DD291145A5 - Schaltungsanordnung zur umformung sinusaehnlicher sensorsignale eines positionsmesssystems - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Umformung sinusaehnlicher Sensorsignale eines Positionsmeszsystems. Die Erfindung bezieht sich auf die Umformung sinusaehnlicher Sensorsignale eines Positionsmeszsystems in ein phasenmoduliertes Positionsmeszsignal. In Modulationszweigen wird aus vom Sensorsignal abgeleiteten Teilsignalen ein Produktsignal gebildet. Die Teilsignale werden in zwei Gruppen an mehreren benachbarten Anschluszstellen einer Teilsignalschaltung abgegriffen und von in Schaltergruppen zusammengefaszten taktgesteuerten Abgriffschaltern auf eine Summationsschaltung durchgeschaltet, davon in einer der beiden Gruppen ueber eine Invertierschaltung. Bei jedem Approximationsschritt aendern ein abgeschalteter und ein gleichzeitig zugeschalteter anderer Abgriffschalter die Signalgroesze der Gruppe von Teilsignalen in entgegengesetzter Richtung. Bei verminderter Schaltfrequenz der Abgriffschalter wird das Produktsignal besser an die Sinusform angenaehert. Das Anwendungsgebiet der Erfindung sind rasterinkrementale Positionsmeszsysteme. Fig. 1{Sensorsignale; Umformung; Positionsmeszsignal, phasenmoduliert; Modulationszweige; Teilsignalschaltung; Anschluszstellen; Teilsignalgruppe; Abgriffschalter; Produktsignal; Sinusform; Schaltergruppe; Schaltfrequenz}

Description

Anschlußstellen dor Toilsignalschaltung mittels olner jewoiligon Anachaltbaugruppo angeschlossen sind, wobei die erste Gruppo der Anschlußstellen über die jowoils orste Schaltorgruppe wonigstons eines Schaltorgruppenpaaros direkt mit dor Summationsschaltung vorbundon ist und die zwoito Gruppo der Anschlußstellen über die jowoils zweite Schaltergruppe des jeweiligen Schaltergruppenpaares, über ein daran angoschlossones Addiergliod und eine dom Addiergliod nachgeschaltoto Inverterschaltung mit der Summationsschaltung vorbundon ist, (fuß das Stouorwork in wonigstons e^c'n Paar Aktiviorungsschaltungon in jowoiligor Zuordnung zu oinom Schaltorgruppenpaar unterteilt ist, daß dio Abgriffschaltor der jeweiligen Schalteinrichtung stouersoitig an der jowoiligen Aktiviorungsschaltung und die Aktivierungsschaltungon an nlno dem Taktgenerator nachgeschalteto Taktvertoilorschaltung angeschlosson sind, daß in aufeinanderfolgenden Approximationsschritton abwechselnd jowoils eine der boidon Gruppen der Anschlußstellen vorändort der Summationsschaltung abgeschaltet ist, wobei in dor jowoils botroffonon Schalteinrichtung eine durch Abschalten einos bisher zugoschaltoton Abgriffschaltors sowie durch gleichzeitiges Zuschalten eines bisher abgeschalteten Abgriffschalters geänderte Schaltergruppe wirksam und mit dor geänderton ersten und zweiton Schaltorgruppe eines Schaltergrupponpaares jeweils eine gegenläufig gerichtete Teilsignalgrößonänderung vorgenommen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgomäßen Lösung besteht darin, daß bei η Schaltergruppenpaaren und zugeordneten η Paaren Aktivierungsschaltungen die Taktverteilorschaltung ein 2 n-stufigos rückgeführtes Schieberegister ist. L3 orwoist sich als vorteilhaft, wenn als orsto Gruppo und als zweite Gruppe der Anschlußstellen jeweils benachbarte Anschlußstellen auf die Summationsschaltung durchgeschaltet sind und in der geänderten Schaltergruppe der für die Abgriffreihenfolge zuständige letzte Abgriffschalter abgeschaltet und nächste Abgriffschaiter zugeschaltet ist. Ein anderer Vorteil ist dann gegeben, wenn anfangs als erste Gruppo und als zweite Gruppe der Anschlußstellen jeweils benachbarte Anschlußstellen au' die Summationsschaltung durchgeschaltet sind, während zweiter Approximationsschritte in der jeweils geänderton Schaltorgruppe der für die Abgriffroihonfolgo zuständige vorderste Abgriffschaltor abgeschaltet und nächste Abgriffschalter zugeschaltet ist und in den nachfolgenden Approximationsschr<tten jeweils dor zuletzt abgeschaltete Abgriffschalter wieder zugeschaltet und dessen für die entgegengesetzte Abgriffreihenfolge zuständige benachbarte Abgriffschalter abgeschaltet ist.

Als vorteilhaft erweist es sich weiterhin, wenn über die geänderto jeweils erste Schaltergruppe beziehungsweise jeweils zweite Schaltergruppo des wenigstens einen Schaltgruppenpaares sukzessive alle Anschlußstellen der Teilsignalschaltung abwechselnd in der jeweiligen Abgriffroihonfolge und in der entgegengesetzten Abgriffreihenfolge mit der Summationsschaltung verbunden sind.

Schließlich ist die erfindungsgemäße Lösung in einer vorteilhaften Weise ausgestaltet, wenn in einer Schalteinrichtung jeweils zwei Abgriffschalter mit einer Anschlußstelle der Teilsignalschaltung verbunden sind, die zugeordnete Aktivierungsschaltung mit einer doppelten Anzahl von Ausgängen versehen ist, an jodem Ausgang der Aktivierungsschaltung einor der beiden Abgriffschalter angeschlossen ist und die den Anschlußstellen zugeordneten zweiten Abgriffschalter im Anschluß an die ersten Abgriffschalter schaltbar und in entgegengesetzter Reihenfolge wie die ersten Abgriffschalter mit den Anschlußstellen verbunden sind.

Ausführungsbeispiel

nie Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1: ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung

Fig.2: ein Blockschaltbild der Produktbildnerschaltung

Fig, 3: einen Teil der Produktbildnerschaltung in einer ersten Modifikation

Fig.4: eine tabellarische Übersicht der mit der Produktbildnerschaltung nach Figur 2 und Figur 3 in einer ersten Art beteiligten

Teilsignale Fig. 5: e^:ne tabellarische Übersicht der mit der Produktbildnerschaltung nach Figur 2 und Figur 3 in einer zweiten Art beteiligten Teilsignale

Fig. 6: einen Teil der Produktbildnerschaltung in einer zweiten Modifikation Fig. 7: eine tabellarische L' rsicht der mit der Produktbildnerschaltung nach Figur 2 und Figur 6 in einer dritten Art beteiligten Teilsignale.

Gemäß Figur 1 wird ein Rastermaßstab R an mehreren Stellen fotoelektrisch abgetastet. Die zugehörigen Lichtquellen F1, F2, F3 und Sensorsignalerzeugungsschaltungen Z1, Z2, Z3 sind bezüglich der Teilungsmarken des Rastermaßstabs R zueinander versetzt angeordnet. Die Sensorsignalerzeugungsschaltungen Z1, Z2, Z3 sind unterschiedlichen Modulationszweigen zugeordnet. Jede Sensorsignalorzeugungsschaltung Z1, Z2, Z3 ist ausgangsseitig über eine jeweils zugeordnete Produktbildnerschaltung P1, P2, P3 mit jeweils einem Eingang einer Additionsschaltung D verbunden. Die Produktbildnerschaltungen P1, P2, P3 sind weiterhin an einem Taktgenerator T angeschlossen. Die Additionsschaltung D faßt die Produktsignale der Produktbildnerschaltungen P1, P2, P3 zu einem phasenmodulierten Signal zusammen, dessen Phasenwinkel bezogen zum Trägersignal die absolute Wegstelle in einer Teilung des Rastermaßstabs R abbildet. Gemäß Figur 2 ist in jeder Produktbildnerschaltung P an einer eingangsseitig angeordneten Hüllkurvenschaltung Q eine Teilsignalschaltung B angeschlossen, die beispielhaft aus sieben in Reihe geschaltoten Festwiderständen zusammengesetzt ist und dadurch acht Anschlußstellen A1 bis A 8 aufweist. Die Hüllkurvenschaltung Q sorgt dafür, daß das anstehende Sensorsignal zum einen direkt an die eine der beiden Anschlußstellen A1 und A8 an den Enden der Teilsignalschaltung B und zum anderen invertiert an die andere der beiden Anschlußstellen A1 und A8 gelangt. Sie besteht in der einfachsten Ausführung deshalb lediglich aus einem Invertierglied. Dia Widerstände der Teilsignalschaltung sind so dimensioniert, daß in gleichen Zeitabschnitten an den Anschlußstellen A1 bis A8 Teilsignale 1 bis 8 abgegriffen werden, die einer Sinusfunktion entsprechen. Das Teilsignal 1 ist am kleinsten und für den Phasenwinkel -90°zuständig, das Teilsignal 8 am größten und für den Phasenwinkel +90° der Sinusfunktion zuständig.

Jede Anschlußstelle A1 bis A8 Ist über paarweise eingesetzte Anschaltbaugruppon H mit Abgriffschaltern S In paarweise eingesetzten Schalteinrichtungen E verbunden. Zu einem ersten Paar Anschaltbaugruppen H gehören die Anschaltbaugruppen H11 und H12, zu einem zweiten Paar die Anschaltbaugruppe H21 und eine nicht dargestellte Anschaltbaugruppe H22. Jeweils zugeordnet sind Schalteinrichtungen E11, E12, E 21 und eine nicht dargestellte Schalteinrichtung E 22, Die Abgriffschalter S sind an der Ausgangsseite der jeweils ersten Schalteinrichtung E11, E 21 eines Paares von Schaltoinrichtungon direkt mit einer Summationsschaltung N verbunden. Von der Ausgangssoito der jeweils zweiten Schalteinrichtung E12, E 22 bestehen Verbindungen der Abgriffschalter S zu einem Addiorglied L und von dort besteht über eino Inverterschaltung IvI eine Verbindung zur Summationsschaltung N.

Ein Steuei werk W enthält in Zuordnung zu den Paaren der Schalteinrichtungen E Paare von Aktivierungsschaltungen K, in Zuordnung zur Schalteinrichtung E11 somit eine Aktivierungsschaltung K11 usw. Eine Taktverteilerschaltung V ist am Taktgenerator T angeschlossen. Sie ist als rückgoführtos Schieberegister ausgeführt, das bei η Paaren von Aktivierungsschaltungen 2 η Registorstufen aufweist. An dor ersten Registerstufe ist die Aktivierungsschaltung K11 angeschlossen, an der zweiten Registerstufe die Aktivierungsschaltung K12, an der dritten Registerstufe die Aktivierungsschaltung K21 usw.

Figur 3 zeigt die Schalteinrichtungen E11 und E12 mit jeweils acht Abgriffschaltern S1 bis S 8. Eine erste Variante für die Ansteuerung dieser Abgriffschalter und der dadurch an der Bildung des Produktsignals beteiligten Teilsignale ist aus Figur 4 ersichtlich. In den Schalteinrichtungen E sind jeweils gleichzeitig vier Abriffschalter S geschlossen. Sie bilden jeweils eine Schaltergruppe G. Wird von der Existenz der Schalteinrichtungen E11, E12, E 21 und E 22 ausgegangen, dann bilden in ihnen die jeweils zugeordnete Schaltergruppe G11, G12, G 21 beziehungsweise G 22 die jeweils geschlossenen Abgriffschalter S. Über die Schaltergruppen G11 und G 21 wird eine erste Gruppe von Anschlußstellen A mit der Gummationsschaltung N verbunden. Dadurch gelangt eine erste Gruppe von Teilsignalen zur Summationsschaltung N. Die Schaltergruppen G12 und G 22 verbinden eine zweite Gruppe von Anschlußstellen A mit dem Addierglied L. Über sie wird eine zweite Gruppe von Toilsignalon dem Addierglied L zugeführt. Das Summensignal der zweiten Gruppe von Teilsignalen gelangt nach erfolgter Invertierung ebenfalls zur Summationsschaltung N und wird dort der ersten Gruppe von Teilsignalen hinzugefügt. Das Ausgangssignal der Summationsschaltung N setzt sich somit stets aus einer ersten Gruppe von Teilsignalen und aus einer invertierten zweiten Gruppe von Teilsignalen zusammen. Die beiden Schaltergruppen G11 und G12 bilden ein Schaltergruppenpaar, die beiden Schaltergruppen G 21 und G 22 ein anderes Schaltergruppenpaar. Das Ausgangssignal der Summationsschaltung N bedingt, daß die Teilsignale über wenigstens ein Schaltergruppenpaar zugeführt sind, das aus einer ersten SchaltergrupoeGH bzw. G21 und aus einer zweiten Schaltergruppe G21 bzw. G22 usw. besteht. In der Anfangssituation schalten die ersten Schaltergruppen G11 und G 21 die Anschlußstellen A1 bis A4 und die zweiten Schalteryruppen G12 und G 22 die Anschlußstellen A5 bis A8. Auf diese Weise gelangen gemäß Figur < über die ersten Schaltergruppen G11 und G 21 als erste Gruppe von Teilsignalen die Teilsignale 1,2,3 und 4 zur Summation sowie über die zweiten Schaltergruppen G12 und G 22 als zweite Gruppe von Teilsignalen die Teilsignale 5,6, 7 und 8. Die Anschlußstellen A1 bis A4 und die Anschlußstellen A5 bis A8 liegen symmetrisch zur Mitte der Teilsignalschaltung Π, die dem Phasenwinkel 0" der Sinusfunktion entspricht.

Der erste Takt beaufschlagt die Aktivierungsschaltung K11. Diese öffnet in der SchalteinrichtungEH den Abgriffschalter S1 und schließt den Abgriffschalter S 5. Es ändert sich die Schaltergruppe G11. Über sie werden die Teilsignale 2,3,4 und 5 der Summation zugeführ*. Die Schaltergruppen G12, G 21 und G 22 bleiben vorerst unverändert.

Der zwoite Takt beaufschlagt die Aktivierungsschaltung K12. In dar Schalteinrichtung E12 wird der Abgriffschalter S1 geöffnet und der Abgriffschalter S5 geschlossen. Es ändert sich die Schaltergruppe G12. Die Teilsignale 4,5,6 und 7 werden der Summation zugeführt. Die Schaltergruppen G11, G21 und G22 bleiben unverändert.

In Figur 4 sind die beim entsprechenden Takt jeweils abgegriffenen Teilsignale in der betreffenden Schaltergruppe G aufgeführt. In der Schaltergruppe G11 tritt eine Änderung im fünften Takt ein. Die erste Gruppe von Teilsignalen bewegt sich von einer kleinsten Signalgröße zu einer größten Signalgröße, die in der ersten Schaltergruppe G11 im 13. Takt und in der ersten Schaltergruppe G 21 im 15. Takt erreicht wird. Die zweite Gruppe von Teilsignalen bewegt sich von der größten Signalgröße zur kloinsten Signalgröße. Diese wird in der zweiten Schaltergruppe G12 im 14.Takt und in der zweiten Schaltorgruppe G 22 im 16. Takt erreicht. Ab dem 17.Takt wird für jede der beiden Gruppen von Teilsignalen mit einer entgegengesetzten Abgriffreihenfolge begonnen und damit eine rückläufige Teilsignalgrößenänderung vorgenommen. Nach 32 Takten ist für die Schaltergruppen G11, G12, G21 und G 22 der anfängliche Schaltzustand wieder erreicht. Während dieser 32 Takte erfährt ein Abgriffschalter S nur einmal eine Zuschaltung und einmal eine Abschaltung.

Aus Figur 5 ist eine zweite Variante für die Ansteuerung der Abgriffschalter S1 bis S 8 und der dadurch an der Bildung des Produkisignals beteiligten Teilsignale ersichtlich. Dabei wird angenommen, daß nur die Schalteinrichtungen E11 und E12 vorhanden sind. Die erste bzw. zweite Gruppe von Teilsignalen wird wiederumn an der ersten bzw. zweiten Gruppe von Anschlußstellen A abgegriffen und über die erste Schaltergruppe G11 bzw. zweit6 Schaltergruppe G12 der Summationsschaltung N bzw. dem Addierglied L zugeführt.

Bei der gleichen Anfangssituation wie in Figur 4 wird von dor Aktivierungsschaltung K11 beim ersten Takt in der Schaltergruppe G11 der Abgriffschalter S4 geöffnet und der Abgriffschalter S5 geschlossen. Anstelle der Teilsignale 1 bis 4 werden die Teilsignale 1 bis 3 sowie das Teilsignal 5 der Summation unterzogen. Das Teilsignal 4 bleibt unberücksichtigt, so daß an der zuständigen Stelle in der Schaltergruppe G11 eine Lücke entsteht. Die Schaltergruppe G12 bleibt vorerst unverändert. Beim zweiten Takt wird in der Schaltergruppe G12 der Abgriffschalter S 5 geöffnet und der Abgriffschalter S4 geschlossen. Anstelle der Teilsignale 5 bis 8 werden die Teilsignale 4 sowie 6 bis 8 der Summation unterzogen. Das Teilsignal 5 bleibt unberücksichtigt. In der Schaltergruppe G12 entsteht an der betreffenden Stelle eine Lücke. Die Schaltergruppe G11 bleibt unverändert.

Mit den folgenden Takten wird im Wechsel jeweils in der Schaltergruppe G11 und in der Schaltergruppe G12 eine Änderung in der Weise vorgenommen, daß die entstandene Lücke durch die Schaltergruppe wandert. Sie erreicht im 7.Takt in der Schaltergruppe G11 das Teilsignal 1 und im 8.Takt in der Schaltergruppe G12 das Teilsignal 8.

Im 9. Takt wird in der Schaltergruppo G11 der Abgriffschalter SB geöffnet und dor Abgriffschalter S 6 geschlossen. Es worden die Teilsignale 2 bis 4 und das Teilsignal 6 wirksam. Die Lücke springt an die für das Teilsignal 6 zuständige Stelle. Analog hierzu wird Im 10. Takt In dar Schaltergrupp« ^r '" Uei Mugriffschalter S4 geöffnet und der Abgriffschalter S3 geschlossen. Es werden die Teilsignale 3 sowie 5 bis 7 wirksam.

Über die Schaltergruppe G11 tragen im 31 .Takt die Teilsignale 5 bis 8 und über die Schaltergruppe G12 im 32.Takt die Teilsignale 1 bis 4 zur Signalerzeugung bei. Ab dem 33.Takt werden die beschriebenen Änderungen der Schaltergruppen und wirksamen Teilsignale unter der Maßgabe fortgesetzt, daß sich die Lücke in entgegengesetzter Richtung verschiebt. Auf dieso Weise erreichen die Schaltergruppen G11 und G12 gemeinsam im 64.Takt den anfänglichen Schaltzustand. Es kommt eine höhere Anzahl von Approximationsschritten zustande als bei der unter Figur 4 beschriebenen Art. Dafür ist die Sch althäufigkeit der Abgriffschaltor S nicht so stark wie dort reduziert. Figur 6 zeigt dio wiederum angenommenen nur zwei Schalteinrichtungen E11 und E12, jetzt aber mit Abgriffschaltern S1 bis S16. Dabei sind die Abgriffschalter S1 bis S 8 mit denen gemäß Figur 3 identisch. Ihnen sind die Abgriffschalter S9 bis S16 als jeweils zweiter Abgriffschalter in umgekehrter Reihenfolge zugeordnet. Die gesonderte Ansteuer mg der Abgriffschalter S9 bis S16 wird dadurch möglich, daß die jeweils zugeordnete Aktivierungsschaltung K mit der doppelten Anzahl von Ausgängen versehen ist. Die Aktivierungsschaltung K schaltet die Abgriffschalter S9 bis S16 im Anschluß an die Abgriffschalter S1 bis S8. Dabei sind die Abgriffschalter S16 und S1, S15 und S2 usw. bis S9 und S8 jeweils mit derselben Anschlußstelle A verbunden und schalten dasselbe Teilsignal durch. Aus Figur 7 ist im oberen Teil links ersichtlich, wie in ausgewählten Takten die erste Gruppe von acht Teilsignalen zusammengesetzt ist, wenn in der Schaltergruppe G11 in den Abgriffschaltern S 9 bis S16 formal bezeichnete Teilsignale 9 bis 16 zugeordnet werden. Im unteren Teil ist für ausgewählte Takte ausgewiesen, aus welchen acht Teilsignalen 1 bis 8 dio erste Gruppe von Teilsignalen tatsächlich besteht. So ist das formal bezeichnete Teilsignal 16 tatsächlich nochmals das Teilsignal 1, das formal bezeichnete Teilsignal 15 tatsächlich nochmals das Teilsignal 2 usw. Unter dieser Betrachtung treten die an den Anschlußstellen A abgegriffenen Teilsignale 1 bis 8 häufig zweimal auf. In der Figur 7 rechts sind die entsprechenden Verhältnisse für die zweite Gruppe von Teilsignalen sowie die Schaltergruppe G12 dargestellt. Der anfängliche Schaltzustand wird im 32.Takt erreicht. Während der 32 Takte eines Umlaufs wird jeder Abgriffschalter S nur einmal zugeschaltet und abgeschaltet.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zur Umformung sinusähnlicher Sensorsignale eines Positionsmeßsystems hoher Auflösung für große Verfahrgeschwindigkeit in ein phasenmoduliortes Positionsmeßsignal, wobei mit versetzter Maßstabtoilungsabtastung mehrere Sensorsignale abgenommen und aus ihnen in zugeordneten Moduk;ionszwoigon mit einer Teilsignalschaltung diskroto Teilsignale gebildet worden, die an Anschlußstellen der Teilsignalschaltung taktweise in Abhängigkeit einer Trägerfrequenz von Abgriffschaltorn, die von einem Steuerwerk aktivierbar sind, abgenommpn und einer Summationsschaltung zugoführt werden, die aus den Teilsignalen ein treppenförmiges, einom sinusförmigen Vorlauf angenähertes Produktsignal mit vom Sensorsignal abhängiger Amplitude und vom Trägerfrequenzsignal abhängiger Frequenz erzeugt, wobei die in den Modulationszweigen gebildeten Produktsignale zum Positionsmeßsignal zusammengefaßt werden, mit einem Taktgenerator für die Erzeugung des Trägerfrequenzsignals, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Modulationszweig jeweils mehrere auf Durchgang geschaltete und zu einer Schaltergruppe (G) zusammegefaßto Abgriffschalter(S) in einer jeweiligen Schalteinrichtung (E) an einer ersten Gruppe und an einer zweiten Gruppe von hintereinander und bezüglich des Mittenwerts der Teilsignale symmetrisch liegenden Anschlußstellen (A) der Teilsignalschaltung (B) mittels einer jeweiligen Anschaltbaugruppe (H) angeschlossen sind, wobei die erste Gruppe der Anschlußstellen (A) über die jeweils erste Schaltergruppe (G 11; G 21) wenigstens eines Schaltergruppenpaares direkt mit der Summationsschaltung (N) verbunden ist und die zweite Gruppe der Anschlußstellen (A) über die jeweils zweite Schaltergruppe (G 12; G 22) des jeweiligen Schaltergruppenpaares, über ein daran angeschlossenes Addierglied (L) und eine dem Addierglied (L) nachgeschaltete Invertierschaltung (M) mit der Summationsschaltung (N) verbunden ist, daß das Steuerwerk (W) in wenigstens ein Paar Aktivierungsschaltungen (K) in jeweiliger Zuordnung zu einem Schaltergruppenpaar unterteilt ist, daß die Abgriffschalter (S) der jeweiligen Schalteinrichtung (E) steuerseitig an der jeweiligen Aktivierungsschaltung (K) und die Aktivierungsschaltungen (K) an eine dem Taktgenerator (T) nachgeschaltete Taktverteilerschaltung (V) angeschlossen sind, daß in aufeinanderfolgenden Approximationsschritten abwechselnd jeweils eine der beiden Gruppen der Anschlußstellen (A) verändert der Summationsschaltung (N) aufgeschaltet ist, wobei in der jeweils betroffenen Schalteinrichtung (E) eine durch Abschalten eines bisher zugeschalteten Abgriffschalters (S) sowie durch gleichzeitiges Zuschalten eines bisher abgeschalteten Abgriffschalters (S) geänderte Schaltergruppe (G) wirksam und mit der geänderten ersten und zweiten Schaltergruppe (G 11; G12) eines Schaltergruppenpaares jeweils eine gegenläufig gerichtete Teilsignalgrößenänderung vorgenommen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei η Schaltergruppenpaaren und zugeordneten η Paaren Aktivierungsschaltungen (K) die Taktverteilerschaltung (V) ein 2 η-stufiges rückgeführtes Schieberegister ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Gruppe und als • zweite Gruppe der Anschlußstellen (A) jeweils benachbarte Anschlußstellen auf die Summationsschaltung (N) durchgeschaltet sind und in der geänderten Schaltergruppe (G) der für die Abgriff reihenfolge zuständige letzte Abgriffschalter (S) abgeschaltet und nächste Abgriffschalter (S) zugeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anfangs als erste Gruppe und als zweite Gruppe der Anschlußstellen (A) jeweils benachbarte Anschlußstellen auf die Summationsschaltung (N) durchgeschaltet sind, während zweier Approximationsschritte in der jeweils geänderten Schaltergruppe (G) der für die Abgriffreihenfolge zuständige vorderste Abgriffschalter (S) abgeschaltet und nächste Abgriffschalter (S) zugeschaltet ist und in den nachfolgenden Approximationsschritten jeweils der zuletzt abgeschaltete Abgriffschalter (S) wieder zugeschaltet und dessen für die entgegengesetzte Abgriffreihenfolge zuständige benachbarte Abgriffschalter (S) abgeschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die geänderte jeweils erste Schaltergruppe (GH; G21) beziehungsweise jeweils zweite Schaltergruppe (G12; G22)des wenigstens einen Schaltergruppenpaares sukzessive alle Anschlußstellen (A) der Teilsignalschaltung (B) abwechselnd in der jeweiligen Abgriffreihenfolge und in der entgegengesetzten Abgriffreihenfolge mit der Summationsschaltung (N) verbunden sind.

-2- 291 14b

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schalteinrichtung (E) jeweils zwei Abgriffschalter (S) mit einer Anschlußstelle (A) der Teilsignalschaltung (B) verbunden sind, die zugeordnete Aktlvierungaschaltung (K) mit einer doppelten Anzahl von Ausgängen versehen ist, an jedem Ausgang der Aktivierungsschaltung (K) einer der beiden Abgriffschalter (S) angeschlossen ist und die den Anschlußstellen (A) zugeordneten zweiten Abgriffschalter (S) im Anschluß an die ersten Abgriffschalter (S) schaltbar und in entgegengesetzter Reihenfolge wie die ersten Abgriffschalter (S) mit den Anschlußstellen (A) verbunden sind.

Hierzu 6 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Positionsmeßsysteme hoher Auflösung für große Verfahrgeschwindigkeit. Dabei worden mit versetzter Maßstabteilungsabtastung mehrere sinusähnliche Sonsorsignele abgenommen und aus ihnen in zugeordneten Modulationszweigon mit einer Teilsignalschaltung diskrete Teilsignalo gebildet. In jedom Modulationszweig erhält eine Summationsschaltung taktweise in Abhängigkeit einer Trägerfrequenz clio Teilsignalo zugoführt und orzougt ein Produktsignal mit vom Sonsorsignal abhängiger Amplitudo und vom Trägerfrequonzsignal abhängiger Frequenz. Die in den Modulationszwoigen gebildeten Produktsignalo werdon *u einem Positionssignal zusammengefaßt, dosson Phasenwinkel bezogen zum Trägerfrequenzsignal clio Position abbildet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Aus DD 246615 A1 ist eine Schaltungsanordnung zur phasonmodulierendon Umformung von Sensorsignalen, insbesondere von Sinus/Kosinus-Rastermaßstababtastsignalen in ein Positionsmeßsignal bekannt. Dabei sind zwei Modulationszweige vorgesehen. In jedem von ihnen ist eine Produktbildnerschaltung enthalton, zu der eine TeilscMtung gehört. Ab-jriffschalter nehmen an Anschlußstellen der Teilerschaltung diskrete Teilsignale ab. Ein Steuerwerk betätigt die Abgriffscheiter in Abhängigkeit von Sinus/Kosinus-Trägerfrequenzsignalen. Im Steuerwerk enthaltene Schwellwertschalter zerlegen das Trägerfrequenzsignal in Abschnitte, während denen jeweils nur ein Abgriffschaltor auf Durchgang geschaltet wird. Eine Summationsschaltung erzeugt aus den Teilsignalen ein troppenförmigos Produktsignal, das einen sinusförmigen Verlauf annähert. Seine Amplitude ist vom Sensorsignal und seine Frequenz vom Trägersignal abhängig. Die in beiden Modulationszweigen erzeugten Produktsignale werden von einem Addierglied zum Positionsmeßsignal vereinigt. Eine genaue absolute Positionsermittlung erfordert eine Meßwertinterpolation in der Maßstabteilungsperiode. Durch Erhöhung dos Interpolationsfaktors läßt sich die Meßauflösung verbessern. Dabei tritt ein Erfolg aber nur dann ein, wenn die Produktsignale weitgehend der Sinusform angenähert werden, was durch eine erhöhte Approximationsschrittzahl erreicht wird. Soll die Meßdynamik nicht verschlechtert werden, muß die Schaltfrequenz der Abgriffschalter um den gleichen Faktor wie die angewachsene Approximationsschrittzahl erhöht werden. Bei dor angestrebten immer höheren Meßauflösung der Positionsmeßsysteme mit den hierfür erforderlichen höheren Interpolationsfaktoren sind Approximationsschrittzahlen ororderlich, bei denen die einsetzbaren Halbleiterschalter mit Schaltfrequonzen in der Größenordnung ihrer Grenzfrequenz betrieben werden müssen. Bei solchen hohen Schaltfrequenzen weichen die Halbleiterschalter wegen des zunehmenden Einflusses parasitärer Schaltelemente von ihrer normalen Arbeitsweise ab. Ein wesentlicher Einflußfaktor sind dabei unter anderem Kapazitätsändorungen, die in Abhängigkeit des zu schaltenden Spannungspegels und dessen Polarität an parasitären Kapazitäten des Abgriffschalters auftreten. Als Folge davon geht der symmetrische Verlauf beider Halbwellen des approximierten sinsuförmigen Signals verloren.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, das Produktsignal besser an die Sinusform anzunähern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Ursache des in der Charakteristik des bekannten Standes der Technik aufgezeigten Nachteils besteht darin, daß die mit wachsender Approximationsschrittzahl immer bessere Näherung der Signalform an die genaue Sinusform durch die praktisch verwertbare Schaltfrequenz der Abgriffschalter begrenzt und in Abhängigkeit des zu Schaltenden Signalpegels sowie dessen Polarität genauigkeitsmindernd beeinflußt wird.

Um diese Ursache zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Umformung sinusähnlicher Sensorsignale eines Posithnsmeßsystems gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs so auszubilden, daß eine erhöhte Approximationsschrittzahl ermöglicht wird, ohne die Abgriffschalter mit einer erhöhten Schaltfrequenz betreiben zu müssen, und daß dabei der Einfluß des zu schaltenden Signalpegels sowie dessen Polarität weitgehend ausgeschlossen wird.

Erfindungsgeniäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in jedem Modulationszweig jewe'ls mehrere auf Durchgang geschaltete und zu einer Schaltergruppe zusammengefaßte Abgriffschalter in einer jeweiligen Schalteinrichtung an einer ersten Gruppe und an einer zweiten Gruppe von hintereinander und bezüglich des Mittenwerts der Teilsignale symmetrisch liegenden