Устройство для формирования счетных импульсов в преобразователе перемещения в код

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ 1633491

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4665?33/24 (22) 22,03.89 (46) О7,03.91. Бюл. 9 9 (71) Свердловское отделение Института "Тяжпромэлектропроект" (72) В.E. Будницкий (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1370461, кл. G Оl D 5/249. 1986.

Авторское свидетельство СССР

1386849, кл. G Ol 3 5/249, 1986. (5, УСТРОЙСТВО ДЛЧ ФОРМ11РОВАНИЧ СЧЕТНЫХ 1МПУЛЬСОВ В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ ПЕРЕМЕГ(ЕНИЯ В КОД (.:7) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо: ет быть использовано в устройствах дистанционного управления механизмами, Нелью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства ° Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее логический блок 6, имитатор 2, коммутатор 17, элементы 3 и 15 задержки, триггер 14, :1 рмиронатель 16 импульсон, дополнительно введены генератор 1 импульсов, распределитель 4 импульсон, логичес— кие блоки 7 и 8, элементы ИЛ11 5,9-11, (51)5 Н 03 Н 1/OO, G !)I D 5/249

2 счетчики l? 13, 1ополнительно введенные блоки г соотнетствующими связями позволяю-. повысить помехозащищенность устройства. Определение характера хода датчика осуществляется динамически: сравнением его сигналов с сериями кодов имитатора 2 с помощью логических блоков 6-8, Анализ осуществляется стробированно в моменты дейстнич .. тырех специальных разнесенных но времени сигналоч распределителя 4 импульсов. Сигналы датчика как бы сканируются сигналами имитатора ", а воздействие сигналон датч ка на узлы формирования и анализа направления осуществляется косвенно и не в моменты их гозникнонения, а лишь периодически, стробированно, н моменты опроса четырьмя специальнымн сигналами, Селекция входных сигналов по длительности осуществляется раздельно дпя прямого и обратного ходов с подсчетом с помощью счетчиков 12 и 13 числа непрерывно следующих однозначных результатов о анализа кода1 датчика в течение времени, равного селектируемой длительности сигнала. 5 ил.

1633491

Изобретение относится к автоматике и, вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дистанционного управления механизмами.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства, На фиг.l приведена схема устройства; на Фиг.2 — временные диаграммы; на фиг.3 — - распределитель импульсов; на Фиг. 4 — имитатор; на фиг. 5 — таблица, поясняющая работу имитатора.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, имитатор 2, элемент 3 задержки, распределитель 4 импульсов, 15 элемент ИЛИ 5, логические блоки 6-8, элементы ИЛИ 9-11, счетчики 12 и 13, триггер 14, элемент 15 задержки, формирователь 16 импульсов и коммутатор

17. Входные сигналы подаются на входы 18 и 19 а выходные сигналы снимаются с выходов 20-23 устройства.

Генератор 1 вырабатывает непрерывно короткие импульсы частотой f. ne 1 риодом Т (фиг.2а), 25

Имитатор ? по сигналам генератора

1 вырабатывает две непрерывные последовательности импульсов, сдвинутые на угол +в/2 по Фазе, частотой f

4 периодом Т = (1) (Работа имитатора иллюстрируется таблицей на фиг.5, По сути имитатор вырабатывает сигналы в виде тетрад двузначного параллельного кода, аналогичные сигналам фотоэлектрического датчика при его непрерывном вращении в прямом или обратном направлении, но с повышенной по сравнению с ним 40 частотой. Направление имитации кодов диктуется, состоянием триггева 14.

Сигналы имитатора 2 как бы перебирают все возможные варианты кожев датчика для возможногo севпадения с ними на входах логических блоков

6-8.

Имитатор 2 может быть реализеван схемой четырехразрядного циклического реверсивного сдвигающего регистра

50 (Фиг.4). Выходами имитато1ва в данном случае являются два первых выхода сдвигающего регистра.

После начальной установки код !!1, 10 при первом импульсе генератера гоответствует изображенному IIa яиагвам- ме Фиг.2е,д..

Распределитель 4 под действием импульсов с выхода элемента !!.1!!! I! или импульсов генератора 1 распределяет последовательно на четыре своих выхода импульсы генератора 1 задержанные элементом 3 задержки. Направление

II lI бегущих циклически импульсов устанавливается от первого к четвертому выходам, если сдвиг выполняется по сигналам генератора 1, и от четвертого к первому, если по сигналам с выхода элемента ИЛ!1 11.

Возможная схема реализации распределителя 4 импульсов, изображенная на Фиг.3, содержит сдвиговый реверсив. ный циклический регистр 24, в который при начальной установке заносится единица в четвертый разряд и блок

25 элементов И. При этом по первому импульсу генератора 1 выходной импульс появится на выходе 4-1 распределителя 4 согласно началу диаграммы на фиг.2е.

Задержка импульсов генератора 1 элементом 3 задержки требуется для того, чтобы, во-первых, обеспечить предшествие сдвига распределения появлению распределяемого импульса, во-вторых, для обеспечения начала поступления каждого импульса распределителя 4 на входы логических блоков 6-8 непременно позже начала поступления соответствующего сигнала имитатора 2, поскольку оба эти устройства на практике могут быть реализованы различными микросхемами и различным их числом.

При любом текущем коде датчика из трех прочих возможных кодов два являются ожидаемыми (вращение прямо и обратно) . Эти коды при их поступлении дешифруются устройством как продолжение вращения в том же направлении или реверс датчика. Соответственно коммутируются выходные импульсы для их правильного счета подключаемым к устройству внешним реверсивным счетчиком. Третий код (очевидная помеха) устройством не обрабатывается.

Кроме того, каждый из возможных кодов селектируется по длительности и при несоответствии исключается.

Каждый из логических блоков 6-8 решает соответствующее логическое уравнение, записанное в совершенной дизъюнктивной Форме -S2L Ь И! 12+S2L, Ь И, 12+SZL(LE!1(i t

+ Б ?г; ?. 2 М ! 2 å i(2 ) 163349) датчика становятся для устройства ожидаемыми.

Счетчики 12 и 13 представляют собой одинаковые двоичные счетчики по модулю К

5 (4) K здор /Tg ° (5) где Т вЂ” допустимая длительность

Доп входного сигнала, меньше которой сигнал считается помехой и дальнейшая обработка его устройством не производится.

После поступления К импульсов на выходе счетчика 12 или 13 появляется сигнал, который сбрасывает счетчик 12 или 13 в ноль через соответствующий элемент И П! 9 или 10. Через время, необходимое для выполнения сброса счетчика 12 или 13, исчезает и сам сигнал на его выходе, т.е. счетчиком

12 или 13 выбаратывается короткий им10 мому.

Совпадение кодов при деиствии вто 45 рого или четвертого импульсов распределителя вызывает сигналы У< или 8 код ожидаемый. Затем начинается селекция ожидаемого кода по длительности. Селекция осуществляется с помощью счетчика 12 прямого направления (условно) или счетчика 13 обратного на-. правления, Сдвиг распределителя назад" по выхода элемента ИЛИ 11 полняется после селекции как правильного — достоверного по длительности каждого нового кода датчика, После сдвига назад" уже новые два кода у -84 Ь1 ЬтМ4!!а+84ь!ЬЯМ!М2+ЯФЬ<ЬЕМ!м?+

+Я!Ь Ь М,М „ (3)

Y =S< g LI L M(H +S, Ь, Ь М,M +

+Sl3 Ь,Ь,М,М,+8 1З Ь,Ь,М!М„ где 76177 978 — выходные логические сигналы блоков 6-8

Лиг ° 2к,л,м;

LqLg - сигналы датчика;

".!!1 — сигналы имитатора 2;

S S — выходные импул bc ные сигналы распределителя 4 — выходы 4-2 и

4-4 фиг,2ж,и;

S — выходной сигнал эле<.3 мента ИЛИ 5.

На входы логических блоков 6-8 непрерывно поступают от имитатора 2 последовательно возможные четыре варианта параллельного кода Ч,М датчика, а от датчика - его действигельный параллельный код LI L . Каждому коду имитатора 2 вырабатывается короткий импульс распределителя 4. Соответственно с этим импульсом на выходе одного из логических блоков 6,7 или

8 появляется импульс. Появление импульса на выходе одного из логичес- 30 ких блоков 6,7 или 8 однозначно отражает результат анализа кода датчика на направление вращения, если код возможный (сигналы Y,Y8), и на невозможный код, трактуемый как помеха (сигналы т) °

В цикле распределителя четыре импульса. Совпадение кодов датчика и имитатора 2 в момент действия первого и третьего импульсов вызывает сигнал 40

Y — сброс счетчиков 12 и 13, т.е. код эадатчика не соответствует ожидаепульс, Счетчики 12 или 13 могут быть сброшены в ноль до их заполнения по сигналам логического блока 7 через элементы ИЛИ 9 и 10.

По сигналам счетчиков 12 и 13 устанавливается триггер 14 направления и вырабатываются выходные сигналы.

Модуль счетчиков задается соглас но требуемой точности вычисления Т .

Можно считать, что точность

S= —, I00X

K (6) при S=l i,К=100. Цалее, согласно формул (1), (5) и (6) может быть вычислена частота генератора

Т

4К

4К

f-= (7)

Т n при K=!00 и Тд „ =0,1 с f4000 Гц.

Формирователь 16 импульсов вырабатывает импульсы требуемой длительности согласно параметрам выходных сигналов устройства.

Триггер 14 отражает направление вращения датчика после декодирования

его сигналов предыдущими узлами. При этом подтверждение того или иного направления вырабатывается при формировании каждого выходного импульса по сигналам счетчиков 12 и 13.

Элемент 15 задержки обеспечивает своевременную перекоммутацию сигнального входа коммутатора 17 перед rtoступлением импульса формирователя 16 на сигнальный вход. < > р<)й -3 H<) p,36<) T;Ir I ((<;(; > цц(!и < >f>

i 1 3<1«, 1 ;!6<>тv уc Tp«11< . Гв,) p,!«с м<>три)1 по д!1;31 р;I 1 <ам на с!>!>г, 2 н рс. «и.(,(х 3 fl i 1

It

5 и

fM it 3 f<;3 на 1 О ((и«ходное состс>янис у<:трс>!!с !<О пр!(н;(итен, например, реп(рны (ус

1»О(3<>ч!11,(м импульсом <3>oTna>!HI< TpII<(e< .(атчика. lip!! этом имитатор 2, рас!( л«(итепь 4, счетчики 12 и 13 и тр(1

Г(!p 1 4 у(т

1 3 обнуляются, ра«пре,(е>(ите)1! 4 го т 1! Oi О р

p «

I тон по первому сиг!3;3>(у генератc>pa по3(ключить импульс эленеHT.(3 aад(. ржКИ К СВОЕМУ П()РВОМУ ВЫХОДУ If<»thfXO де имитатора 2 — нули.

Т р и г г е р l 4 y c T;» f a II>I «H;3 e T c >(H c o стояние, при котором импульс на сигнальном входе коммутатора 17 комму Г!1руются на выход 22 (условно прямой счет), а имитатор 2 гo T()R выраб>ат(,I вать коды прямого направленич ° 25

Цепи установк)» R исходное «>с-тоя1 ие на схеме фнг. не изображены, В начала диаграммы фиг, "6, в;(атчик

Lt l. имеет код 1г). Он совпс(дает с коДом HMI»TaTopd 2 в MOMPflThl Д(йствич 3р импульсов на выходе i- I рас праде t«теля 4, По первому <(игл((чу 4-1 вырабатываетсяя сигнал Yg 4>иг,?л Этот сигнал через элементы !!гично вырабатывается второй сигнал У.. Этим констатируется н)акт, что к<>д датчила неизменен, т.«. Дат- 4р

ЧИК НЕ ВращаЕтоя (rf),1Кт Вра цЕНИН ФИКсируатся ли(!!ь при изменени!» кода) .

Ожидаемыми кодами датчика в дан-!

»Ом случае яв)гяются 1 (вра(цение 1(ряМо) и <30 (врац(ени«обратно), Код 01 — 45 явная Ошибка, Ожидаемые коды совпадают с моментами действия импульсов на выходах

4-2 или 4-4 распределителя 4, В момент (:! Г>иг. -" почвляется снгнал I. да чика — код 11 (прямое на2 правление), Говпадение его с кодом имитатора 2 происходит при си(нале на выходе 4-2 распределителя 4.

Первый импульс Yg (<3>!»г.2к) застав.

55 ляет счетчик 17 сосчитать единицу, а два слелуюших Y(; — ev(e две. .допустим, модуль счетчика 17 К=З, После третьего импульса !6 появляется

«игll I:I <.3 I; >л< r ч» Tit!-,? и), 1 ) Н ())) f "! > II! i) <)."1 (TO, ((li Г < 1 ll< r т I ffr)i< г (г,)". 1.2 6îa. Ap(3 °

> !О, If! >1;<>(у «четчика 1:. Ar)p f(!pei 2. ?, сoo I HH гс твую ций (<. < !r>f) Ii< ) к 33((I(!fn :у иа ди 3! рамме

-<)(! ToHllIfv) I ригг(ра 1- (<(>и(,. .11, р, с) .

Г lt Г <ил 1 2 t «p«з ) (еме)(i1,ГIII 3 «61>а<.ын» 3 <.ч н Iln th О;(!(О(<р<)ме(1(<Г через

31<.м< IiT !! i!! 1 прс)изно;(1!т«я <-Jtal

I, pt flit< . ) рс гll(Тр,1 р;« lip(.:I(. Jilt i <.лч 4 н <) <) p,1T>»v«) < npi> l(v 11<) Tp(Th t ° >!у li хо)(у ° ) >:It, (i3 f3fvIt è- ч, !fall pi(M(р, Itifll V>11 с на

HI! «):((— 3 (>If 1 2з) !! >Нн I!It! T(H те .с рь

If<3 3;3 ) т ;1<>:3 >f <, с.с> в !1 «;1 )lilt К <> Д >!> 1. < I,<2

1> « 1 ;(О ! 3."1<3 !1(и(1:1 K <) (;l;(;3, ч(! К <3 < а-!!«р(, lip<>è х >с(и i if!Iua> !!ри .игita i< на

1 ых >,(« r- I It ны 31,1!<а(>т < бра>«r ((тчи— к,(1" °

1Ir>r .! лола 11 Д(ITf fnM

fIaIlp<3H. 1(!iIifli o

4-.", как II H пр дыду(ц« i c (уча<3, tl o з;1«тавляет р(16Г>тать сче Гчик 12 прямого направи«IIII>(Но 33T<)poM — при импульс« на выходе 4-4, что 3ас тавлнсгг р;!ботать «!е гчик 13 обр((тнвго направ:(t 1111 Я . 1!О Ч в!1(1111(Tp(Т Ь (.1 О К ОДа Д<3 Tчи ка — О<> (после 11) — может оз!(ачать только помеху в Обоих f<;3I(,3>(ах Дат !ик;3 и 110 Ги! налу на в(!Коде 4 — 3 и Ilr) си(налу - появляется сигнал сброса

<. feT

Однако г!Очвившийся в момент ожидаемый сигнал I.I=0, т.«. Код Ч! оказ!1!<ается коротким по продолж>»тельности, floe Jlå подсчета двух импульсов

«четчиком 12 он по<ле t g импульсом сбрасывается, ныхо(гной импульс не формируется, КО(3 датчика по-прежнему 11.

В момент с4 ко((становится Ож!»Дае-. мым 1<3 1» соответствует реверсу датчика, Теперь счет продолжительности кода ведет уже счетчик 13 по импульсам 4-4 У-,. По выходному сигналу счетчика 13 3)ормируется импульс на выходе 73 (4>1»г. 7о, п, р, т), по< кольку по S-входу триггер 14 перебрасывается в новое состояние. Одновременнс выполняется с.(виг ра«пределителч 4 по третьему входу (сиг!(ал с выхода элемента II!Ilf 11) на один шаг !(азад.

Одновременно же реверсируеттч им(»татор ? по сигналам триггер,l 14 ° Теперь и((»итаторо(» ? Ъорм!»руютсч последовательности, соответствуюшие новому

i () (I <>о(l1 V l1)()) Н, >,1>,, (>) ;1 lil ) ll it .II ",I H направлению датчика, 3 и -fit jll>(I)l ра<:— ян lч(тГя « т нt f>т! !"< нт<х >!(> .1 > (1 f».

ВЫ,<);(I t н(>р;I l <>p I It .!!>>, 1!1» r> (<)) (it H< II

Г гретьи < H IО;!Ом и !ит а г р, Г IIF f >

H Oj1<)t1 (т(IГIIP< ;(> . 11! ГЕ (Ч 11 "111 . 11 < Н I! нХО;« м !1< » <> .1> .f !f T>t т .! .,"4 I

7cr);(h F> ) рот < т Г <><;(If it< It <- н -. >рк! < f< Х):.1

Р;«.IIP< (< 11(Г< IЯ I!«11 !ЬГ0H It Р(Ы< втор. It тр<; ..I! и тетв< р гl l нх >. (ы (!! <» К<<к б. (>т! ) и ° >О Tт с. i!>1 ) О . т t >(II

11(Н< I, II > () H 1>

f. . tl>r <>1(« >С >(11>< H ". tiff ÐÃÈ>! 1 Н..,О;() "1 liC P—

Hr)I o 1t "< 11-);1 (11(f, ных<т:! hoT(>poi r>

;(ИЛ (»: Ь(М НХ >;(ОМ НТ< РО<. <ОГ 11 .>.-КО, >. < .:О> Гi и::<)Д КО ГОРОГ 7 Сос.(ИН If (!1(Р!><1 !I< HХ0;(lhfft НТ<)(>)» <> I! ТРЕT? ЕГО

ЭЛ(М(и; >> <> jf f Н Г»(> ГЭЫХОД раСНрС,((—

<р о р м у л а и э ) б р е т с и и Я титс 1 11 11; jlb(H с <>едичен с пятым нхо;(с> < т((»I<>t тот.нч<>с.лого блок,i, ХС>;1 К010.>Р >т O ГOt. Jтни(H C.O СЧЕТНЫМ т<:.:>меп(ения в код, содержа!ае» пер Гн,(й элемент эалержктт, ттер!<(тй .(огич«.HIIII блОк, IIP(>ный и HT<)pOA входы h<) Г<)p<» )

>tHJ(ÿtF>тся нходами устрой(. тн,i триl

ДОМ Ilt ;)Н<)i Г) C lf ГЧИК.I ° ВЫХО>1, К<>ТОР ) ()

Г )е .;<и< и < К-Hx<>j(OH . риггера, «р)иlf! цхОчом !(тн((: > I o э>tt. hfc>I!TH 111(1 i! Hт > рк! H х<);(О "I и т<> p>)!: э it «I II T;i I1 1>) 1 н !

ГеР, ЛРЯмой и It!(H(Pc!Riff ныхот(т I к<> гñ)- 3()::<7:! к >тс Р<>! О ..» .lit tff !1 Г:, та>1 ». > 1 рогo соединены с апре <. нлгми и хода ЭIи коммутатора, ныхолы h <>т >р >r > чн (я тHE>1h1 т>ХО;(0« Il) РН >I > . ЧЕ Г <ИК», ТР<. тин

HI l;C>);(P;l t lI P >:i(. t1f Г r > I × I th!11 . .! ЬГ <) Н (. n t

СЯ ПЕРВЫМ И ВТОРЫМ НЬ!ХОДВ 1<1 . -1Pr>it< тва, прямой выход тригг< ра Г ".;(HH(!

j(HItpH итор< I f нх<);(Ом первого эл> м(> нт;< f! I .1, а ч (Г н(р òû11 вы х::; — <.

1! я ТЫМ H Х(> t<>« I f) > т t . 1 О:! 01 It б. I< первым нхо)(ом й к», гятх<)л кот рог<> соедин(и со c Ir Tэлемент эад(ржки, выход которо

ДИНЕН С ВХОДОМ ФОРМИРС)Н<Э-.ЕЛЯ И

I O (О(.

II1У.1Ь> Ill Hji tb

Га, выход которогo ГоедиH(H Г

HbfM входом коммутатора, ттер(лн! рОи ВыхОды имитато(7 ((Г)еjliflf< >l! I

Г»тHll>:()Л КОТОР<>! <) « .>t ДИНЕН С V(I it», I<»H— ветственно Г третьим и ч< тне(> дами перного логич<.ГКО!.> <>1)ка . НХО т

1(< —

I 1 Н т С)(><)I (7 Г ((! Т>!ИК;>, HE IХО.!

1 ГHf рт >!».темен га >1 1!1 с.о(липеи сл и ч а f<> f<(е е с. я т(1, <; О, ЛЬЮ ПОВЬН>IРНИЯ П<) "1(ХО>, <. T»

1 Р С> 1 !1 1» Х <) "t» "1 Р ст Г 1(Р С ;((. I H Tt 1 Я 11 111»с(ь

<) и и и "<) (О"! HT<7 рО т О ft hf(if 3 а!<(р 4, ГI! 5

< )р < ройстна> н HPГО нне:IF I(I,I !»Ilt (>,!

h < . прс.делит(ля анало< ичн.> .< В<1;<,(,эют

Г ЛВумя If(>fhff1 OWI(j(;It МЫЛIи К О((а ми (1 или I 1 .. "((<перь прямым It;IttpH H:i< Hit t"f уже считается обратное lt (r)HII

ННр. при ожидаемом коде Г(Г(ныпо titHf т< я по импульсу на ныходе <(< if i .(О(iiческом блоке 8 а при коле l l нс>нот t> возможного рев<. рс.а — Its логиче<.ком блоке 6 <то Hhfffv>fbc v l(H ныходе 4-? .

КОЛ помехи пттатно обрабо га!! л >г»ч< ским блоком 7, В случае нового ретэер< <1 (1(а IiH;1грамме не иллюстрирует< t) ритг.(1 «5 принимает ноное сОс1ояни <-дниг,lt т я распрелелитель ?(р(нор<:ifj><)íHí It 1

> го устройстна внонь станов

Ус тройс ТВо для <47()phfltронання . (гных импульсон н преобрачонате:!P rt< р - 2. ) ! <)f)>)II >! !,>) I 1() > Л If> <) 1>)> Л <1, II) (>—

НЫй H E> <) Р > «1< I It!Л <1, 1(>ГЫ(». г» 111<1, IH> (ны 1 HH i .(гр 1(1 p ., (1111 (ff < н Т> ) (т I! f 1< . > . 10 If fil t i с (т « II

III IM Н Х, >;(O 1 Н ГOPC> I O С Ч C>Т I И К d, РЬI ХО, К О-

Tr>p<» (7 < r>< ciIHr H с > нхо((<>м трт(Г(()H > нто;><,I ч нхОЛО 1 четi<(ртог о э Ip«(<> .;1 11!(f (1 ит r)HEI I ихо !О".1 Tpc Тf < г)! Э>I<>.1(>I Г.I Il llf

1633491

0 f

О 1

4 г М д

8. ж Ф

3 4 и 4 и Уа л У н У8 и 12

О 15 и 1б р ф с 22 т 25

Фиг. 2

0m

90 ll о

О

О

О

На. gcrnaнобка

Фиг 3

163349l

Нам. устаю

7а ты сдоига

Фиг.5

Составитель Е. Бударина

Редактор Н. Лазаренко Техред Л.Олийнык Корректор М.Лароши

Заказ 6?2 Тирах 465 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ухгород, ул. Гагарина, 101