SU1711328A1 - Method of conversion of shaft rotation angle into code and device - Google Patents

Method of conversion of shaft rotation angle into code and device Download PDF

Info

Publication number
SU1711328A1
SU1711328A1 SU884495727A SU4495727A SU1711328A1 SU 1711328 A1 SU1711328 A1 SU 1711328A1 SU 884495727 A SU884495727 A SU 884495727A SU 4495727 A SU4495727 A SU 4495727A SU 1711328 A1 SU1711328 A1 SU 1711328A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
signal
code
analog
level
output
Prior art date
Application number
SU884495727A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Авак Георгиевич Авакян
Original Assignee
Институт радиофизики и электроники АН АрмССР
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 Институт радиофизики и электроники АН АрмССР filed Critical Институт радиофизики и электроники АН АрмССР
Priority to SU884495727A priority Critical patent/SU1711328A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1711328A1 publication Critical patent/SU1711328A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах программного управлени  станками, а также в системах управлени  телескопами . Целькг изобретени   вл етс  повышени  точности преобразовани  угла поворота вала в код за счет формировани  цифровых сигналов из аналоговых при положени х вала, соответствующих углам с периодом внутри шага измерени  27, исключа  при этом вли ние формы аналоговых сигналов и личины между ними. Дл  этой первый аналоговый сигнал смещаетс  в первом суммирующем усилителе до совпадени  ; с нулевым уровнем его значений, соответствующих углам 0, в , 27. Второй аналоговый сигнал смещаетс  во втором суммирующем усилителе и склады- ваетс  с частью первого аналогового сигнала до совпадени  с нулевым уровнем значений суммарного сигнала, соответствующих углам 1Г/2 и 3/2. Таким образом, третий и четвертый аналоговые сигналы преобразуютс  двум  компараторами, первым элемен- .. том ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ в двухуровневые сигналы первого и второго разр дов кода, управл ющие первым коммутатором , на выходах которого формируютс  п тый и шестой аналоговые сигналы, величины которых устанавливаютс  при помощи четырех управл емых делителей напр жени  равными при углах If/, З/, SAff и 7/ЬЪ, Второй компара- u тор Формирует второй о. вуху ровне вый логический сигнал по результатам срав-| нени  п того и шестого аналоговых сигналов, складыва сь по модулю два с сигналом второго разр да кода, об4- разует двухуровневый сигнал третьего разр да, а также управл ет вторым коммутатором. Остальные разр ды выходного кода формируютс  в пределах октантов аналого-цифровым преобразователем из п того или шестого анало- ;грвых сигналов, складыва сь по моду -лю два с сигналом второго разр да , кода, образует двухуровневый сигнал третьего разр да, а также управл ет вто- рым коммутатором. Остальные разр ды выходного кода формируютс  .в пределах октантов аналого-цифровым преобразо- .вателем из п того или шестого аналогового сигнала, поступающего с выхода второго коммутатора, 2 с.п.ф-лы. 3 илсо ГчЗ 00The invention relates to automation and computer technology and can be used in software devices for controlling machine tools, as well as in telescope control systems. The purpose of the invention is to improve the accuracy of converting the angle of rotation of the shaft to a code by generating digital signals from analog signals at shaft positions corresponding to angles with a period within measurement step 27, while eliminating the influence of the shape of the analog signals and the amount between them. For this, the first analog signal is shifted in the first summing amplifier to match; with a zero level of its values corresponding to angles of 0, b, 27. The second analog signal is shifted in the second summing amplifier and added to the part of the first analog signal until it coincides with the zero level of the total signal corresponding to angles 1/2 and 3/2. Thus, the third and fourth analog signals are converted by two comparators, the first element of the volume EXCLUSIVE OR, into the two-level signals of the first and second code bits, controlling the first switch, the fifth and sixth analog signals, whose values are set at the help of four controlled voltage dividers is equal at the angles If /, H /, SAff and 7 / b, the second comparator u Forms the second o. wuhu even logical signal according to the results of craw- | The second and sixth analog signals, modulo two with the second bit of a code, generates a two level third bit and also controls the second switch. The remaining bits of the output code are formed within the octants by an analog-to-digital converter of the fifth or sixth analog; two signals, modulo two with the second bit, the code, forms a two-level signal of the third bit, and also controls second switchboard. The remaining bits of the output code are formed within the octants by an analog-to-digital converter from the fifth or sixth analog signal coming from the output of the second switch, 2 cf f-ly. 3 ilso gchz 00

Description

10ten

1515

2020

317И328317I328

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах программного управлени  станками , а также в системах управлени  телескопами.The invention relates to the field of automation and computer engineering and can be used in devices for software control of machine tools, as well as in telescope control systems.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани .The purpose of the invention is to improve the accuracy of the conversion.

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства дл  преобразовани  угла поворота вала в код; на фиг.2 и 3 - диаграммы, по сн ющие работу устройства.Figure 1 shows a block diagram of a device for converting an angle of rotation of a shaft into a code; 2 and 3 are diagrams illustrating the operation of the device.

Устройство дл  преобразовани  угла поворота вала в код содержит преобразователь 1 угла поворота вала в аналоговые сигналы, состо щий из блока 2 излучателей, измерительного 3 и индикаторного «дисков, фотопри- емни ков 5 и 6 и усилителей 7 и 8, блоки смещени  сигнала, выполненные в виде суммирующих усилителей 9 и 10, регулируемый источник 11 посто нных напр жений, инверторы 12 и 13, ре- 25 гулируемые делители напр жени , компараторы 19-21, элементы 22 и 23 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, коммутаторы 2 и 25, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 26.The device for converting the angle of rotation of the shaft into a code contains a converter 1 of the angle of rotation of the shaft into analog signals consisting of a block of 2 emitters, a measuring 3 and indicator discs, photo detectors 5 and 6, and amplifiers 7 and 8, signal offset blocks made in the form of summing amplifiers 9 and 10, adjustable source 11 DC, inverters 12 and 13, adjustable voltage dividers, comparators 19-21, elements 22 and 23 EXCLUSIVE OR, switches 2 and 25, analog-to-digital converter (ADC) 26.

Способ преобразовани  угла поворота вала в код рассмотрен на примере устройства, которое работает следующим образом.The method of converting the angle of rotation of the shaft into a code is considered on the example of a device that operates as follows.

Световой поток от блока 2 излучателей через щелет измерительного 3 и индикаторного 4 дисков попадает на чувствительные площадки фотоприемников 5 и 6, на выходах которых формируютс  электрические сигналы, . пропорциональные падакуцему на них световому потоку. Сформированные усилител ми 7 и 8 первый и второй аналоговые сигналы поступают на выходы преобразовател  1. При вращении ва ла преобразовател  1 излучение модулируетс  растровым сопр жением ще-. лей дисков 3 и 1 и на выходах преобразовател  1 образуютс  сигналы U, и Ug,..noi форме близкие к синусо30The luminous flux from the emitter unit 2 through the slits of the measuring 3 and the indicator 4 disks hits the sensitive areas of the photodetectors 5 and 6, at the outputs of which electrical signals are generated,. proportional to the padaktsemu on them the luminous flux. The first and second analog signals generated by amplifiers 7 and 8 are fed to the outputs of converter 1. When the shaft of converter 1 is rotating, the radiation is modulated by raster coupling. disk drives 3 and 1 and the outputs of the converter 1 form signals U, and Ug, .. noi form close to sine wave

3535

4040

4545

ти шага измерени , фазовый сдвиг м ду сигналами близок к/и /2, где 2fr соответствует шагу измерени . Откл нение фазового сдвига между сигнал ми от номинального значени  /2 об ловлено погрешност ми, возникающим при нанесении штрихов на оригинал дикаторного диска k в процессе фот литографии и наличием остаточного эксцентриситета индикаторного циск Такие параметры растрового сопр жени , как соотношение площадей прозрачных и непрозрачных штрихов дисков 3 и Ц в пределах шага измер ни , а также характеристики диагра мы направленности излучателей блок 2, определ ют несинусоидальность с налов U4 и U, что может выражатьс  в виде асимметрии их формы относительно среднего уровн  UCpпо ного размаха сигналов (фиг.2Д).With these measurement steps, the phase shift by the signals is close to / and / 2, where 2fr corresponds to the measurement step. The phase shift between signals from the nominal value of / 2 is turned off due to errors occurring when drawing strokes on the original of the dicker disk k during photolithography and the presence of residual eccentricity of the indicator tsiska Such parameters of the bitmap as the ratio of the areas of transparent and opaque disk strokes 3 and C within the step of measurement, as well as the characteristics of the radiation pattern of the radiators of the block 2, determine the non-sinusoidality of the lines of U4 and U, which can be expressed in the form of asymmetry of their shapes s relative to the average level of Nogo UCppo amplitude signals (2E).

Приведенные на фиг.2а,о сигналы формируютс  в случае, когда ширина проекций прозрачных штрихов индика торного диска 4 превышает ширину п зрачных штрихов измерительного дис 3 в плоскости последнего. При форм ровании пр моугольных сигналов по среднему уровню Ucp, обеспечивающе равенство амплитуд отрицательных и положительных полуволн сигналов, в никают угловые погрешности &б(, Аб ( фиг.20), привод щие к погрешность не только в этих точках, но и во в диапазоне преобразовани .The signals shown in Fig. 2a, o are formed in the case when the width of the projections of the transparent strokes of the indicator disk 4 exceeds the width of the transparent strokes of the measuring dis 3 in the plane of the latter. When forming rectangular signals by the average level Ucp, ensuring equality of amplitudes of negative and positive half-wave signals, angular errors & b (, Ab (Fig. 20), leading to an error in not only these points, but also in conversion range.

Сигналы U и поступают на сум рующие усилители 9 и 10, на вторые входы которых от регулируемого ист ника 11 посто нных напр жений пода ютс  сформированные в нем сигналы смещени  (напр жени  DQ и U0J. На пр жение U0 выбираетс  равным по величине значению сигнала U рые должно быть при углах О обратным по знаку. На выходе сумми рующего усилител  9 формируетс  тр тий аналоговый сигнал Uj, который принимает нулевые значени  в точках 0, и и 2ff, по форме совпадающийThe signals U and are fed to the summing amplifiers 9 and 10, to the second inputs of which from a controlled constant voltage source 11, the bias signals generated in it (voltages DQ and U0J. Voltage U0 are chosen equal to the value of the signal U should be at the angles O of the opposite sign. At the output of summing amplifier 9, a third analog signal Uj is formed, which takes zero values at the points 0, and and 2ff, coinciding in shape

кото и 1Г иkoto and 1G and

4 four

и,| Y ug, 1ил илплгчпс гч -nnjri,w-КЗХ U, И ZK, ПО фОрМв СОВПаДЭЮЩИand, | Y ug, 1il ilplgchps gh -nnjri, w-KZH U, and ZK, software FORMV SOVPADUERSHI

идальным (фиг.2с,о), т.е. осуществл -50 с сигналом U, (фиг.2б). Посто нноеideal (figs, o), i.e. effected -50 with the signal U, (fig.2). Permanent

етс  преобразование угла поворота вала в первый и второй аналоговые электрические сигналы.The conversion of the angle of rotation of the shaft into the first and second analog electrical signals.

Фазовый сдвиг между этими сигнанапр жение V0i выбираетс  равным по величине значению сигнала U при углах ft/2 и 3/21Г. В результате сложени  сигнала U. с сигналом UQThe phase shift between these signal voltages, V0i, is chosen to be equal in magnitude to the value of the signal U at angles ft / 2 and 3/21 °. As a result of the addition of the signal U. with the signal UQ

лами определ етс  взаимным расположе-5 из-за погрешностей реальный сигналLamy is determined by the relative position-5 due to errors the real signal

нием растров индикаторного диска k. При смещении растров индикаторного диска на величину, кратную четверul (фиг.2&) будет иметь фазовыйby display rasters k. When the raster of the indicator disk is shifted by an amount that is a multiple of four quarters (Fig. 2 &),

сдвиг относительно сигнала равный /2.shift relative to the signal is equal to / 2.

J3J3

неnot

00

5five

00

5 five

00

5five

00

5five

ти шага измерени , фазовый сдвиг между сигналами близок к/и /2, где 2fr соответствует шагу измерени . Отклонение фазового сдвига между сигналами от номинального значени  /2 обусловлено погрешност ми, возникающими при нанесении штрихов на оригинал индикаторного диска k в процессе фотолитографии и наличием остаточного эксцентриситета индикаторного циска 4, Такие параметры растрового сопр жени , как соотношение площадей прозрачных и непрозрачных штрихов дисков 3 и Ц в пределах шага измерени , а также характеристики диаграммы направленности излучателей блока 2, определ ют несинусоидальность сигналов U4 и U, что может выражатьс  в виде асимметрии их формы относительно среднего уровн  UCpполного размаха сигналов (фиг.2Д).With these measurement steps, the phase shift between the signals is close to / and / 2, where 2fr corresponds to the measurement step. The deviation of the phase shift between the signals from the nominal value of / 2 is due to errors that occur when strokes are applied to the original indicator disk k during photolithography and the residual eccentricity of the indicator tsiska 4, such raster matching parameters as the ratio of areas of transparent and opaque strokes of disks 3 and Within the limits of the measurement step, as well as the characteristics of the radiation pattern of the radiators of block 2, the non-sinusoidal nature of the signals U4 and U is determined, which can be expressed in the form of a the symmetry of their shape relative to the average level of the UCp total signal span (fig.2D).

Приведенные на фиг.2а,о сигналы формируютс  в случае, когда ширина проекций прозрачных штрихов индикаторного диска 4 превышает ширину прозрачных штрихов измерительного диска 3 в плоскости последнего. При формировании пр моугольных сигналов по г среднему уровню Ucp, обеспечивающему равенство амплитуд отрицательных и положительных полуволн сигналов, возникают угловые погрешности &б(, Абд (фиг.20), привод щие к погрешностью не только в этих точках, но и во всем диапазоне преобразовани .The signals shown in Fig. 2a, o are formed when the width of the projections of the transparent strokes of the indicator disc 4 exceeds the width of the transparent strokes of the measuring disc 3 in the plane of the latter. Angular errors & b (, Abd (Fig. 20), resulting in an error not only at these points, but throughout the entire range, occur when the rectangular signals are formed over the g Ucp average level, ensuring the amplitudes of the negative and positive half-wave signals are equal. transform.

Сигналы U и поступают на суммирующие усилители 9 и 10, на вторые входы которых от регулируемого источника 11 посто нных напр жений подаютс  сформированные в нем сигналы смещени  (напр жени  DQ и U0J. Напр жение U0 выбираетс  равным по величине значению сигнала U рые должно быть при углах О обратным по знаку. На выходе суммирующего усилител  9 формируетс  третий аналоговый сигнал Uj, который принимает нулевые значени  в точках 0, и и 2ff, по форме совпадающийThe signals U and arrive at summing amplifiers 9 and 10, to the second inputs of which from an adjustable source 11 of constant voltage are applied the bias signals generated in it (voltages DQ and U0J. Voltage U0 is chosen to be equal to the angles O are inverse to the sign. At the output of summing amplifier 9, a third analog signal Uj is formed, which takes zero values at points 0 and and 2ff, coinciding in shape

кото- и 1Г иwhich is 1G and

4 four

КЗХ U, И ZK, ПО фОрМв СОВПаДЭЮЩИKZH U, AND ZK, FOR FORMW TIPS

0 с сигналом U, (фиг.2б). Посто нное0 with a signal U, (fig.2). Permanent

напр жение V0i выбираетс  равным по величине значению сигнала U при углах ft/2 и 3/21Г. В результате сложени  сигнала U. с сигналом UQVoltage V0i is chosen to be equal in magnitude to the value of the signal U at angles ft / 2 and 3/21. As a result of the addition of the signal U. with the signal UQ

из-за погрешностей реальный сигналdue to inaccuracies the real signal

из-за погрешностей реальный сигнdue to inaccuracies the real signal

ul (фиг.2&) будет иметь фазовыйul (Fig.2 &) will have a phase

сдвиг относительно сигнала равный /2.shift relative to the signal is equal to / 2.

J3J3

неnot

Сигнал и инвертируетс  инвертором 12 и поступает на вход регули- руемого делител  14 напр жени , на «торой вход которого поступает пр -мой сигнал U с выхода суммирующего усилител  9.The signal is inverted by the inverter 12 and is fed to the input of a regulated voltage divider 14, the "second input" of which receives the first signal U from the output of summing amplifier 9.

Часть пр мого (Alb) или инвертированного (AUj) (фиг. 2k) сигналаPart of the direct (Alb) or inverted (AUj) (Fig. 2k) signal

U:U:

(в зависимости от знака отклонени  фазового сдвига) с выхода делител  1 поступает на третий В ход суммирующег усилител  10. Поскольку форма сигналов близка к синусоидальной, то на выходе усилител  10 вырабатываетс  сигнал и (фиг.2). i(depending on the sign of the deviation of the phase shift) from the output of divider 1 enters the third In the course of the summing amplifier 10. Since the waveform is close to sinusoidal, the output of the amplifier 10 is generated and (Fig. 2). i

U4 и ,U4 and

Диэ Die

Um.cos(0 + A0) -tтUm.cos (0 + A0) -tt

COS0COS&0 + Ли sinQ Um2COS0COS & 0 + Li sinQ Um2

- Um sinQsin Л0+ Д Uw sin0,- Um sinQsin Л0 + Д Uw sin0,

где дв - отклонение фазового сдвига между сигналами Uj и Ug от величины fr/2,.where dv is the deviation of the phase shift between the signals Uj and Ug from the value fr / 2 ,.

Поскольку величина йб мала, то полага  cos&9 1, и,обозначив sinuQ k имеютSince the value of yb is small, then put cos & 9 1, and, having denoted sinuQ k, have

ЦC

4 four

0 + kU sin00 + kU sin0

+ AUf ainti). 30+ Auf ainti). thirty

Напр жение на выходе делител  14 выбираетс  равнымThe output voltage of divider 14 is chosen to be

А°3 A%sin0 - -kumasin6- При этом на выходе усилител  10 формируетс  четвертый аналоговый сигнал U4 Um2cos Ф смещенный по фазе относительно сигнала U на величину и/2 и принимающий нулевые значени  при углам и /2 и 3/2% (фиг.2 ).A ° 3 A% sin0 - -kumasin6- In this case, at the output of amplifier 10, a fourth analog signal U4 Um2cos Ф is shifted out of phase relative to the signal U by an amount of and / 2 and receiving zero values at angles and / 2 and 3/2% (Fig .2).

В компараторах 19 и 20, работаю- - щих в режиме нуль-органа, из аналоговых сигналов U и и$ формируютс  соответственно двухуровневый сигнал первого разр да кода и первый двухуровневый логический сигнал, смещенный относительно двухуровневого сигнала первого разр да кода на четверть шага измерени  (фиг.2,6). Фронты этих сигналов совпадают Соответственно со значени ми углов 0, 2 tf и Ъ /2, 3/2ftV В результате сум- мировани  по модулю два элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ на его выходе формируетс  двухуровневый сигнал второго разр да кода (фиг.2ж). Пр мые и инвертированные инвертор рами 12 и 13 сигналы Оз и U+ черезIn the comparators 19 and 20 operating in the zero-organ mode, a two-level signal of the first code bit and a first two-level logic signal, offset from the two-level signal of the first bit of the code by a quarter measuring step, are formed from the analog signals U and $, respectively. Fig.2,6). The fronts of these signals coincide. Corresponding with the angles 0, 2 tf and b / 2, 3 / 2ftV. As a result of modulo two, the EXCLUSIVE element at its output forms a two-level signal of the second bit of the code (Fig. 2g). Direct and inverted inverters 12 and 13 signals Oz and U + through

00

.5.five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

регулируемые делители 15-18 поступают на входы коммутатора 24, на один из входов которого поступает непосредственно сигнал U.. Коммутатор 24 управл етс  двухуровневыми сигналами первого и второго разр дов кода таким образом, что на одном из его вы- ходов при низком уровне двухуровне- .jt вого сигнала первого разр да кода выЧ; дел етс  пр мой сигнал Uj, поступающий с выхода делител  15, а при вы- ; соком уровне - инвертированный сигнал; Uj с выхода Делител  16.adjustable dividers 15-18 are fed to the inputs of the switch 24, to one of the inputs of which a signal U is fed directly. Switch 24 is controlled by two-level signals of the first and second code bits in such a way that at one of its outputs with a low level of two .jt of the first bit of the highlight code; the direct signal Uj, coming from the output of divider 15, is made, and when you -; Juice level - inverted signal; Uj from the output of the Divider 16.

На другом выходе коммутатора 2k при разных уровн х двухуровневых сигналов первого и второго разр дов кода выдел етс  инвертированный сигнал 1Ь с выхода делител  17, при низких уровн х сигналов первого и второго разр дов - пр мой сигнал U4 с выхода усилител  10, а при высоких уровн х - пр мой сигнал U с выхода делител  18. П тый и шестой сигналы Uj- и U фиг.3а,°), сформированные на выходах (коммутатора 24, сравниваютс  компара- :тором 21, на выходе которого формируетс  второй двухуровневый логиче- ский сигнал, фронты которого соответствуют углам, при которых напр жени  сигналов и Ug равны.At the other output of the switch 2k, at different levels of the two-level signals of the first and second code bits, the inverted signal 1b is separated from the output of the divider 17, at low levels of the signals of the first and second bits, the direct signal U4 from the output of the amplifier 10, and at high levels level x is the direct signal U from the output of divider 18. The fifth and sixth signals Uj- and U of fig.3a, °), formed at the outputs (switch 24, are compared with a comparator 21, at the output of which a second two-level logical signal is formed sky signal, the fronts of which correspond to the corners, with toryh voltage signals and Ug equal.

Регулируемым делителем 15 напр жени  при угле Г/ч величина пр мого сигнала У устанавливаетс  равной величине пр мого сигнала U, делителем 17 при угле 3/4 if величина инвертированного сигнала U устанавливаетс  равной величине пр мого сигнала U на выходе делител  15, делителем 16 при угле 5/4« величина инвертированного сигнала U устанав ваетс  равной величине пр мого сигнала U4 на выходе делител  16, делителем 18 при угле 7/4 и величина пр - мого сигнала U устанавливаетс  равной величине инвертированного сигнала Uj на выходе делител  16, Такой прий- цип формировани  сигналов $ и позвол ет устранить вли ние аисммет- рии полуволн сигналов U и Ug. относительно оси абсцисс, а также возг можной асимметрии каждой из полуволн относительно оси ординат при наименьшем числе регулировок. Дл  реализации способа возможно увеличение числа регулируемых делителей напр жени  до восьми и устанавливать величину сигналов при соответствующих углах до требуемой величины или величины одногоAdjustable voltage divider 15 at the angle G / h the value of the direct signal Y is set equal to the value of the direct signal U, divider 17 at an angle of 3/4 if the value of the inverted signal U is equal to the value of the direct signal U at the output of the divider 15, divider 16 at an angle of 5/4 "the value of the inverted signal U is set equal to the value of the direct signal U4 at the output of the divider 16, a divider 18 at an angle of 7/4 and the value of the direct signal U is set equal to the value of the inverted signal Uj at the output of the divider 16, c The type of signal generation $ and allows to eliminate the effect of the symmetry of the half waves of the signals U and Ug. relative to the abscissa axis, as well as the possible asymmetry of each of the half-waves relative to the ordinate axis with the least number of adjustments. To implement the method, it is possible to increase the number of adjustable voltage dividers up to eight and set the magnitude of the signals at the respective angles to the required value or the value of one

из сигналов в произвольной последова- тельности, обеспечив необходимый алгоритм управлени  коммутатором 2k двухуровневыми сигналами первого и второго разр дов выходного кода.from the signals in an arbitrary sequence, providing the necessary algorithm for controlling the switch 2k with two-level signals of the first and second bits of the output code.

Таким образом, фронты второго двухуровневого логического сигнала на выходе компаратора 21 формируютс  при углах У/4, 3/47Г, Б/ йГи 7А1Г, т.е-. ю сформированный второй двухуровневый логический сигнал смещен относительно двухуровневого сигнала второго разр да кода на четверть шага (фиг.Зв). Эти сигналы суммируютс  по. 15 модую два элементом ИСКШЧЛЙПЕ Ё ИЛИ . 23, на выходе которого образуетс  двухуровневый сигнал третьего разр да выходного кода (фиг.32).Thus, the fronts of the second two-level logic signal at the output of the comparator 21 are formed at angles Y / 4, 3 / 47G, B / DGG 7A1G, i.e. The second formed two-level logical signal is shifted relative to the two-level signal of the second bit of the code by a quarter of a step (Fig. 3b). These signals are summed over. 15 I am fashioning two elements of ISKLIJPE Ё OR. 23, the output of which produces a two-level signal of the third bit of the output code (Fig. 32).

Сигналы U,- и Ug поступают на вхо- 20 ды коммутатора 25, который управл етс  вторым двухуровневым логическим сигналом, формируемым компаратором 21, таким образом, что на его выход поступает сигнал И5 при низком уров- не второго двухуровневого логического сигнала, а при высоком уровне - сигнал Ug.The signals U, - and Ug arrive at the inputs of the switch 25, which is controlled by the second two-level logic signal generated by the comparator 21, so that its output is a signal I5 at a low level of the second two-level logical signal, and at a high level - signal Ug.

С выхода коммутатора 25 аналоговый сигнал (фиг.Зф), по форме близ- 30 кий к треугольному, поступает на вход АЦП 26, где формируютс  двухуровневые сигналы остальных (младших) разр дов кода.From the switch output 25, the analog signal (fig.Zf), in the form of close to 30 triangular, is fed to the input of the ADC 26, where the two-level signals of the remaining (lower) bits of the code are formed.

При линейно возрастающей ветви 35 аналогового сигнала, поступающего на входы, АЦП 26, на его выходе вырабатываетс  пр мой код, а при линей- но падающей ветви - код на выходе АЦП 26 инвертируетс  двухуровневым сигна- 40 лом третьего разр да кода.With a linearly increasing branch 35 of the analog signal entering the inputs, A / D converter 26, a direct code is generated at its output, and with a linearly falling branch, the code at the output of A / D converter 26 is inverted by a two-level signal of the third digit of the code.

Младшие разр ды кода могут быть сформированы АЦП 26 также как отношение аналогового сигнала на выходе коммутатора 25 и другого аналогового 45 сигнала, полученного преобразованием сигналов при помощи аналогичг ного коммутатора, управл емого таким образом, что при низком уровне сигнала на выходе компаратора 21 выдеп - .50 етс  сигнал Ug, а при высоком - Ug . В обоих случа х остаточна  погрешность преобразовани  в пределах октантов фазового сдвига может быть устранена при помощи посто нного запоми- 55 нающего устройства.Minor code bits can be formed by ADC 26 as well as the ratio of the analog signal at the output of the switch 25 and another analog signal obtained by converting the signals using a similar switch that is controlled so that when the signal is low at the comparator output 21, you need to switch to low. 50 signal Ug, and at high - Ug. In both cases, the residual conversion error within the octants of the phase shift can be eliminated using a permanent memory device.

Таким образом, предлагаемый способ преобразовани  угла в код помимо погрешности преобразовани , обусловленной отклонением сдвига фаз аналоговых сигналов на выходе преобразовател  1 от номинального, позвол ет устранить погрешности, вызванные разного вида асимметрией сигналов и возникающие из-за различных технологических погрешностей изготовлени , вли ние которых увеличиваетс  с повышением разрешающей способности преобразователей , и тем самым повысить их точность.Thus, the proposed method of converting the angle into a code, in addition to the conversion error caused by the deviation of the phase shift of the analog signals at the output of the converter 1 from the nominal one, makes it possible to eliminate errors caused by different types of signal asymmetry and resulting from different manufacturing errors, the effect of which increases with increasing resolution of converters, and thereby increase their accuracy.

Claims (2)

1. Способ преобразовани  угла поворота вала в код, основанный на преобразовании угла поворота в первый и второй сдвинутые по фазе.друг относительно друга аналоговые сигналы, период которых равен лцагу квантовани  угла поворота вала, формировании Первого и второго посто нных сигналов смещени , формировании третьего и четвертого аналоговых сигналов , одновременном инвертировании третьего аналогового сигнала и формировании двухуровневого сигнала первого разр да кода путем сравнени  величины третьего аналогового сигнала с нулевым уровнем, формировании первого двухуровневого логического сигнала, формировании двухуровневого сигнала второго разр да кода путем суммировани  по модулю два двухуровневого сигнала первого разр да кода, с первым двухуровневым логическим сигналом, формировании двухуровневого сигнала третьего разр да кода и формировании двухуровневых сигналов остальных разр дов кода, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , в нем первый посто нный сигнал смещени  формируют равным по величине значению первого аналогового сигнала при фазовых сдвигах 0 и Ц и обратным по знаку, второй посто нный сигнал смещени  формируют равным по величине значению второго аналогового сигнала при фазовых сдвигах IT/2 и 3/2 7Г и обратным по знаку, третий аналоговый сигнал формируют равным сумме первого аналогового сигнала и первого посто нного сигнала смещени , . четвертый аналоговый сигнал формируют равным сумме второго аналогового сигнала, второго посто нного1. A method of converting an angle of rotation of a shaft into a code based on converting an angle of rotation into the first and second phase-shifted analog signals relative to each other, the period of which is equal to the quantization angle of the angle of rotation of the shaft, forming the First and second constant offset signals, forming the third and the fourth analog signal, simultaneously inverting the third analog signal and generating a two-level signal of the first bit of the code by comparing the magnitude of the third analog signal with zero y to form the first two-level logical signal, generate a two-level second-bit signal by summing modulo two two-level signal of the first bit of the code with the first two-level logical signal, generate a two-level third-level signal of the code, and generate two-level signals of the remaining code bit different in order to increase the accuracy of the conversion, in it the first constant bias signal is formed by the value of the first analog signal Signal at phase shifts 0 and C and opposite in sign, the second constant signal of displacement is formed equal to the value of the second analog signal at phase shifts IT / 2 and 3/2 7G and inverse in sign, the third analog signal is formed equal to the sum of the first analog signal and the first constant bias signal,. the fourth analog signal is formed equal to the sum of the second analog signal, the second constant сигнала смещени  и части пр мого или инвертированного третьего ана-г , логового сигнала, первый двухуровневый логический сигнал формируют сравнением значени  четвертого аналогового сигнала с нулевым уровнем , одновременно инвертируют четвертый аналоговый сигнал,формируют -. п тый аналоговый сигнал равным ча- сти третьего аналогового сигнала при н Зком уровне двухуровневого сигнала первого разр да кода и равным части инвертированного третьего а на- Ыового сигнала при высоком уровне дсухуровневого сигнала первого разр да кода, формируют шестой аналоговый сигнал равным четвертому аналоговому сигналу при низких уровн х двухуровневых сигналов первого и вто- рого разр дов кода, части четвертого аналогового сигнала при высоких уровн х двухуровневых сигналов первого и второго разр дов кода и части инвертированного четвертого аналоге- вого сигнала при неодинаковых уровн х двухуровневых сигналов первого и второго разр дов кода, сравнивают п тый и шестой аналоговые сигналы, по результатам сравнени  формируют второй двухуровневый логический сигна двухуровневый сигнал третьего разр да кода формируют суммированием по модулю два двухуровневого сигнала второго разр да кода с вторым двухуровневым логическим сигналом,.формирование двухуровневых сигналов остальных разр дов кода осуществл ют путем аналого-цифрового преобразовани  п того и шестого аналоговых сигналов, причем при высоком уровне двухуровневого сигнала , третьего разр да кода результат аналого-цифрового преобразовани  инвертируют .the bias signal and the parts of the direct or inverted third ana-g, the log signal, the first two-level logic signal is formed by comparing the value of the fourth analog signal with a zero level; at the same time, the fourth analog signal is inverted, form -. The fifth analog signal is equal to the third analog signal at a low level two-level signal of the first code and equal to a part of the inverted third signal on a high signal at a high level of the first digital code, a sixth analog signal equal to the fourth analog signal at low levels of two-level signals of the first and second bits of a code, part of a fourth analog signal with high levels of two-level signals of the first and second bits of a code, and part of an inverter At different levels of two-level signals of the first and second code bits, the fifth and sixth analog signals are compared, the second two-level logic signal is formed by a two-level signal of the third code bit by modulating the two two-level signal of the second bit Yes code with the second two-level logic signal. The formation of two-level signals of the remaining bits of the code is carried out by analog-to-digital conversion of and a sixth analog signal, wherein at a high level, bi-level signal, the third discharge result code analog-to-digital conversion is inverted. 2. Устройство дл  преобразовани  угла поворота вала в код, содержащее преобразователь угла поворота вал  в аналоговые сигйалы, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и вто- рого блоков смещени  сигнала, регулируемый источник посто нных напр жений , выход первого блока смещени  сигнала соединен с входом первого инвертора и первым входом первого компаратора , второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход  вл етс  выходом первого разр да кода преобразовател  и соединен2. Device for converting the angle of rotation of the shaft into a code containing a converter of the angle of rotation of the shaft into analog sigals, the first and second outputs of which are connected to the first inputs of the first and second blocks of the signal bias, the output source of the first voltage, the signal is connected to the input of the first inverter and the first input of the first comparator, the second input of which is connected to the zero potential bus, and the output is the output of the first digit of the converter code and is connected , f5 20 25 зд , . 4§ , , f5 20 25 here, four§ , 5five с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первым управл ющим входом первого коммутатора, выход второго блока смещени  сигнала соединен с первым входом второго компаратора , выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого  вл ет- - с  выходом второго разр да кода преобразовател , аналого-цифровой преобразователь , выходы которого  вл ютс  выходами остальных, начина  с четвертого, разр дов кода преобразовател , второй коммутатор, о т - л и ч а ю щ е, е с   тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , в него введены второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий компаратор, п ть регулируемых делителей напр жени  и второй инвертор, а блоки смещени  сигнала выполнены в виде суммирующих усилителей, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам регулируемого источника посто нных напр жений, выход первого суммирующего усилител  соединен с первым входом первого регулируемого делител  напр жени  и через второй регулируемый делитель напр жени  подключен.к первому информационному входу первого коммутатора, выход первого инвертора соединен с вторым входом первого регулируемого делител  напр жени  и через третий регулируемый делитель напр жени  подключен .к второму информационному входу пер- : вого коммутатора, второй вход второго компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с вторым уп- равл ющим входом первого коммутатора и с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом третьего разр да кода преобразовател  и соединен с управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател , выход второго суммирующего усилител  соединен с третьим информационным входом первого коммутатора , через последовательно соеди- ненные второй инвертор и четвертый регулируемый делитель напр жени  подключен к четвертому, а через п тйй : регулируемый делитель напр жени  - к п тому информационным « входам первого коммутатора, выходы которого соединены с информационными входами второго коммутатора и с входами тре-.with the first input of the first EXCLUSIVE OR element and the first control input of the first switch, the output of the second signal bias unit is connected to the first input of the second comparator, the output of which is connected to the second input of the first EXCLUSIVE OR element, the output of which is - with the output of the second code converter, analog-to-digital converter, the outputs of which are outputs of the others, starting with the fourth, bits of the converter code, the second switch, so that, in order to improve the accuracy the second element EXCLUSIVE OR, the third comparator, five adjustable voltage dividers and the second inverter, and the signal bias blocks are designed as summing amplifiers, the second inputs of which are connected to the corresponding outputs of the regulated DC source, the output of the first summing the amplifier is connected to the first input of the first adjustable voltage divider and through the second adjustable voltage divider is connected. To the first information input of the first switch, the output is not The first inverter is connected to the second input of the first adjustable voltage divider and through the third adjustable voltage divider is connected to the second information input of the first switch: the second input of the second comparator is connected to the zero potential bus, the output of the first element EXCLUSIVE OR is connected to the second control unit equaling input of the first switch and with the first input of the second element EXCLUSIVE OR, whose output is the output of the third bit of the converter code and connected to the control input of the analog-digital The second converter, the output of the second summing amplifier, is connected to the third information input of the first switch, through the second inverter connected in series and the fourth adjustable voltage divider connected to the fourth, and via py: adjustable voltage divider to the fifth information inputs of the first switch , the outputs of which are connected to the information inputs of the second switch and the inputs of the three-. тьего компаратора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с управл ющим входом второго коммутатора, вы- 5the comparator, the output of which is connected to the second input of the second element EXCLUSIVE OR, and to the control input of the second switch, is 5 ход которого соединён с информационным входом аналого-цифрового преобразовател .the course of which is connected to the information input of the analog-digital converter. --I М М IЯ/г .Э--I M M IЯ / g. E
SU884495727A 1988-08-29 1988-08-29 Method of conversion of shaft rotation angle into code and device SU1711328A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884495727A SU1711328A1 (en) 1988-08-29 1988-08-29 Method of conversion of shaft rotation angle into code and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884495727A SU1711328A1 (en) 1988-08-29 1988-08-29 Method of conversion of shaft rotation angle into code and device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1711328A1 true SU1711328A1 (en) 1992-02-07

Family

ID=21404871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884495727A SU1711328A1 (en) 1988-08-29 1988-08-29 Method of conversion of shaft rotation angle into code and device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1711328A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1631726, кл. Н 03 М 1/2, i988. Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 03 М 1/24, 1986. ( СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД И УСТРОЙСТВО ДДЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3878535A (en) Phase locked loop method of synchro-to-digital conversion
SU1711328A1 (en) Method of conversion of shaft rotation angle into code and device
US3487400A (en) System for extended resolution of a binary coded pattern device
JPS61189415A (en) Scale for measuring absolute position
US3242478A (en) High resolution encoder
US3976997A (en) Digital plus analog output encoder
US4383317A (en) Shaft angle encoder having a circuit for synthesizing a skipped track output signal
GB2061523A (en) Measuring an Incrementally Subdivided Path or Angle Digitally
US5585753A (en) Sawtooth generator and signal interpolating apparatus using the same
RU1777240C (en) Displacement-to-code converter
SU550663A1 (en) The converter of an angle of rotation of a shaft in a code
US3624641A (en) Phase converter with a reflected binary code output
SU714434A1 (en) Graphic information readout device
SU1631726A1 (en) Method for position-to-number conversion and device thereof
RU2107390C1 (en) Method for measuring shaft rotation angle
SU1562970A1 (en) Method of conversion of angle of shaft turn-to-code converter
JPS63122915A (en) Absolute encoder
SU1439735A1 (en) Method and apparatus for digitizing displacement
SU1162043A1 (en) Shaft turn angle encoder
SU1381711A1 (en) Method of converting shaft angle of turn to code
JP3047946B2 (en) Angular position signal generator for sine and cosine signals
SU1264345A1 (en) Number-to-angle converter
JPH0233132Y2 (en)
USRE26252E (en) Analog to digital recorder
SU1241473A1 (en) Shaft turn angle-to-digital converter