sequence of numbers 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1, 2, etc. When changing from "4" to "1", the counter 36 temporarily displays the value "5" = "0101", the output signals Q 1 and Q 3 (Figure 3) both being at "1" This is achieved by the NAND gate 38 which gives a signal "O" 538 which after being delayed by a time t 3 oar the delay circuit 39 and reversed by the door
NON-ET, est appliqué à l'entrée de remise à zéro P du comp- NAND, is applied to the reset input P of the comp-
teur 36 en tant qu'impulsion de remise à zéro (ou à la sor- 36 as a reset pulse (or at the exit
tle du diviseur de fréquence 5 en tant qu'impulsion de ryth- tle of frequency divider 5 as a rhythm pulse
ne de sortie) T 4 Le compteur 36 est ainsi remis à " 1 " (= " 0001 "), de telle manière que le processus de comptage puisse reprendre à 1, 2, 3 En cas de comptage à rebours (R = " 1 "), le total du compteur 36 décrit en sens inverse la suite de nombres mnetionnés plus halit, c'est-à-dire dans l'ordre suivant: 4, 3, 2, 1, 4, 3, 2, etc Lors d'un passage de " 1 " à " 4 ", le compteur 36 produit une impulsion "O" Co (figure 2) qui output) T 4 The counter 36 is thus reset to "1" (= "0001"), so that the counting process can resume at 1, 2, 3 In case of counting down (R = "1 "), the total of the counter 36 describes in reverse the sequence of numbers mentioned more halit, that is to say in the following order: 4, 3, 2, 1, 4, 3, 2, etc. When d 'a change from "1" to "4", the counter 36 produces a pulse "O" Co (FIG. 2) which
estretardée du temps t 3 par le circuit à retard 41 et in- is delayed by time t 3 by delay circuit 41 and in-
versée par la porte NON-ET 40 de façon à ce que l'impulsion de remise à zéro ou de rythme T 4 apparaisse à la sortie de poured through the NAND gate 40 so that the reset or rhythm pulse T 4 appears at the output of
la porte NON-ET 40 qui déclenche la remise à zéro du comp- NAND gate 40 which triggers the reset to zero of the
teur 36 et par conséquent détermine la fin de l'impulsion tor 36 and therefore determines the end of the pulse
" O " Co La durée des impulsions de rythme de sortie corres- "O" Co The duration of the output rhythm pulses corresponds to
pond donc également au temps de retard t 3. therefore also lies at the delay time t 3.
Le compteur de nosition 6 compte "vers l'avant" les impulsions de rythme qu'il reçoit pendant la durée du The nosition counter 6 counts "forward" the rhythm pulses it receives during the duration of the
signal " 1 " R, et compte "à rebours" les impulsions de ryth- signal "1" R, and counts "countdown" the rhythm impulses
me T 4 qu'il-reçoit pendant la durée du signal de comptage à rebours R = 0, de telle sorte que le total du compteur de position 6 corresponde toujours à la valeur réelle de la position de l'objet mobile 11 Cette position réelle est comparée dans le régulateur 1 à la valeur nominale introduite dans le générateur de valeur nominale 7, pour réajuster la position de l'objet mobile 11 au cas o il me T 4 that it receives for the duration of the countdown signal R = 0, so that the total of the position counter 6 always corresponds to the real value of the position of the moving object 11 This real position is compared in the regulator 1 with the nominal value introduced in the nominal value generator 7, to readjust the position of the moving object 11 in case it
se produit un écart de réglage.an adjustment deviation occurs.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TP | Transmission of property | ||
ST | Notification of lapse | ||
ST | Notification of lapse |