Аппаратная реализация матрицы перехода в составе системы считывания цифрового преобразователя угла на основе псевдослучайной кодовой шкалы

Представлена аппаратная реализация матрицы перехода — логического ядра системы считывания цифрового преобразователя угла на основе псевдослучайной кодовой шкалы. Матрица перехода предназначена для выполнения детерминированного сдвига считанного кода вдоль M-последовательности, соответствующего фиксированному угловому смещению между считывающими „окнами“. Архитектура предусматривает использование нечетного числа (в частности, трех) разнесенных „окон“, что в сочетании с набором предвычисленных матриц перехода позволяет реализовать механизм самокоррекции: при локальных повреждениях или загрязнениях маски шкалы система восстанавливает корректное угловое положение посредством взаимного преобразования и мажоритарного сравнения кодов. Аппаратная реализация логического ядра может быть выполнена на программируемых логических интегральных схемах или программируемых логических матрицах.

1. Lin W. Y., Huang C. W. Absolute rotary encoder system based on optical sensor for angular measurement // The Journal of Supercomputing. 2021. Vol. 77. P. 8355–8373.

2. Wang S., Ma R., Cao F., Luo L., Li X. A Review: High-Precision Angle Measurement Technologies // Sensors. 2024. N 24 (6). P. 1755. DOI: 10.3390/s24061755.

3. Sato A., Kakinuma Y. Acquired Angle Error Correction Based on Variation of an Angle Detection Signal Intensity in Rotary Encoders // Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2025. Vol. 147, iss 1. P. 1–11. DOI: 10.1115/1.4066668.

4. Eggenstein F., Schwarz L., Zeschke T., Viefhaus J. New UHV angle encoder for high resolution monochromators, a modern spare part for the Heidenhain UHV RON 905 // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A // 2021. Vol. 1014, art. 165645. DOI: 10.1016/j.nima.2021.165645.

5. Кузнецов В. Н., Гармаев А. Т., Дейнека И. Г., Васильев А. С., Глазунов К. А. Применение анаморфотной оптической системы и высокоскоростного линейного фотоприемника в инкрементном преобразователе перемещений открытого типа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2025. № 25 (4). С. 635–642. DOI: 10.17586/2226-1494-2025-25-4-635-642.

6. Алексеева В. В., Ожиганов А. А. Аналитическая модель системы считывания информации с псевдослучайной кодовой шкалы методом „окна“ // Изв. вузов. Приборостроение. 2025. Т. 68, № 11. С. 977–982. DOI:10.17586/00213454-2025-68-11-977-982.

7. Dinčić M., Stojanović M., Miljković G., Denić D. Performance analysis of pseudorandom absolute position encoder with embedded serial pseudorandom/natural code converter // Facta Universitatis: Electronics and Energetics. 2025. Vol. 38, iss. 1. P. 109–126.

8. Алексеева В. В., Ожиганов А. А. Модель самокорректирующегося цифрового преобразователя угла на основе псевдослучайной кодовой шкалы // Изв. вузов. Приборостроение. 2026. Т. 69, № 2. С. 119–126. DOI: 10.17586/0021-3454-2026-69-2-119-126.

9. Dinčić M., Stojanović M., Miljković G., Denić D. Improved implementation of serial pseudorandom/natural code converters used in absolute position encoders // Journal of Electrical Engineering. 2024. N 74. P. 418–424. DOI: 10.2478/jee-2024-0050.