RU2316110C2 - Movement to code converter - Google Patents

Movement to code converter Download PDF

Info

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
Application number
RU2004120480/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004120480A (en
Inventor
Анатолий Васильевич Косинский
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электроники и математики (технический университет)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электроники и математики (технический университет)
Priority to RU2004120480/09A priority Critical patent/RU2316110C2/en
Publication of RU2004120480A publication Critical patent/RU2004120480A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2316110C2 publication Critical patent/RU2316110C2/en

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)
  • Pulse Circuits (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

FIELD: automatics and computer engineering, possible use in program control systems, for automatic input of information into a computer.
SUBSTANCE: converter contains phase shifter (1) with two-phased voltage, two outputs of which are connected to zero-organs (2,3), first one of which through delay element (4) is connected to OR element (5), and second one is connected to OR element (5) directly, which is in turn connected to counting input of trigger (9), impulse generator (6), connected to input of counter (7), stage outputs of which are connected to first inputs of coincidence elements (8), second inputs of which are connected to generating element (16). Introduced to the device are second trigger (11), two coincidence elements (10,15), mono-stable multi-vibrator (14) and reverse counter (12). Direct output of trigger (9) is connected to first input of first coincidence element (10), second input of which is connected to output of impulse generator (6), and output - to counting input of second trigger (11), which is in turn connected to reverse counting input of reverse counter (12). Inverse output of first trigger (9) is connected through delay element (13) to input of mono-stable multi-vibrator (14), output of which is connected to first input of second coincidence element (15), second input of which is connected to impulse generator (6), and output - to direct counting input of reverse counter (12), output of which is in turn connected to input of generating element (16).
EFFECT: conversion of movement to digital code; increased precision of movement to code conversion and increased speed of operation due to introduction of blocks for compensating errors.
1 dwg

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,

Figure 00000002
Figure 00000002

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

Figure 00000003
Figure 00000003

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:

Figure 00000004
Figure 00000004

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

Figure 00000005
Figure 00000005

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

Figure 00000006
Figure 00000006

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)

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

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

Figure 00000009
периода Т питающего напряжения Un1, Un2, т.е. с временем задержкиDelay element 4 delays the momentum of the null organ 2 by
Figure 00000009
period T of the supply voltage U n1 , U n2 , i.e. with delay time

Figure 00000010
Figure 00000010

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

Figure 00000011
Figure 00000011

где

Figure 00000012
Where
Figure 00000012

Из (3), (4) следует, что при U1=U2=0 получаем:From (3), (4) it follows that for U 1 = U 2 = 0 we get:

Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000013
Figure 00000014

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:

Figure 00000015
Figure 00000015

В течение этого времени на выход 10 поступает число импульсов, равноеDuring this time, output 10 receives the number of pulses equal to

Figure 00000016
Figure 00000016

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

Figure 00000017
Figure 00000017

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

Figure 00000018
Figure 00000018

Одновибратор, срабатывая в момент времени t4, равныйOne-shot, triggering at time t 4 equal to

t4=t23,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

Figure 00000019
Figure 00000019

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=t23+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):

Figure 00000020
Figure 00000020

Подставляя (6), (14), (13), (2') в (16), получим:Substituting (6), (14), (13), (2 ') in (16), we obtain:

Figure 00000021
Figure 00000021

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

Figure 00000022
или с учетом (17):
Figure 00000022
or taking into account (17):

Figure 00000023
Figure 00000023

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)

Преобразователь перемещения в код, 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, отличающийся тем, что в него 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.A displacement converter into a code containing a phase shifter with a two-phase voltage, two outputs of which are connected to zero by organs, the first of which is connected through a delay element, and the second is directly connected to the OR element, which is connected to the counting input of the first trigger, a pulse generator connected to the counter input, the bit outputs of which are connected to the first inputs of the coincidence elements, the second inputs of which are connected to the forming element intended for issuing a pulse, characterized in that the second a swarm trigger, two coincidence elements, a delay element, a one-shot and a reverse counter, 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 a reverse counter, the inverse output of the first trigger is connected via a delay element to the input of a single-shot, the output of which is connected to the first input of the second coincidence element, the second input of which is One 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.
RU2004120480/09A 2004-07-06 2004-07-06 Movement to code converter RU2316110C2 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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