SU1095216A1

SU1095216A1 - Device for encoding position of sensing element

Info

Publication number: SU1095216A1
Application number: SU823526822A
Authority: SU
Inventors: Александр Яковлевич Бакст
Original assignee: Bakst Aleksandr Ya
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1984-05-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА В КОД, содержашее чувствительный элемент, компаратрр, первый и второй элементы И, реверсивный счетчик , генератор тактовых импульсов и цифроаналоговый преобразователь, пр мой выход компаратора подключен к первому входу первого элемента И, а инверсный выход - к первому входу второго элемента И, выходы элементов И подключены к счетным входам реверсивного счетчика, выходы которого подключены через цифроаналоговый преобразователь к входу компаратора, отличающеес тем, что, с целью упрощени устройства, в него введен демодул тор, чувствительный элемент выполнен в виде инверсного фотодиода, а генератор тактовых импульсов выполнен в виде электродвигател , на валу которого установлен растр, расположенный перед чувствительным элементом, боковой вывод инверсного фотодиода через демодул тор подключен к входу компаратора, а центральный вьшод - к вторым входам элементов И. (Л со ел to О)DEVICE FOR CONVERSION OF sensing element CODE, that contain the sensor element komparatrr, first and second AND gates, a reversible counter, clock pulses, and digital to analog converter, a direct output of the comparator is connected to the first input of the first AND gate, and the inverse output - to the first input the second element And, the outputs of the elements And are connected to the counting inputs of the reversible counter, the outputs of which are connected through a digital-to-analog converter to the input of the comparator, characterized by that, in order to simplify the device, a demodulator is inserted into it, the sensitive element is designed as an inverse photodiode, and the clock pulse generator is designed as an electric motor, on whose shaft a raster is installed, located in front of the sensitive element, the lateral output of the inverted photodiode is connected via a demodulator to the input of the comparator, and the central output to the second inputs of the elements I. (L con to aO)

Description

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано дл определени координат точечных излучающих объектов.The invention relates to computing and can be used to determine the coordinates of point radiating objects.

Известны устройства дл преобразовани положени чувствительного элемента в код, содержащие чувствительный элемент и аналого-цифровой преобразователь 1.Devices are known for converting the position of a sensitive element into a code, comprising a sensitive element and an analog-to-digital converter 1.

Указанные устройства сложны по конструкции и имеют недостаточно высокое быстродействие в результате последовательного преобразовани аналоговой величины во временной интервал, а затем временного интервала - в цифровой код.These devices are complex in design and have an insufficiently high speed as a result of successive conversion of an analog value into a time interval, and then a time interval into a digital code.

Известно также устройство дл преобразовани положени чувствительного элемента в цифровой код, содержащее чувствительный элемент, компаратор, первый и второй элементы И, реверсивный счетчик, генератор тактовых импульсов и цифроаналоговый преобразователь, пр мой выход компаратора подключен к первому входу первого элемента И, а инверсный выход - к первому входу второго элемента И, выходы элементов И подключены к счетным входам реверсивного счетчика, выходы которого подключены через цифроаналоговый преобразователь к входу компаратора 2.It is also known a device for converting a position of a sensitive element into a digital code comprising a sensitive element, a comparator, the first and second elements And, a reversible counter, a clock generator and a digital-analog converter, the direct output of the comparator is connected to the first input of the first element And, and the inverse output to the first input of the second element And, the outputs of the elements And connected to the counting inputs of the reversible counter, the outputs of which are connected through a digital-to-analog converter to the input of the compar ora 2.

Известное устройство сложно по конструкции .The known device is complicated in construction.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции устройства.The aim of the invention is to simplify the design of the device.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл преобразовани положени чувствительного элемента .в код, содержащее чувствительный элемент, компаратор , первый и второй элементы И, реверсивный счетчик, генератор тактовых импульсов и цифроаналоговый пpeoбpaзoвaтeль пр мой выход компаратора подключен к первому входу первого элемента И, а инверсный выход - к перво.му входу второго элемента И, выходы элементов И подключены к счетным входам реверсивного счетчика , выходы которого подключены через цифроаналоговый преобразователь к входу компаратора , введен демодул тор, чувствительный элемент выполнен в виде инверсного фотодиода, а генератор тактовых импульсов выполнен в виде электродвигател , на валу которого установлен растр, расположенный перед чувствительным элементом, боковой вывод инверсного фотодиода через демодул тор подключен к входу компаратора , а центральный вывод - к вторым входам элементов И.The goal is achieved in that the device for converting the position of the sensitive element into a code containing a sensitive element, a comparator, the first and second elements AND, a reversible counter, a generator of clock pulses, and a digital-analog converter of the comparator, is connected to the first input of the first element AND, and the inverse output to the first input of the second element I, the outputs of the elements I connected to the counting inputs of the reversible counter, the outputs of which are connected via a digital-to-analog converter to ode a comparator, a demodulator is inserted, the sensing element is designed as an inverse photodiode, and the clock pulse generator is designed as an electric motor, on the shaft of which there is a raster located in front of the sensing element, the lateral output of the inverse photodiode is connected to the comparator input through the center, - to the second inputs of elements I.

На чертеже изображена структурна схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство дл преобразовани положени чувствительного элемента в код содержит чувствительный элемент 1, электродвигатель 2 и растр 3, образующие генератор тактовых импульсов, демодул тор 4, резисторы 5 и 6, компаратор 7, элементы И 8The device for converting the position of the sensitive element into a code contains a sensitive element 1, an electric motor 2 and a raster 3, forming a clock pulse generator, a demodulator 4, resistors 5 and 6, a comparator 7, elements AND 8

и 9, реверсивный счетчик 10 и цифроаналоговый преобразователь 11. Чувствительный элемент 1 выполнен в виде инверсного фотодиода . Боковой вывод чувствительного элемента 1 подключен к входу демодул тора 4, а выход демодул тора 4 через резистор 5 - к входу компаратора 7. Пр мой выход компаратора 7 подключен к первому входу первого элемента И 8, а инверсный выход - к первому входу второго элемента И 9. Выходы элементов И подключены к счетным входам реверсивного счетчика 10, выходы которого подключены к входу цифро-аналогового преобразовател 11, выход которого через резистор .6 подключен к входу компаратора 7. Центральный вывод чувствительного элемента 1 подключен к второму входу первого элемента И 8 и второму входу второго элемента И 9. Растр 3 выполнен в виде чередующихс прозрачных и непрозрачных радиальных полос и установлен на валу электродвигател 2 непосредственно перед чувствительным элементом 1.and 9, a reversible counter 10 and a digital-to-analog converter 11. The sensing element 1 is designed as an inverse photodiode. The side terminal of the sensing element 1 is connected to the input of demodulator 4, and the output of demodulator 4 through resistor 5 to the input of comparator 7. The direct output of comparator 7 is connected to the first input of the first element I 8, and the inverse output to the first input of the second element I 9. The outputs of the elements And connected to the counting inputs of the reversible counter 10, the outputs of which are connected to the input of the digital-analog converter 11, the output of which through a resistor .6 is connected to the input of the comparator 7. The central output of the sensing element 1 is connected to the second the input of the first element And 8 and the second input of the second element And 9. The raster 3 is made in the form of alternating transparent and opaque radial strips and mounted on the shaft of the electric motor 2 directly in front of the sensing element 1.

Устройство работает следующим обраИзлучение фокусируетс на чувствительную поверхность инверсного фотодиода 1, при этом через центральный вывод протекает первичный ток, по природе аналогичный фототоку обычного фотодиода, работающегоThe device operates as follows. The radiation is focused on the sensitive surface of the inverse photodiode 1, while the primary current flows through the central output, similar in nature to the photocurrent of a normal photodiode operating

Q в фотодиодном режиме, а через боковые выводы , расположенные под углом 90° друг к другу, протекают так называемые боковые токи, величина которых зависит от величины и направлени смещени светового .п тна относительно осей симметрии X и Y чув5 ствительного элемента 1 (продольный эффект в полупроводниках). Растр 3, приводимый во вращение электродвигателем 2, модулирует поток излучени с заданной посто нной частотой. Модулированный сигнал с бокового вывода (расположенного, напри0 мер, на оси X - канал X) поступает на демодул тор 4, а затем через резистор 5 - на вход компаратора. 7, где происходит сравнение входного сигнала с сигналом обратной св зи, посгупающим на вход компара , тора 7 от реверсивного счетчика 10 через цифроаналоговый преобразователь 11 и резистор 6. Если входной сигнал превыщает сигнал обратной св зи, то на пр мом выходе компаратора 7 по вл етс сигнал, открывающий эле.мент И 8, через который импуль0 сы от центрального вывода чувствительного элемента 1 поступают на суммирующий счетный вход реверсивного счетчика 10. Суммирование импульсов в счетчике 10 происходит до тех пор, пока величина входного сигнала не будет равна величине сигнала обратнойQ in the photodiode mode, and so-called side currents flow through the side leads located at an angle of 90 ° to each other, the magnitude of which depends on the magnitude and direction of the light displacement. Relative to the axes of symmetry X and Y of the sensing element 1 (longitudinal effect in semiconductors). The raster 3, driven by the rotation of the electric motor 2, modulates the radiation flux at a given constant frequency. The modulated signal from the side output (located, for example, on the X axis - channel X) goes to demodulator 4, and then through a resistor 5 to the input of the comparator. 7, where the input signal is compared with the feedback signal, which is connected to the input of the comparator, torus 7 from the reversing counter 10 through a digital-to-analog converter 11 and a resistor 6. If the input signal exceeds the feedback signal, then the direct output of the comparator 7 A signal opening element I 8, through which pulses from the central output of the sensing element 1 arrive at the summing counting input of the reversible counter 10. The summation of the pulses in the counter 10 occurs until the value of the input with the value will not be equal to the magnitude of the feedback signal

5 св зи,при этом цифровой код, записанный в счетчике 10, будет соответствовать величине - входного сигнала (в частности амплитудному значению напр жени на соответствующем боковом выводе инверсного фотодиода 1).5, the digital code recorded in the counter 10 will correspond to the value of the input signal (in particular, the amplitude value of the voltage on the corresponding side terminal of the inverse photodiode 1).

Если входной сигнал меньше сигнала обратной св зи, то на инверсном выходе компаратора 7 по вл етс сигнал, открывающий элемент И 9, через который импульсы от центрального вывода инверсного фотодиода 1 поступают на вычитающий счетный вход реверсивного счетчика 10. Вычитание импульсов в счетчике 10 производитс до тех пор, пока величина входного сигнала не будет равна величине сигнала обратной св зи при этом цифровой код, записанный в счетчике 10, будет соответствовать величине входного сигнала.If the input signal is less than the feedback signal, then the inverse output of the comparator 7 has a signal opening element AND 9 through which pulses from the central output of the inverse photodiode 1 are fed to the subtracting counting input of the reversing counter 10. The pulses subtraction in the counter 10 is produced to until the value of the input signal is equal to the value of the feedback signal, the digital code recorded in the counter 10 will correspond to the value of the input signal.

. При подаче входного сигнала по каналу У устройство работает аналогичным образом .. When the input signal is fed through the channel U, the device operates in the same way.

В случае работы устройства одновременно по двум каналам, любое изменение по ложени чувствительного элемента 1 (в фокальной плоскости фокусирующей системы) относительно точечного источника излучени приводит к изменению выходного сигнала по каждому из каналов, а следовательно,In the case of the device operating simultaneously in two channels, any change in the position of the sensing element 1 (in the focal plane of the focusing system) relative to a point source of radiation causes a change in the output signal for each of the channels, and therefore

10 и цифрового кода, поступающего с выхода реверсивного счетчика 10.10 and a digital code from the output of the reversible counter 10.

Технико-экономический эффект обусловлен преимуществами изобретени .The technical and economic effect is due to the advantages of the invention.

Claims

DEVICE FOR TRANSFORMING THE SITUATION OF A SENSITIVE ELEMENT IN A CODE containing a sensitive element, a comparator, the first and second I elements, a reverse counter, a clock generator and a digital-to-analog converter, the direct output of the comparator is connected to the first input of the first element And, and the inverse output is connected to the first the input of the second element And, the outputs of the elements And are connected to the counting inputs of a reversible counter, the outputs of which are connected through a digital-to-analog converter to the input of the comparator, characterized in that, in order to simplify the device, a demodulator is introduced into it, the sensitive element is made in the form of an inverse photodiode, and the clock pulse generator is made in the form of an electric motor, on the shaft of which there is a raster located in front of the sensitive element, the lateral output of the inverse photodiode is connected through the demodulator to the comparator input, and central output - to the second inputs of the elements I.