Преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к технике аналого-цифрового преобразования и может быть применено для преобразования механических перемещений угловых и линейных координат в цифровой код при работе с различными системами автоматического управления. Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение преобразователя. Для этого в преобразователь перемещения в код, содержащий равномерно квантованный кодовый элемент 1, считывающие элементы 2, 3, сдвинутые относительно друг друга на четверть шага квантования. D-триггер 4 и реверсивный счетчик 5, введены RS-триггер 6, элемент ИЛИ 7, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, формирователи 9, 10 импульсов по переднему и заднему фронту, входы которых подключены к выходам элементов 2, 3, а выходы соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ и R- и S-входами RS-триггера 6 соответственно. Кроме того, считывающие элементы 2, 3 могут быть сдвинуты относительно друг друга на любое расстояние, не кратное половине шага квантования. 2 ил.

Изобретение относится к технике аналого-цифрового преобразователя и может быть применено для преобразования механических перемещений угловых и линейных координат в цифровой код при работе с различными системами автоматического управления.

Известен преобразователь перемещений в код, содержащий равномено квантованный кодовый элемент, напротив которого установлены первый и второй считывающие элементы, сдвинутые относительно друг друга на расстояние, не кратное половине шага квантования кодового элемента, формирователи импульсов и IK-триггер [1].

Недостатками указанного преобразователя являются сложность конструкции и невысокая разрешающая способность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь, содержащий равномерно квантованный кодовый элемент, напротив которого установлены первый и второй считывающие элементы, сдвинутые относительно друг друга на расстояние, некратное половине шага квантования кодового элемента, D-триггер и реверсивный счетчик [2].

Недостатками этого преобразователя являются низкое быстродействие и сложность, которые обусловлены большим количеством элементов, входящих в его состав, и наличием элемента задержки в цепи формирования счетных импульсов.

Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение преобразователя.

Цель достигается тем, что в преобразователь введены RS-триггер, элемент ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два формирователя импульсов по переднему и заднему фронту, входы которых подключены к выходам соответствующих считывающих элементов, при этом выход первого формирователя импульсов по переднему и заднему фронту соединен с первыми входами элемента ИЛИ и RS-триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго формирователя импульсов по переднему и заднему фронту соединен с вторыми входами RS-триггера и элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика и с входом D-триггера, инверсный выход которого соединен с собственным D-входом, а прямой выход - с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом реверсивного счетчика.

На фиг. 1 изображена электрическая схема преобразователя; на фиг.2 - временные дииаграммы его работы.

Преобразователь содержит равномерно квантованный кодовый элемент 1, первый и второй считывающие элементы 2 и 3, D-триггер 4, реверсивный счетчик 5, RS-триггер 6, элемент ИЛИ 7, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 и два формирователя 9 и 10 импульсов по переднему и заднему фронту.

Работает преобразователь следующим образом.

В начальный момент времени после включения питания кодовый элемент 1 находится в положении, соответствующем началу отсчета, реверсивный счетчик 5 и D-триггер 4 установлены в нулевое состояние, а RS-триггер 6 - в единичное состояние. При перемещении кодового элемента 1 на выходах считывающих элементов 2 ит 3 появляются импульсы в соответствии с фиг.2а и 2б. Формирователи 9 и 10 импульсов по переднему и заднему фронту выходных импульсов считывающих элементов 2 и 3 формируют импульсы в соответствии с фиг.2в и 2г. Импульсы с выхода формирователя 9 устанавливают RS-триггер 6 по R-входу в нулевое состояние, а с выхода формирователя 10 - по S-входу в единичное состояние (фиг.2д). Эти же импульсы через элемент ИЛИ 7 поступают на С-вход D-триггера 4. Так как он включен по схеме делителя частоты на два, то по переднему фронту каждого импульса, поступающего на его вход, D-триггер 4 изменяет свое состояние фиг.2ж). Как видно из временных диаграмм, при изменении направления движения RS-триггер не изменеят свое состояние при поступлении на его установочные входы импульсов (фиг.2д в моменты времени t₁ и t₂). Поэтому разность фаз выходных сигналов RS- и D-триггеров изменяется на 180^о, что приводит к изменению уровня сигнала на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (фиг.2з), что приводит к изменению направления счета реверсивным счетчиком 5 входных импульсов. Таким образом, двойной код числа, формирущийся на выходах реверсивного счетчика 5, всегда пропорционален расстоянию, прошедшему кодовым элементом 1 от точки начала отсчета.

Формула изобретения

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий равномерно квантованный кодовый элемент, против которого установлены первый и второй считывающие элементы, сдвинутые друг относительно друга на расстояние, не кратное половине шага квантования кодового элемента, D-триггер и реверсивный счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения преобразователя, в него введены RS-триггер, элемент ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два формирователя импульсов по переднему и заднему фронтам, входы которых подключены к выходам соответствующих считывающих элементов, выход первого формирователя импульсов по переднему и заднему фронтам соединен с первыми входами элемента ИЛИ и RS-триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго формирователя импульсов по переднему и заднему фронтам соединен с вторыми входами RS-триггера и элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика и C-входом D-триггера, инверсный выход которого соединен с собственным D-входом, а прямой выход соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом реверсивного счетчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2