AT225436B - Analog-Digitalwandler - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Analog-Digitalwandler 
Es ist bekannt, Positionen von Konstruktionselementen, wie Zahlrädern, Wellen, Skalen usw. in codierter Form abzulesen. Es ist z. B., wie Fig. 1 zeigt, die Anzeige von 8 Positionen (Elementarschritte) möglich, wenn dazu nach üblicher Methode 3 Kanäle nebeneinander benutzt werden, welche senkrecht zur Skalenausdehnung bzw. Bewegungsrichtung von einer Ablesevorrichtung abgelesen werden. Die Ablesung kann dabei auf verschiedene Weise erfolgen,   z. B.   photoelektrisch, durch mechanische Nocken od. dgl. 



   Es ist auch bereits bekannt, zur Einsparung von Kanälen sogenannte zyklische Codes zu verwenden, bei denen im einfachsten Fall eine einzige Skalenspur aus Ja-Nein-Feldern vorgesehen ist, von denen je- 
 EMI1.1 
 Skalenspur so verteilt sind, dass bei jeder Stellung der Abtastmittel zur Spur eine andere Ja-Nein-Kombination herausgelesen wird. 



   Fig. 2 zeigt ein einfaches Beispiel eines solchen zyklischen Codes für 8 Positionen, bei dem nur noch ein Kanal erforderlich ist. Die Abtastung erfolgt durch Erfassung jeweils dreier nebeneinanderliegender Felder des gleichen Kanals innerhalb des Fensters    Fo.   Der Schlüssel ist dabei so aufgebaut, dass für jede der 8 periodisch wiederkehrenden Positionen eine andere Kombination von 3 Ja-Nein-Werten auftritt.

   Nachstehende Tabelle 1 zeigt die acht verschiedenen Ja-Nein-Wertkombinationen 0... 7, wobei ein schwarzes Feld mit L = Ja, ein weisses Feld mit 0 = Nein bezeichnet ist : 
Tabelle I 
 EMI1.2 
 
<tb> 
<tb> 0 <SEP> 000
<tb> 1 <SEP> OOL
<tb> 2 <SEP> OLO
<tb> 3 <SEP> LOL
<tb> 4 <SEP> OLL
<tb> 5 <SEP> LLL
<tb> 6 <SEP> LLO
<tb> 7 <SEP> LOO
<tb> 
 
 EMI1.3 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 ersten stehenden Skalenspur eine mit der Periode der ersten Skalenspur fortschreitende Grobteilung in beliebiger Codierung vorgesehen ist. 



   Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Skala mit 3 Skalenspuren Sk0, Sk1 und Sk2, von denen die unterste, Sk0, nach einem 5stelligen zyklischen Code mit einer 20stelligen Periode aufgebaut ist. Nachstehende Tabelle II zeigt den zyklischen Code für die den dezimalen Einerstellen zugeordneten Ja-NeinWertkombinationen, wobei den Ziffern 0 - 9 abwechselnd zwei verschiedene Code-Kombinationen zugeordnet sind :

  
Tabelle II 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> 0 <SEP> LLLLL
<tb> 1 <SEP> LLLLO
<tb> 2 <SEP> LLLOO
<tb> 3 <SEP> LLOOO
<tb> 4 <SEP> LOOOO
<tb> 5 <SEP> 00000
<tb> 6 <SEP> OOOOL
<tb> 7 <SEP> OOOLL
<tb> 8 <SEP> OOLLO
<tb> 9 <SEP> OLLOL
<tb> 0 <SEP> LLOLL
<tb> 1 <SEP> LOLLO
<tb> 2 <SEP> OLLOO
<tb> 3 <SEP> LLOOL
<tb> 4 <SEP> LOOLO
<tb> 5 <SEP> OOLOO
<tb> 6 <SEP> OLOOL
<tb> 7 <SEP> LOOLL
<tb> 8 <SEP> OOLLL
<tb> 9 <SEP> OLLLL
<tb> 
 
 EMI2.2 
 Tabelle   IH   
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> OO <SEP> OL
<tb> 0 <SEP> : <SEP> 00 <SEP> 5 <SEP> : <SEP> OL
<tb> 00 <SEP> OL <SEP> 
<tb> 1 <SEP> @ <SEP> 6 <SEP> @
<tb> 1. <SEP> @ <SEP> : <SEP> LO
<tb> OO <SEP> @ <SEP> OL
<tb> LO <SEP> 10. <SEP> LL <SEP> 
<tb> OO <SEP> LO
<tb> 3 <SEP> : <SEP> 8:
<tb> LL <SEP> OO
<tb> OL <SEP> LO
<tb> 4 <SEP> :

   <SEP> 9:
<tb> OO <SEP> OL
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
Infolge der fortlaufenden Codierung in Skalenrichtung ist die zyklisch abwechselnde Lage der Blöcke zueinander bedingt; jeweils während zweier Ableseeinheiten der untersten Skala liegt der eine, beispielsweise dem Zehner zugeordnete Block innerhalb des Fensters vor dem andern Block, der beispielsweise dem Hunderter zugeordnet ist. Die Information darüber, welche Schwarz-Weiss-Felder bei der jeweiligen Stellung des Fensters den   abzulesenden Blöcken   zugeordnet sind und wie die beiden innerhalb des Fensters erscheinenden Blöcke der Zehner- und Hunderter-Stelle zuzuordnen sind, wird aus der zu diesem Zweck auf 20 Positionen ausgedehnten zyklischen Codierung der untersten, der Einerstelle zugeordneten Skalenteilung entnommen. 



   Fig. 4 zeigt eine entsprechende Entschlüsselungseinrichtung. Die Photozellen   Pz     1 - 15   haben eine Anordnung gemäss Fig. 4a und werden durch die vom Ablesefenster dargestellten Schwarz-Weiss-Felder belichtet.   Pz     1 - 5   wirken zunächst auf eine Wahlpyramide Wpo mit 20 Ausgängen 0... 9 und   0'... 9',   welche die Einerziffern nach Tabelle II entschlüsselt. Die Ausgänge der Wahlpyramide Wpo schalten dazu 
 EMI3.1 
 leitung   Sl   über das Konjunktionsglied Kl bewirkt. 



   Ein weiteres Beispiel der Anwendung gemäss der Erfindung zeigen Fig. 5 und 6. Darin wird die Lösung der Aufgabe gezeigt, eine Kreisteilung in Neugraden mit Neusekundengenauigkeit ablesen zu können. Zu diesem Zweck ist die Gesamtablesung auf zwei Skaleneinrichtungen mit je einem Ablesefenster verteilt, von denen eines die Grobablesung auf 20c (Neuminuten) und das andere dieFeinablesung auf   lcc   (Neusekunde) Genauigkeit vornimmt. 400g (Neugrade) auf eine Sekunde genau abzulesen, erfordert eine Skaleneinteilung von insgesamt   4000000   Positionen. Diese sind nun auf zwei Ablesefenster   F und F verteilt,   so dass noch 2000 Positionen je Fenster angezeigt werden müssen. Beide Ableseeinheiten sind mechanisch durch ein Übersetzungsgetriebe 1 : 2000 miteinander verbunden.

   Die Ablesung erfolgt in Anlehnung an das in Fig. 4 gezeigte Verfahren, wobei in beiden Ablesefenstern insgesamt je 4 Kanäle   (a - d)   in horizontaler Richtung abgelesen werden. Jeweils der unterste Kanal d von    F   und    F   der Fig. 5 und 6 entspricht der Feinteilung und ist zyklisch codiert. Im folgenden sei zuerst an Hand von Fig. 5 die Ablesung der ersten Skaleneinrichtung beschrieben, die eine 400-Gradteilung auf 20 min Genauigkeit entlang einer Skalenteilung von 2000 Positionen vornimmt. 



   Tabelle IV 
 EMI3.2 
 
<tb> 
<tb> m) <SEP> 0 <SEP> OOOLL <SEP> n) <SEP> Sp <SEP> 56789
<tb> 20 <SEP> OOLLO <SEP> 45678
<tb> 40 <SEP> OLLOO <SEP> 34567
<tb> 60 <SEP> LLOOO <SEP> 23456
<tb> 80 <SEP> LOOOL <SEP> 12345
<tb> 
 Tabelle IV m) zeigt den zyklischen Code der untersten Skala d, die die Minutenteilung in Sprüngen zu je 20 min enthält. Tabelle IV n) zeigt die Information für die drei andern Kanäle a, b, c, wie deren Felder innerhalb der Spalten   1 - 9   des Ablesefensters    F 2 abgelesen   werden müssen. So müssten beispielsweise in der gezeichneten Stellung, die in d laut Tabelle IV m) eine Null anzeigt, laut Tabelle IV) n) zur Entschlüsselung die Felder der Spalten 56789 des Ablesefensters in den Kanälen a, b, c abgelesen werden. 



  Bei einer Stellung 40c müssten dann laut Tabelle IV n) die Spalten 34567 abgelesen werden. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 Tabelle V 
 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> 0 <SEP> OOOLL
<tb> 1 <SEP> OOLOL
<tb> 2 <SEP> OLOOL
<tb> 3 <SEP> LOOOL <SEP> 
<tb> 4 <SEP> OOLLO
<tb> 5 <SEP> OLOLO
<tb> 6 <SEP> LOOLO
<tb> 7 <SEP> OLLOO
<tb> 8 <SEP> LOLOO <SEP> 
<tb> 9 <SEP> LLOOO
<tb> 
 TabelleV zeigt einen2-aus-5 Code, nach dem die Zeilen a, b, c im Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung verschlüsselt sind.

   Der relativ grosse Aufwand an Ablesefeldern ist durch die Verwendung des 2-aus-5 Codes bedingt, der jedoch den Vorteil der Ablesekontrolle zur Vermeidung von Ablesefehlern bietet. 
 EMI4.2 
 2000 Positionen nötig ist.
Tabelle VI 
 EMI4.3 
 
<tb> 
<tb> p) <SEP> 0 <SEP> OOOLL <SEP> q) <SEP> Sp <SEP> 56789
<tb> 1 <SEP> OOLLO <SEP> 45678
<tb> 2 <SEP> OLLOO <SEP> 34567
<tb> 3. <SEP> LLOOO <SEP> 23456
<tb> 4 <SEP> LOOOL <SEP> 12345
<tb> 5 <SEP> OOOLL <SEP> Sp <SEP> 56789
<tb> 6 <SEP> OOLLO <SEP> 45678
<tb> 7 <SEP> OLLOO <SEP> 34567
<tb> 8 <SEP> LLOOO <SEP> 23456
<tb> 9 <SEP> LOOOL <SEP> 12345
<tb> 
 Tabelle VI p) zeigt die zyklische Codierung von Kanal d, und Tabelle VI q) die Information für die Kanäle a, b. c in den Ablesefensterspalten   1 - 9   in Analogie an das in Fig. 5 für die Ablesung der ersten Skaleneinrichtung beschriebene Verfahren. 



   Die   Kanäle   d der beiden Skaleneinrichtungen enthalten denselben zyklischen Code. Während jedoch in der ersten Skaleneinrichtung für die Minutenanzeige in Sprüngen zu je   20c   gemäss Fig. 5 nur 5 Positionen je Periode nötig sind, erfordert die Ablesung der Sekunden in der zweiten Skaleneinrichtung deren 10 je Periode. Laut Tabelle VI p) wiederholt sich daher dieser zyklische Code innerhalb der Ziffern 0-9 einmal. 



   Die Entscheidung, ob es sich um eineinformation des Wertes   0 - 4   oder des Wertes 5-9handelt, wird 
 EMI4.4 
 Intervall je zweimal hintereinander. Da im Kanal a infolge der 20c Periodizität nur die Ziffern 0 und 1 auftreten, bleiben stets die beiden ersten Felder der 5er-Codegruppe frei und werden in jedem   10cc   Intervall einmal mit 2 Ja-Werten besetzt. Diese beiden Felder werden jeweils (gemäss Tabelle VI) durch 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 die erste und zweite zur Ablesung freigegebene Spalte des Ablesefensters gelesen und erweitern so in Verbindung mit Kanal d die 5 Positionen des zyklischen Codes auf 10 Positionen. 



   In Fig. 7 und 8 werden Ausführungsbeispiele der Gestaltung des Ablesefensters für Skaleneinrichtungen gemäss der Erfindung gezeigt. Jeweils der unterste Kanal enthält eine zyklische Codierung. In Fig. 7 ist dargestellt, wie bei Verwendung von nur zwei Kanälen zur Anzeige einer 3stelligen Zahl, das Ablesefenster dann zweckmässig ausgeführt wird. In Fig. 8 ist jeder Dezimalstelle ein Kanal zugeordnet. 



   Fig. 9 zeigt die Codierung einer 6stelligen Zahl in fünf Kanälen. Der unterste Kanal ist zyklisch codiert und in den vier oberen Kanälen sind nebeneinanderliegende Tetraden enthalten und jeweils fünf davon befinden sich innerhalb des Ablesefensters und werden bezüglich ihrer Reihenfolge in Anlehnung an das in den Fig. 4, 5,6 beschriebene Verfahren abgelesen. 



   Ist es erwünscht, die Ablesung nicht parallel mit Hilfe von beispielsweise den Ablesefeldern zugeordneten Photozellen vorzunehmen, sondern mit Hilfe einer in Fig. 11 gezeigten optischen, in Zeilenrichtung abtastenden Ableseeinrichtung (Serienablenkung), so ist es vorteilhaft, nach Fig. 10 das Ablesefenster auch für den untersten Kanal gleich breit wie für die oberen Kanäle zu machen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Analog-Digitalwandler mit einer die Winkelstellung einer Achse od. dgl. angebenden Skaleneinrichtung, auf der die Skalenwerte in codierter Form als Ja-Nein-Werte, insbesondere optisch als SchwarzWeiss-Werte, direkt oder auf dem Umwege über eine photographische Zwischenaufzeichnung indirektabtastbar angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer Skalenspur eine Feinteilung in Form eines sich innerhalb des Anzeigebereiches mehrfach wiederholenden zyklischen Codes und auf mindestens einer weiteren, in fester Zuordnung zu der ersten stehenden Skalenspur eine mit der Periode 
 EMI5.1 

Claims (1)

1. die in Abhängigkeit von der aus dem zyklischen Code abgelesenen Information die Auswahl und/oder Reihenfolge der aus dem nicht zyklischen Code zu lesenden Informationseinheiten bestimmen.

   3. Analog-Digitalwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswahl der aus dem nicht zyklischen Code abzulesenden Einheiten ein gerade-ungerade-Kriterium vorgesehen ist.

   4. Analog-Digitalwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die den Wert der im nicht zyklischen Code abgelesenen Zahl dann um eins vermindern, wenn durch die Auswahlmittel bereits der nächst höhere Stellenwert im nicht zyklischen Code abgelesen wird.

   5. Analog-Digitalwandler nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass den nicht zyklisch codierten Skalenspuren weitere Informationen zugeteilt werden, die die Zahl der unterscheidbaren Positionen des gegebenen zyklischen Codes erhöhen.

   6. Analog-Digitalwandler, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Skaleneinrichtungen nach Anspruch 1 in festem Übersetzungsverhältnis miteinander gekuppelt sind.

   7. Analog-Digitalwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Skaleneinrichtungen EMI5.2 richtung eine Grobablesung auf 20c (Neuminuten) Genauigkeit und in der zweiten Skaleneinrichtung eine Feinablesung auf 1 oder 2 (Neusekunden) Genauigkeit vorgesehen ist, wobei die Skaleneinrichtung für Grobablesung 2000 Positionen und dieSkaleneinrichtung fürFeinab1esung auf 1 2000 Positionen bzw. aus 2cc 1000 Positionen zur Anzeige bringen.

   9. Analog-Digitalwandler nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der für die unterste Skalenspur (d) einer jeden Skaleneinrichtung vorgesehene zyklische Code für fünf Positionen ausgelegt ist.

   10. Analog-Digitalwandler nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Skaleneinrichtung ausser der untersten zyklisch codierten Skalenspur drei weitere Skalenspuren vorgesehen sind.

   11. Analog-Digitalwandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Skaleneinrichtung alle drei weiteren Skalenspuren (a, b, c) je einen 2-aus-5 Code enthalten.

   12. Analog-Digitalwandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Skaleneinrichtung nur die beiden der untersten Skalenspur nächstfolgenden Skalenspuren (b, c) einen 2-aus-5 Code enthalten. <Desc/Clms Page number 6>

   13. Analog-Digitalwandler nach den Ansprüchen 9,10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Skaleneinrichtung die oberste Skalenspur ausser einer beliebigen Codierung weitere Informationen enthält, die den auf fünf Positionen ausgelegten zyklischen Code der untersten Skalenspur auf zehn Positionen erweitern.

   14. Analog-Digitalwandler nach den Ansprüchen 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die in den drei nicht zyklisch codierten Skalenspuren abgelesenen fünf Felder immer in einem Block von fünf nebeneinanderliegenden senkrechten Spalten enthalten sind.

   15. Analog-Digitalwandler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die abgelesenen 15 Felder der drei oberen Skalenspuren in einem 27 Felder dieser oberen Skalenspuren erfassenden Ablesefenster enthalten sind.

   16. Analog-Digitalwandler nach den Ansprüchen 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablesefenster in der untersten Skalenspur fünf Felder und in den drei oberen Skalenspuren je neun Felder erfasst.