DE1208337B - Verfahren zum Umwandeln von Analogie-Signalen in Digital-Signale - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche Kl.: 2JaI-36/00

Nummer: 1 208 337

Aktenzeichen: N 22863 VIII a/21 al

Anmeldetag: 9, Mär? 1963

Auslegetag: S. Januar 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwandeln von Analogie-Signalen in Digital-Signale.

Bei einem bekannten Umwandlungsverfahren wird das Analogie-Eingangssignal einem Komparator zugeführt, welcher auch ein Analogie-Rückkopplungssignal empfängt. Das Rückkopplungssignal ist von der jeweiligen Stellung der mit einer Kodierscheibe u. dgj. gekuppelten Rückkopplungseinrichtung abhängig. Die Kodierscheibe ist mit einer oder mit mehreren Kodiermarkenreihen versehen, die mit Hilfe eines Abtasters ein Digital-Ausgangssignal erzeugen, welches von der jeweiligen Stellung der Kodierscheibe abhängt. Das Ausgangssignal des Komparators steuert den die Kodierscheibe und die Rückkopplungseinrichtung antreibenden Motor derart, daß die Gesamtanordnung in einer Einstellung zum Stillstand kommt, in der das Analogie-Eingangssignal dem Analogie-Rückkopplungssignal gleich ist. Auf diese Weise entsteht aus jedem bestimmten Analogie-Eingangssignal ein anderes damit übereinstimmendes Digital-Ausgangssignal.

Ein Nachteil einer solchen Umwandlungsvorrichtung liegt darin, daß für den Antrieb der Kodierscheibe und der Rückkopplungseinrichtung ein vollkommenes Servosystem erforderlich ist, damit die Scheibe bei jeder Änderung des Analogie-Eingangsignals in ausreichend kurzer Zeit sehr genau und mit einer vernachlässigbar kleinen Überschwingung die neue Stellung erreicht. Durch diesen Aufwand ist eine solche Umwandlungsvorrichtung sehr kostspielig und kompliziert.

Die Funktion, nach der das Analogie-Signal in ein Digital-Signal umgewandelt wird, läßt sich dadurch verändern, daß man die Rückkopplungseinrichtung durch eine andere ersetzt, welche eine andere Kennlinie aufweist und damit einer anderen Funktion zwischen Anologie-Rückkopplungssignal und Stellung entspricht. Ein solcher Austausch ist selbstverständlich sehr kostspielig, und es lassen sich außerdem nur verhältnismäßig wenig verschiedene Funktionen mit üblichen Rückkopplungseinrichtungen darstellen.

Eine weitere Möglichkeit, die Umwandlungsfunktion zu verändern, läge darin, die Kodierscheibe durch eine andere Kodierscheibe mit einer anderen Markeneinteilung zu ersetzen. Auch dies ist sehr kostspielig und auch sehr zeitraubend, sofern die neue Kodierscheibe nicht bereits vorhanden ist, weil jede Kodierscheibe ebenso viele Kodierkreise trägt, wie das Digital-Ausgangssignal Ziffern oder Stellen hat, so daß die Anfertigung einer Kodierscheibe insbeson-Verf ahren zum Umwandeln von Analogie?
Signalen in Digital-Signale

Anmelder:

N. V. Instrumentf abriek en Handel v/h

P. J. Kipp & Zonen, Delft (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. W. Schöning, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 31

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 12. April 1962 (277109)

dere für nichtlineare Funktionen sehr zeitraubend und kostspielig ist.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Umwandeln von Analogie-Signalen in Digital-Signale, welches einfach und billig ist und bei welchem die Umwandlungsfunktion ohne großen Aufwand nach Wunsch geändert werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Umwandeln von Analogie-Signalen in Digital-Signale ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiereinrichtung, welche zusammen mit der Rückkopplungseinrichtung von einem Motor fortlaufend angetrieben wird, lediglich mit einer endlosen Reihe von Kodiermarken versehen ist, welche über einen Abtaster Digital-Ausgangssignale erzeugen, und daß der Abtaster einen bei Beginn eines jeden Kodiermarkenzyklus rückgestellten Zähler speist, der die abgetasteten Kodiermarken zählt, bis ihn der Komparator bei Gleichheit von Analogie-Eingangssignal und Analogie-Rückkopplungssignal abschaltet.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, wird das Analogie-Eingangssignal einer Signalquelle 1 entnommen und einem ersten Eingang eines Komparators 2 zugeführt. Der zweite Eingang des Komparators 2 empfängt das Analogie-Rückkopplungssignal, welches die aus einer Bezugssignalquelle 4 gespeiste Rückkopplungseinrichtung 3 liefert.

Die zwei Analogie-Signale, welche man dem Komparator 2 zuführt, können beliebiger Art sein. Sofern

509 777/387

es sich um elektrische Analogie-Signale handelt, wird die Rückkopplungseinrichtung., zweckmäßigerweise ein Potentiometer oder ein Speicherkondensator sein, wie er üblicherweise in Analogierechnern verwendet wird.

Die Rückkopplungseinrichtung 3 wird fortlaufend von einem Motor 5 angetrieben, welcher auch die Kodierscheibe 6 antreibt.

Auf der Kodierscheibe 6 befindet sich ein einziger Kreis mit Kodiermarken, welche mit einem Abtaster 7 zusammenarbeiten. Je nach der Ausbildung des Abtasters 7 kann es sich bei den Kodiermarken um mechanische, optische, elektrische oder magnetische Marken handeln.

Die Kodiermarken und die Abtaster 7 sind so ausgebildet, daß der Abtaster bei jedem Vorbeilaufen einer Kodiermarke einen Impuls erzeugt. Diese Impulse werden dem Eingang eines Torkreises 8 zugeführt, welcher mit Hilfe eines Hilfsabtasters 9 jedesmal dann geöffnet wird, wenn die erste Marke des Kodiermarkenzyklus den Abtaster 7 passiert. Die nach dem Öffnen des Tores durchgelassenen Impulse werden einem Zähler 10 zugeführt, der beliebig ausgebildet sein kann. Der Zähler 10 wird jedesmal zurückgestellt, wenn die erste Marke des Kodiermarkenzyklus den Abtaster passiert.

Sobald das Analogie-Rückkopplungssignal genauso groß ist wie das Analogie-Eingangssignal, liefert der Komparator 2 ein Signal, mit welchem der Torkreis 8 geschlossen wird, so daß der Zähler 10 keine weiteren Impulse erhalten kann. Der auf diese Weise zum Stillstand gekommene Zähler kann mit Hilfe einer Anzeigevorrichtung 11 abgelesen werden. In vielen Fällen wird sich ein Zähler mit direkter Anzeige verwenden lassen, beispielsweise ein Zähler mit Edelgas-Auslöseröhren, Edelgas-Zählröhren, Elektronenstrahl-Zählröhren oder anderen Zählorganen mit direkter Anzeige. Wenn die Anzeige nicht durch den Zähler selbst erfolgen soll und beispielsweise die Zählung abgedruckt werden soll, bildet die Anzeigevorrichtung 11 eine getrennte Einheit. In diesem Fall kann es notwendig oder erwünscht sein, die besondere Anzeigevorrichtung 11 nur dann in Tätigkeit zu setzen, wenn der Komparator 2 die Gleichheit zwischen Analogie-Rückkopplungssignal und Analogie-Eingangssignal festgestellt hat. Die Abschaltung kann dann zu Beginn des nächsten Zählzyklus erfolgen, wenn der Zähler 10 mit dem Hilfsabtaster 9 zurückgestellt wird.

Auf diese Weise wird bei jeder Umdrehung der Kodierscheibe eine neue Zählung begonnen und damit eine neue Umwandlung des Analogie-Eingangssignals in ein Digital-Ausgangssignal vorgenommen. Die Funktion, nach der die Umwandlung vorgenommen wird, hängt davon ab, wie die Kodiermarken auf der Kodierscheibe 6 angeordnet sind. Weil die Kodierscheibe.sehr einfach .ausgebildet ist^ kann man eine andere Kodierscheibe mit anderer Kodiermarkeneinteilung und damit mit einer anderen Umwandlunjsfunktion ohne großen Aufwand anfertigen.

Da die Kodierscheibe und die Rückkopplungseinrichtung fortlaufend angetrieben werden, sind an den Antrieb keine großen Forderungen bezüglich großer Genauigkeit, kleiner Trägheit und kleinen Über-, schwingens zu stellen. Änderungen der Drehzahl verursachen lediglich eine Änderung der Frequenz mit der die einzelnen Umwandlungen vorgenommen werden. Diese Änderungen sind normalerweise ohne Bedeutung und haben auch keinen Einfluß auf das Zählergebnis bei den einzelnen Umdrehungen und damit auf die Umwandlung.

Claims (2)

- - - - . Patentansprüche:

1. Verfahren zum Umwandeln von Analogie-Signalen in Digital-Signale mit einer von einem Motor angetriebenen Kodiereinrichtung, deren, angekuppelte Rückkopplungseinrichtung ein der Stellung der Kodiereinrichtung entsprechendes Analogie-Rückkopplungssignal liefert, das zusammen mit dem Analogie-Eingangssignal einem Komparator zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiereinrichtung (6), welche zusammen mit der Rückkopplungseinrichtung (3) von einem Motor (5) fortlaufend angetrieben wird, lediglich mit einer endlosen Reihe von Kodiermarken versehen ist, welche über einen Abtaster (7) Digital-Ausgangssignale erzeugen, und daß der Abtaster (7) einen bei Beginn eines jeden Kodiermarkenzyklus rückgestellten Zähler (10) speist, der die abgetasteten Kodiermarken zählt, bis ihn der Komparator (2) bei Gleichheit von Analogie-Eingangssignal und Analogie-Rückkopplungssignal abschaltet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit einem getrennten Anzeigegerät für den Abtaster, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät (11) bei Gleichheit von Analogie-Eingangssignal und Analogie-Rückkopplungssignal mit einem Signal des Komparators (2) eingeschaltet und bei Beginn des nächsten Kodiermarkenzyklus wieder ausgeschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 777/387 12.65 © Bundesdruckerei Berlin