SU1316086A1 - Фотоэлектрический преобразователь перемещени в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и предназначено дл  цифрового измерени  линейных перемещений. Целью изобретени   вл етс  увеличение быстродействи  и упрощение преобразовател . В преобразователь, содержащий блок 1 освещени , растр 2, блок 3 фотоприемников , генератор 4 опроса, счетчик 5, усилитель 6 и компаратор 7, введены устройство 8 выборки и храневыполнены по случайному закону. При перемещении растра 2 относительно блока 3 фотоприемников на выходе последнего формируютс  сигналы синхронно с импульсами второй фазы генератора 4. По команде этих же импульсов счетчик 5 регистрирует номер опрашиваемого фотоприемника блока 3. Компаратор 7 вьщел ет сигналы с выхода усилител  6, превьппающие уровень опорного напр жени  на его втором входе, и дает команду устройству 8 на запоминание мгновенного значени  сигнала на выходе компаратора 7 до прихода следующего сигнала с выхода генератора 4. Формирователь 9 формирует сигналы по перед- s ним и задним фронтам сигналов с- выхода устройства 8, по которым складываетс  текупц1й номер фотоприемника, записанный в счетчике 5 с содержимым сумматора 10. В конце цикла опроса в сумматоре 10 записываетс  число, пропорциональное сумме пор дковых номеров (Л

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  цифрового измерени  линейных перемещений.

Целью изобретени   вл етс  увеличение быстродействи  и упрощение преобразовател .

На фиг.1 представлена структурна  схема преобразовател ; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Преобразователь содержит блок 1 освещени , растр 2, блок 3 фотоприемников , генератор 4 опроса, счетчик 5, усилитель 6, компаратор 7, устройство 8 выборки и хранени , формирователь 9 импульсов, сумматор 10. На фиг.2 показаны временные диаграммы сигналов; 11 - на выходе генератора 4 опроса, 12 - на выходе компаратора 7,13 - на выходе устройства 8 выборки и хранени , 14 - на выходе формировател  9 импульсов.

В конкретном исполнении блок 1 освещени  представл ет собой лампу на накаливани  с нитеобразным телом свечени , расположенным перпендикул рно оптической оси преобразовател 

1

и направлению расположени  фотоприем- у. формировател  У, которьй по переднему

НИКОВ в блоке 3 фотоприемников, растр 2 - структуру, состо щую из параллельных светлых и темных полос, выполненных на стекле методами фотолитографии , причем расположение этих полос и их щирина подчинены случайному закону распределени .

Блок 3 фотоприемников представл ет собой фотоприемную линейку на приборах с зар довой св зью,генератор ч опроса - трехфазный генератор, вы- полйенный на 1К-триггерах, устройство 8-выборки и хранени  выполнено на базе микросхем, формирователь 9 импульсов включает в себ  последовательно соединенные элемент И, злеменг ИЛИ и дифференцирующую цепочку, сумматор 10 - зто накапливающий сумматор, выполненный на базе комбинационного сумматора и буферного регистра, счетчик 5 - микросхема.

Фотоэлектрический преобразователь перемещени  в код работает следующим образом.

Свет из блока 1 освещени  поступает на сопр женные растр 2 и блок 3 фотоприемников. Во всем диапазоне измерений растр 2 и блок 3 располагаютс  таким образом, что оптические

35

40

45

50

55

и заднему франту этих сигналов формирует короткие имг1ульсы 14, поступающие на тактовый вход сумматор: 10. По каждому импульсу 14 на тактовом входе сумматора 10 последний добавл ет к наход щемус  в нем коду пор дковый iioMep опрашиваемого в данный момент фотоприемника блока 3.

В конце цикла опроса блока 3 в сумматоре 10 оказыпаетс  сумма пор дковых фотоприемников, наход щихс  на фронте и срезе световых полей по- лес растра 2, котора  измен етс  синхронно с его перемещением.

Очевидно, что изменение опорного напр жени  Upn на втором входе компаратора 7 не измен ет код сумматора 10, так как увеличение пор дковых номеров фотоприемников, наход щихс  на передних фронтах световых импульсов, происходит синхронно с уменьшением пор дковых номеров фотоприемников, наход щихс  на их задних фронтах и наоборот. Это указывает на хорошую помехозащищенность устройства. При перемещении растра 2 на рассто ние, рапире периоду Р фотоприемников в блоке 3 выходной цифровой код п гуммачоре 10 изме

-

to

3160862

cnniajTbi от всех полос растра 2 попадают на оптические входы блока 3 фотоприемников . Сигналы 11 (фиг,2) опроса генератора опроса поступают на соответствующие входы блока 3. Сигналы на выходе дискретного преобразовател  по вл ютс  синхронно с импульсами опроса второй фазы. Одновременно импульсы опроса второй фазы генератора 4 опроса поступают на вход счетчика 5, который фиксирует пор дковый номер опрашиваемого фотоприемника блока 3. Сигналы с выхода блока 3, усиленные усилителем 6, поступают на первый вход компаратора 7, который фиксирует моменты превышени  выходным сигналом блока 3 опорног о напр жени  и выдает сигналы 12.

Сигналы 12 с выхода компаратора 7 поступают на вход устройства В чыбор- KI и хранени , которое по импульсам опроса второй фазы, поступающим на его его тактовый вход, фиксирует мгновенное значение состо ни  компаратора 7 и запоминает его до прихода следующего импульса опроса второй фазы.

Сигналы 13 с выхода устройства В выборки и хранени  поступают на вход

15

20

25

5

0

5

0

5

и заднему франту этих сигналов формирует короткие имг1ульсы 14, поступающие на тактовый вход сумматор: 10. По каждому импульсу 14 на тактовом входе сумматора 10 последний добавл ет к наход щемус  в нем коду пор дковый iioMep опрашиваемого в данный момент фотоприемника блока 3.

В конце цикла опроса блока 3 в сумматоре 10 оказыпаетс  сумма пор дковых фотоприемников, наход щихс  на фронте и срезе световых полей по- лес растра 2, котора  измен етс  синхронно с его перемещением.

Очевидно, что изменение опорного напр жени  Upn на втором входе компаратора 7 не измен ет код сумматора 10, так как увеличение пор дковых номеров фотоприемников, наход щихс  на передних фронтах световых импульсов, происходит синхронно с уменьшением пор дковых номеров фотоприемников, наход щихс  на их задних фронтах и наоборот. Это указывает на хорошую помехозащищенность устройства. При перемещении растра 2 на рассто ние, рапире периоду Р фотоприемников в блоке 3 выходной цифровой код п гуммачоре 10 изме31316086

н етс  на величину ,rfle п - количество полос растра 2,

Быстродействие преобразовател  обеспечиваетс  тем, что результат измерени  получаетс  за один цикл работы , так как нет необходимости предварительной записи информации в специальное запоминающее устройство, что существенно сокращает врем  измерени 

с шиной опорного напр жени , генератор опроса, выходы которого соединены с соответствующими входами блока фотоприемников, счетчик, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  быстродействи  и упрощени  преобразовател , в него введены устройство выборки и хранени , форми рователь импульсов и сумматор, блок

г-- - - jopiiiyjibt-uB И сумматор, олок

и повышает производительность преобра- О фотоприемников имеет линейную струк ЧППаТ ОГТат: т лтт/-лт .

туру, а полосы растра распределены

Claims (1)

1. Формула изобрет

   е н и  

   зовател  в целом

   по случайному закону, информационные входы сумматора соединены с выходами счетчика, выход компаратора соединен

   Фотоэлектрический преобразователь 5 с информационным входом устройства перемещени  в код, содержащий расположенные на одной оптической оси блок освещени , растр и блок фотоприемников , выход которого соединен через

   выборки и хранени , управл ющий вход которого соединен с входом счетчика и вторым выходом генератора опроса, а выход - с входом формировател  им- ijujiiwiij,V- o. f nrHJ Jtycii cJln

   усилитель с первым входом компарато- 20 пульсов, вьпсод которого соединен

   ра, второй вход которого соединен

   тактовьм входом сумматора,

   lrШJUШJlГLЛЛJlЛЛЛЛJШJlJlГlЛГL .. ппппппnJUTL

   fj

   W

   п

   Редактор I. Лазаренко

   Составитель М. Сидорова

   Техред И.Попович Корректор М.Демчик

   Заказ 2372/56Тираж 901 Подписное

   ВНШПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

   Производстнснио-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   с шиной опорного напр жени , генератор опроса, выходы которого соединены с соответствующими входами блока фотоприемников, счетчик, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  быстродействи  и упрощени  преобразовател , в него введены устройство выборки и хранени , формирователь импульсов и сумматор, блок

   jopiiiyjibt-uB И сумматор, олок

   фотоприемников имеет линейную струк

   туру, а полосы растра распределены

   с информационным входом устройства

   выборки и хранени , управл ющий вход которого соединен с входом счетчика и вторым выходом генератора опроса, а выход - с входом формировател  им- ijujiiwiij,V- o. f nrHJ Jtycii cJln

   пульсов, вьпсод которого соединен

   тактовьм входом сумматора,

   J

   1

   л

   ло.