Преобразователь перемещения в код

Преобразователь перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в преобразователях линейных перемещений в код. Для повышения помехоустойчив ости в преобразователь, содержащий кодовую шкалу 1, блок 2 фотоприемников, блок 3 пороговых элементов, блок 4 срав нения, сдвиговый регистр 5, счетчик 8 и триггер 9, введены источник опорного напряжения, генераторы 6, 7, аналоговый сумматор 10 и компаратор 11, а кодовая шкала 1 вьшолнена из светлых и темных полос, ширина и расположение которых определяются фиксированной частью числовой псевдослучайной последовательности, вырабатываемой генератором 7. При перемещении шкалы 1 модулированные сигналы с выходов фйтоприемников блока 2 нормируются блоком 3 путем сравнения их с опорным напряжением, равным половине амлитуды сигналов фотоприемников блока 2. Генератор 7 по сигналу с гене ратора 6 формирует псевдослучайную последовательность сигналов с помощью регистра 5. В блоке 4 сравнения осуществляется поразрядное сравнение сигналов с выходов блоков 3 и 5. При их равенстве на выходах блока 4 формируются сигналы логических 1, а при неравенстве - логических О.Аналоговый сумматор 10 формирует напряжение , пропорциональное числу совпадений и несовпадений значений сигналов на своих входах, определяемому числом логических 1 и О. При превьш1ении сигналом на выходе сумматора 10 опорного, напряжения компаратора 11 последний опрокидывает триггер 9, который своим сигналом останавливает счетчик 8. В счетчике 8, таким образом , формируется код, значение которого пропорционально перемещению кодовой шкалы 1 относительно блока 2 фотоприемников.2 ил. | СО О1 о to o 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 H 03 M 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t (Рис 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

П1;) ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3996956/24-24 (22) 24,12.85 (46) 30.11.87. Бюл. У 44 (71) Институт электроники АН БССР (72) В.А. Пилипович, А,К. Есман, В,С. Поседько, А.А. Ермилов . и А.А. Савченко (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1049946, кл. Н 03 M 1/24, 1982.

Авторское свидетельство СССР к- 763939, кл. Н 03 М 1/26, 1978. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике ипредназначено для использования в преобразователях линейных перемещений в код. Для повышения помехоустойчивости в преобразователь, содержащий кодовую шкалу 1, блок 2 фотоприемников, " блок 3 пороговых элементов, блок 4 срав» кения, сдвиговый регистр 5, счетчик 8 и триггер 9, введены источник опорного напряжения, генераторы 6, 7, аналоговый сумматор 10 и компаратор 11, а кодовая шкала 1 выполнена из светлых и темных полос, ширина и расположение которых определяются фиксированной частью числовой псевдослучайной последовательности, вырабатываемой генератором 7, При перемещении шкалы 1 модулированные сигналы с выходов фотоприемников блока 2 нормио руются блоком 3 путем сравнения их с опорным напряжением, равным половине амлитуды сигналов фотоприемников блока 2. Генератор 7 по сигналу с гене.ратора 6 формирует псевдослучайную последовательность сигналов с помощью регистра 5. В блоке 4 сравнения осуществляется поразрядное сравнение сигналов с выходов блоков 3 и 5, При их равенстве на выходах блока 4 формируются сигналы логических "1", а при неравенстве — логических "0".Аналоговый сумматор 10 формирует напряжение, пропорциональное числу совпадений и несовпадений значений сигналов на своих входах, определяемому числом логических "1" и "0". При превышении сигналом на выходе сумматора

10 опорного. напряжения компаратора 11 последний опрокидывает триггер 9, который своим сигналом останавливает счетчик 8, В счетчике 8, таким образом, формируется код, значение которого пропорционально перемещению кодовой шкалы 1 относительно блока 2 фотоприемников. 2 ил.

U Ä = K(m-p)U, + К 1Х

50 где К вЂ” коэффициент передачи по входам аналогового сумматора 10;

U„,У вЂ” соответственно минимальные значения логических "1" и

11011 ° р — допустимое число ошибочно считанных разрядов кодовой шкалы 1 либо неверно генерируемых информационных сигналов М-последовательности.!

135622

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в преобразователях линейных перемещений в код.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости преобразователя °

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг,2 взаимно корреляционная функция между 10 последовательностью и сопряженным участком кодовой шкалы.

Преобразователь содержит кодовую шкалу 1, расположение и ширина светлых и темных полос определяются фиксированной частью числовой псевдослучайной последовательности, блок 2 фотоприемников, блок 3 пороговых элементов, блок 4 сравнения, сдвиговый регистр 5, генератор 6 импульсов, генератор 7 псевдослучайной последоЪ . вательности, счетчик 8, триггер 9, аналоговый сумматор 10, компаратор 11, источник опорного напряжения (не показан) °

Преобразователь работает следующим образом.

Изобретение кодовой шкалы 1 проецируется на блок 2 фотоприемников, число элементов m в которой больше разрядности и сдвигового регистра в генераторе 7, предназначенном для формирования псевдослучайной последовательности максимальной длины L

= 2" — 1. На выходе всвещенных фотоприемников блока 2 появляются электрические сигналы, пропорциональные уровню освещенности, Блок 3 формирует электрические сигналы путем сравнения сигналов с блока 2 фотоприемни40 ков с опорным напряжением, равным половине амплитудного значения сигналов фотоприемников блока 2. С выхода блока 3 сигналы поступают в блок

4 с авнения.

По сигналу начальной установки генератора б запускается генератор 7 псевдослучайной последовательности и счетчик 8, а триггер 9 устанавливается в исходное состояние. В этом состоянии триггер 9 разрешает поступление тактовых импульсов с генератора 6 на счетный вход счетчика 8.

По каждому тактовому импульсу генератора 6 импульсов генератор 7 псев. дослучайной последовательности вырабатывает очередной информационный сигнал М-последовательности, поступающий на вход сдвигового регистра 5.

2

Каждый импульс, поступающий на тактовый вход регистра 5 сдвига, сдвигает находящуюся в нем информацию (т,е, часть M-последовательности, генерированную к этому моменту генератором 7 псевдослучайной последовательности) на один разряд. С выходов регистра 5 электрические сигналы поступают на входы блока 4.

Блок 4 поразрядно анализирует информацию, находящуюся на его входах.

В случае совпадения состояния i-го разряда первых входов и:состояния

i-го разряда вторых входов на соответствующем разряде прямых выходов блока 4 устанавливается уровень логической "1", в противном случае уровень логического "0". На инверсных выходах блока 4 устанавливается инверсная информация. Наличие всех "1" на прямых выходах (или всех "0" на инверсных выходах) блока 4 означает поразрядное совпадение информации на выходах блока 3 пороговых элементов с информацией на выходах регистра 5.

С выходов блока 4 сигналы поступают на соответствующие входы аналогового сумматора 10. На выходе аналогового сумматора 10 устанавливается напряжение, пропорциональное разности между числом совпадений (коЛичество логических " 1" на прямых входах блока 4 совпадения) и числом несовпадений (количество логических "1" на инверсных выходах блока 4) состояний первых и вторых входов блока 4 при их поразрядном сравнении. Если сигнал на выходе аналогового сумматора 10, поступающий на вход компаратора 11, превысит значение опорного напряжения, последний перебросит триггер. 9, который в свою очередь остановит счетчик 8.

Величина порогового напряжения U „ выбирается равной

Цифровой код, полученный в счетчике 8 после изменения состояния триггера 9, т.е. количество тактовых импульсов, появившихся с начала цикла до момента появления максимального корреляционного пика на выходе аналогового сумматора 10, однозначно определяет положение кодовой шкалы 1 относительно фотоприемников блока 2.

Отдельные ошибки в считывании раз- 10

Ю рядов кодовой шкалы 1 не ведут к получению неправильного результата, а лишь уменьшают величину основного корреляционного пика на выходе аналогового сумматора 10 и увеличивают 15 амплитуды боковых корреляционных пиков (фиг. 2). Разность между значениями основного и максимального боковоro корреляционных пиков, называемая показателем различимости (ПР),опре- 20 деляет способность распознать соответствующий момент синхронизации кодовой последовательности при допустимом числе ошибочно считанных разрядов кодовой шкалы 1, т.е. определять положение кодовой шкалы 1.

В каждом конкретном случае исполь— зования преобразователя перемещения в код для фиксированного числа m фо- 30 топриемников в блоке 2 следует искать компромисс между величиной диапазона измеряемых положений объекта и величиной ПР, т.е. помехоустойчивостью устройства. 35

Если использовать М-кодовую последовательность длиной L = m, то величина ПР = 2 является максимальной, а диапазон измеряемых перемещений в этом случае ограничен линейным разме- g0 ром блока 2 фотоприемников.

В другом предельном случае использования М-последовательности длиной

Ф-1

Ь = 2 - 1, которая определяет диа1356224 4 паз он измерения перемещений, величи— на ПР = 1.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Преобразователь перемещения в код, содержащий однодорожечную кодовую шкалу, оптически соединенную с блоком фотоприемников, выходы которого соединены с соответствующими входами блока пороговых элементов, выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения, сдвиговый регистр, генератор импульсов, триггер и счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости преобразователя, в него введены аналоговый сумматор, источник опорного напряжения, компаратор, генератор псевдослучайной последовательности, а кодовая шкала выполнена в коде псевдослучайной последовательности, первый выход генератора импульсов соединен с первым входом счетчика, а второй выход соединен с вторым входом счетчика и первым входом генератора псевдослучайной последовательности, второй вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, а выход соединен с первым входом сдвигового регистра, второй вход которого подключен к второму выходу генератора импульсов, прямые и инверсные выходы блока сравнения соединены с входами аналогового сумматора, выход которого соединен с информационным входом компаратора, опорный вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход компаратора соединен с первым входом триггера, второй вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, а выход соединен с третьим входом счетчика, выходы сдвигового регистра соединены с второй группой входов блока сравнения.

1356224

Составитель М. Сидорова

Техред Л.Сердюкова

Корректор О. Кравцова

Редактор А. Долинич

Заказ 5812/55 Тираж 900

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4