Преобразователь перемещения в код

Преобразователь перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям перемещения в код. Целью изобретения является упрощение преобразователя. Для этого в преобразователь перемещения в код, содержащий кольцевую кодовую шкалу, магнитную головку, дискриминатор знака, блок формирования синхроимпульсов, блок формирования кода, введен дискриминатор амплитуды . Цель достигается за счет того, что в предложенном преобразователе магнитная головка формирует как импульс кода, так и импульсы синхронизации. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 M 1/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4653677/24 (22) 21.02.89 (46) 07.05.91. Бюл. hh 17 (72) Л.К,Сафронов, К.Г.Ершов, Г.И.Лозневой, Н,А,Петров, А.В,Жуков, И.А.Лукин, Д.И.Зубков и А,И. Канаков (53) 681,325 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 913434, кл, Н 03 М 1/26, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N. 960884, кл. Н 03 М 1/26, 1981. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

В КОД

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям перемещения в код.

Целью изобретения является упрощение преобразователя.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя перемещения в код; на фиг. 2 — эпюры, поясняющие работу преобразователя; на фиг. 3 — система магнитная головка — многослойный магнитный носитель; на фиг, 4 — схема распределения поля записи магнитной головки по глубине носителя; на фиг, 5 и 6 — характеристики записивоспроизведения единичного перехода намагниченности соответственно при произвольном и арктангенциальном убывании коэрцитивной силы вглубь носителя.

».. Ж 1647896 А1 (57) Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям перемещения в код. Целью изобретения является упрощение преобразователя, Для этого в преобразователь перемещения в код, содержащий кольцевую кодовую шкалу, магнитную головку, дискриминатор знака, блок формирования синхроимпульсов, блок формирования кода, введен дискриминатор амплитуды. Цель достигается за счет того, что в предложенном преобразователе магнитная головка формирует как импульс кода, так и.импульсы синхронизации, 1 э.п. ф-лы, 6 ил.

Преобразователь перемещения s код содержит дискриминатор 1 знака, магнитный носитель 2, кольцевую кодовую шкалу

3, содержащую намагниченные участки 4 кода и намагниченные участки 5 синхронизации, магнитную головку 6. блок 7 формирования кода, блок 8 формирования синхроимпульсов, дискриминатор 9 амплитуды, выходы 10, кодовая шкала 3 выполнена в виде основы 11 магнитного носителя и магнитных слоев 12 — 16.

Преобразователь 1 перемещения в код работает следующим образом.

На кодовую шкалу 3 записывают символы ар-алфавита (практически р — 7) кольцевого кода в виде намагниченных участков 4 кода восьмизарядных двоично-кодированных посылок, у которых сумма символьных уровней равна нулю:

0 = 4-1, -1, +1, -1, +1, -1, +1, -";

1647896

"О" =+4Е, "1" -+4Е, "2" -+4Е, "Э" +4Е, "4" -+4E, "5" =+4Е, "6" -+4E, -4Е, -4Е, -4Е, -4Е, -4Е, -4Е, -4Е, -Е, +Е, -Е, +Е, -Е;

-Е +E +Е -Е, -Е

-Е, -Е, -Е, +Е, -E;

+Е, -Е, +Е, -Е, -Е;

-Е, +Е, -Е, +Е, -Е;

+Е, +Е, +Е, -Е, -Е;

-Е, -Е, +Е. -Е, (3) +Е,-Е, +Е, +Е, -Е, +Е, +Е„-Е, +Е, +Е,-Е, +Е, +Е, +Е,-Е, +Е, -Е, -Е, +Е, -Е, +Е, "1" +1, -1, +1, -1, +1, +1, -1, -1;

"2" = +1, -1, +1, +1, -1, -1, +1, -1;

"3" +1, -1, +1, +1, -1, +1, -.1, -1;

"а--+i,+1,-1,-1,+1,-1,+1,-1; (1)

"5" - +1, +1, -1, -1, +1, +1, -1, -1;

"6" +1, +1, -1, +1, -1, -1, +1, -1 и т.д.

Двоичная единица обозначается знаком +1, двоичный нуль — знаком -1. Знак+1 соответствует. перепаду намагниченности

Л I> О, а знак -1 соответствует перепаду намагниченности b, I < 0(фиг. 1), Особенностью такого представления является то, что кодовая посылка всегда начинается со знака +1 и заканчивается знаком -1, что позволяет на границах р-символов записать двуполярные базовые импульсы большего уровня, чем уровень двоичного нуля или двоичной единицы с целью обозначения этих границ, а физическое представление знаков +1 и -1 в виде импульсов положительной и отрацительной полярности превращает кодовую шкалу в самосинхрониэирующую.

В примере, показанном на фиг. 1„записаны на кодовую шкалу 3 а-символы 5-ричного алфавита "О", "1", "2", "3", "4" и т.д.

Каждый символ al занимает интервал по оси х, разделенный на десять градаций, так как символ "О" находится на участке О х 10, символ "1" — на участке 10 х 20, символ

"2" — на участке 20 х 30 и т.д.. В начале каждого интервала записаны базовые синхроимпульсы, т.е. на градациях х = О, x = 1 для символа "О", на границах х = 10, х = 11 для символа "1", на градациях х = 20, x = 21 для символа "2" и т,д, На фиг. 1 знаку -1 соответствуют переходы намагниченности: {-lr/2 - -Ц либо (Î - -Ir/2}, а знаку+1 соответствуют обратные переходы намагниченности (-lr - -lr/2} либо (-Ir/2 — 0}.

Положительному базовому синхроимпульсу соответствует переход (-lr +Ir}, а отрицательному базовому синхроимпульсу — (+Ir - -Ir}. Если обозначить переходы: (-Ir - +1г}: — +4 Е: (+Ir з -Ц -4E; (2) (-Ir/2 -+-1г} = (О -+ - г/2}: — -Е:

{-Ir - -Ir/2} = (-Ir/2 -+ О}:-+Е. то символы р-алфавита (1) запишутся в виде

В начале каждого интервала согласно (3) считываются уровни большой амплитуды

+ 4Е, а после следуют уровни малой амплитуды г- Е, принадлежащие ai-символам р-алфавита. Сигнал считывается в процессе сканирования головки 6 в направлении х.

Допустим, что головка 6 начинает сканирование от точки х =-1 в сторону увеличения х. При х = 0 с головки снимается положительный импульс, амплитуда которого равна+4Е, как показано на фиг. 2а, а при х = 1 — отрицательный импульс, амплитуда которого равна -4Е, которые поступают на дискриминатор 9 амплитуды (фиг. 1), с выхода которого импульсы (фиг. 2) поступают на дискриминатор 1 знака, Дискриминатор 1 знака,в исходном положении находится в состоянии "-" и формирует импульс положительной полярности в момент поступления очередного импуль а (фиг. 2), При х 2 начинается съем символа а>

"О", который согласно (3) считывается в виде последовательности импульсов +Е, -E, +E, -Е, +Е, -Е, +Е, -Е (фиг, 2а). Дискриминатор 9 амплитуды не пропускает импульсы малой амплитуды, поэтому на выходе дискриминатора 1 знака устанавливается отрицательный потенциал (фиг. 2в).

Одновременно базовые синхроимп льсы и кодовые импульсы поступают на входы блока 9 формирования синхроимпульсов и блока 7 формирования кода, С выхода "Выход 1" блока 8 формироваHviR синхроимпульсов снимаются импульсы синхронизации работы блока 7 формирования кода (фиг. 2г), а с выхода "Выход 2" блока 8 поступают импульсы синхронизации канала связи (фиг. 2д), С выхода блока 7 формирования кода снимается код а> =+1, -1, +1, -1, +1, -1, +1, -1 в виде импульсов положительной и отрицательной полярности (фиг. 2е) в момент формирования синхрониэирующих импульсов с

"Выхода 1" блока 8, причем число импульсов одного знака всегда равно числу импульсов другого знака. Формирование остальных, символов кода аг = 1, аэ = 2, а4 = 3, as = 4 и т.д, производится аналогично формированию символа а .

По зпюрам легко проследить, что местоположение положительных и отрицательных импульсов в каждом символе. а соответствует местоположению знаков+1 и

-1 в двоичной посылке кодового сигнала согласно (2). По окончании сканирования (2n +1) разрядов кольцевого кода головка 6 возвращается в исходное состояние. Очевидно что, если в начале сканирования головка 6 находится где-то внутри интервала, 1647896

20

30

40 нс в.

Ккв = с.а.

55 занимаемого символом а, то посредством подсчета синхросигналов можно по специальному алгоритму определить истинное значение параметров с погрешностью, на порядок (т.е. в 10 раэ) меньшей длины интервала, занимаемого символом а для данного частного случая.

В реальном случае скачки (2) имеют протяженность по оси х, что сказывается на амплитуде E головки 6, длительности импульсов, отношении сигнал/помеха, а в конечном итоге на надежности и точности преобразователя 1.

Плотность и точность записи знаков зависит от свойств системы магнитная головка 6 — магнитный носитель 2.

На фиг. 3 показано расположение на основе 11 магнитного носителя магнитных слоев 12-16.

Над шкалой 3 находится магнитная головка 6. Ширина рабочего зазора головки равна 2 д, а расстояние от головки 6 до 1-го слоя 12 — 16 обозначено уь шкала 3 перемещается в направлении х, Коэрцитивная сила слоев Нс уменьшается вглубь носителя по закону;

Нс12 < Hct3 Нс14 Нс15 Нс16.

На фиг, 4 показано изменение нормирования напряженности поля головки записи (не показана) Н/Н2д (Н2д — напряженность поля внутри рабочего зазора) от нормированного расстояния у / д до i-го слоя 12 — 16 при фиксированном нормированном расстоянии х/д от середины рабочего зазора в направлении записи, Кривая 17 соответствует полю на ребре головки при х/ д = 1, а кривая 18 — none записи в середине рабочего зазора, т,е, при х/д =0.

Кривые 17 и 18 соответствуют арктангенциальному закону Карлквиста.

Допустим, что коэрцитивная сила слоев

12 — 16 Н изменяется по произвольной кривой 19. Рассмотрим процесс записи информации вдоль оси х в направлении от ребра головки записи к началу координат. Если в головку записи поступает скачок 1 (t), как показано на фиг. 5а, то слои 12-14 из состояния намагниченности -Iг начинают перемагничиваться в состояние +li. Относительно середины рабочего зазора вначале начинает перемагничиваться слой 12 (линия 12 k3 фиг. 5б), так как при х/ д = 1 и у/д = 2 напряженность поля на ребре головки достигает значения НС12 — точка А на пересечении кривых 17 и 19 (как показано на фиг. 4). Затем начинает перемагничиваться слой 13 (линия 13 на фиг. 5), потом слои 14 и 15, в центре рабочего эазора— слой 16, поскольку при х/д - 0 и у/д - 1 напряженность магнитного поля записи достигает значения Нс1в, что соответствует точке В на пересечении кривых 18 и 19, как показано на фиг. 4.

Ступенчатое перемагничивание слоев

12-16 в направлении записи уменьшает точность записи (имеется пять участков перемагничивания, показанных на фиг. 5), уменьшает амплитуду выходного сигнала и увеличивает его длительность (фиг, 5в).

Теперь допустим, что Нц подчиняется алгоритму Hi2Н2д

Я

arctg (д/yi ), т.е. кодовая шкала 3 изготовлена с внутренней коррекцией магнитных характеристик слоев

12-17, учитывая распределение поля записи по Карлквисту в системе головка 6 — носитель 2, причем Hc /Н2д убывает вглубь шкалы 3 и все координаты точек находятся на кривой 18, как показано на фиг. 4, В этом случае при передаче скачка тока записи ,(фиг. 6а) перемагничивание всех слоев 1216 начинается одновременно (фиг. 6б), поэтому амплитуда Е выходного сигнала увеличивается для приведенного частного пятислойной шкалы 3 в пять раз и во столько же раз сужается зона гистерезиса, что повышает точность и надежность. Действительно, если допустить, что отношение сигнал/шум-2, то вероятность ошибки воспроизведения сигнала равна 10, а при отно-1 шении сигнал/шум-10 она уменьшается до 10

Очевидно, что слои 12 — 16 кодовой шкалы 3 должны быть выполнены из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, характеризующейся высокой квадратностью, равной где Нс.в, — коэрцитивная сила верхнего слоя;

Hc.a. — коэрцитивная сила нижнего слоя;

m — число слоев.

Для частного случая, рассмотренного на фиг. 3 и 4, имеем Hc,s./Í2ä= 0,50;

Hc.s./Н2д = 0,30; m = 5, поэтому после подстанбвки в (6) получаем Кц = 0,92.

Формула изобретения

1. Преобразователь перемещения в код, содержащий кольцевую кодовую шкалу, содержащую намагниченные участки кода и намагниченные участки синхронизации, магнитную головку, расположенную над кодовой шкалой, выход магнитной головки соединен с первым входом блока формирования кода, первый выход блока формирования синхроимпульсов соединен с вторым

1647896 входом блока формирования кода, дискриминатор знака, выход блока формирования кода, второй выход блока формирования синхроимпульсов и выход дискриминатора знака являются выходами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя. в него введен дискриминатор амплитуды, кольцевая кодовая шкала выполнена s виде одной дорожки, нэ которой намагниченные участки синхронизации расположены между группами намагниченных участков кода, образующих последовательность двоично-кодированных посылок, выход магнитной головки соединен с входом блока формирования синхроимпульсов и входом дискриминатора амплитуды, выход которого соединен с выходом дискриминатора знака.

2. Преобразователь по и. 1, отл ич вю5 шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности преобразователя, кодовая шкала выполнена в виде основы магнитного носителя, на которой расположены магнитные слои, козрцитивная сила

10 каждого из которых пропорциональна агстд(Л /(2 у;)), где Л- ширина рабочего зазора магнитной головки, Л= 2 д; yi — расстояние между магнитной головкой и 1-м магнитным слоем, 15

1647896

"с

1647896

Фиг. Х Ьг. 5

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 1414 Тираж 579 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Составитель А.Сидоренко

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Hi н

16

Х