RU2434323C1 - Recursive code scale - Google Patents

Recursive code scale Download PDF

Info

Publication number
RU2434323C1
RU2434323C1 RU2010134251/08A RU2010134251A RU2434323C1 RU 2434323 C1 RU2434323 C1 RU 2434323C1 RU 2010134251/08 A RU2010134251/08 A RU 2010134251/08A RU 2010134251 A RU2010134251 A RU 2010134251A RU 2434323 C1 RU2434323 C1 RU 2434323C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
scale
code
recursive
information code
information
Prior art date
Application number
RU2010134251/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Антонович Шубарев (RU)
Валерий Антонович Шубарев
Александр Аркадьевич Ожиганов (RU)
Александр Аркадьевич Ожиганов
Павел Александрович Прибыткин (RU)
Павел Александрович Прибыткин
Владимир Викторович Павлов (RU)
Владимир Викторович Павлов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авангард"
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 Открытое акционерное общество "Авангард" filed Critical Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority to RU2010134251/08A priority Critical patent/RU2434323C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2434323C1 publication Critical patent/RU2434323C1/en

Links

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: recursive code scale has an information code track made in accordance with characters of a nonlinear binary sequence with length N=2n and n reader elements lying along the information code track with an angle pitch which is equal to the value of the quantum of the information code track δ=360°/N, a second information code track made in accordance with characters of N periods of a nonlinear binary sequence with length M=2m, and m reader elements lying along the second information code track with an angle pitch (δ+δ2), where δ2=360°/NM is the value of the quantum of the second information code track and simultaneously the value of the quantum of the recursive code scale, outputs of pit reader elements in total determine the output length of the recursive code scale.
EFFECT: high versatility of the recursive code scale based on nonlinear binary sequences.
1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровому преобразованию, а именно к кодовым шкалам преобразователей угловых перемещений в код.The invention relates to measuring equipment, in particular to analog-to-digital conversion, and in particular to the code scales of angular displacement converters to code.

В настоящее время и в перспективе одной из актуальных и технически сложных задач является цифровое измерение угловых перемещений подвижных органов многочисленных систем автоматического управления различными объектами. Эту функцию выполняют преобразователи угловых перемещений.At present, and in the future, one of the urgent and technically challenging tasks is the digital measurement of the angular displacements of the moving organs of numerous automatic control systems for various objects. This function is performed by angular displacement transducers.

Развитие преобразователей угловых перемещений - поставщиков первичной информации в значительной степени обусловлено повсеместным использованием управляющих микроЭВМ и различных вычислительных устройств на основе микропроцессорных и других больших и сверхбольших интегральных схем.The development of angular displacement transducers - suppliers of primary information is largely due to the widespread use of control microcomputers and various computing devices based on microprocessor and other large and very large integrated circuits.

В целом к преобразователям угловых перемещений, отличающимся большим разнообразием, предъявляется совокупность самых различных и, как правило, высоких технических требований.In general, the angular displacement transducers, which are very diverse, are presented with a combination of the most diverse and, as a rule, high technical requirements.

Анализ литературных источников позволяет отметить у преобразователей с непосредственным преобразованием перемещения в код, основанных на считывании с использованием пространственного кодирования, следующие достоинства: возможность использования различных физических методов считывания информации, высокое быстродействие, для преобразователей углового перемещения высокая скорость вращения кодируемого вала (100…150 об/мин), высокая разрешающая способность (до 20 дв. раз.), устойчивость к воздействию внешних дестабилизирующих факторов, возможность удовлетворения различным условиям применения, возможность функционального преобразования перемещения в код и др. Основным элементом таких преобразователей, определяющим их наиболее важные характеристики, является кодовая шкала (КШ).Analysis of literature sources allows us to note the following advantages for transducers with direct conversion of displacement to code based on reading using spatial coding: the ability to use various physical methods of information reading, high speed, for encoders of angular displacement, high rotation speed of the encoded shaft (100 ... 150 r / min), high resolution (up to 20 dv. times.), resistance to external destabilizing factors, in zmozhnost meet various conditions of use, the possibility of movement in the functional conversion code and others. The main element of such transducers, the determining of the most important characteristics is the code scale (CABG).

Элементарный участок (квант) кодовой дорожки (КД) шкалы представляется, как правило, одним двоичным символом, где единичным символам соответствуют активные участки шкалы, а нулевым - пассивные.The elementary section (quantum) of the code track (CD) of the scale is represented, as a rule, by one binary symbol, where the active sections of the scale correspond to single symbols, and passive sections correspond to zero.

Учитывая, что преобразователи угловых перемещений, построенные по методу считывания, могут быть реализованы на различных физических способах считывания информации, под активными и пассивными элементарными участками КД шкалы понимают соответственно токопроводящие и нетокопроводящие участки шкалы при контактном методе съема информации, прозрачные и непрозрачные участки шкалы при фотоэлектрическом методе съема информации, наличие металлической обкладки и изоляции на участках шкалы при емкостном методе съема информации, наличие и отсутствие магнитного материала на участках шкалы при электромагнитном методе съема информации и т.д.Considering that the angular displacement transducers constructed by the reading method can be implemented on various physical methods of reading information, the active and passive elementary sections of the CD scale mean, respectively, the conductive and non-conductive parts of the scale with the contact method of reading information, transparent and opaque parts of the scale with photoelectric the method of information retrieval, the presence of a metal plate and insulation on the sections of the scale with the capacitive method of information retrieval, the presence and the absence of magnetic material on the parts of the scale with the electromagnetic method of reading information, etc.

Известны кодовые шкалы преобразователей угловых перемещений [1, 2], маска которых выполнена в обыкновенном двоичном коде или в коде Грея. В классическом варианте построения таких шкал число кодовых дорожек равно разрядности шкалы. Поэтому масса и габариты КШ в основном определяются диаметром шкалы и с увеличением разрядности также возрастают. При этом, как следствие, ухудшается технологичность таких шкал.The code scales of angular displacement transducers are known [1, 2], the mask of which is executed in an ordinary binary code or in a Gray code. In the classic version of constructing such scales, the number of code tracks is equal to the scale capacity. Therefore, the mass and dimensions of KS are mainly determined by the diameter of the scale and also increase with increasing bit depth. In this case, as a consequence, the manufacturability of such scales is deteriorating.

Наиболее близкой по техническому решению и выбранной авторами за прототип является рекурсивная кодовая шкала для преобразователей угловых перемещений, построенная на основе нелинейных двоичных последовательностей [3].Closest to the technical solution and chosen by the authors for the prototype is a recursive code scale for angular displacement transducers, built on the basis of nonlinear binary sequences [3].

Рекурсивные кодовые шкалы на основе нелинейных двоичных последовательностей имеют всего одну информационную кодовую дорожку с расположенными вдоль нее n считывающими элементами с шагом, равным одному кванту шкалы, и обеспечивают разрешающую способность δ=360°/2n. Такие шкалы могут быть реализованы с использованием большинства известных методов считывания информации.Recursive code scales based on nonlinear binary sequences have only one information code track with n readout elements along it with a step equal to one quantum of the scale and provide a resolution of δ = 360 ° / 2 n . Such scales can be implemented using most known methods of reading information.

Недостатки прототипаThe disadvantages of the prototype

Низкая технологичность рекурсивной кодовой шкалы объясняется размещением вдоль кодовой дорожки шкалы считывающих элементов с шагом в один квант. Поскольку реальные считывающие элементы имеют конечные размеры, то при их размещении с шагом в один квант они вносят ограничения на габариты рекурсивной кодовой шкалы при заданной разрешающей способности.The low adaptability of the recursive code scale is explained by the placement of reading elements along the code track in increments of one quantum. Since real reading elements have finite dimensions, when placed in increments of one quantum, they introduce restrictions on the dimensions of the recursive code scale for a given resolution.

В предлагаемом изобретении решается задача повышения технологичности рекурсивной кодовой шкалы на основе нелинейных двоичных последовательностей.In the present invention, the problem of improving the manufacturability of a recursive code scale based on non-linear binary sequences is solved.

Для достижения технического результата рекурсивная кодовая шкала, содержащая информационную кодовую дорожку, выполненную в соответствии с символами нелинейной двоичной последовательности длиной N=2n, и n считывающих элементов, размещенных вдоль информационной кодовой дорожки с угловым шагом, равным величине кванта информационной кодовой дорожки δ=360°/N, снабжена второй информационной кодовой дорожкой, выполненной в соответствии с символами N периодов нелинейной двоичной последовательности длиной М=2m, и m считывающими элементами, размещенными вдоль второй информационной кодовой дорожки с угловым шагом (δ+δ2), где δ2=360°/NM - величина кванта второй информационной кодовой дорожки и одновременно величина кванта рекурсивной кодовой шкалы, выходы n и m считывающих элементов в сумме определяют выходную разрядность рекурсивной кодовой шкалы.To achieve a technical result, a recursive code scale containing an information code track, made in accordance with the symbols of a nonlinear binary sequence of length N = 2 n , and n readout elements located along the information code track with an angular step equal to the quantum value of the information code track δ = 360 ° / N, is equipped with a second information code track, made in accordance with the symbols of N periods of a nonlinear binary sequence of length M = 2 m , and m with reading elements, sizes along the second information code track with an angular step (δ + δ 2 ), where δ 2 = 360 ° / NM is the quantum value of the second information code track and at the same time the quantum value of the recursive code scale, the outputs of n and m reading elements in total determine the output bit depth recursive code scale.

Новым в предлагаемом изобретении является: New in the invention is:

- совместное выполнение маски рекурсивной кодовой шкалы в виде двух кодовых дорожек: информационной кодовой дорожки, выполненной в соответствии с символами нелинейной двоичной последовательности длиной N=2n, второй информационной кодовой дорожки, выполненной в соответствии с символами N периодов нелинейной двоичной последовательности длиной М=2m, где единичным символам последовательностей соответствуют активные участки шкалы, а нулевым - пассивные;- joint implementation of the mask recursive code scale in the form of two code tracks: information code track, made in accordance with the characters of a nonlinear binary sequence of length N = 2 n , the second information code track, made in accordance with the characters N periods of a nonlinear binary sequence of length M = 2 m , where the unit symbols of the sequences correspond to active sections of the scale, and to zero - passive;

- обеспечение разрешающей способности рекурсивной кодовой шкалы δ2=360°/NM, являющейся одновременно величиной кванта второй информационной кодовой дорожки;- providing a resolution of the recursive code scale δ 2 = 360 ° / NM, which is simultaneously the quantum value of the second information code track;

- снабжение рекурсивной кодовой шкалы m считывающими элементами, размещенными вдоль второй информационной кодовой дорожки с угловым шагом (δ+δ2).- supplying a recursive code scale m with reading elements placed along the second information code track with an angular step (δ + δ 2 ).

Совокупность существенных признаков в предлагаемом изобретении позволила:The set of essential features in the present invention allowed:

- повысить технологичность рекурсивной кодовой шкалы за счет совместного соответствующего выполнения кодовой маски шкалы в виде двух информационных кодовых дорожек на основе нелинейных двоичных последовательностей, а также соответствующего размещения на них n и m считывающих элементов.- to increase the manufacturability of the recursive code scale due to the joint corresponding execution of the code mask of the scale in the form of two information code tracks based on non-linear binary sequences, as well as the corresponding placement of n and m reading elements on them.

В результате этого можно сделать вывод о том, что предлагаемое изобретение позволяет получить технический результат.As a result of this, we can conclude that the invention allows to obtain a technical result.

Изобретение является новым, так как из уровня техники по доступным источникам информации не выявлено аналогов с подобной совокупностью признаков.The invention is new, since the prior art on available sources of information did not reveal analogues with a similar set of features.

Изобретение является промышленно применимым, так как может быть использовано во всех областях, где требуется высокоточное позиционное определение углового положения объекта с использованием преобразователей угловых перемещений на основе заявляемых рекурсивных кодовых шкал.The invention is industrially applicable, as it can be used in all areas where high-precision positional determination of the angular position of an object is required using angular displacement transducers based on the claimed recursive code scales.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где показана линейная развертка шестиразрядной рекурсивной кодовой шкалы.The invention is illustrated in the drawing, which shows a linear scan of a six-bit recursive code scale.

Заявляемая рекурсивная кодовая шкала содержит информационную кодовую дорожку 1, вторую информационную кодовую дорожку 2, считывающие элементы 3, 4, 5 (n=3) и считывающие элементы 6, 7, 8 (m=3).The inventive recursive code scale contains an information code track 1, a second information code track 2, reading elements 3, 4, 5 (n = 3) and reading elements 6, 7, 8 (m = 3).

Для пояснения сути изобретения приведем некоторые теоретические предпосылки.To clarify the essence of the invention, we give some theoretical background.

В [4] предложены КШ для преобразователей угловых перемещений, названные псевдослучайными кодовыми шкалами (ПСКШ) и строящиеся на основе использования теории псевдослучайных двоичных последовательностей максимальной длины (M-последовательностей). ПСКШ имеют всего одну информационную кодовую дорожку, выполненную в соответствии с символами M-последовательности a 0 a 1a L-1, и n считывающих элементов (СЭ), размещенных вдоль дорожки. Считывающие элементы дают возможность получить при полном обороте шкалы L=2n-1 различных n-разрядных кодовых комбинаций и обеспечивают разрешающую способность преобразователя угловых перемещений на основе ПСКШ δ=360°/L.In [4], KSs were proposed for angular displacement transducers, called pseudo-random code scales (PSKS) and constructed on the basis of using the theory of pseudorandom binary sequences of maximum length (M-sequences). PCSS have only one information code track, made in accordance with the symbols of the M-sequence a 0 a 1 ... a L-1 , and n readout elements (SC) located along the track. Reading elements make it possible to obtain, with a full turn of the scale L = 2 n -1, various n-bit code combinations and provide the resolution of the angular displacement transducer based on the PSCH δ = 360 ° / L.

Как следует из метода построения ПСКШ, ее разрешающая способность определяется длиной M-последовательности L=2n-1. Очевидно, что при любой разрядности шкалы теряется одна (нулевая) кодовая комбинация. Однако при построении некоторых технических систем с использованием преобразователей угловых перемещений необходимо обеспечить разрешающую способность последних, кратную 2n.As follows from the method of constructing PCSS, its resolution is determined by the length of the M-sequence L = 2 n -1. Obviously, for any scale resolution, one (zero) code combination is lost. However, when constructing some technical systems using angular displacement transducers, it is necessary to provide a resolution of the latter that is a multiple of 2 n .

В [4] рассмотрены использованные в изобретении рекурсивные кодовые шкалы (РКШ), получившие название нелинейные кодовые шкалы (НКШ) и строящиеся на основе нелинейных двоичных последовательностей, которые обеспечивают разрешающую способность шкалы δ=360°/2n.In [4], the recursive code scales (RCS) used in the invention, which are called nonlinear code scales (NCC) and are constructed on the basis of nonlinear binary sequences that provide the resolution of the scale δ = 360 ° / 2 n, are considered .

Нелинейная последовательность - это последовательность двоичных символов {a j} длиной N=2n, удовлетворяющих рекурсивному соотношению [5]A non-linear sequence is a sequence of binary characters { a j } of length N = 2 n that satisfy the recursive relation [5]

Figure 00000001
Figure 00000001

где знак ⊕ - означает суммирование по модулю два, а индексы при символах последовательности берутся по модулю N. Начальные значения символов a 0 a 1a n-1 последовательности выбираются произвольно.where the sign ⊕ - means a summation modulo two, and the indices for the characters of the sequence are taken modulo N. The initial values of the characters a 0 a 1 ... a n-1 sequences are chosen arbitrarily.

В (1) hi - коэффициенты, зависящие от вида примитивного полинома степени n с коэффициентами поля Галуа GF(2) [6], т.е.In (1), h i are coefficients depending on the form of a primitive polynomial of degree n with coefficients of the Galois field GF (2) [6], that is,

Figure 00000002
Figure 00000002

где h0=hn=1, а hi=0,1 при 0<i<n,where h 0 = h n = 1, and h i = 0,1 for 0 <i <n,

Figure 00000003
Figure 00000003

Первое слагаемое в (1) определяет правило образования линейной по отношению к оператору суммирования по модулю 2 M-последовательности. Второе слагаемое (3) в (1) указывает на операцию умножения значений n-1 кодовых символов. Это приводит к тому, что полученная последовательность символов становится нелинейной и в ней появляется комбинация, содержащая n последовательных нулей.The first term in (1) determines the rule of formation linear with respect to the summation operator modulo 2 M-sequences. The second term (3) in (1) indicates the operation of multiplying the values of n-1 code symbols. This leads to the fact that the resulting sequence of characters becomes non-linear and a combination appears in it containing n consecutive zeros.

В табл.1 приведены полиномы h(x) до n=20 включительно, которые могут быть использованы для генерации соответствующих M-последовательностей [6].Table 1 shows the polynomials h (x) up to n = 20 inclusive, which can be used to generate the corresponding M-sequences [6].

Рассмотрим метод построения n-разрядной однодорожечной РКШ на основе нелинейной последовательности.Consider a method for constructing an n-bit single-rail RCS based on a nonlinear sequence.

1. В зависимости от требуемой разрядности шкалы n из табл.1 выбирается полином h(x) степени n.1. Depending on the required bit depth of the scale n, a polynomial h (x) of degree n is selected from Table 1.

2. Используя рекурсивное соотношение (1), генерируется последовательность {a j}.2. Using the recursive relation (1), the sequence { a j } is generated.

Figure 00000004
Figure 00000004

3. Элементарные участки (кванты) шкалы δ выполняются в соответствии с символами нелинейной последовательности {a j}, где символам 1 последовательности соответствуют активные, а символам 0 - пассивные участки информационной дорожки. Для определенности символы последовательности отображаются на информационной кодовой дорожке по ходу часовой стрелки в порядке a 0 a 1a N-1.3. The elementary sections (quanta) of the scale δ are performed in accordance with the symbols of the nonlinear sequence { a j }, where symbols 1 of the sequence correspond to active and symbols to 0, passive sections of the information track. For definiteness, the sequence symbols are displayed on the information code track clockwise in the order a 0 a 1 ... a N-1 .

4. Осуществляется размещение на шкале n считывающих элементов с шагом, равным одному кванту, т.е. в соответствии с полиномом размещения4. Placing n reading elements on a scale with a step equal to one quantum, i.e. in accordance with the placement polynomial

Figure 00000005
Figure 00000005

Единственность такого размещения объясняется нелинейными свойствами рассматриваемой последовательности.The uniqueness of this arrangement is explained by the nonlinear properties of the sequence in question.

Поясним построение информационных кодовых дорожек РКШ, приведенных на чертеже.Let us explain the construction of the information code tracks of the RCS shown in the drawing.

В примере информационная кодовая дорожка 1 шкалы построена в соответствии с символами нелинейной последовательности {a j}=a 0 a 1a 7=0001011l длиной N=2n=23=8, для получения которой использован примитивный полином h(x)=х3+х+1, а символы а3+j последовательности {a j} при начальных значениях a 0=a 1=a 2=0 удовлетворяют рекурсивному соотношению

Figure 00000006
, j=0,1,…, 4. Нелинейная последовательность должна быть нанесена на шкалу в виде активных (единицы последовательности) и пассивных (нули последовательности) участков (квантов) информационной кодовой дорожки 1, например, по ходу часовой стрелки, причем на информационную кодовую дорожку 1 шкалы наносится только один период последовательности. Нелинейная последовательность с периодом N=2n определяет число квантов информационной кодовой дорожки 1 шкалы, которое в данном примере равно N=8. Отсюда величина кванта δ=360°/N=360°/δ=45°. В примере размещение СЭ 3, 4 и 5 (n=3) вдоль информационной кодовой дорожки 1 определяется полиномом r(x)=1+х+x2 и осуществляется с шагом, равным величине одного кванта информационной кодовой дорожки δ по ходу часовой стрелки.In the example, the information code track 1 of the scale is constructed in accordance with the symbols of the nonlinear sequence { a j } = a 0 a 1 ... a 7 = 0001011l of length N = 2 n = 2 3 = 8, to obtain which the primitive polynomial h (x) = x 3 + x + 1, and the characters a 3 + j of the sequence { a j } at the initial values a 0 = a 1 = a 2 = 0 satisfy the recursive relation
Figure 00000006
, j = 0,1, ..., 4. The non-linear sequence must be plotted on the scale in the form of active (sequence units) and passive (sequence zeros) sections (quanta) of the information code track 1, for example, clockwise, and on the information code track 1 of the scale is applied only one period of the sequence. A non-linear sequence with a period of N = 2 n determines the number of quanta of the information code track 1 of the scale, which in this example is N = 8. Hence, the quantum value is δ = 360 ° / N = 360 ° / δ = 45 °. In the example, the placement of solar cells 3, 4, and 5 (n = 3) along the information code track 1 is determined by the polynomial r (x) = 1 + x + x 2 and is carried out with a step equal to the value of one quantum of the information code track δ clockwise.

Фиксируя считывающими элементами 3, 4 и 5 последовательно кодовую комбинацию при перемещении РКШ циклически на один элементарный участок (квант), например, против хода часовой стрелки, получаем восемь различных трехразрядных кодовых комбинаций: 000, 001, 010, 101, 011, 111, 110 и 100.By fixing reading elements 3, 4 and 5 in sequence, the code combination when moving the RCS cyclically to one elementary section (quantum), for example, counterclockwise, we get eight different three-digit code combinations: 000, 001, 010, 101, 011, 111, 110 and 100.

По такому принципу теоретически может быть построена однодорожечная рекурсивная кодовая шкала любой разрядности.According to this principle, theoretically a railroad recursive code scale of any capacity can be constructed.

Однако такой подход к построению однодорожечных рекурсивных кодовых шкал однозначно предполагает размещение считывающих элементов вдоль информационной дорожки шкалы с шагом в один квант. Поскольку реальные считывающие элементы имеют конечные размеры, то при таком их размещении они не позволят выполнить РКШ (а соответственно, и преобразователь угловых перемещений на ее основе) в заданных массогабаритных характеристиках при высокой (10 и выше) разрядности шкалы, что понижает технологичность ее изготовления.However, this approach to the construction of one-way recursive code scales unambiguously involves placing reading elements along the information track of the scale with a step of one quantum. Since real sensing elements have finite dimensions, with this arrangement they will not allow the RCS (and, accordingly, the angular displacement transducer based on it) to be performed in the specified weight and size characteristics at high (10 and higher) scale digits, which reduces the manufacturability of its manufacture.

С целью повышения технологичности рекурсивной кодовой шкалы в данном изобретении рекурсивную кодовую шкалу предлагается снабдить второй информационной кодовой дорожкой, выполненной в соответствии с символами N периодов нелинейной двоичной последовательности длиной М=2m, и m считывающими элементами, размещенными вдоль второй информационной кодовой дорожки с угловым шагом (δ+δ2), где δ2=360°/NM - величина кванта второй информационной кодовой дорожки.In order to improve the manufacturability of the recursive code scale in this invention, it is proposed to provide the recursive code scale with a second information code track, made in accordance with the symbols of N periods of a nonlinear binary sequence of length M = 2 m , and m reading elements placed along the second information code track with an angular step (δ + δ 2 ), where δ2 = 360 ° / NM is the quantum value of the second information code track.

Повышение технологичности рекурсивной кодовой шкалы достигается за счет того, что:Improving the manufacturability of the recursive code scale is achieved due to the fact that:

- для построения информационной и второй информационной кодовых дорожек РКШ используются нелинейные двоичные последовательности малой длины. При этом суммарная разрядность двухдорожечной рекурсивной кодовой шкалы будет определяться как (n+m);- for the construction of the information and the second information code tracks of the RCS, nonlinear binary sequences of small length are used. In this case, the total bit depth of the two-track recursive code scale will be determined as (n + m);

- использование для построения информационной кодовой дорожки шкалы нелинейной двоичной последовательности малой длины обеспечивает (за счет достаточного углового шага δ) технологичное размещение вдоль такой дорожки n СЭ;- the use of a non-linear binary sequence of small length for constructing the information code track of the scale provides (due to a sufficient angular pitch δ) technological placement along such track n of SC;

- размещение m считывающих элементов вдоль второй информационной кодовой дорожки выполнено с угловым шагом (δ+δ2), где δ2=360°/NM - величина кванта второй информационной кодовой дорожки.- the placement of m reading elements along the second information code track is performed with an angular step (δ + δ 2 ), where δ 2 = 360 ° / NM is the quantum value of the second information code track.

На чертеже вторая информационная кодовая дорожка 2 РКШ построена в соответствии с символами нелинейной последовательности {a j}=a 0 a 1a 7=00010111 длиной M=2m=23=8, для получения которой использован примитивный полином h(x)=х3+x+1, а символы а 3+j последовательности {a j} при начальных значениях a 0=a 1=a 2=0 удовлетворяют рекурсивному соотношению

Figure 00000006
, j=0,1,…,4. Нелинейная последовательность должна быть нанесена на РКШ в виде активных (единицы последовательности) и пассивных (нули последовательности) участков (квантов) информационной кодовой дорожки 2, например, по ходу часовой стрелки, причем на информационную кодовую дорожку 2 РКШ наносятся N=8 периодов последовательности. Восемь периодов нелинейной последовательности длиной M=23=8 определяют число квантов второй информационной кодовой дорожки РКШ, которое в данном примере равно NM=64. Отсюда величина кванта второй информационной кодовой дорожки δ2=360°/NM=360°/64=5,625°.In the drawing, the second information code track 2 of the CABG is constructed in accordance with the symbols of the nonlinear sequence { a j } = a 0 a 1 ... a 7 = 00010111 of length M = 2 m = 2 3 = 8, to obtain which the primitive polynomial h (x) was used = x 3 + x + 1, and the characters a 3 + j of the sequence { a j } for initial values a 0 = a 1 = a 2 = 0 satisfy the recursive relation
Figure 00000006
, j = 0,1, ..., 4. A non-linear sequence should be plotted on the CSC in the form of active (sequence units) and passive (sequence zeros) sections (quanta) of the information code track 2, for example, clockwise, with N = 8 sequence periods being applied to the information code track 2 of the CSC. Eight periods of a nonlinear sequence of length M = 2 3 = 8 determine the number of quanta of the second information code track of the RCS, which in this example is NM = 64. Hence, the quantum value of the second information code track is δ 2 = 360 ° / NM = 360 ° / 64 = 5.625 °.

Таким образом, в примере размещение СЭ 6, 7 и 8 (m=3) вдоль второй информационной кодовой дорожки 2 осуществляется с шагом, равным величине (δ+δ2)=45°+5,625°=50,625° по ходу часовой стрелки.Thus, in the example, the placement of solar cells 6, 7, and 8 (m = 3) along the second information code track 2 is carried out with a step equal to the value (δ + δ 2 ) = 45 ° + 5.625 ° = 50.625 ° clockwise.

В нашем примере суммарная разрядность, обеспечиваемая информационной и второй информационной кодовыми дорожками при рассмотренном выше размещении СЭ, будет равна (n+m)=3+3=6.In our example, the total bit depth provided by the information and the second information code tracks during the placement of the FE considered above will be (n + m) = 3 + 3 = 6.

Фиксируя считывающими элементами 3, 4, 5 и 6, 7, 8 последовательно кодовую комбинацию, при перемещении РКШ циклически на один элементарный участок (квант) второй информационной кодовой дорожки δ2, например, против хода часовой стрелки, получаем 64 различных шестиразрядных кодовых комбинаций, которые соответствуют 64 угловым положениям шкалы. Эти кодовые комбинации приведены в табл.2.Fixing the reading elements 3, 4, 5 and 6, 7, 8 sequentially a code combination, when moving the RCS cyclically to one elementary section (quantum) of the second information code track δ 2 , for example, counterclockwise, we get 64 different six-digit code combinations, which correspond to 64 angular positions of the scale. These code combinations are given in table 2.

В рассматриваемом примере для построения информационной 1 и второй информационной кодовых дорожек 2 использована одна и та же нелинейная двоичная последовательность, т.е. N=M=8. В общем случае допускается N≠M. Например, шестиразрядная рекурсивная кодовая шкала может быть построена еще двумя способами, где (n=4, m=2) и (n=2, m=4). С увеличением разрядности двухдорожечной рекурсивной кодовой шкалы число вариантов ее построения также возрастает. Данный подход дает дополнительные возможности для выбора наиболее технологичного варианта построения РКШ (и, как следствие, преобразователя угловых перемещений на ее основе), что связано с возможностью многовариантного размещения на шкале считывающих элементов.In this example, the same nonlinear binary sequence is used to build informational 1 and second informational code tracks 2 N = M = 8. In the general case, N ≠ M is allowed. For example, a six-bit recursive code scale can be constructed in two other ways, where (n = 4, m = 2) and (n = 2, m = 4). With an increase in the bit depth of a two-track recursive code scale, the number of variants of its construction also increases. This approach provides additional opportunities for choosing the most technologically advanced option for constructing an RCS (and, as a result, an angular displacement transducer based on it), which is associated with the possibility of multivariate placement of reading elements on the scale.

Figure 00000007
Figure 00000007

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить технологичность рекурсивных кодовых шкал, построенных на основе нелинейных двоичных последовательностей.Thus, the present invention improves the manufacturability of recursive code scales built on the basis of nonlinear binary sequences.

ЛитератураLiterature

1. Фотоэлектрические преобразователи информации. / Л.Н.Преснухин, С.А.Майоров, И.В.Меськин, В.Ф.Шаньгин. Под ред. Л.Н.Преснухина. - М.: Машиностроение, 1974. - 375 с.1. Photoelectric information converters. / L.N. Presnukhin, S.A. Mayorov, I.V. Meskin, V.F. Shangin. Ed. L.N. Presnukhina. - M.: Mechanical Engineering, 1974. - 375 p.

2. Домрачев В.Г., Мейко Б.С. Цифровые преобразователи угла: принципы построения, теория точности, методы контроля. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 328 с.2. Domrachev V.G., Meiko B.S. Digital angle converters: principles of construction, accuracy theory, control methods. - M .: Energoatomizdat, 1984. - 328 p.

3. Азов А.К, Ожиганов А.А., Тарасюк М.В. Рекурсивные кодовые шкалы. //Издательство "Машиностроение" Информационные технологии, 1998, № 6. С.39-43.3. Azov A.K., Ozhiganov A.A., Tarasyuk M.V. Recursive code scales. // Publishing house "Engineering" Information technology, 1998, No. 6. P.39-43.

4. Ожиганов А.А. Псевдослучайные кодовые шкалы. // Изв. Вузов. Приборостроение, 1987. Т.30. № 2. С.40-43.4. Ozhiganov A.A. Pseudo-random code scales. // Izv. Universities. Instrument Engineering, 1987.V.30. No. 2. S. 40-43.

5. Агульник А.Р., Мусаелян С.С. Построение нелинейных двоичных последовательностей. // Радиоэлектроника. 1983. № 4. С.19-28.5. Agulnik A.R., Musaelyan S.S. Construction of nonlinear binary sequences. // Radio electronics. 1983. No. 4. P.19-28.

6. Макуильямс Ф.Д., Слоан Н.Д. Псевдослучайные последовательности и таблицы. //ТИИЭР. 1976. Т.64. № 12. С.80-95.6. McWilliams F.D., Sloan N.D. Pseudorandom sequences and tables. // TIIER. 1976.V.64. No. 12. S.80-95.

Claims (1)

Рекурсивная кодовая шкала, содержащая информационную кодовую дорожку, выполненную в соответствии с символами нелинейной двоичной последовательности длиной N=2n и n считывающих элементов, размещенных вдоль информационной кодовой дорожки с угловым шагом, равным величине кванта информационной кодовой дорожки δ=360°/N, отличающаяся тем, что рекурсивная кодовая шкала снабжена второй информационной кодовой дорожкой, выполненной в соответствии с символами N периодов нелинейной двоичной последовательности длиной M=2m, и m считывающими элементами, размещенными вдоль второй информационной кодовой дорожки с угловым шагом (δ+δ2), где δ2=360°/NM - величина кванта второй информационной кодовой дорожки и одновременно величина кванта рекурсивной кодовой шкалы, выходы n и m считывающих элементов в сумме определяют выходную разрядность рекурсивной кодовой шкалы. A recursive code scale containing an information code track, made in accordance with the symbols of a nonlinear binary sequence of length N = 2 n and n read elements, placed along the information code track with an angular step equal to the quantum value of the information code track δ = 360 ° / N, different the fact that the recursive code scale is equipped with a second information code track, made in accordance with the symbols of N periods of a nonlinear binary sequence of length M = 2 m , and m reading elements and, placed along the second information code track with an angular step (δ + δ 2 ), where δ 2 = 360 ° / NM is the quantum value of the second information code track and at the same time the quantum value of the recursive code scale, the outputs of n and m reading elements in total determine output bit depth of the recursive code scale.
RU2010134251/08A 2010-08-16 2010-08-16 Recursive code scale RU2434323C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010134251/08A RU2434323C1 (en) 2010-08-16 2010-08-16 Recursive code scale

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010134251/08A RU2434323C1 (en) 2010-08-16 2010-08-16 Recursive code scale

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2434323C1 true RU2434323C1 (en) 2011-11-20

Family

ID=45316802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010134251/08A RU2434323C1 (en) 2010-08-16 2010-08-16 Recursive code scale

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2434323C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490790C1 (en) * 2012-02-09 2013-08-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Code scale
RU2497275C1 (en) * 2012-07-17 2013-10-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Code scale
RU2510572C1 (en) * 2012-10-29 2014-03-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudorandom code scale
RU2660609C1 (en) * 2017-03-10 2018-07-06 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudorandom code scale
RU2761058C1 (en) * 2021-03-22 2021-12-02 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudo-random code scale

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490790C1 (en) * 2012-02-09 2013-08-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Code scale
RU2497275C1 (en) * 2012-07-17 2013-10-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Code scale
RU2510572C1 (en) * 2012-10-29 2014-03-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudorandom code scale
RU2660609C1 (en) * 2017-03-10 2018-07-06 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudorandom code scale
RU2761058C1 (en) * 2021-03-22 2021-12-02 Открытое акционерное общество "Авангард" Pseudo-random code scale

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2434323C1 (en) Recursive code scale
US9797751B2 (en) Encoder readhead
CN1036545C (en) Combination optical and capacitive absolute position apparatus and method
CN108362208B (en) Pseudo-random code channel grating ruler and reading method thereof
TW412668B (en) Digital position sensor
RU2560782C1 (en) Code scale
KR950010385B1 (en) Absolute valve encoder
RU2490790C1 (en) Code scale
RU2450437C1 (en) Recursive code scale
GB1590922A (en) Device for detecting relative position or displacement between two movable bodies
RU2446557C1 (en) Recursive code scale
RU2645880C1 (en) Absolute optical single-turn angular encoder
RU2444126C1 (en) Recursive code scale
US3452358A (en) Magnetically encoded device
RU2497275C1 (en) Code scale
RU2660609C1 (en) Pseudorandom code scale
RU2709666C1 (en) Pseudo-random code scale
RU2653323C1 (en) Code scale
US3358279A (en) Position indicating apparatus
TW201739173A (en) Decoding device and decoding method for absolute positioning code
RU2553079C1 (en) Inverse-conjugated code scale
RU2612622C1 (en) Code scale
JPH0157291B2 (en)
SU1474843A1 (en) Angle-to-code converter
SU1166304A1 (en) Displacement encoder