SU1277393A1 - Преобразователь перемещени в код - Google Patents

Abstract

вИзобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и предназначено дл  использовани  в цифровых системах обработки линейных перемещений. Целью изобретени   вл етс  повьшение точности преобразовател . С этой целью в преобразователь введены триггер, формирователь импульсов , элемент ИЛИ-НЕ, регистр и сумматор, а растр выполнен с числом щелей ,/u, период которых равен , где д - дискретность преобразовани , Тд - период линейки фотоприемников , т, п, S - натуральные числа, щели растра выполнены на рассто нии , где h - рассто ние между растром и линейкой фотоприемников , А - длина волны излучени , линейка фотоприемников выполнена с m различными по длине.участками, причем m(D-d), где D - длина линейки фотоприемников, d - диапазон измерени . При освещении линейки 3 фотоприемников на их выходах формируютс  сигналы, пропорциональные величине перемещени  растра 2, Опрос линейки 3 осуществл етс  импульсами с генератора 12 через блок 4 элементов И. В случае, если сигнал с выхода усилител  5 превысит пороговый (/) уровень, триггер 6 переходит в другое состо ние и дает команду записи в сумматор 10 числа с выхода счетчика 11, пропорционального пор дковому номеру опрашиваемого фотоприемника линейки 3 и записанного в счетчике 11 по команде блока 13 управлени . Сигналы с выхода усилител  5 периодически дают команду регистру 7 от

Description

слеживать код счетчика 11, тем самым формировать в сумматоре 10 пор дковые номера опрашиваемых фотоприемников . Сигналом с триггера 6 формирователь 8 -формирует команду сумматору 0 дл  записи каждый, раз кода с выхода регистра 7, который, суммируетс  с кодом счетчика 11, Таким образом,

на выходе сумматора 10 формируетс  код, значени  которого пропорциональны перемещению растра2,- После опроса всех фотоприемников линейки 3 блок 13 управлени  закрывает блок 4 и возвращает преобразователь в исходное состо ние, 4 з.п. , 4 ил.

1

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано дп  цифрового измерени  линейных перемещений .

Цель изобретени  - повьпиение точности преобразовател .

На фиг.1 представлена структурна  схема преобразовател ; на фиг.2 структурна  схема сумматора; на фиг.З - структурна  схема блока управлени  ; на фиг.4 - временные диаграммы работы преобразовател .

Преобразователь содержит блок 1 осветителей, растр 2, линейку 3 фотоприемников , блок 4 злементов И, усилитель 5, триггер 6, регистр 7, формирователь 8 импульсов элемент ИЛИ-НЕ 9, блок 10 суммировани ,, счетчик 11 , генератор 12. имп льсов,, блок 13 управлени . Блок 10 суммировани  содержит блоки 14 и 15 ключей, сумматор 16, регистр 17, элемент 1ШИ-НЕ 18 и элемент 19 задержки. Блок 13 управлени  содержит формироват(гль 20 импульсов, триггер 21, элемент ИЛИ-НЕ 22 и элемент И 23.

Преобразователь работает следующим образом.

Свет из блока 1 поступает последовательно на сопр женньш растр 2 и линейку 3 фотоприемников. Во всем . диапазоне измерени  они располагаютс  таким образом, что оптические сигналы от всех щелей растра 2 попадают на Ьптические входы линейки 3, При включении питани  сигналом установки с блока 13 устанавливаютс  в исходное состо ние блок 10, счетчик 11, триггер 6. По сигналу (фиг .4, поз.24) на выходе блока 13 устанавливаетс  потенциал (фиг.4, поз.25), открывающий блок 4. При этом сигналы

опроса поступают с генератора 12 на соответствующие входы линейки 3.

Сигналы на выходе линейки 3 по вл ютс  синхронно с сигналами опроса второй фазы (фиг.4, поз.26), Одновременно последние сигналы поступают из блока 13 на вход счетчика I 1 , который фиксирует пор дковьй номер опрашиваемого фотоприемника линейки 3, На выходе усилител  5 (фиг.4, поз.27) по вл ютс  сигналы, когда на его входе , . По первому сигналу триггер 6 переходит в другое состо ние и своим потенциалом записывает в блок 10 с выхода счетчика 11 число, соответствующее пор дковому номеру фотоприемника линейки 3, наход щегос  на переднем фронте .светового пол  первой щели растра 2 (фиг.4, поз.28). При сканировании светового пол  первой и последующими щел ми растра 2 сигналы с, выхода усилител  5 поступают на вход регистра 7, который отслеживает код, наход щийс  на выходе счетчика 11. По окончании сканировани  текущей щели последним в регистр 7 записываетс  номер фотоприемника линейки 3, наход щегос  на срезе сканируемого светового пол .

Claims (5)

1. Сигналом с выхода триггера 6 запускаетс  формирователь 8, который формирует сигнал длительностью, превосход щей врем  сканировани  текущего светового пол . По .срезу выходного сигнала формировател  8, поступающего на вход блока 10, в последний поступает код с регистра 7 (фиг.4, поз.29), который суммируетс  с наход щимс  там числом. Одновременно выходной сигнал формировател  8 поступает через элемент 9 на вход триггера 6 и возвращает его в исходное состо ние. При опросе фотоприемников линейки 3, выходные сигналы которых составл ют оптическое изображение других щелей, работа преобразовател  аналогична описанной. Сигналы опроса второй фазы генератора 12 поступают одновременно на вход блока 13, который после опроса всех фотоприемников линейки 3 закрывает блок 4, В результате после опро са в блоке 10 формируютс  сигналы суммы пор дковых номеров фотоприемников , которые наход тс  на фронтах и срезах световых полей щелей растра 2. Сдвиг растра 2 на величину Д от носительно линейки 3 приводит к изме нению двух пор дковых номеров (при ) указанных фотоприемников, т.е. содержимое регистра 17 блока 10 изменитс  на два. Это содержимое (исключа  младший разр д при )  вл етс  кодом положени  растра 2 относительно линейки3. При увеличиваетс  число младших разр дов регист ра 17, не участвующих в получении выходного кода (они могут быть использованы дл  получени  статистичес ких данных. Блок 13 управлени  осуществл ет работу управлением преобразовател  по след;ующему алгоритму. При включении питани  формирователь 20 формирует импульс установки который поступает на счетчик 11, че:рез элемент 22 - на триггер 21 и устанавливает их в исходное состо гше. При по влении на входе сигнала Запуск (фиг.З) триггер 21 перебрасываетс  и открывает элемент 23. Сигналы опроса второй фазы с выхода генератора 12 поступают на вход счет чика 1 I, После просчета заданного числа импульсов счетчик 11 вырабатывает импульс сброса, который через элемент 22 устанавливает триггер 21 в исходное состо ние. Формирование выходного кода осуществл етс  в блоке 10 следуюпщм образом . При подаче на вход регистра 17 сигнала установки (фиг.2) он устанавливаетс  в исходное состо ние. В момент по влени  на входах блоков 14 и 15 тактовых сигналов они,пропускают на входы сумматора 16 коды с выходов регистра 7 и счетчика 11,. Сумматор 16 посто нно отслеживает сумму чисел на своих входах. Полученна  сумма записываетс  в регистр 17. Команда на запись в него подаетс  с тактовых входов через элементы 18 и 19. Таким образом на выходе регистра 17 форм1-фуетс  код, пропорциональный перемещению линейки 3 фотоприемников или растра 2 относительно блока 1 . В преобразователе изменение порогового напр жени  , не вли ет на точность работы, что указывает на нечувствительность схемы преобразовател  к изменению мощности излучени  блока 1. Увеличение числа отсчетов т, получаемых на разных участках линейки 3 в одном цикле измерени , увеличивает помехозащищенность преобразовател  за счет усреднени  результата измерени . Формула изобретени  1. Преобразователь перемещени  в к.од, содержащий расположенные на од ной оптической оси блок осветителей, растр и линейку фотоприемников, выход которой соединен с первымвходом усилител , второй вход которого соединен с источником опорного напр жени , генератор импульсов, выходы которого соединены с группой входов блока элементов И, выходы которого соединены с управл ющими входами линейки фотоприемников, счетчик, выход которого соединен с первым входом блока управлени , первый выход которого соединен с управл ющим входом блока элементов И, отличающийс  тем, что, с целью повыше 1и  точности преобразовател , в него введены триггер, формирователь импульсов, элемент 1-ШИ-КЕ, регистр и блок суммировани , растр выполнен с числом щелей, равным М т-Т„/д, период Тр которых равен , гдеЛ - дискретность преобразовани , Т - период линейки фотоприемников, т, п, S - натуральные числа, один выход генератора импульсов соединен с вторым входом блока управлени , третий вход которого  вл етс  входом запуска, второй выход соединен с первыми входами элемента ИЛИ-НЕ и счетчика, установочным входом блока суммировани ,а третий выход соединен с вторым входом счетчика, инфор5 .12

   мационные выходы которого соединены с информационными входами регистра и с первой группой информационных входов блока суммировани , выходы регистра соединены с второй группой информационных входов блока суммировани , выход усилител  соединен с управл ющим входом регистра и первым входом триггера, выход которого соединен с первым тактовым входом блока суммировани  и с входом формировател  импульсов, выход которого соединен с вторым тактовым входом блока суммировани  и с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом триггера.
2. 2, Преобразователь по п.1, о т личающи-йс  тем, что блок суммировани  содержит первый и второй блоки ключей, элемент ИЛИ-НЕ и элемент задержки, сумматор и регистр группа информационных входов первого блока ключей  вл етс  первой группой информационнь1х входов блока, группа информационных входов второго блока ключей  вл етс  второй группой информационных входов блока, дополнительный вход первого блока ключей объединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и  вл етс  первым тактовым входом блока, дополнительный вход второго блока ключей объединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и  вл етс  вторым тактовым входом блока, выходы первого блока ключей объединены с соответствующими выходами второго блока ключей и соединены с первой группой входов сумматора, выходы ко36

   орого соединены с группой входов регистра, выходы которого соединены с второй группой входов сумматора и  вл ютс  выходами блока, выход элемента ИЛИ-НЕ через элемент задержки соединен с первым входом регистра, второй вход которого  вл етс  установочным входом блока.
3. 3. Преобразователь по п. Г, о т личающийс  тем, что блок управлени  содержит формирователь импульса, элементы И и ИЛИ-НЕ, триггер , первый вход элемента ИЛИ-НЕ  вл етс  первым входом блока, второй

   вход соединен с выходом формировател  импульса и  вл етс  третьим выходом блока, а выход соединен с первым входом триггера, второй вход которого  вл етс  третьим входом запуска

   блока, выход триггера  вл етс  пбрвым выходом блока и соединен с первым входом элемента И, второй вход которого  вл етс  вторым входом блока , а выход - вторым выходом блока.
4. 4. Преобразователь по п.1, отличающийс  тем, что щели растра выполнены на рассто нии где h - рассто ние между растром и линейкой фотоприемников,

   - длина волны излучени .
5. 5. Преобразователь по п.1, о т личающийс  тем, что линейка фотоприемкиков выполнена с m различными по длине участками, причем m ,----, где D - длина линейInTp

   ки фотоприемников, d - диапазон измерени .

   3 /7f7/faf2/ S/rp/ft/ff f/3 y7a/fCf7f/Уг /7г7/ 4

   фиг.З