SU1179530A1

SU1179530A1 - Shaft turn angle encoder

Info

Publication number: SU1179530A1
Application number: SU833681946A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Петрович Манешин
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6930
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1985-09-15

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий блок излучателей, оптически соединенньй через кодовый и индикаторньй диски с блоком фотоприемников п младших и q старших разр дов, выходы блока фотоприемников п младших разр дов соединены с входами первого блока преобразовани сигналов, выходы блока фотоприемников q старших разр дов соединены с первой группой входов второго блока преобразовани сигналов, втора группа , входов которого соединена с группой из m выходов блока фотоприемников п младших разр дов, п выходов первого блока преобразовани сигналов соединены с входами первой группы блока формировани выходного кода, m выходов первого блока преобразовани сигналов соединены с входами группы блока согласовани отсчетов, втора группа входов которого соединена с выходами первой группы второго блока преобразовани сигналов, втора группа выходов которого соединена с входами первой группы сз матора , зтора группа входов которого соединена с выходами блока согласовани отсчетов, выходы сумматора соединены с входами второй группы блока формировани выходного кода, блок управлени , первый вход которого вл етс входом управлени преобразовател , а первый выход соединен с входом блока излучателей , выходы формировател выходного кода вл ютс выходами преобразовател , отличающийс тем, что, с целью повышени функциональной надежности преобразовател , в него введен блок контрол переключений , первый выход которого соединен с вторым входом блока управлени , второй выход соединен с входом формировател выходного кода, первый вход соединен с вто (Л рым выходом блока управлени , а второй вход соединен с выходом младшего разр да первой группы выходов первого блока преобразовани сигналов . 2. Преобразователь по п. 1, отличающийс тем, что блок контрол переключений содержит одновибратор, элемент И, триггер, ;о ел два элемента ИЛИ, входы первого и второго одновибраторов вл ютс 00 . вторым входом блока управлени , выход первого одновибратора соединен с первыми входами элемента И и первого элемента ИЛИ, второй вход элемента И соединен с выходом третьего одновибратора и с первым входом триггера, второй вход которог о соединен с выходом элемента И, выход триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго од1. SHAFT ANGLE CONVERTER CODE containing an emitter unit optically connected via code and indicator disks to the photodetector unit n low and q high bits, outputs of the photoreceiver unit n low bits connected to the inputs of the first signal conversion unit, the photoreceiver unit outputs q the higher bits are connected to the first group of inputs of the second signal conversion unit, the second group, the inputs of which are connected to a group of m outputs of the photodetector block n younger bits, n outputs of the first The signal converter unit is connected to the inputs of the first group of the output code generation unit, m outputs of the first signal conversion unit are connected to the inputs of the sample matching unit group, the second group of inputs of which are connected to the outputs of the first group of the second signal conversion unit, the second group of outputs of which are connected to the inputs of the first group cz mator, ztora group of inputs of which is connected to the outputs of the block matching samples, the outputs of the adder are connected to the inputs of the second group of the form block No output code, the control unit, the first input of which is the control input of the converter, and the first output connected to the input of the emitter unit, the outputs of the output code generator, are outputs of the converter, characterized in that, in order to increase the functional reliability of the converter, a block is entered into it switching control, the first output of which is connected to the second input of the control unit, the second output is connected to the input of the output code generator, the first input is connected to the second (L output of the control unit And a second input coupled to an output of the least significant bit of the first group output signals of the first conversion unit. 2. The converter according to claim 1, characterized in that the switching control unit comprises a one-shot, an AND element, a trigger,; a, two elements OR, the inputs of the first and second one-vibrators are 00. the second input of the control unit, the output of the first one-shot is connected to the first inputs of the AND element and the first element OR, the second input of the AND element is connected to the output of the third one-shot and the first trigger input, the second input of which is connected to the output of the AND element, the trigger output is connected to the second input the first element OR and the first input of the second element OR, the second input of which is connected to the output of the second one

Description

новибратора, выходы первого и второго элементов ИЛИ вл ютс первым и вторым выходами блока соответственно , а вход третьего одновибратора вл етс вторым входом блока.the new vibrator, the outputs of the first and second elements OR are the first and second outputs of the block, respectively, and the input of the third one-shot is the second input of the block.

3. Преобразователь по п. 1, отличающийс тем, что блок управлени содержит четыре одновибратора и два триггера, вход первого одновибратора вл етс первым входом блока, а выход соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с первым входом второго триггера и с выходом второго одновибратора , вход которого вл етс вторым входом блока, выход первого триггера через последовательно соединенные второй и третий одно1795303. The converter according to claim 1, characterized in that the control unit contains four single vibrators and two triggers, the input of the first single vibrator is the first input of the unit, and the output is connected to the first input of the first trigger, the second input of which is connected to the first input of the second trigger and the output of the second one-shot, the input of which is the second input of the block, the output of the first trigger through the second and third serially connected one 179530

вибраторы подключен к второму входу второго триггера и вл етс первым выходом блока, выход второго триггера вл етс вторым выходом блокаthe vibrators are connected to the second input of the second trigger and are the first output of the block, the output of the second trigger is the second output of the block

4. Преобразователь по п. 1, о тл и ч щ и и с тем, что блок согласовани отсчетов содержит сумматор и два элемента И, входы сумматора вл ютс входами первой и второй групп блока, первый и второй выходы сумматора соединены с одноименными входами первого элемента И, третий и четвертьш выходы сумматора соединены с первым и вторым входом второго элемента И соответственно , выходы элементов И вл ютс выходами блока.4. The converter according to claim 1, about t and h with the fact that the block for matching the samples contains an adder and two elements I, the inputs of the adder are the inputs of the first and second groups of the block, the first and second outputs of the adder are connected to the same inputs of the first And, the third and the quarter outputs of the adder are connected to the first and second inputs of the second And element, respectively, the outputs of the And elements are the outputs of the block.

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности , в устройствах числового программного управлени .The invention relates to automation and computer technology and can be used, in particular, in numerical control devices.

Целью изобретени вл етс повышение функциональной надежности преобразовател .The aim of the invention is to increase the functional reliability of the converter.

На фиг. 1 представлена структурна схема преобразовател , на фиг. 2 - схема одного блока преобразовани сигналов; на фиг. 3 структурна схема блока управлени на фиг. 4 - схема блока согласовани отсчетов на фиг. 5 - схема формировател выходного кода, на фиг. 6 - структурна схема блока контрол переключений, на фиг. 7 схема формировател управл ющего сигнала, на фиг. 8 - временна диафрагма , по сн юща работу преобразовател .FIG. 1 shows a block diagram of a converter; FIG. 2 is a diagram of one signal conversion unit; in fig. 3 is a block diagram of the control unit in FIG. 4 is a diagram of a sample matching block in FIG. 5 is a diagram of an output code driver; FIG. 6 is a block diagram of the switching control unit; FIG. 7 is a diagram of a control signal generator, FIG. 8 - temporary diaphragm, which reduces the work of the converter.

Преобразователь угла поворота вала в код содер сит корпус 1, входной вал 2, кодовый диск 3, индикаторньй диск 4, блок 5 излучателей, блок 6 фотоприемников, блоки 7 и 8 преобразовани сигналов (кода Гре в двоичный код младших и старших разр дов соответственно), блок 9 управлени , блок 10 согласовани Shaft rotation angle converter to code contains body 1, input shaft 2, code disk 3, indicator disk 4, emitter unit 5, photodetector unit 6, signal conversion units 7 and 8 (Gre code to binary code of lower and higher bits, respectively) , control unit 9, matching unit 10

отсчетов, сумматор 11, блок 12 формировани выходного кода, блок 13 контрол переключенийi каждый из блоков 7, 8 преобразовани сигналов содержит элементы 14 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ЕЛИ блок 9 управлени содержит одновибраторы 15, триггеры 16, одновибратор 17, блок 10 согласовани отсчетов содержит элементы И 18, 19 и сумматор 20; блок 12 формировани выходного кода содержит элементы И-НЕ 21; блок 13 контрол переключений содержит одновибраторы 22, 23 и 24, элемент И 25,samples, the adder 11, the output code generation unit 12, the switching control unit 13 and each of the signal converting units 7, 8 contain the EXCLUSIVE ELI elements 14 the control unit 9 contains one-shot 15, triggers 16, one-shot 17, the block 10 matching the samples And 18, 19 and adder 20; the output code generation unit 12 contains AND-HE elements 21; The switching control unit 13 comprises single vibrators 22, 23 and 24, element I 25,

триггер 26, элементы ИЛИ 27, 28, инверторы 29, элемент 30 с инверсными входами, резисторы 31 и конденсаторы 32 образуют формирователь управл ющего сигнала.trigger 26, elements OR 27, 28, inverters 29, element 30 with inverse inputs, resistors 31 and capacitors 32 form a control signal driver.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При запросе преобразовател извне о состо нии положени входного вала 2 (фиг. В, а) с блока 9 управлени подаетс импульс на блок 5 излучателей (фиг. 8б), который формирует импульс излучени , освещающий часть кодового диска 3, расположенную напротив щелевых диафрагм индикаторного диска 4. 3 Во врем выдачи информации выход ной код преобразовател может мен т с за счет прохождени фронта одной из кодовых дорожек кодового дис ка 3 мимо щели диафрагмы индикаторн го диска 4. С выходов блока фотоприемников снимаютс сигналы (n-t-q) разр дного параллельного кода Гре , поступающие на блоки 7 и 8. Причем сигналы части младших разр дов кода подаютс на блок 7, а старших, начина с (n-q)-ro, на блок 8. Дл двоичного кода (п+ )-й разр дности частота переключений младщего (2°) разр да вл етс наибольшей . Переключение младшего разр да (2°) из О в 1 происходит при стабильном состо нии старших разр дов, начина со второго (2 ). Пере (Ключение младшего разр да (2 ) из 1 в О вл етс следствием переключени одного из старших разр дов С выходов блоков 7 и В снимаютс значени двоичного кода. Дискретности старших разр дов кода блока 7 и m :q младших разр дов кода блока 8 совпадают, что необходимо дл выполнени операций соглас вани значений кода блоков 7, 8 в блоке 10, в котором указанные разр ды сравниваютс . В случае рассогласовани значений кода на соответствующем выходе блока 10 по вл етс единичньй сигнал в зависимости от знака рассогласовани . Этот сигнал поступает либо на суммирующий, либо на вычитающий вход сумматора 11, в котором происходит коррекци кода (q-m) старших разр дов бло ка 8 путем прибавлени или вычитани 1 к сформированному на соответствующих выходах блока 8 коду. Дл отслеживани переключений разр дов 2, ,. ., 2 во врем выдачи информации вводитс блок 13 контрол переключений. От блока 9 управлени на вход блока 13 поступает сигнал выдачи информации (фиг. 8,в) По переднему фронту этого сигнала формируетс сигнал (фиг. 8, г) од30 4 новибратором 22, которьш через элемент ИЛИ 28 поступает на блок 12. Одновременно на вход одновибратора 23 поступает сигнал выдачи информации с блока 9 управлени . На выходе одновибратора 23 формируетс сигнал контрольного времени (фиг.8, д). Разность сигналов выдачи информации и контрольного времени должна быть не менее максимальной задержки от разр да до 2 , т.е. не менее максимального времени существовани переходного процесса на входе одновибратора 22, вызванного по влением фронта любой кодовой дорожки кодового диска 3 мимо щели диафрагмы индикаторного диска 4 в момент выдачи информации. Сиглал контрольного времени поступает на вход элемента И 25, на другой вход которого поступает управл ющий сигнал (фиг. 8, ж) с одновибратора 24. В случае совпадени управл ющего сигнала и сигнала контрольного времени элемент И 25 включает триггер 26. Сигнал с выхода триггера 26 поступает на вход элемента ИЛИ 28 (фиг. 8, з). По окончании управл ющего сигнала триггер 26 сбрасываетс . Длительность управл ющего сигнала должна быть достаточной дл фиксации кода преобразовател . Сигнал контрольного времени с одновибратора 23 поступает также на вход элемента ИЛИ 27, на вход которого поступает сигнал с выхода триггера 26. Сигнал на выходе элемента ИЛИ 27 равен либо только сигналу контрольного времени, либо дополн етс сигналом с выхода триггера (фиг. 8, и), поэтому блок 9 управлени должен снимать сигнал управлени освещением только по заднему фронту сигнала на выходе элемента ИЛИ 27. С выхода элемента ИЛИ 28 на вход блока 12 поступает сигнал выдачи кода по окончании переходного процесса (фиг. 8, к), который возникает за счет переключени кодовых дорожек в процессе считывани .When a transducer is requested from the outside about the state of the input shaft 2 (Fig. B, a), the control unit 9 receives a pulse to the emitter unit 5 (Fig. 8b), which generates a radiation pulse illuminating the part of the code disk 3 opposite the display slit diaphragms disk 4. 3 During information output, the output code of the converter can be changed by passing the front of one of the code tracks of the code disk 3 past the aperture gap of the indicator disk 4. Discharge signals (ntq) are removed from the outputs of the photodetector unit of the gross code of the Gre arriving at blocks 7 and 8. Moreover, the signals of the part of the lower bits of the code are fed to block 7, and the older ones, starting with (nq) -ro, to block 8. For the binary code (n +) -th bit frequency the switchings of the lower (2 °) bit are greatest. Switching the low-order bit (2 °) from O to 1 occurs in a stable state of the higher bits, starting from the second (2). Overdriving (The low-order bit (2) from 1 to O is a consequence of switching one of the higher bits of the outputs of blocks 7 and B. the values of the binary code are taken. Discreteness of the high bits of the code of block 7 and m: q the lower bits of the code of block 8 match, which is necessary to perform the operations of matching the code values of blocks 7, 8 in block 10, in which the specified bits are compared. In the case of a mismatch of code values, a single signal appears at the corresponding output of block 10 depending on the error sign. either to the summing or to the subtracting input of the adder 11, in which the code (qm) of the upper bits of block 8 is corrected by adding or subtracting 1 to the code generated at the corresponding outputs of block 8. To track the switchings of bits 2,.,., 2, at the time of issuing information, a switching control unit 13 is inputted. From the control unit 9, a signal is outputted to the input of block 13 (FIG. 8, c). A signal is generated on the leading edge of this signal (FIG. 8, d) one 30 4 by the vibrator 22, which is fed through the OR element 28 to the block 12. At the same time, the input signal of the single vibrator 23 receives the information output signal from the control block 9. At the output of the one-shot 23, a control time signal is generated (Fig. 8 d). The difference between the information output signals and the control time must be at least the maximum delay from the discharge to 2, i.e. not less than the maximum time of the transition process at the input of the one-shot 22, caused by the appearance of the front of any code track of the code disk 3 by the slit of the diaphragm of the indicator disk 4 at the time of issuing information. The control time signal arrives at the input of the AND element 25, to the other input of which a control signal is received (Fig. 8, g) from the one-oscillator 24. In case of a coincident control signal and a control time signal, the And 25 element activates a trigger 26. The signal from the trigger output 26 is fed to the input element OR 28 (Fig. 8, g). At the end of the control signal, trigger 26 is reset. The duration of the control signal must be sufficient for fixing the converter code. The control time signal from the one-shot 23 also enters the input of the OR element 27, the input of which receives a signal from the output of the trigger 26. The signal at the output of the OR element 27 is equal either to the control time signal only or supplemented by the signal from the trigger output (Fig. 8, and ), therefore, the control unit 9 must remove the light control signal only on the falling edge of the signal at the output of the element OR 27. From the output of the element OR 28, the input of the block 12 receives a signal to issue a code at the end of the transition process (Fig. 8, k), which occurs after score switching code tracks in the process of reading.

фиг. 2FIG. 2

RxodRxod

1515

/J/ J

/ff/ ff

1313

вat

11eleven

Фиг. 4FIG. four

2121

21 21

фиг. 5FIG. five

Claims

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий блок излучателей, оптически соединенный через кодовый и индикаторный диски с блоком фотоприемников η младших и q старших разрядов, выходы блока фотоприемников η младших разрядов соединены с входами первого блока преобразования сигналов, выходы блока фотоприемников q старших разрядов соединены с первой группой входов второго блока преобразования сигналов, вторая группа которого соединена с группой из m выходов блока фотоприемников η младших разрядов, η выходов первого блока преобразования сигналов соединены с входами первой группы блока формирования выходного кода, ш выходов первого блока преобразования сигналов соединены с входами группы блока согласования отсчетов, вторая группа входов которого соединена с выходами первой группы второго блока преобразования сигналов, вторая группа выходов которого соединена с входами первой группы сумматора, зторая группа входов которого соединена с выходами блока согласования отсчетов, выходы сумматора соединены с входами второй группы блока формирования выходного кода, блок управления, первый вход которого является входом управления преобразователя, а первый выход соединен с входом блока излучателей, выходы формирователя выходного кода являются выходами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности преобразователя, в него введен блок контроля переключений, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, второй выход соединен с входом формирователя выходного кода, первый вход соединен с вторым выходом блока управления, а второй вход соединен с выходом младшего разряда первой группы выходов первого блока преобразования сигналов.1. A SHAFT ANGLE CONVERTER TO THE CODE, comprising a block of emitters optically connected through code and indicator disks to a block of photodetectors η lower and q senior bits, outputs of a block of photodetectors η lower bits are connected to the inputs of the first block of signal conversion, outputs of the block of photodetectors q senior bits connected to the first group of inputs of the second signal conversion unit, the second group of which is connected to a group of m outputs of the photodetector unit η lower digits, η outputs of the first conversion unit Signals are connected to the inputs of the first group of the output code generating unit, the outputs of the first signal conversion unit are connected to the inputs of the group of the sample matching unit, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the first group of the second signal conversion unit, the second group of outputs of which is connected to the inputs of the first adder group the second group of inputs of which is connected to the outputs of the block matching samples, the outputs of the adder are connected to the inputs of the second group of the block forming the output code, b control lock, the first input of which is the control input of the converter, and the first output is connected to the input of the emitter unit, the outputs of the output code generator are the outputs of the converter, characterized in that, in order to increase the functional reliability of the converter, a switching control unit is introduced into it, the first output of which connected to the second input of the control unit, the second output is connected to the input of the output code driver, the first input is connected to the second output of the control unit, and the second input is connected to the output The low-order bit of the first group of outputs of the first signal conversion unit.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что блок контроля переключений содержит одновибратор, элемент И, триггер, два элемента ИЛИ, входы первого и второго одновибраторов являются вторым входом блока управления, выход первого одновибратора соединен с первыми входами элемента И и первого элемента ИЛИ, второй вход элемента И соединен с выходом третьего одновибратора и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом элемента И, выход триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго од новибратора, выходы первого и второго элементов ИЛИ являются первым и вторым выходами блока соответственно, а вход третьего одновибратора является вторым входом блока.2. The converter according to claim 1, characterized in that the switching control unit contains a single vibrator, an AND element, a trigger, two OR elements, the inputs of the first and second single vibrators are the second input of the control unit, the output of the first single vibrator is connected to the first inputs of the And element and the first element OR, the second input of the AND element is connected to the output of the third one-shot and to the first input of the trigger, the second input of which is connected to the output of the And element, the output of the trigger is connected to the second input of the first OR element and to the first input of the second element that OR, the second input of which is connected to the output of the second one-shot, the outputs of the first and second elements of OR are the first and second outputs of the block, respectively, and the input of the third one-shot is the second input of the block.

3. Преобразователь по π. 1, отличающийся тем, что блок управления содержит четыре одновибратора и два триггера, вход первого одновибратора является первым входом блока, а выход соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с первым входом второго триггера и с выходом второго одновибратора, вход которого является вторым входом блока, выход первого триггера через последовательно соединенные второй и третий одно вибраторы подключен к второму входу второго триггера и является первым выходом блока, выход второго триггера является вторым выходом блока.3. The converter according to π. 1, characterized in that the control unit contains four one-shot and two triggers, the input of the first one-shot is the first input of the block, and the output is connected to the first input of the first trigger, the second input of which is connected to the first input of the second trigger and the output of the second one-shot, the input of which is the second input of the block, the output of the first trigger through the second and third one vibrators connected in series is connected to the second input of the second trigger and is the first output of the block, the output of the second trigger is the second stroke unit.

4. Преобразователь по π. 1, о тл и ч а'ю щ и й с я тем, что блок согласования отсчетов содержит сумматор и два элемента И, входы сумматора являются входами первой и второй групп блока, первый и второй выходы сумматора соединены с одноименными входами первого элемента И, третий и четвертый выходы сумматора соединены с первым и вторым входом второго элемента И соответственно, выходы элементов И являются выходами блока.4. The converter according to π. 1, with the fact that the block matching samples contains an adder and two elements And, the inputs of the adder are the inputs of the first and second groups of the block, the first and second outputs of the adder are connected to the inputs of the same element And, the third and fourth outputs of the adder are connected to the first and second input of the second element And, respectively, the outputs of the elements And are the outputs of the block.