SU1241473A1 - Shaft turn angle-to-digital converter - Google Patents

Shaft turn angle-to-digital converter Download PDF

Info

Publication number
SU1241473A1
SU1241473A1 SU843825125A SU3825125A SU1241473A1 SU 1241473 A1 SU1241473 A1 SU 1241473A1 SU 843825125 A SU843825125 A SU 843825125A SU 3825125 A SU3825125 A SU 3825125A SU 1241473 A1 SU1241473 A1 SU 1241473A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
converter
output
outputs
inputs
code
Prior art date
Application number
SU843825125A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Авак Георгиевич Авакян
Original Assignee
Институт радиофизики и электроники АН АрмССР
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 Институт радиофизики и электроники АН АрмССР filed Critical Институт радиофизики и электроники АН АрмССР
Priority to SU843825125A priority Critical patent/SU1241473A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1241473A1 publication Critical patent/SU1241473A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и вьгаислительной техники и предназначено дл  измерени  угловых перемещений в системах управлени  станками, радио и оптическими телескопами . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности преобразовател . Цель достигаетс  тем,, что в преобраКпоедыдищим зователь введены цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 12 и 13 и блок 14 инверторов. При вращении вала преобразовател  на выходах фотоприемников 1-4 формируютс  сигналы, сдвинутые на четверть юванта дорожки кодового диска. Дешифратор 9 преобразует эти .сигналы в трехразр дный код грубого отсчета (ГО). ЦАП 12 и 13 подключены к выходам точного отсчета, причем ДАЛ 13 соединен с ним через блок 14 инверторов. При нарастании кода в канале точного отсчета (ТО) на выходах ЦАП 12 и 13 формируютс  пилообразные напр жени , причем на выходе ЦАП I2 - нарастающей амплитуды, а на выходе ЦАП 13 - убывающей амплитуды. Эти напр жени  осуществл ют управление коммутаторами 10 и 11, с помощью которых производитс  согласование грубого и точного отсчетов преобразовател . 2 ил. & (Л to 4; соThe invention relates to the field of automation and high-tech equipment and is intended for measuring angular movements in control systems of machine tools, radio and optical telescopes. The aim of the invention is to increase the reliability of the converter. The goal is achieved by the fact that digital-to-analog converters (D / A) 12 and 13 and a block 14 of inverters are introduced into the converter. When the converter shaft is rotated, the signals at the outputs of photodetectors 1-4 are formed, shifted by a quarter of the track of the code disk. The decoder 9 converts these .signals into a three-digit coarse reference code (GO). D / A 12 and 13 are connected to the outputs of the exact reference, and the DAL 13 is connected to it through a block of 14 inverters. As the code grows in the exact reference channel (TO), sawtooth voltages are formed at the outputs of the D / A converter 12 and 13, and the DAC I2 has an increasing amplitude, and the DAC 13 output has a decreasing amplitude. These voltages control the switches 10 and 11, which are used to coordinate the coarse and accurate readings of the converter. 2 Il. & (L to 4; with

Description

112112

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управлени  станками, в системах управлени  радио и оптическими телескопами ,The invention relates to automation and computing and can be used in software systems for controlling machine tools, in radio and optical telescope control systems.

. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности преобразовател .. The aim of the invention is to increase the reliability of the converter.

На фиг , 1 приведена функциональна  схема одного отсчета преобразовател  дл  случа  четырех считывающих элементов; на фиг, 2 - пространственна  диаграмма, по сн юща  его работу , ,.Fig. 1 shows a functional diagram of one reference transducer for the case of four reading elements; Fig. 2 is a spatial diagram explaining its operation,.

Преобразователь содержит источники излучени , кодовый диск с кольцевым кадированием (на чертеже не показаны ) , фотоприемники 1-4, компараторы 5-8, дешифратор 9, коь мутаторц 10 и 1 1 , цифроаналоговы е преобразователи (ЦАП) 12 и 13, блок 14 инверторов.The converter contains radiation sources, a code disk with annular coding (not shown in the drawing), photodetectors 1-4, comparators 5-8, decoder 9, mutators 10 and 1 1, digital-to-analogue converters (D / A) 12 and 13, block 14 of inverters .

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При вращении кодового диска на фотоприемниках 1-4 образуютс  сигналы , которые формируютс  компараторами 5-8 в пр моугольные сигналы, сдви нутые на четверть кванта дорожки диска своего отсчета. Дешифратор 9 преобразует эти сигналы в трехразр дный двоичный код. Их согласование с предыдущим отсчетом, которым может быть более точный отсчет этого же преобразовател , вьтолненный таким же образом, осуществл етс  путем управлени  пороговыми напр жени ми компараторов , которые формируютс  ЦДЛ 12 и 13 из выходных сигналов предыдущего отсчета. Входы ЦАП 12 подключены к выходам разр дов предыдущего отсчета непосредственно, поэтому при возрастании кода в предыдущем отсчете на выходе ЦАП 12 формируютс  линейно возрастающие напр жение , которое используетс  дл  согласовани  передних фронтов сигналов. Входы ЦАП 13 подключены к выходам разр дов предыдущего отсчета через блок 14 инверторов, поэтому при возрастании кода в предыдущем отсчете на выходе ЦАП 13 формируетс  линейно убывающее напр жение, которое используетс  дл  согласовани  задних фронтов сигналов согласуемого отсчета, На фиг. 2 приведены диаграммы, по сн ющие процесс согласовани  отсчетов преобразовател . В рассматриваемом случае дл  формировани  пороговых напр жений использованы четыреWhen the code disk is rotated on photodetectors 1-4, signals are generated which are formed by comparators 5-8 into square signals shifted by one quarter of the quantum track of the disc of its count. The decoder 9 converts these signals into a three-bit binary code. Their matching with the previous count, which may be a more accurate count of the same transducer, accomplished in the same way, is accomplished by controlling the threshold voltages of the comparators that are generated by the digital counters 12 and 13 from the output signals of the previous count. The inputs of the DAC 12 are connected to the outputs of the bits of the previous sample directly, therefore, as the code increases in the previous sample, the linearly increasing voltage is formed at the output of the DAC 12, which is used to match the leading edges of the signals. The inputs of the D / A converter 13 are connected to the outputs of the previous sample bits via a block of 14 inverters, therefore, as the code increases in the previous sample, a linearly decreasing voltage is formed at the output of the D / A converter 13, which is used to match the falling edges of the signals of the matching sample. Figure 2 shows diagrams explaining the process of matching the transducer samples. In the case under consideration, four were used to form the threshold voltages.

473. Z473. Z

старших разр да предыдущего точногоolder bit previous exact

отсчета, ЦАЛ 12 и 3 формируют пороговые напр жени  таким образом, чтобы максимальное значение этого напр жени  U( не превышало половины амплитуды сигналов считываемых фотоприемниками 1-4, а верхнее значение - не превышало амплитуды, но было больше половины амплитуды сигналов -фотоприемников 1-4, Пороговые напр жени , сформированные ЦАП 12 и 13, через коммутаторы 10 и 11 поступают на входы компараторов. 5-6, При наличии на управл ющем входе коммутатора 10CAL 12 and 3 form the threshold voltage so that the maximum value of this voltage U (does not exceed half the amplitude of the signals read by the photoreceivers 1-4, and the upper value does not exceed the amplitude, but there was more than half the amplitude of the signals of the photoreceivers 1- 4, The threshold voltages generated by the DAC 12 and 13 through the switches 10 and 11 are fed to the inputs of the comparators. 5-6, If there is a switch 10 on the control input

5 высокого уровн  на его выход поступает сигнал с выхода ЦАП 12, а при наличии на его управл ющем входе низкого уровн  - сигнал с выхода ЦАП 13, Коммутатор 11 работает аналогично5 high level, its output receives a signal from the output of the DAC 12, and if there is a low level on its control input, the signal from the output of the D / A converter 13, the Switch 11 operates in the same way as

0 с той разницей, что при высоком уровне , на его управл ющем вх6дё 1 а его выход проходит сигнал с выхода ЦАП 13 и, наоборот, при низком уровне на управл ющем входе коммутатора 11 на выход0 with the difference that at a high level, on its controlling input 6 and 1, its output passes the signal from the output of the D / A converter 13 and, conversely, at a low level at the control input of switch 11 to the output

5 проходит сигнал с выхода ЦАП 12.5 passes the signal from the output of the DAC 12.

При повороте вала преобразовател  на угол, эквив.алентный одному младшему разр ду согласуемого отсчета, код на входах ЦАП 12 измен етс  постепенно от 0000 до 1111. При этом напр жение на выходе ЦАП 12 ступенчато возрастает от минимального значени  U, до максимального U, При дальнейшем повороте кодового диска происходит смена кода на входе ЦАП 12 с МП на 0000 и напр жение на его выходе измен етс  скачком до уровн  U. Если .при этом амплитуда согласуемого сигнала больше и,, но меньше Ug (положение 0 на фиг, 2), то на выходе сОот- ветствутощего компаратора 5-8 скачком формируетс  логическа  единица, т.е. осуществл етс  одновременна  смена кода, в отсчетах. При формировании заднего фронта на вход компаратора 5 , 6, 7 или 8 через коммутатор 10 (11) поступает пороговое напр жение, сформированное ЦАП 13, которое изме- н ет с  с и, на и, при смене кода вWhen the converter shaft is rotated by an angle equivalent to one low-order bit of the matched reference, the code at the inputs of the DAC 12 gradually changes from 0000 to 1111. At the same time, the voltage at the output of the DAC 12 increases in steps from the minimum value of U to the maximum U, At Further rotation of the code disk, the code is changed at the input of the DAC 12 from MP to 0000 and the voltage at its output changes abruptly to level U. If, in addition, the amplitude of the matching signal is greater and, but less than Ug (position 0 in FIG. 2) then the output of the matching comparator 5-8, a logical unit is generated, i.e. A simultaneous code change is performed in counts. During the formation of the trailing edge, the threshold voltage generated by the DAC 13, which changes from c and, to and, when changing the code in the output voltage, arrives at the input of the comparator 5, 6, 7 or 8 through the switch 10 (11).

КЛ, CL,

предыдущем отсчете с 1111 на 0000, так как входы ЦАП 13 подключены к выходам разр дов предыдущего отсчета через инверторы 14,the previous countdown from 1111 to 0000, since the inputs of the DAC 13 are connected to the outputs of the bits of the previous counting through inverters 14,

Управление коммутатором 10 (11) 55 осуществл етс  сигналом другого компаратора , который переключает выходы ЦАП в промежутках между Фронтами согласуемых сигналов.The switch 10 (11) 55 is controlled by a signal from another comparator, which switches the outputs of the DAC between the fronts of the matched signals.

00

SS

где А - амплиНа фиг. 2 рассмотрен случай, когда ширина рабочих участков фотоприемников 1-4 составл ет 3,75 кванта старшеЕо разр да предьщущего отсчета минимальное и максимальное значени  .пороговых напр жений соответственноwhere A is the amplitude of FIG. 2, a case is considered when the width of the working sections of the photodetectors 1-4 is 3.75 quanta older than the previous counting minimum and maximum values of the threshold voltages, respectively

тт А „ ЗА равны и, д- , U2 туда согласуемого сигнала, а дл  формировани  пороговых напр жений используютс  четьфе предыдущих разр да точного отсчета. В этом случае лини  считывани  00 может занимать любое положение в промежутке от О О до О О , в пределах которого услови  согласовани  отсчетов не нарушаетс . Такое смещение линий считывани  (фиг. 2) эквивалентно смещению рабо- чих участков фотоприемников 1-4 или границ штрихов дорожки на величину +15/16 кванта дорожки предьщущего отсчета.The values of the matched signal are equal and, d-, U2, and the head of the previous bits of the exact reference is used to form the threshold voltages. In this case, the read line 00 can occupy any position in the interval from OO to OO, within which the conditions for matching the samples are not violated. Such a displacement of the read lines (Fig. 2) is equivalent to the displacement of the working sections of the photodetectors 1–4 or the boundaries of the strokes of the track by the value of +15/16 quantum of the track of the previous reference.

С увеличением числа разр дов, используемых дл  формировани  пороговых напр жений, и с расширением рабочих участков фотоприемников 1-4 до четырех квантов дорожки предыдущего отсчета ступенчата  форма пороговых напр жений приближаетс  к пилообразной , а зона допустимого смещени  линии считывани  приближаетс  к предельному , равному j:l кванту дорожки предыдущего отсчета.With the increase in the number of bits used to form the threshold voltages and with the expansion of the working sections of the photodetectors 1-4 to four quanta of the track of the previous sample, the step form of the threshold voltages approaches the sawtooth, and the zone of acceptable displacement of the read line approaches the limiting j value: l quantum track previous count.

3535

Таким образом, цредложенный преобразователь позвол ет расширить допуски на изготовление кодовой шкалы и расположение рабочих участков фотоприемников , приблизив их к наибольшей принципиально достижимой величине, . увеличить рабочие участки фотоприемников , что повьшает соотношение сиг- нал/помеха и тем самым увеличивает надежность преобразовател .Thus, the proposed converter allows to expand the tolerances for the manufacture of a code scale and the arrangement of the working sections of the photodetectors, bringing them closer to the largest fundamentally attainable value,. to increase the working areas of the photodetectors, which increases the signal-to-noise ratio and thereby increases the reliability of the converter.

Claims (1)

5 Формула изо.бретени 5 Formula of Absorption Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий в каждом отсчете источники излучени , оптически соединенные через кодовый диск с фотоприемниками , выходы -которых соединены с первыми входами соответствую- - щих компараторов, выходы которых сое- диненбг с информационными входами дешифратора , выходы которого  вл ютс  выходами преобразовател , выход первого компаратора соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с вторыми входами остальных компараторов, выход второго компаратора соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора, о т л и- ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повьш1е- ни  надежности преобразовател , в него введены два цифроаналоговых преобразовател  и блок инверторов, информационные входы первого цифро- аналогового преобразовател  и блока инверторов объединены и  вл ютс  информационными входами преобразовател , выходы блока инверторов соединены с информационными входами второго цифроаналогового преобразовател , выход которого соединен с вторыми входами первого и второго коммутаторов , выход первого цифроаналогового преобразовател  соединен с третьими , входами первого и второго коммутато- . ров.A shaft rotation angle converter into a code containing, in each sample, radiation sources optically connected through a code disk to photodetectors, the outputs of which are connected to the first inputs of the corresponding comparators, the outputs of which are connected to the decoder information inputs, which are outputs converter, the output of the first comparator is connected to the first input of the first switch, the output of which is connected to the second inputs of the remaining comparators, the output of the second comparator is connected to the first input the second switch, the output of which is connected to the second input of the first comparator, is necessary in order to increase the reliability of the converter; two digital-analog converters and an inverter unit are introduced into it, the information inputs of the first the digital-to-analog converter and the inverter unit are combined and are the information inputs of the converter, the outputs of the inverter unit are connected to the information inputs of the second digital-to-analog converter, the output of which is connected to the second inputs of the first and second th switches, the output of the first digital to analog converter coupled to the third, inputs of said first and second commutators. ditch ff вff in 0ue,Z0ue, Z О О О LTD ВНИИПИ Заказ 3614/56VNIIPI Order 3614/56 Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Prod-polygr. pr-tie, Uzhgorod, st. Project, 4 Тираж 816 ПодписноеCirculation 816 Subscription
SU843825125A 1984-12-17 1984-12-17 Shaft turn angle-to-digital converter SU1241473A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843825125A SU1241473A1 (en) 1984-12-17 1984-12-17 Shaft turn angle-to-digital converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843825125A SU1241473A1 (en) 1984-12-17 1984-12-17 Shaft turn angle-to-digital converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1241473A1 true SU1241473A1 (en) 1986-06-30

Family

ID=21151549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843825125A SU1241473A1 (en) 1984-12-17 1984-12-17 Shaft turn angle-to-digital converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1241473A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 997065, кл. G 08 С 9/06, 1980. Авторское свидетельство СССР № 1115,083, кл. G 08 С 9/06, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1197550A (en) Linear motors and control circuitry therefor
US4533903A (en) Analog-to-digital converter
SU1241473A1 (en) Shaft turn angle-to-digital converter
CN111811562B (en) Incremental photoelectric encoder fine and coarse correction method based on microcontroller
US4383317A (en) Shaft angle encoder having a circuit for synthesizing a skipped track output signal
SU1238237A1 (en) Photoelectric shaft turn angle-to-digital converter
US5856733A (en) Positioning apparatus
SU1312735A1 (en) Shaft turn angle-to-digital converter
EP0251565A2 (en) Autopilot controller for marine vessels
JPH0545929Y2 (en)
SU1115083A1 (en) Shaft turn angle encoder
SU1455390A1 (en) Displacement digitizer
SU1495994A1 (en) Multichannel displacement-to-code converter
SU1228280A1 (en) Analog-to-digital converter
RU1777240C (en) Displacement-to-code converter
SU1522152A1 (en) Analog-digital follow-up system
SU1711328A1 (en) Method of conversion of shaft rotation angle into code and device
SU1115082A1 (en) Photoelectric shaft turn angle encoder
SU809286A1 (en) Displacement-to-code converter
SU1287288A1 (en) Shift-to-digital converter
SU1424123A1 (en) Shaft angle digitizing method
SU1347186A1 (en) Shaft angle of turn encoder
RU2017156C1 (en) Method for measuring speed of shaft rotation and device for implementation of said method
SU1439735A1 (en) Method and apparatus for digitizing displacement
SU1107148A1 (en) Shaft turn angle encoder