ЖУРНАЛ «СТА» №2/2001

пускающий длительность импульса 50% периода. 0 3 — маркер стробиро- ванный с сигналом А и B, допускаю- щий длительность импульса 25% пери- ода (рис. 7 в). Дифференциальные выходы приме- няются для надёжной передачи инфор- мационной посылки между достаточно удалёнными устройствами и/или в ус- ловиях помех (рис. 8 а). Число измерительных интервалов может быть удвоено посредством вы- полнения операции сложения по моду- лю 2 (исключающее ИЛИ) сигналов A и B (рис. 8 б). Это создаёт возможность для увеличения разрешающей способ- ности в 2 раза. Увеличение разрешающей способно- сти в 4 раза может быть выполнено по- средством измерений нарастающих и спадающих фронтов периодических импульсных последовательностей ка- налов A и B (рис. 8 в). В рамках проведённой классифика- ции покажем отдельные особенности шифраторов. О ПТИЧЕСКИЕ ШИФРАТОРЫ ПРИ - РАЩЕНИЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕС - КОГО ТИПА Интерферометрический принцип позволяет оптическим шифраторам считывать световые сигналы, пропус- каемые через прорези на вращающем- ся диске толщиной около 1 мкм, зна- чительно увеличивая точность устрой- ства [5]. За последние 50 лет конструкция оп- тического шифратора приращений из- менилась незначительно. Традицион- ный шифратор приращений (рис. 9) в своей основе состоит из источника света, неподвижной маски с установ- ленным шаблоном непрозрачных штрихов, закрывающей прохождение света через прорези вращающегося диска, фотоэлектрического диода на стороне диска, расположенного на- против источника света, узла обработ- ки сигнала. Так как диск вращается, свет либо проходит через одну из прорезей, либо попадает в пространство между двумя прорезями и не пропускается. Пропус- каемые вспышки света выявляются фотодетектором и воспринимаются уз- лом обработки сигнала как единица, отсутствие света интерпретируется как нуль. Генерируемый таким образом сигнал представляет собой бинарный спектр, соответствующий ряду напря- жений, пропорциональных углу пово- рота вала, на котором установлен диск. Так как процессор должен «знать» пре- дыдущее положение вала, для того что- бы вычислить новое местоположение, на внешнем крае диска обычно разме- щается специальная реперная прорезь, используемая для обнуления после сбоя в системе питания. В технологиях, применяющихся при производстве дисков шифраторов, за последнее время были проведены су- щественные усовершенствования, а современные компоненты, такие как светодиоды и пороговые считываю- щие фотоэлементы, обеспечивают вы- сокую надёжность. Тем не менее, по- роговая величина точности шифратора попрежнему определяется его спо- собностью точно детектировать свет, проходящий через 500010 000 проре- зей в кодирующем диске, каждая из которых шириной около 10 мкм. Свет не может пройти прямолинейно через более узкие прорези. Простая геомет- рическая модель распространения све- товой энергии не работает с тонкими (узкими) прорезями. В этом случае на- блюдаются отклонения (девиации) в непосредственном соседстве теней, выражающиеся в появлении тёмных и светлых линий, известных как интер- ференционные полосы. Попытки уси- лить сигнал от этих полос с помощью электронных устройств дают обнадё- живающие результаты, но тем не ме- нее не обеспечивают достаточной точ- ности. Интерферометрический метод Физика явления интерференции ле- жит в основе нового способа построе- ния шифраторов. Два источника воз- мущения создают две группы концент- рических волн, которые формируют 73 СТА 2/2001 www.cta.ru В З АПИС Н УЮ К НИЖК У ИНЖЕ Н Е РА Рис. 8 а. Дифференциальные выходы шифратора Рис. 8 б. Увеличение разрешающей способности в 2 раза Рис. 8 в. Увеличение разрешающей способности в 4 раза Рис. 9. В традиционном шифраторе приращений свет, до того как он достигнет диска шифратора, проходит через оптическую маску; так как диск вращается, фотодетектор получает не больше половины начальной засветки через каждую прорезь диска