RU2316110C2 - Movement to code converter - Google Patents
Movement to code converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316110C2 RU2316110C2 RU2004120480/09A RU2004120480A RU2316110C2 RU 2316110 C2 RU2316110 C2 RU 2316110C2 RU 2004120480/09 A RU2004120480/09 A RU 2004120480/09A RU 2004120480 A RU2004120480 A RU 2004120480A RU 2316110 C2 RU2316110 C2 RU 2316110C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- trigger
- counter
- coincidence
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Phase Differences (AREA)
- Pulse Circuits (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления, для автоматического ввода информации в электронно-вычислительную машину (ЭВМ).The invention relates to automation and computer technology and can be used in software control systems for automatically entering information into an electronic computer (computer).
Предлагаемое изобретение предназначено для преобразования перемещения в цифровой код.The present invention is intended to convert movement into a digital code.
Известны преобразователи перемещения в код, содержащие фазовращатель, выход которого через нуль-орган соединен с первыми входами элементов совпадения, вторые входы которых соединены с разрядными выходами счетчика, вход которого соединен с выходом генератора импульсов [Зверев А.Е., Максимов В.П., Мясников В.А. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. - Л.: Энергия, 1974, с.156].Known converters of displacement to code containing a phase shifter, the output of which through a zero-organ is connected to the first inputs of the matching elements, the second inputs of which are connected to the discharge outputs of the counter, the input of which is connected to the output of the pulse generator [Zverev A.E., Maximov V.P. Myasnikov V.A. Converters of angular displacements into a digital code. - L .: Energy, 1974, p.156].
Недостатком такого устройства является невысокая точность из-за погрешностей фазовращателя, возникающих при нестабильности его параметров.The disadvantage of this device is the low accuracy due to phase shifter errors arising from the instability of its parameters.
Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому устройству являются преобразователи перемещение-код с коррекцией погрешностей фазовращателя, в которых два выхода фазовращателя через фазосдвигающие элементы подключены к нуль-органам, выходы которых подсоединены к входам триггера, выход которого через ключ и фильтр низкой частоты подключен ко второму входу третьего нуль-органа, первый вход которого соединен с входом второго нуль-органа, а выход соединен с первым входом схем совпадения, вторые входы которых соединены с разрядными выходами счетчика, вход которого соединен с выходом генератора импульсов [Кутянина В.Н., Королева А.И. Преобразователь угол-код параллельного считывания с коррекцией погрешностей фазовращателя. Труды МИЭМ. Устройства и системы автоматики. Выпуск 26. М.: 1972, с.51].The closest in technical essence to the proposed device are displacement-code converters with error correction of the phase shifter, in which two outputs of the phase shifter are connected via phase shifting elements to zero-organs, the outputs of which are connected to the inputs of the trigger, the output of which is connected to the second via a key and a low-pass filter the input of the third zero-organ, the first input of which is connected to the input of the second zero-organ, and the output is connected to the first input of the matching circuits, the second inputs of which are connected to the discharge bubbled counter outputs, the input of which is connected to the output of the pulse generator [Kutyanina VN, Queen AI Angle-code converter for parallel reading with correction of phase shifter errors. Proceedings of MIEM. Devices and automation systems. Issue 26. M: 1972, p. 51].
Недостатками прототипа являются большое время выработки корректирующего сигнала (несколько десятков периодов питающего напряжения) и недостаточная точность работы при изменении частоты питающих напряжений и нестабильности параметров фазосдвигающих элементов.The disadvantages of the prototype are the long time to generate the corrective signal (several tens of periods of the supply voltage) and insufficient accuracy when changing the frequency of the supply voltage and the instability of the parameters of the phase-shifting elements.
Техническая задача, которую решает предлагаемый преобразователь, состоит в повышении точности преобразования перемещение-код и быстродействия за счет введения блоков, компенсирующих погрешности.The technical problem that the proposed converter solves is to increase the accuracy of the move-code conversion and speed by introducing blocks that compensate for errors.
Техническая задача решается тем, что в преобразователь, содержащий фазовращатель с двухфазным напряжением, два выхода которого соединены с нуль-органами, первый из которых через элемент задержки, а второй непосредственно подключен к элементу ИЛИ, который подключен к счетному входу первого триггера, генератор импульсов, соединенный с входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с первыми входами элементов совпадения, вторые входы которых соединены с формирующим элементом, предназначенным для выдачи импульса, согласно предложенному изобретению введены второй триггер, два элемента совпадения, элемент задержки, одновибратор и реверсивный счетчик, прямой выход первого триггера подсоединен к первому входу первого элемента совпадения, второй вход которого подсоединен к выходу генератора импульсов, а выход - к счетному входу второго триггера, подсоединенного к входу обратного счета реверсивного счетчика, инверсный выход первого триггера подсоединен через элемент задержки к входу одновибратора, выход которого подсоединен к первому входу второго элемента совпадения, второй вход которого подсоединен к генератору импульсов, а выход - к входу прямого счета реверсивного счетчика, выход которого подсоединен к входу формирующего элемента.The technical problem is solved in that in a converter containing a phase shifter with a two-phase voltage, two outputs of which are connected to zero-organs, the first of which is connected through a delay element, and the second is directly connected to an OR element, which is connected to the counting input of the first trigger, a pulse generator, connected to the input of the counter, the bit outputs of which are connected to the first inputs of the matching elements, the second inputs of which are connected to the forming element designed to issue a pulse, according to the proposed The second trigger, two coincidence elements, a delay element, a one-shot and a reversible counter are introduced to this invention, the direct output of the first trigger is connected to the first input of the first coincidence element, the second input of which is connected to the output of the pulse generator, and the output to the counting input of the second trigger connected to the countdown input of the reversible counter, the inverse output of the first trigger is connected through the delay element to the input of the one-shot, the output of which is connected to the first input of the second element is the same I, the second input of which is connected to the pulse generator, and an output - to the input of the direct count down counter, the output of which is connected to the input of the forming member.
По сравнению с прототипом отсутствуют погрешности преобразования перемещение-код. Также предлагаемое устройство обладает большим быстродействием по сравнению с прототипом.Compared with the prototype, there are no errors in the translation-code conversion. Also, the proposed device has a high speed compared to the prototype.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства.The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a device.
Предлагаемый преобразователь перемещения в код содержит фазовращатель 1 с питанием двухфазным напряжением Un1, Un2, нуль-органы 2 и 3, элементы задержки 4 и 13, элемент ИЛИ 5, генератор 6 импульсов, счетчик 7, схемы 8, 10 и 15 совпадения, триггеры 9 и 11 со счетным входом, одновибратор 14, реверсивный счетчик 12.The proposed Converter for moving the code contains a phase shifter 1 powered by a two-phase voltage U n1 , U n2 , null organs 2 and 3, delay elements 4 and 13, OR element 5, pulse generator 6, counter 7, matching circuits 8, 10 and 15, flip-flops 9 and 11 with counting input, single-shot 14, reversible counter 12.
Рассматриваемое устройство работает следующим образом.The device in question works as follows.
Фазовращатель 1 питается напряжениями:Phase shifter 1 is powered by voltages:
Un1=Umsinωt,U n1 = U m sinωt,
где Um, ω - соответственно амплитуда и циклическая частота напряжений.where U m , ω are the amplitude and cyclic frequency of the stresses, respectively.
Счетчик 7 работает непрерывно от генератора 6 импульсов. Счетчик 7 синфазируется с напряжением Un2 таким образом, что он обнуляется в момент времениThe counter 7 operates continuously from a pulse generator 6. The counter 7 is in phase with the voltage U n2 so that it is reset at time
где tn2 - момент перехода напряжения Un2 через ноль, он определяется из (1) при Un2=0:where t n2 is the moment of transition of voltage U n2 through zero, it is determined from (1) with U n2 = 0:
τ1 - постоянная величина временной задержки обнуления счетчика 7 (цепь синхронизации на чертеже не показана).τ 1 is a constant value of the time delay for zeroing the counter 7 (synchronization circuit is not shown in the drawing).
Нуль-орган 2 срабатывает в момент t1 перехода через ноль первого выходного напряжения фазовращателяThe zero-organ 2 is triggered at the time t 1 transition through zero of the first output voltage of the phase shifter
Нуль-орган 3 срабатывает в момент t2 перехода через ноль второго выходного напряжения фазовращателяThe zero-organ 3 is triggered at the time t 2 transition through zero of the second output voltage of the phase shifter
где Um1, Um2, ψ1, ψ2 - соответственно амплитуды и начальные фазовые сдвиги выходных напряжений фазовращателя, ω - циклическая частота. При этом в общем случае (2)where U m1 , U m2 , ψ 1 , ψ 2 are the amplitudes and initial phase shifts of the output voltages of the phase shifter, respectively, ω is the cyclic frequency. Moreover, in the general case (2)
где φ - измеряемое перемещение,where φ is the measured displacement,
Δφ - погрешность измерения.Δφ is the measurement error.
Элемент задержки 4 задерживает импульс нуль-органа 2 на периода Т питающего напряжения Un1, Un2, т.е. с временем задержкиDelay element 4 delays the momentum of the null organ 2 by period T of the supply voltage U n1 , U n2 , i.e. with delay time
где Т - период питающего напряжения фазовращателя, равныйwhere T is the period of the supply voltage of the phase shifter, equal to
Т=2π/ω.T = 2π / ω.
Триггер 9 срабатывает от импульса нуль-органа 3 в момент t2 и возвращается в исходное состояние в момент t3 импульсом с элемента задержки 4. Таким образом, длительность импульса на выходе триггера 9 равнаTrigger 9 is triggered by a zero-organ 3 pulse at time t 2 and returns to its original state at time t 3 by a pulse from delay element 4. Thus, the pulse duration at the output of trigger 9 is
где Where
Из (3), (4) следует, что при U1=U2=0 получаем:From (3), (4) it follows that for U 1 = U 2 = 0 we get:
С учетом (5)-(10) находим, что с выхода триггера 9 снимается импульс, длительность которого пропорциональна двойной погрешности измерения:Taking into account (5) - (10), we find that a pulse is taken from the output of trigger 9, the duration of which is proportional to the double measurement error:
В течение этого времени на выход 10 поступает число импульсов, равноеDuring this time, output 10 receives the number of pulses equal to
где TГИ, ωГИ - соответственно период и циклическая частота сигналов генератора 6.where T GI , ω GI - respectively, the period and cyclic frequency of the signals of the generator 6.
Триггер 11 делит это число импульсов пополам, получая число импульсов, пропорциональное погрешности измерения Δφ, и подает их на вход обратного счета реверсивного счетчика 12. Число импульсов, поступивших на реверсивный счетчик, равноTrigger 11 divides this number of pulses in half, receiving the number of pulses proportional to the measurement error Δφ, and feeds them to the input of the counting down of the counter 12. The number of pulses received at the counter is
При срабатывании триггера 9 от импульса нуль-органа 3 подается сигнал с его инверсного выхода через элемент задержки 13 на одновибратор 14. Время задержки τ3 элемента 13 совпадает с временем задержки τ1 обнуления счетчикаWhen the trigger 9 from the pulse of the zero-organ 3 is activated, a signal is sent from its inverse output through the delay element 13 to the single-shot 14. The delay time τ 3 of element 13 coincides with the delay time τ 1 of resetting the counter
Одновибратор, срабатывая в момент времени t4, равныйOne-shot, triggering at time t 4 equal to
t4=t2+τ3,t 4 = t 2 + τ 3 ,
открывает через элемент совпадения 15 для импульсов генератора 6 вход прямого счета реверсивного счетчика 12. После того как на счетчик поступит n15 импульсов, причем n15=n12, то есть через интервал времениopens through the coincidence element 15 for the pulses of the generator 6 the input of the direct counting of the reverse counter 12. After n 15 pulses arrive at the counter, with n 15 = n 12 , that is, after a time interval
единичный сигнал на выходе реверсивного счетчика станет нулевым в момент t5=t4+TPC.a single signal at the output of the reversible counter becomes zero at time t 5 = t 4 + T PC .
В этот момент формирующий элемент выдает импульс, поступающий на первые входы элементов совпадения 8, на вторые входы которых поступают сигналы счетчика 7. Таким образом, с выходов элементов 8 считывается код a1, a2,... an счетчика 7, соответствующий моменту времени t5.At this moment, the forming element generates a pulse arriving at the first inputs of coincidence elements 8, the second inputs of which receive the signals of counter 7. Thus, the code a 1 , a 2 , ... a n of counter 7, corresponding to the moment, is read from the outputs of elements 8 time t 5 .
Нетрудно видеть, что от момента обнуления счетчика 7 до момента считывания информации с преобразователя перемещение-код протекает время, равноеIt is easy to see that from the moment of resetting the counter 7 to the moment of reading the information from the converter, the movement-code time elapses
Тφ=t2+τ3+TPC-tC,T φ = t 2 + τ 3 + T PC -t C ,
или с учетом (2), (10), (14), (15):or taking into account (2), (10), (14), (15):
Подставляя (6), (14), (13), (2') в (16), получим:Substituting (6), (14), (13), (2 ') in (16), we obtain:
Выражение (17) свидетельствует о том, что в реверсивном счетчике 12 происходит компенсация погрешности Δφ и постоянной составляющей π/2.Expression (17) indicates that in the counter 12 there is a compensation of the error Δφ and the constant component π / 2.
Соответственно число импульсов, поступившее на счетчик 7 от момента tC его обнуления до момента t5 считывания информации с его выхода, равноAccordingly, the number of pulses received at the counter 7 from the moment t C of its zeroing to the moment t 5 of reading information from its output is
или с учетом (17): or taking into account (17):
Отсюда следует, что действительно предлагаемый преобразователь перемещение-код формирует цифровой сигнал, пропорциональный измеряемому перемещению φ, обеспечивая компенсацию погрешностей, возникающих из-за нестабильности параметров фазовращателя, т.к. выражение (18) не содержит членов, связанных с погрешностями.It follows that the really proposed displacement-code converter generates a digital signal proportional to the measured displacement φ, providing compensation for errors arising from the instability of the phase shifter parameters, since expression (18) does not contain terms associated with errors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004120480/09A RU2316110C2 (en) | 2004-07-06 | 2004-07-06 | Movement to code converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004120480/09A RU2316110C2 (en) | 2004-07-06 | 2004-07-06 | Movement to code converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004120480A RU2004120480A (en) | 2006-01-10 |
RU2316110C2 true RU2316110C2 (en) | 2008-01-27 |
Family
ID=35871949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004120480/09A RU2316110C2 (en) | 2004-07-06 | 2004-07-06 | Movement to code converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2316110C2 (en) |
-
2004
- 2004-07-06 RU RU2004120480/09A patent/RU2316110C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДОМРАЧЕВ И.Г. и др. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений. Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1987, с.117, рис.7.1, с.118. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004120480A (en) | 2006-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI343714B (en) | Time-to-digital converter and method thereof | |
KR101243627B1 (en) | Time measurement using phase shifted periodic waveforms | |
AU2006202661B2 (en) | High resolution time interval measurement apparatus and method | |
ATE460775T1 (en) | ANALOG/DIGITAL CONVERTER | |
CN108736885B (en) | Phase-locked loop clock edge triggered clock phase-splitting method | |
CN108768388B (en) | Clock phase splitting method triggered by serial phase-locked loop clock edge | |
RU2316110C2 (en) | Movement to code converter | |
JP2001141853A (en) | Time-interval counter device | |
CZ20032393A3 (en) | Apparatus for measuring time intervals | |
JPS6263885A (en) | Time width measuring instrument | |
RU2260830C1 (en) | Time interval meter | |
JP6989397B2 (en) | Time measurement circuit | |
JPH08122465A (en) | Device of measuring time | |
RU2561999C1 (en) | Interpolating converter of time interval into digital code | |
RU2583165C1 (en) | Interpolates converter time interval in the digital code | |
CN214799457U (en) | Taming frequency-locked loop system based on clock timer | |
Peca et al. | Time-to-Digit Converter Based on radiation-tolerant FPGA | |
JPH0454198B2 (en) | ||
RU2115230C1 (en) | Time internal-to-code converter | |
SU570884A2 (en) | Device for checking and measuring parameters of digital semi-conductor elements | |
RU68210U1 (en) | TRANSMITTER MOVEMENT CODE | |
RU2546075C1 (en) | Time interval digital measuring transducer | |
RU2160926C1 (en) | Walsh function spectrum analyzer | |
SU1742740A1 (en) | Harmonic signal frequency meter | |
RU2207579C1 (en) | Digital phase-meter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090707 |