SU1628042A1 - Оптоэлектронный аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптоэлектронике и предназначено дл  аналого-цифрового преобразовани  сигналов. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет получени  выходного кода в заданной функции от преобразуемых величин и повышение быстродействи . Цель достигаетс  тем, что образователь снабжен блоком формировани  функции, состо щим из задающего генератора, счетчика, дешифратора , мультиплексора, блока пам ти, буферного регистра, двух блоков усилителей-формирователей и устройства управлени . При этом оптическое кодирующее устройство выполнено в виде матрицы а модул тор в виде установленных друг против друга растворов с некратным шагом, выполненных с возможное ою пинейного перемещени . 1 .ч п ф-лы 2 ил Ё

Description

Изобретение относитс  к оптоэлектро- нике и предназначено дл  аналого-цифрового преобразовани  сигналов.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей преобразовател  за счет получени  выходного кода в заданной функции от преобразуемых величин и увеличение быстродействи 

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразовател ; на фиг 2 - схема блока формировани  функции.

Оптоэлектронный аналого-цифровой преобразователь содержит последовательно расположенные и оптически св занные источник 1 света, установленные друг против друга растры 2 и 3 оптического модул тора , оптическое кодирующее устройство 4 с подключенным к его адресным шинам по

координатам X и Y блоком 5 формировани  функции и блок 6 фотоприемников.

Оптическое кодирующее устройство 4 выполнено в виде матрицы жидкокристал- ли зских индикаторов (ЖКИ) размерностью N х 2N где N - число разр дов преобразовател . Элементы матрицы ЖкИ выпопнены в форме круга

Растры 2 и 3 оптического модул тора выполнены со светопропускающими элементами в виде пр моугольных полос, расположенных параллельнс координате X патрицы ЖКИ кодирующего устройства 4. При этом ширина полос не превышает диаметра элемента матрицы ЖКИ, а шаг полос больше ширины не меньше, чем в 2 раза. Длина полос больше размера матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 по координате X

о го

00

о

4 ГО

Блок 6 фотоприемников содержит N фо топриемников светочувствительный слой которых имеет вид полос расположенных параллельно координате Y матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4. Ширина полос светочувствительного сло  меньше диаметра элементов матрицы ЖКИ, а длина больше размера матрицы ЖКИ по координте X

Блок 5 формировани  функции содержит (фиг 2) задающий генератор 7, счетчик 8, дешифратор 9, мультиплексор 10, блок 11 пам ти, буферный регистр 12, первый и второй блоки 13 и 14 усилителей-формирователей и устройство 15 управлени .

Задающий генератор 7 выполнен на микросхеме К531 Т с одним выходом, счетчик 8 in Mm К555ИЕ7 с одним СЧРТНЫМ пходом (4 ) и выходной шиной (1, 2 Ы) дешифратор 9 - на микросхеме К155ИДЗ, мультиплексор 10 - на микросхе мс К 555КП 11 с трем  входами - канала А ILA) канала В и разрешени  канала А(ЕА) и выходом синхронизации записи (С), блок 11 пам ти на микросхеме К565РУ2 с адресным пходом (Ai , AN) входом записи (WR) входом чтени  (RD) и выходом в виде шины данных (Di , UN) буферный регистр 1 ) - HI еме КП55ИР22 с входами спнуронт, ции (С) и шины данных С) DNJ и одним пыходом

13 и 14 усилтолеи-формиропэгелей собртны на транзисторах и выходами г.оедииени соответственно с 2 входами матрицы по координате X и N входами матрицы по оординате Y оптического кодирующею устройств) 4

/стройстоо 15 /правлени  выполнено m базе утрат ющсго апшматз с жесткой логикой и имеет гри входа - вход тактовой лсготы (CLK), плод режима (MODE), вход запуска (ЕХ) - и 6 выходов - счетный выход (- 1) выход разрешени  канала А(ЕА), выход записи (WR) выход чтени  (RD), выход син- хрони ации записи (С) и выход готовности (RDY)

При этом вход буферного регистра 12 (Di , DN), вход мультиплексора 10 (В) выходы устройства Т5 управлени  (MODE, EX)  вт ютс  входами аналого-цифрового преобразовател , а выход устройства управлени  (RDY) - выходом READY аналого-цифрового преобразовател .

Выход задающею генератора 7 соединен с входом CLK устройства 15 управлени , выход -t 1 которого соединен с входом 4 1 счетчика 8 выход ЕЛ с входом ЕА муль- 1иплексора 10, выходы WR и RD с входами WR и RD блока 11 пам ти, выход С - с входом С буферною регистра 12 Выход счетчика 8 соединен с входом А мультиплексора 10 и через дешифратор 9 с усилителем- формирователем 13. Выход С мультиплексора 10 соединен с входом (AiAN) блока 11

пам ти, выход которого св зан с усилителем-формирователем 14 и (1N) выходом

буферного регистра 12.

На фиг. 1 обозначены 16 и 17 - первые элементы соответственно растров 2 и 3; 18 - элемент матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4; 19 - фотоприемник блока 6.

Преобразователь работает следующим образом.

На счетный вход (+1) счетчика 8 поступают импульсы от генератора 7 через устройство 15 управлени . Код с выхода счетчика 8 поступает на дешифратор 9, обеспечивающий последовательную смену строк элементов матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 через блок 13 усилителей-формирователей Код с выхода счетчика 8 через мультиплексор 10 поступает также на адресные входы (А1, А2..., AN) блока 11 пам ти. Устройство 15 управлени  одновременно с выдачей счетного импульса, т.е. с каждым

изменением кода адреса, вырабатываетсиг- нал (RD) чтени  из блока 11 пам ти. Информаци , считанна  из блока 11 пам ти, через блок 14 усилителей-формирователей поступает на входы координаты Y матрицы ЖКИ

кодирующего устройства 4.

Код. считанный из блока 11 пам ти, определ ет , какие элементы матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 должны быть включены или выключены в данной строке.

Таким образом, функциональна  зависимость выходного кода преобразовател , формируема  элементами матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4, определ етс  содержанием блока 11 пам ти, т.е. элементы

матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 отображают содержимое блока 11 пам ти. Период регенерации изображени  задаетс  частотой следовани  счетных импульсов, поступающих на вход счетчика 8, и определ етс  размерностью матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 и инерционностью ее элементов

Независимо от описанного процесса по команде сигнала Uc синхронизации источник 1 света освещает установленные друг против друга ростры 2 и 3 оптического модул тора . В зависимости от взаимного распо- ложени  растров 2 и 3 оптического модул тора, определ емого св занными с

ними величинами x(t) и y(t), совпадение их элементов происходит в том или ином месте расположени  по координате X

х (t) Х2 (х)-хз (т); У (t) У2 (tj-уз (t).

где X2(t) и y(l) - координаты проекции репер- ной точки 20 растра 2 на оси X и Y;

xs(t) и уз(0 - координаты проекции ре- перной точки 21 растра 3 на оси X и Y.

На фиг. 1 показано совпадение первых элементов 16 и 17 соответственно растров 2 и 3. Через совпадающие элементы растров 2 и 3 свет падает на соответствующую строку элементов матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4. Включенные блоком 5 формировани  функции в соответствии с заданной блоком 11 пам ти функцией и освещенные от источника 1 элементы матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 отражают свет, а не включенные поглощают (на фиг. 1 показано , что свет падает на первую строку элементов матрицы ЖКИ, в которой включен и отражает свет только один элемент 18). Отраженный от матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 свет падает на блок 6 фотоприемников , на его выходе по вл етс  код в виде сигналов электрического тока, соответствующий включенным и освещенным элементам матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 (на фиг. 1 показано, что отраженный от элемента 18 матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 свет падает на фотоприемник 19 блока 6 фотоприемников, который соответствует первому разр ду выходного кода, следовательно, на выходе преобразовател  по вл етс  сигнал электрического тока, соответствующий двоичному коду единицы).

Таким образом, преобразователь преобразует взаимное расположение растров 2 и 3, т.е. сумму перемещений x(t) и y(t) в выходной код, функционально завис щий от нее по закону, заданному блоком 11 пам ти блока 5 формировани  функции. При изменении величин x(t) и y(t) соответственно мен етс  положение совпадени  элементов растров 2 и 3, измен етс  освещаема  строка элементов матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4, в соответствии с заданной функцией мен етс  отраженный от матрицы ЖКИ сигнал, а следовательно, освещенность блока 6 фотоприемников и сигнал на его выходе, т.е. выходной код.

Дл  изменени  функциональной зависимости выходного кода от преобразуемых величин необходимо изменить содержимое блока 11 пам ти. Это можно осуществить с помощью внешнего устройства, например микроЭВМ, подключенной к блоку 5 формировани  функции. Включение режима записи осуществл етс  подачей от внешнего устройства сигнала на вход режима (MODE) устройства 15 управлени . В результате этого адресные входы (Ai, A2,..., AN) блока 11 пам ти через мультиплексор 10 оказываютс  подключенными к адресным шинам (А1,

А2AN) внешнего устройства.

При подаче на вход запуска (EXECUTE) устройства 15 управлени  импульсов от

внешнего устройства устройство 15 управлени  вырабатывает сигнал записи (WR) дл  блока 11 пам ти. В такт с этим сигналом мен етс  информаци  на шине данных (D1, D2DN) блока 5 формировани  функции,

котора , проход  через буферный регистр

12, поступает на шину (D1. D2DN) блока

11 пам ти и записываетс  по заданному адресу .

Если функциональна  зависимость задана жестко, то в качестве блока 11 пам ти может использоватьс  запоминающее устройство , При этом мультиплексор 10 и буферный регистр 12 из схемы блока 5 формировани  функции могут быть исключены .

Предлагаемый преобразователь обеспечивает получение выходного кода в функции от преобразуемых величин.

Claims (1)

1. Оптоэлектронный аналого-цифровой преобразователь, содержащий последовательно расположенные и оптически св занные источник света, оптический модул тор,

оптическое кодирующее устройство и блок фотоприемников, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства за счет получени  выходного кода в заданной функции от преобразуемых величин и повышени  быстродействи , преобразователь снабжен блоком формировани  функции, при этом оптическое кодирующее устройство выполнено в виде матрицы элементов индикаторов размерностью Nx2 , где N - число разр дов преобразовател , у которой 2N входов по координатам X и Y подключены к выходам блока формировани  функции, а оптический модул тор выполнен в виде установленных

друг против друга растров, имеющих шаги, не кратные между собой, и выполненных с возможностью линейного перемещени  в собственной плоскости по координатам X и Y соответственно.

2 Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что блок формировани  функции выполнен из задающего генератора, счетчика, дешифратора, мультиплексора, блока пам ти, буферного регистра, первого

и второго блоков усилителей-формирователей и формировател  управл ющих импульсов при этом вход тактовой частоты последнего подключен к выходу задающего генератора, а счетный оыход через счетчик подсоединен к входам первого канала мультиплексора , к N входам дешифратора. N выходов которого соединены с первым блоком усилителей-формирователей и входами первого канала мультиплексора, входы второго канала мультиплексора  вл ютс  адресными входами блока формировани  функции. а вход разрешени  прохождени  сигнала первого канала мультиплексора соединен с аналоговым выходом формировател  управл ющих импульсов, выход синхронизации записи мультиплексора соединен с адресными входами блока пам ти, вход записи и вход чтени  которого соединены с соответ

ствующими выходами формировател  управл ющих импульсов, выходы блока пам ти и буферного регистра соединены с вторым блоком усилителей-формирователей , вход синхронизации записи буферного регистра соединен с аналогичным входом формировател  управл ющих импульсов, а второй вход  вл етс  входной шиной данных блока формировани  функции, два других входа и выход которого совмещены соответственно с входом режима, входом запуска и выходом готовности формировател  управл ющих импульсов.

xstt) хгш

/////

/ / // /

Ос

Фиг.1

Фиг. 2