SU1420364A1 - Цифровое устройство дл измерени пор дка интерференции - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  дробной части интерференционной полосы за счет исключени  из процесса измерени  значени  посто нной составл - , ющей сигнала. Устройство состоит из двух каналов, каждй из которых содер-. жит фотопреобразователь 1(2),нормирую- щий усилитель (НУ)3(4), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5(6) след щего типа, формирователь J ( 8) , блок 9(10) коррекции, и схемы обработки, котора  включает в себ  блок 11 делени , блок 12 вычислени  обратных тригонометричных функций, блок 13 формировани  сигнала , комбинационную логическую схему 14, реверсивный счетчик 15, первый двухвходовый элемент 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй двухвходовый элемент 17 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Сигналы с фотопреобразователей 1 и 2, сдвинутые по фазе на 90 , поступают на нормирующие усилители 3 и 4, с выходов которых сигналы, имеющие нескомпенсированную посто нную составл ющую, поступают на входы АЦП 5 и 6. Цифровые коды сигналов поступают на информа ционные входы формирователей 7 и 8, где происходит определение и запоминание значени  посто нных составл ющих сигналов. Блоки 9 и 10 коррекции удал ют из цифровых кодов сигналов фотопреобразователей значени  их посто нных составл ющих. С выходов блоков 9 и 10 коррекции сигналы посту- па.ют на информационные входы блоков 13 и 11. С выхода блока 11 делени  результат делени  подаетс  на блок 12 вычислени  обратных тригонометрических функций arctg или arcctg. 4 ил. С/)

Description

У У7- у. t + у, Уг t + у,- у, I + у,, yj i + yj. у, . Lit + + УГ Уг Ut + У,- Уг Ul + у,- и1 ,

- У, t + у,- yit + Уг-уЛ + У,- Уг + У, y, Ut + + У,- Уг- U f - Уг-У, UI + у,, у,. U .

Работа формироват елей 7 и 8 основана на анализе количества импульсов тактового генератора АЦП, поступивших в счетчик между последовательными срабатывани ми сравнивающего устройства след щего АЩ1,и анализе соотношени  значений кодов сигнала фотопреобразовател , соответствующих тем же-моментам срабатывани  сравнивающих устройств АЦП. Анализируютс  количество импульсов и значени  кодов сигнала фотопреобразовател , соответствующие текущему моменту срабатывани  сравнивающего устройства АЦП и двум предыдущим срабатывани м. Запоминание текущего и двух предыдущих значений

0

д 5

содержимого счетчика 18 осуществл етс  в регистре 19 сдвига, где Q1 - текущее значение содержимого счетчика; Q2 - содержимое счетчика, соответствующее предыдущему моменту; Q3- содержимое счетчика, соответствующее моменту, предшествующему Q2. Запись текущего содержимого счетчика осуществл етс  сигналом С, поступающим от сравнивающего устройства новременно этим же сигналом записываетс  текущее значение цифрового кода сигнала фотопреобразовател  в регситр 24 сдвига и устанавливаетс  в единичное состо ние триггер 33. Этот же сигйал поступает в схему 23 задержки, врем 

задержки которой равно общему времени установлени  всех элементов формировател . Высокий уровень сигнала с пр мого выхода триггера 33 подго- тавливает прохождение сигнала с выхода схемы 23 задержки через элементы 28, 29 и 32, Выход Q1 регистра 24 сдвига соответствует текущему значению сигнала фотопреобразовател  , Q2 - предыдущему; Q3 - предшествующему Q2. Перва  и втора  схемы 20 и 21 сравнени  кодов формируют сигналы сравнени , поступающие на вход первой лог ической схемы 22, котора  формирует два сигнала G и Н по алгоритмам:

G g-p;

Н (1 f k) + (g.(ni + n )).,

g , p , 1,

k, m , n - входные сигналы, соответствующие одноименным входам логической схемы 22j 25 G и Н - сигналы, соотвйтст- вующим выходам G и Н логической схемы 22.

Высокий уровень сигнала G форми

руетс , если последовательно происходило уменьшение, а затем увеличение содержимого счетчика 18, в противном случае формируетс  сигнал Н.

Высокий уровень сигнала Н поступает на вход элемента ЗИЛИ-2И 32 и да лее на сдвигаюпше входы регистров 19 и 2/, сдвига  их содержимое на один шаг, на входы R счетчика 18 и триггера 33, сбрасыва  их в нулевое состо ние . Изменени  состо ни  триггера 30 не происходит, и схема возвращаетс  в исходное состо ние.

Высокий уровень сигнала фотопреобразовател , поступаю1Дий на входы элементов И 28 и 29, подготавливает установку триггера 30, Одновременное формирование высоких уровней сигналов G и Н невозможно.

Третьей и четвертой схемами 25 и 26 сравнени  кодов осуществл етс  сравнение текущего и двух предыдущих значений сигнала фотопреобразовател  Выходы схем сравнени  соединены с входами второй логической схемы 27, котора  формирует три сигнала по .-алгоритмам:

V (f -ь е).с,

К d а ;

, 5

0

5

0

0

5

0 5

5

Е d(c + Ъ)+ (f е).(а + ъ), где а, b , о , d,

е, f - входные сигналы, соответствующие одно- именным входам логической схемы 27J

V, К, Е - выходные сигналы, соответствующие одно- нменньм выходам логической схемы 27.

Формирование высокого уровн  сиг-| налов V или К при наличии высокого уровн  сигнала G подготавливает изменение состо ни  триггера 30 и соответствует моменту равенства значени  цифрового кода входного сигнала формировател  значению посто нной составл ющей сигнала фотопреобразовател . Сигнал устанэвки триггера 30 формируетс  после поступлени  задержанного сигнала со схемы 23 задержки и поступает одновременно .на элемент ИЛИ 31 и далее на выход h формировател  и на вход элемента ЗИЛИ 2И 32. Сигнал с выхода элемента ЗШ1И-2И 32 сдвигает содержимое регистроЬ 19 и 24 на один шаг и сбрасывает счетчик 18 и триггер 33. При формировании выг doKoro уровн  сигнала Е состо ние триггера 30 не измен етс , сигнал Е поступает на вход элемента ЗШ1И-2И 32, выходной сигнал которого сдвигает содержимое регистров 19 и 24 на один щаг и сбрасьшает счетчик 18 и триггер 33. Одновременное формирование высокого уровн  сигналов V, К, Е Невозможно . После поступлени  сигнала с выхода элемента ЗИПИ-2И 32 схема формировател  приходит в исходное состо ние и готова к отработке следующего цикла, который начинаетс  с приходом сигнала С от сравнивающего устройства АЦП.

Блок 9(10) коррекции работает следующим образом.

Цифровой код сигнала фотопреобразовател  с выхода АЦП поступает на вход сдвигающего регистра 35 (фиг. 3). С приходом сигнала С от сравнивающего устройства АЦП содержимое регистра 35 сдвигаетс  на один шаг и после задержки в схеме 38, определ емой временем установлени  регистра сдвига, задержанный сигнал записывает в регистр 35 новое значение кода сигнала фотопреобразовател . Выход Q1 coo-j- ветствует текущему значеншо сигнала, а вход Q2 - предыдущему значению сиг

нала фотопреобразовател . Сигналом h, формируемым в формирователе 7 или 8, в регистр 36 записываетс  значени посто нной составл ющей сигнала фотопреобразовател . В сумматоре 37 осуществл етс  вычитание из текущего знчени  сигнала фотопреобразовател  знчени  его посто нной составл ющей. Значение посто нной составл ющей может корректироватьс  через половину периода сигнала фотопреобразовател  или через четверть длины волны излучени  лазера интерферометра, что обеспечивает текущую коррекцию посто нных составл ющих сигналов фотопреобразователей.

Блок 13 формировани  сигнала (фиг. 4) состоит из схемы 39 сравнени  кодов, на входы которой поступают скорректированные значени  сигналов фотопреобразователей. D-триг- гером 40, включенным в счетном режиме , фиксируютс  моменты равенства сигналов фотопреобразователей.

Сигнал и с выхода блока 13 формировани  сигнала и сигналы с выходов формирователей 7 и 8 обеспечивают формирование счетных импульсов с дискретностью одной шестнадцатой длины волны излучени  лазера. В пределах этой дискретности вычисл етс  значение дробной части интерференционной полосы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровое устройство дл  измерени  пор дка интерференции, содержащее два канала, каждый из которых состоит из фотопреобразовател , нормирующего усилител , вход которого соединен с выходом фотопреобразовател , аналого-цифрового преобразовател  и блока формировани  сигнала,

   15

   е 35

   203648

   комбинационную логическую схему, входы которой соединены с сигнальными выходами формирователей и блока формировани  сигнала, реверсивный счетчик, входы которого соединены с выходами комбинационной логической схемы, блок делени , блок вычислени  обратных тригономет0 чески функций arctg или arcctg, вход которого соединен с выходом блока делени  , первый двухвходовый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены к сигнальным входам фор- мироват елей, второй двухвходовый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , устройство снабжено двум  блоками коррекции,

   20 информационные входы которых соединены с выходами аналого-цифровых прег образователей каналов, первые управл ющие входы блоков коррекции -соединены с управл ющими выходами форми25 рователей, информационныг выходы

   блоков коррекции соединены с информационными входами блока делени  и блока формировани  сигнала, выход блока формировани  сигнала подключен к

   20 управл ющему входу блока делени  и первому входу второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход - с управл ющим входом блока вычислени  обратных тригонометрических функций, входы аналого-цифровых преобразовате- лей соединены с информационными входами формирователей, а выходы сравни4Q вающих устройств аналого-цифровых

   преобразователей соединены с управл ющими входами формирователей и вто- рьми управл ющими входами блоков коррекции каналов.

   (Put. J

   Фиг,