1.3 Работа 2-х координатного планшета по структурной схеме.

Разрабатываемая плата двухкоординатного планшета предназначена для подачи на возбуждающую катушку питающего напряжения, преобразования сигналов с индуктосина в цифровой код и передачи полученных значений в ЦВМ.

Т.к. преобразование сигналов для каждой координаты происходит абсолютно одинаково, рассмотрим работу только одного канала.

Принятые сокращения:

УД1, УД2 – усилители;

ФЧВ1, ФЧВ2 - фазо-чувствительные выпрямители;

М1, М2 – модуляторы;

Ф1, Ф2 – самосинфазируемые фильтры;

НО1, НО2  нуль орган (компаратор).

По техническому заданию питание индуктосина осуществляется проектируемым изделием. Для выработки гармонического сигнала питания, для получения команд синхронизации работы всего устройства в схеме установлен кварцевый генератор, вырабатывающий импульсы с частотой F=8 МГц. На делителе частоты частота делится до частоты/2. Полученные на выходе делителя частоты /2  /2, взвешенные по степени 2, поступают на схемы обработки сигналов с индуктосина (в регистр ТО и др.). Дополнительно, частота F/24кГцпоступает на фильтр низких частот, где преобразовывается в синусоидальный сигнал, усиливается и подается на катушку возбуждения индуктосина.

Датчик работает в амплитудном режиме с возбуждением от одной катушки возбуждения. На выходных обмотках индуцируется э.д.с. модулированная по синусоидальному закону функциями модуляции сдвинутыми по фазе для четырехфазного  0, 45, 90, 135; для трехфазного  0, 60, 120. Преобразование сигнала модулированного по амплитуде осуществляется на схеме интерполятора построенного по схеме фазовращателя гониометрического типа. Для чего необходимо входной системе векторов модуляции индукционной связи поставить в соответствие полную систему векторов электрических сигналов (см. раздел 1.6.).

На выходе четырехфазного индуктосина имеем:

;

; (1.1)

;

;

;

Для трехфазного, соответственно:

;

; (1.2)

;

=0.9,т.к. L₂=1,1 L₁;

Эти сигналы поступают на ФЧВ1 и ФЧВ2 соответственно, также на них подается с делителя частоты сигнал , где=2кГц. После соответствующих преобразований на выходах демодуляторов появляются сигналы вида:

; (1.3)

i = 1..4 - для 4-х - фазной обмотки, n = 4,

i = 1..3 - для 3-х - фазной обмотки, n =3 соответственно.

Далее полученные сигналы подаются на модулятор, на модулятор также подается сигнал вида , где Гц, значения i и n – зависят от вида обмотки. На выходах модуляторов образуются сигналы:

, (1.4)

К= или- зависит от вида обмотки.

С n- фазных модуляторов сигналы поступают на суммирующий операционный усилитель

, (1.5)

а затем на фильтр. Фильтр выбран самосинфазируемым, для его автоматической подстройкой за входным сигналом, фильтр обладает повышенной температурной стабильностью и влагоустойчивостью.

Любая из координат представляется в виде 2-х индуктосинов. Причем один индуктосин делается длинной 4 дюйма - 101мм, 2-ой индуктосин имеет период повторения функции модуляции на 10% - больше 110мм. В качестве измерительного индуктосина ( точного индуктосина) берется 4-х дюймовый индуктосин с периодом L₁=101,6мм_, 2-ой индуктосин с периодом L₂=111мм, будет использоваться для организации грубого отсчета. Разность набега фаз при перемещении головки возбуждения составляет 10%, т.е. при премещении головки возбуждения по 10-ти периодам точного индуктосина, разность фаз между 1-м и 2-м индуктосинами пройдет за 10 перемещений точного отсчета, т.е. электрическая редукция составляет 1/10. Следовательно т.к. поле индуктосина 12 дюймов 300мм, то точный отсчет пройдет 3 полных своих периода, а набег фазы между ТО и ГО составит 1/10 – 36 ⁰. Этот набег фаз будет использоваться для организации грубого отсчета. Для точного отсчета информация снимается по переднему фронту НО 1-го индуктосина, и по методу стобирующей и бегущей метки производится запись информации в регистр ТО. Для организации кода ГО используется времяимпульсный метод измерения, при котором временной интервал образуется как разность между моментами срабатывания НО 1-го и 2-го индуктосинов и заполнения этого интервала импульсами тактовой частоты. По окончании заполнения этого интервала код переносится в регистр и является кодом ГО.

Полученный код грубого отсчета (5 двоичных разрядов) и код точного отсчета снимаются с разных кодовых шкал и имеют свои допуски на изменения. Так как ТО и ГО выполняются на различных измерительных шкалах, то возникает необходимость организации схем согласования между ГО и ТО. Для согласования отсчетов требуется код трех старших разрядов точного отсчета и трех согласующих разрядов грубого отсчета (младшие разряды кода ГО). Согласование происходит в схеме ППЗУ согласования ТО и ГО (см. раздел 1.9.), для чего на схему подается код грубого отсчета и три старших разряда точного отсчета. На выходе схемы имеем два двоичных разряда скорректированного кода грубого отсчета, согласованного с кодом ТО. Одновременно на выходе имеем сигнал рассогласования ГО и ТО.

Полученный 13-ти разрядный код текущей координаты через интерфейс RS-232С поступает в ЦВМ, где реализовывается в зависимости от выполняемой задачи.