SU1287288A1 - Shift-to-digital converter - Google Patents

Shift-to-digital converter Download PDF

Info

Publication number
SU1287288A1
SU1287288A1 SU853836673A SU3836673A SU1287288A1 SU 1287288 A1 SU1287288 A1 SU 1287288A1 SU 853836673 A SU853836673 A SU 853836673A SU 3836673 A SU3836673 A SU 3836673A SU 1287288 A1 SU1287288 A1 SU 1287288A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sensor
block
converter
signal
output
Prior art date
Application number
SU853836673A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Валентинович Клевцов
Александр Вячеславович Сазонов
Original Assignee
Московский Инженерно-Физический Институт
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 Московский Инженерно-Физический Институт filed Critical Московский Инженерно-Физический Институт
Priority to SU853836673A priority Critical patent/SU1287288A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1287288A1 publication Critical patent/SU1287288A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике , а именно к преобразовател м перемещени  в код. Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател . Дл  этого в преобсазователь перемещени  в код, содержа-щий датчик 1, аналого-цифровой преобразователь 2. блок 3 формировани  счетных импульсов и реверсивный счетчик 4, введены генератор 6, блок 5 коррекции напр жений и блок 7 управлени . Поставленна  цель, достигаетс  за счет того, что количество периодов переменного сигнала датчика 1 преобразуетс  в код грубого отсчета, а в код точного отсчета преобразуетс  величина выходного сигнала датчика 1 с помощью аналого-цифрового преобразовател  2, опорные напр жени  дл  которого формируютс  из максимального и минимального значений выходного сигнала датчигч . з.п. ф-лы, 6 ил. SThe invention relates to automation, in particular to motion transducers in code. The aim of the invention is to improve the accuracy of the converter. For this purpose, a motion converter containing a sensor 1, an analog-to-digital converter 2, and a block 3 for forming pulse counts and a reversible counter 4, a generator 6, a block 5 for voltage correction, and a block 7 for control are entered into the code converter. The goal is achieved due to the fact that the number of periods of the variable signal of sensor 1 is converted into a coarse reference code, and the value of the output signal of sensor 1 is converted into an accurate reference code using an analog-to-digital converter 2, the reference voltages for which are formed from the maximum and minimum values of the output signal sensor. zp f-ly, 6 ill. S

Description

Фаг. ГPhage. R

Изобретение относитс  к автоматике , а именно к преобразовател м перемещени  в код.The invention relates to automation, in particular to motion transducers in code.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовател .The purpose of the invention is to improve the accuracy of the converter.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема преобразовател  перемещени  в код; на фиг. 2 - схема аналого- цифрового преобразовател ; на фиг.З FIG. 1 is a functional diagram of a displacement transducer to a code; in fig. 2 - analog-digital converter circuit; on fig.Z

схема блока формировани  счетных им пульсов; на фиг. 4 - схема .блока коррекции напр жений; на фиг. 5 - схема блока управлени ; на фиг. 6 - временные диаграммы, по сн ющие работу пре образовател .a circuit for forming calculating pulses; in fig. 4 is a diagram of a voltage correction block; in fig. 5 is a control block diagram; in fig. 6 - time diagrams that show the work of the converter.

Преобразователь перемещени  в код содержит датчик 1, аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП), блок 3 формировани  счетных импульсов, реверсивный счетчик 4, блок 5 коррекции напр жений, генератор 6 и блок 7 управлени .The displacement transducer to the code contains a sensor 1, an analog-to-digital converter 2 (ADC), a counting pulse shaping unit 3, a reversible counter 4, a voltage correction block 5, a generator 6 and a control block 7.

АЦП 2 содержит резисторы 8.1-8.К и компараторы 9.1 - 9.К, входы 10 и 11 опорных напр жений и вход 12 измер емого напр жени .A / D converter 2 contains resistors 8.1–8. K and comparators 9.1–9. K, inputs 10 and 11 of the reference voltages and input 12 of the measured voltage.

Блок 3 формировани  счетных импульсов содержит дифференцирующие цепи 13.1 - 13.(К+1), кажда  из которых вьшолнена в виде элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 и элементов НЕ 15 и 16 с задержкой сигнала, элемент ИЛИ 17, элемент НЕ 18, элементы ИЛИ 19 - 22, входы 23 - 25 и выходы 26-29.The counting pulse shaping unit 3 contains differentiating circuits 13.1 - 13. (K + 1), each of which is executed as an EXCLUSIVE OR 14 element and NOT 15 and 16 elements with a signal delay, an OR element 17, an NOT 18 element, an OR 19 element. 22, inputs 23-25 and outputs 26-29.

Ёлок 5 коррекции напр жений содержит компараторы 30 и 31, устройства 32 - 35 выборки-хранени , элемент НЕ 36, входы 37 - 41 и выходы 42-45.The voltage correction junk 5 contains comparators 30 and 31, sampling-storage devices 32–35, a HE element 36, inputs 37–41, and outputs 42–45.

Блок 7 управлени  содержит элементы НЕ 46 и 47, элементы НЕ 48 и 49 с задержкой сигнала, элементы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 50 и 51, элементы И 52 - 54, триггеры 55 - 57, входы 58 - 61 и выходы 62-64.The control block 7 contains the elements NOT 46 and 47, the elements NOT 48 and 49 with a signal delay, the elements EXCLUSIVE OR 50 and 51, the elements AND 52 - 54, the triggers 55 - 57, the inputs 58 - 61 and the outputs 62-64.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При перемещении измерительного органа (не показан) на первом выходе датчика 1 по вл етс  электрический сигнал (фиг. 6, эпюра 65,- иллюстрирует случай перемещени  измерительного органа в одном направлении с посто нном скоростью). На втором выходе датчика 1 по вл етс  аналогичный первому электрический сигнал.When a measuring body (not shown) is moved, an electrical signal appears at the first output of sensor 1 (Fig. 6, plot 65, - illustrates the case of moving the measuring body in one direction with constant speed). At the second output of sensor 1, an electrical signal similar to the first appears.

- 10- ten

--

1515

2020

2525

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

но сдвинутый относительно него на четверть периода. .but shifted relative to him by a quarter period. .

Электрический сигнал 65 поступает на вход 37 блока 5 коррекции напр жений . На вход 39 блока 5 поступает сигнал с второго выхода датчика 1 , а вход 38 служит дл  приема сигналов генератора 6. Текущие значени  напр жени  сигнала 65 записы- . ваютс  в устройстве 32 выборки-хранени  по управл ющим импульсам 66 (фиг. 6) генератора 6. В момент О на выходе генератора 6 запись в устройстве 32 текущего напр жени  сигнала 65 прекращаетс  и в компараторе 30 производитс  сравнение текущего напр жени  сигнала 65 с напр жением, записанным в устройстве 32 (фиг. 6, поз. 67). При переходе, сигнала 65 через экстремум происходит переключение компаратора 30 (фиг. 6, поз.68) Таким рбразом, вьщел ютс  моменты экстремумов сигнала 65 с первого выхода датчика 1. Аналогично вьщел ютс  моменты экстремумов сигнала с второго выхода датчика 1. Далее с выходов 42 и 45 блока 5 сигналы компараторов 30 и 31 поступают соответственно на входы 58 и 59 блока 7 управлени . Сигнал 65 с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮПШЕ ИЛИ 50 поступает на входы элементов И 52 - 54. Элемент И 52 выдел ет импульсы, возникающие в момент минимума сигнала 65, при этом на выходе 62 блока 7 возникает состо ние 1 (фиг. 6, поз. 69), которое по гфиходу тактового импульса мен етс  на состо ние О. Аналогично сигнал 70 на выходе 64 блока 7 форьгарует- . с  при переходе сигнала 65 через максимум. Сигналы 68 и 69 (фиг. 6) поступают на входы 40 и 41 блока 5 и служат дл  управлени  записью в устройства 34 и 35 соответственно напр жений максимума и минимума сигнала 65 .с выхода устройства.The electrical signal 65 is fed to the input 37 of the voltage correction unit 5. The input 39 of the block 5 receives the signal from the second output of the sensor 1, and the input 38 serves to receive the signals of the generator 6. The current values of the voltage of the signal 65 are written down. in the sampling-storage device 32, the control pulses 66 (Fig. 6) of the generator 6. At the time O at the output of the generator 6, the recording in the device 32 of the current signal voltage 65 stops and the comparator 30 compares the current signal voltage 65 with the voltage recorded in the device 32 (Fig. 6, pos. 67). During the transition, the signal 65 through the extremum switches the comparator 30 (Fig. 6, pos.68). Thus, the moments of extremes of the signal 65 from the first output of sensor 1 are detected. Similarly, the moments of extremes of the signal from the second output of sensor 1 follow. Then, from the outputs 42 and 45 of the block 5, the signals of the comparators 30 and 31 are fed to the inputs 58 and 59 of the control block 7, respectively. The signal 65 from the output of the EXCLUSIVE OR 50 element is fed to the inputs of the AND 52 - 54 elements. And the 52 element emits pulses that occur at the time of the minimum signal 65, and state 1 appears at the output 62 of the block 7 (Fig. 6, pos. 69 ), which, on the clock pulse input, changes to the O state. Similarly, the signal 70 at the output 64 of the unit 7 is forked. c when the transition signal 65 through a maximum. Signals 68 and 69 (Fig. 6) are fed to inputs 40 and 41 of block 5 and serve to control the recording in device 34 and 35 of the maximum and minimum voltages of the signal 65.c from the output of the device, respectively.

В момент изменени  направлени  перемещени  возникает экстремум, запись которого в устройствах 34 или 35 запрещаетс  сигналом с выхода элемента 51, формируемым в момент переключени  компаратора 3. При этом используетс  тот факт-, что в момент изменени  направлени  перемещени  экстремумы на кривых сигналов с первого и второго выходов датчика 1 по вл ютс  одновременно, а во всех остальных случа х разнесе3At the moment of changing the direction of movement, an extremum arises, the recording of which in devices 34 or 35 is prohibited by the signal from the output of element 51 formed at the moment of switching the comparator 3. It uses the fact that at the moment of changing the direction of movement the extrema on the curves of the signals from the first and second outputs of sensor 1 appear simultaneously, and in all other cases, spacing 3

ны на четверть периода. Кроме того, в момент реверса на выходе элемента И 53 формируетс  импульс, переключающий триггер 56 в новое состо ние Блок, 7 управлени  может иметь вход 61 установки, подача импульса на который перед началом измерений устанавливает на выходе 63 сос то ние, соответствующее положительному направлению перемещени  (напримерfor a quarter of a period. In addition, at the moment of reversal, at the output of the element And 53 a pulse is formed, switching the trigger 56 into a new state. The control unit 7 can have an installation input 61, and a pulse to which, before starting the measurement, sets the output 63 corresponding to the positive direction of movement. (eg

уровень О). Сигнал 68 (фиг. 6) с выхода 42 блока 5 поступает также н вход 23 блока 3 формировани  счетны импульсов, где по его перепадам дифференцирующий элемент 13.К+ формирует короткие счетные импульсы 71 (фиг. 6), которые в зависимости от логического состо ни  на входе 25, соединенном с выходом 63 блока 7, поступает на выход пр мого 26 или обратного 27 счета грубой шкалы. Между моментами по влени  дйух последовательных счетных импульсов 71 (фиг. 6) грубой шкалы измерительный орган перемещаетс  на рассто ние , равное полупериоду выходного сигнала датчика 1. Измерение перемещени  с большим разрешением позвол ет производить устройство интерпол ции на основе АЦП 2, причем опорный сигнал подаетс  на оба его вход 10 и II. Уровни 72 (фиг. 6) квантовани  распредел ютс  между опорными напр жени ми на входах 10 и 11 АЦП 2level O). The signal 68 (Fig. 6) from the output 42 of the block 5 also enters the input 23 of the block 3 for forming countable pulses, where, by its differences, the differentiating element 13.К + forms short counting pulses 71 (Fig. 6), which, depending on the logical state Neither input 25, connected to output 63 of block 7, arrives at the output of the forward 26 or reverse 27 coarse scale counts. Between the instants of the appearance of two consecutive counting pulses 71 (Fig. 6) of a coarse scale, the measuring body moves a distance equal to the half-cycle of the output signal of sensor 1. The movement measurement with high resolution allows an interpolation device based on ADC 2, and the reference signal is supplied at both its entrance 10 and ii. Levels 72 (FIG. 6) of quantization are distributed between reference voltages at inputs 10 and 11 of A / D converters 2

00

С выходов 26 и 27 счетные импульсы грубой шкаль1 поступают на вход пр мого или обратного счета разр да с номером m ) реверсивного счетчика 4, где К - количество компараторов 9, - 9.К в АЩ1 2, а также на входы установки в О либо в 1 в зависимости от направлени  перемещени  младших (с 1-го по т-й) разр дов реверсивного счетчика 4. Таким образом, обеспечиваетс  разрешающа  спосббность преобразовател  в () раз больша , чем разрешак1ща  способность растровой шкалы датчика 5 1. Число разр дов грубой шкалы выбираетс  в соответствии с максимал - ным значением измер емого перемеще- ни .From outputs 26 and 27, the counting pulses of a coarse scale1 are fed to the input of the direct or reverse counting of the discharge with the number m) of the reversible counter 4, where K is the number of comparators 9, - 9.K in AShch1 2, as well as to the installation inputs in O in 1, depending on the direction of movement of the lower (from the 1st to the tth) bits of the reversible counter 4. Thus, the resolving power of the converter is () times greater than the resolution of the raster scale of the sensor 5 1. The number of coarse bits Scales are selected in accordance with the maximum value of EP emogo no displacement.

Разделение реверсивного счетчика 4 на две группы дл  подсчета отдельно меток грубой и нониусной шкалы и введение сброса группы нониусной шкалы по метке грубой шкалы позвол ет снизить требование к устройствам формировани  нониусных меток по быстродействию .Splitting the reversible counter 4 into two groups for counting the coarse and vernier scales separately and introducing a reset of the vernier scale group according to the coarse scale label reduces the requirement for speed vernier markers.

В этом случае нониусна  шкала необходима лишь непосредственно перед остановкой измерительного органа, т.е. при малой скорости перемещени . При большой скорости перемещени  работает груба  шкала, а нониусна  может быть выключена, так кик результат ее работы заранее известен - онаIn this case, the vernier scale is needed only immediately before the measurement organ stops; at a low speed of movement. At a high speed of movement, the coarse scale works, and the vernier can be turned off, so the kick of the result of its work is known in advance - it

00

5five

00

Такое построение АЦП 2 позвол ет из- 35 будет переполн тьс  на каждом шагеSuch a construction of the A / D converter 2 will be overwhelmed at every step.

бежать операции аналогового вычитани  опорных напр жений, что упрощает процедуру и устран ет один из источников погрешностей .run analog subtraction operations of reference voltages, which simplifies the procedure and eliminates one of the sources of error.

Электрический сигнал 65.(фиг. 6) с первого выхода датчика I поступаетThe electrical signal 65. (Fig. 6) from the first output of the sensor I is supplied

на вход 12 АЦП 2. В процессе сравнени  напр жени  сигнала 65 с уровн ми 72 (фиг. 6 квантовани  на выходах компараторов 9.1 - 9.К АЦП 2 по вл етс  соответствующий унитарньй код, поступающий на входы 24 блока 3. Сигналы с входов 24 через дифференцирующие цепи 13.1 - 13.К, аналогичные цепи 13.К+1, поступают на входы элемента ИЛИ 17. Получаемые таким образом счетные импульсы 73 нониусной. шкалы (фиг. 6) поступают на выход пр мого 28 или обратного 29. счета блока 3, откуда импульсы 73 нониусной шкалы следуют на вход первого разр да пр могоили обратного счета реверсивного счетчика 4.to the input 12 of the ADC 2. In the process of comparing the voltage of the signal 65 with the levels of 72 (Fig. 6 quantization at the outputs of the comparators 9.1 to 9. To the ADC 2, a corresponding unitary code appears at the inputs 24 of the block 3. Signals from the inputs 24 through the differentiating circuits 13.1–13.K, analogous to the circuit 13.K + 1, arrive at the inputs of the element OR 17. The counting pulses 73 thus obtained on the vernier scale (Fig. 6) arrive at the output of the forward 28 or reverse 29. counting block 3, from where the pulses of the 73nial scale follow to the input of the first bit of the direct or reverse counting reversing about counter 4.

грубой шкалы. Подобный режим работы возможен практически во всех случа х, кроме систем со след щей обратной св зью.coarse scale. A similar mode of operation is possible in almost all cases, except for systems with following feedback.

Уменьшение вли ни  изменени  размаха или посто нной составл ющей электрического сигнала 65 с первого выхода датчика 1 на точность измерени  перемещений обеспечиваетс  тем,.что каждый период блоком 5 производитс  корректировка опорных напр жений , поступающих с выходов 43 и 44 на входы 10 и 11 опорных напр жений .Reducing the influence of the change of the magnitude or constant component of the electrical signal 65 from the first output of the sensor 1 on the accuracy of the measurement of movements is ensured by the fact that each period the unit 5 adjusts the reference voltages from the outputs 43 and 44 to the inputs 10 and 11 of the reference voltage zheniy.

Claims (1)

1. Преобразователь перемещени  в код, содержащий датчик, первый выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразовател , выходы котброго соединены с К информационными входами формироваВ .11. The displacement transducer in the code containing the sensor, the first output of which is connected to the information input of the analog-digital converter, the outputs of the transducer are connected to the information inputs of the V1.1 IS.ffIS.ff П 12 Фи§. 2P 12 Phi. 2 3.13.1 UU ,.9.к.9.k 9797 S6S6 4J4J 3€t П- 0 Уст.3 € t П- 0 Const. блbl Фи.бFi.b
SU853836673A 1985-01-07 1985-01-07 Shift-to-digital converter SU1287288A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853836673A SU1287288A1 (en) 1985-01-07 1985-01-07 Shift-to-digital converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853836673A SU1287288A1 (en) 1985-01-07 1985-01-07 Shift-to-digital converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1287288A1 true SU1287288A1 (en) 1987-01-30

Family

ID=21155873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853836673A SU1287288A1 (en) 1985-01-07 1985-01-07 Shift-to-digital converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1287288A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 94Р197, кл. G 08 С 9/06, 1980. Авторское свидетельство СССР № 480103, кл. Н 03 М 1/28, 1974 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0502368B1 (en) Integrating analog-to-digital converter
SU1287288A1 (en) Shift-to-digital converter
EP0199826A1 (en) Method of detecting position
US4897647A (en) Method for absolute position detection and an apparatus therefore
CA2410422A1 (en) Method and apparatus of producing a digital depiction of a signal
EP0238646B1 (en) Dual slope converter with large apparent integrator swing
JPH07139967A (en) Signal processing circuit of encoder
SU1405116A1 (en) Method of integration a-d conversion
SU1481887A1 (en) Analog-to-digital converter
SU743193A1 (en) Series-parallel analogue-digital converter
SU919075A1 (en) Device for checking digital-analogue converters
SU1343410A1 (en) Analog-to-digital incremental differentiator
SU1495994A1 (en) Multichannel displacement-to-code converter
SU1327128A1 (en) Analog-discrete integrating device
SU1626351A1 (en) Device for determining the instant of extremum appearance
SU1582355A1 (en) Servo analog-digital converter
SU1057965A1 (en) Analog/digital incrementing square-law function generator
SU1091205A1 (en) Position encoder
SU788371A1 (en) Analogue-digital converter
SU1068963A1 (en) Shaft rotation angle encoder
SU415802A1 (en) PORRUPTED VOLTAGE CONVERTER-K WITH AUTOMATIC SCALE,:; 'Jl -c- ^ g: ^ | ^ v ^ i, 4 s ^ LJv [| r.V P T g
SU1717943A1 (en) Displacement meter
SU1274128A1 (en) Frequency-pulse function generator
SU1372517A1 (en) Apparatus for measuring emf variation rate of static converter
SU1734032A1 (en) Digital voltmeter with automatic selection of time limits