DE2456540A1

DE2456540A1 - Signalverarbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE2456540A1
Application number: DE19742456540
Authority: DE
Inventors: Douglas G Fairbairn
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-12-20
Filing date: 1974-11-29
Publication date: 1975-07-03
Also published as: GB1488019A; US3906194A; DE2456540C2; JPS604924B2; NL7415214A; FR2255753A1; JPS5093737A; FR2255753B1; CA1041667A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DIPL.-INGä.

H. KINKELDEY

DFWNG.

W. STOCKMAIR

DR.-INS. ■ AoE(CAUICCH)

K. SCHUMANN

■ 2 4 5 6 S L 0 ^DR'^KER<
NAT-' ^r>ir'ⁱ-^nHYs·

■^Hy . P. H. JAKOB

DIPL.-INQ.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DIPU-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR. RER. OtC. ING.

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE <V3

P 8523

14. November 1974

XEROX COEPOBATION

Xerox Square

Rochester, New York 14644

USA

Si gnalverarbe itung s e inri chtung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umwandlung von Signalen, welche durch einen Scheibenverschlüssler erzeugt wurden, in Binärdaten, und sie bezieht sich insbesondere auf eine Verarbeitungseinrichtung, Vielehe dazu geeignet ist, Ausgangssignale von einer zur Darstellung dienenden Anzeigeeinrichtung in Binärdaten umzuwandeln, die von einem Anzeigemonitor

509827/0547

TELEFON (O89)i2 28 62 TELEX OB-29 3BO TEI-EQRAMME MONAPAT

ρ _

verwendet werden können. In der als Anlage beigefügten Beschreibung ist die Verwendung von Scheibenverschlüsslern in einer Anzeigeeinrichtung beschrieben, welche dazu verwendet werden kann, die Bewegung eines Läufers über eine Anzeigeeinrichtung zu steuern, beispielsweise bei einer Kathodenstrahlröhre. Von den Scheibenverschlüsslern werden Signale erzeugt, welche die jeweilige Bewegung der Transporträder anzeigen, welche mit den übertragerteilen der Verschlüssler gekoppelt sind. Weiterhin ist es wünschenswert, diese Signale in Binärform umzuwandeln, die von einem Anzeigemonitor verwendet werden kann.

In derüS-Patentschrift Nr. 3 6?0 324 ist eine Einrichtung beschrieben, welche dazu dient, zwei um 90 gegeneinander phasenverschobene Impulszüge von Ausgangsimpulsen aus Signalen von einem Positionsscheibenverschlussler zu erzeugen. Die dort beschriebene Einrichtung weist eine Signalverarbeitungsschaltung zur Abtastung der Ausgangssignale von dem Verschlüssler auf, welche dazu dient, nur während einer kurzen Abtastperiode in jedem Zyklus der Ausgangssignale zu zählen. Die Abtastperiode wird durch ein Signal von einer Taktgeberquelle bestimmt, und die Taktgeberquelle wird dazu verwendet, den Betrieb des gesamten Zählsystems zu synchronisieren. Die Ausgangsimpulse von der Verarbeitungsschaltung werden von einem Aufwärts/Abwärts-Zählsystem gezählt, welches eine Digitalzahl anzeigt, welche die Vellenstellung angibt, und zwar zusammen mit einem positiven oder negativen Vorzeichen, um die Richtung anzugeben, in welcher die Welle gedreht wurde. Die dort beschriebene Einrichtung zeigt jedoch nicht ein Maß von Flexibilität über Merkmale wie Auflösung, welches für viele· Anwendungsfälle wünschenswert ist.

Aufgabe der Erfindung -ist es daher, eine Verarbeitungseinrichtung zu schaffen, welche für viele Anwendungsfälle verwendet

509827/0547

7. _

werden kanu, in welchen die Umwandlung des Ausgangssignals eines Scheibenverschlüsslers in zwei binäre Steuersignale erforderlich ist.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine Einrichtung geschaffen werden, welche die Ausgangssignale von zwei' Scheibenverschluss" lern, die in einer Anzeigeeinrichtung verwendet werden,, in binäre Steuersignale umwandelt, welche dazu verwendet werden können, die Bewegung eines Läufers über einen Anzeigeschirm zu steuern. - - . - .

Gemäß der Erfindung wird eine Verarbeitungseinrichtung geschaffen, welche dazu dient, solche Signale, die von einem Scheibenverschlüssler erzeugt wurden, in zwei, getrennte Impulszüge umzuwandeln. Der Zustand des Ausgangs des Verschlüsslers wird in ein Register geladen, dessen Ausgang als eine Adresse für eine Speichereinrichtung verwendet wird. Eine Steuerinformation wird in der Speiehereinrichtung in Abhängigkeit von der vorgegebenen Beziehung zwischen vorgegebenen Adressen und Ausgangssignalen gespeichert, welche von der Speichereinrichtung erzeugt werden sollen. Entsprechende Ausgangssignale werden jeweils bei der Adressierung der Speichereinrichtung durch eine vorgegebene..Adresse erzeugt. .

Weiterhin ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß,an den Ausgang dieses ersten Registers ein weiteres Register angeschlossen ist, welches dazu dient, dessen Ausgangssignale aufzunehmen, um zusätzliche Adressenbits für die Adressierung der Speichereinrichtung zu liefern. Auf einen neuen Zustand des Eingangs zum ersten Register hin kombiniert der Ausgang des zweiten Registers eine Adresse, welche für den alten Zustand repräsentativ ist, mit derjenigen Adresse, welche von dem ersten Register erzeugt wurde, was für den neuen Zustand repräsentativ ist, um die Speichereinrichtung anzusteuern.

509827/0547

Ein weiteres Merkmal der !Erfindung ist die Verwendung von zwei Scheibenverschlüsslern, die innerhalb einer zur Darstellung dienenden Anzeigeeinrichtung im wesentlichen orthogonal zu„einander angeordnet sind, um die Cartesischen Koordinaten der Bewegung der Anzeigeeinrichtung darzustellen. Dadurch werden zwei Sätze von Signalen erzeugt, welche für die jeweiligen Zustände der Verschlüssler repräsentativ sind. Diese Zustände werden in das erste Register geladen, wobei das zusätzliche Register an den Ausgang des ersten Registers angeschlossen ist, um zusätzliche Adressenbits zu erzeugen, damit die Speichereinrichtung angesteuert werden kann. Eine Steuerinformation wird in der Speichereinrichtung in Abhängigkeit von der vorgegebenen Beziehung zwischen den möglichen Zuständen, welche die Adresse bestimmen, und Ausgangssignalen gespeichert, welche von der Speichereinrichtung erzeugt werden sollen.

Gemäß der Erfindung wird eine Verarbeitungseinrichtung geschaffen, welche dazu dient, Signale umzuwandeln oder umzuformen, die durch einen Scheibenverschlüssler erzeugt wurden, und zwar in zwei getrennte Impulszüge. Der Zustand des Ausgangs des Verschlüsslers wird in Register geladen, dessen Ausgangssignal als eine Adresse für eine Speichereinrichtung verwendet wird. Eine Steuerinformation wird in die Speichereinrichtung in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Beziehung zwischen vorgegebenen Adressen und Ausgangssignalen eingegeben, die von der Speichereinrichtung erzeugt werden sollen. Jeweilige Ausgangssignale werden in der Speichereinrichtung erzeugt, welche durch eine vorgegebene Adresse angesprochen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei Sätze solcher Signale erzeugt, indem zwei Scheibenverschlüssler verwendet werden, bzw. zwei Wellenverschlüssler verwendet werden, die innerhalb einer zur Darstellung dienenden Anzeigeeinrichtung orthogonal zueinander angeordnet

509827/0547

_ 5 —

sind, um die Cartesischen Koordinaten der Bewegung der Anzeigeeinrichtung darzustellen. Der Zustand des Ausgangs des zusätzlichen Scheibenverschluss si ers wird ebenfalls in das Hegister geladen, wobei ein zusätzliches Register an den Ausgang dieses ersten Registers angeschlossen ist, um zusätzliche Adressenbits zu liefern, welche bei der Ansteuerung der Speichereinrichtung verwendet werden. Dadurch werd.en zwei Sätze von Ausgangsimpulszügen von der Speichereinrichtung erzeugt, von denen jeder aus zwei getrennten Impulszügen besteht. Solche Impulszüge werden dazu verwendet, Läufersteuersignale für einen Anzeigemonitor zu liefern. ·

509827/0547

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. Λ ein Diagramm der Ausgangssignale, welche von dem · Scheibenverschlüssler in einer Richtung (a) und in der entgegengesetzten Richtung (b) erzeugt werden, und

Pig. 2 eine schematische Darstellung der Verarbeitungseinrichtung, Vielehe die erfindungsgemäßen Merkmale aufweist.

In der Fig. Λ sind die Ausgangssignale oder die Ausgangszustände eines Scheibenverschlüsslers dargestellt, der zwei Impulszüge erzeugt, welche im wesentlichen Rechteckwellen darstellen. In der Fig. 1(a) werden die Impulszüge erzeugt, wenn sich der Verschlüssler in einer Richtung dreht, und die Impulszüge der Fig. 1(b) v/erden erzeugt, wenn sich die Welle des Verschlüsslers in der entgegengesetzten Richtung dreht. Diese Impulszüge geben die Ausgangssignalhüllkurve von einem Scheibenverschlüssler an, wie er in der Anlage beschrieben ist. Zwischen den Impulszügen A und B des Verschlüsslers besteht eine Phasenverschiebung von 90 . In Abhängigkeit von der Drehrichtung des Scheibenverschlüsslers eilt entweder der eine oder der andere Impulszug um 90° in der Phase voraus.

In der Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Verarbeitungseinrichtung gegeben, welche die erfindungsgemäßen Merkmale aufweist. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform werden zwei Sätze (A1, B1 und A2, B2) solcher Signale, wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind, durch die Verwendung von zwei Scheibenverschlüsslern erzeugt, welche in einer zur Anzeige dienenden Einrichtung orthogonal zueinander angeordnet

5 09 827/0 547

ist, um die cartesischen Bewegungskoordinaten des Anzeigeelementes darzustellen, wie es in der Anlage beschrieben ist. Der Zustand des Verschlüsslers, welcher der X-Bewegungskoordinate des Anzeigeelementes zugeordnet ist, wird durch die Signale A1 und B1 dargestellt. Der Verschlüssler, welcher der Y-Bewegungskoordinate des Anzeigeelementes zugeordnet ist, wird durch die Signale A2 und B2 dargestellt. Diese Jeweiligen Sätze von Signalen werden zunächst durch eine Verstärker-Former-Schaltung 4- verarbeitet, die als herkömmlicher Pegeldetektor ausgebildet sein kann, welcher beispielsweise die Form einer Schmitt-Trigger-Schaltung aufweist, um diese Ausgangssignale der Scheibenverschlüssler in zwei Sätze von Paaren von Rechteckwellen mit einer Phasenverschiebung von 90° umzuformen. Die Ausgangssignale von den jeweiligen Schaltungen 4 werden unter der Steuerung von Taktimpulsen aus einer Taktimpulsquelle 10 in ein Register 6 geladen.

Das Taktsignal von der Quelle 10 sollte ein regelmäßiger Irapulszug mit einer Frequenz von wenigstens der achtfachen Frequenz sein,, welche bei A1, B1, A2 oder B2 auftritt... Bei jedem Zyklus des Taktsignals werden die gegenwärtigen Zustände von A1, BI, A2. und B2 in das Register 6 geladen. .

Ein weiteres Register 12 ist an den Ausgang des Registers 6 angeschlossen, um den Zustand des Registers 6 als Eingangssignal zu empfangen. Deshalb wird der Zustand der Eingangsleitungen A1, B1, A2 und B2 des vorhergehenden Taktzyklus in das Register 12 geladen, und zwar zu derselben Zeit, zu welcher der neue Zustand von A1, B1, A2 und B2 bei dem nächsten Taktzyklus in das Register 6 geladen wird. Die Ausgangssignale der Register 6 und 12 v/erden als Adressenbits A -A₁-, verwendet, um einen Speicher (ROM) 16 anzusprechen, aus welchem nur ausgelesen werden kann. · .

Die Register 6 und 12 köaaaen jeweils ein beliebiges geeignetes Registerelement sein, beispielsweise das Registermodell

509827/0547 ·

2456 ^

Nr. TI 74-195· Der Speicher 16 ist ausreichend groß, um 256 4-Bit-Worte aufzunehmen. Diese Bedingung wird von einem Speichermodul erfüllt, der unter der Bezeichnung MD 6300 von der Firma Microsystems International, Ltd. bezogen werden kann. . .

Wenn keines der Signale A1, B1, A2 oder B2 während der vorhergehenden Zeittaktperiode einen Übergang vollzogen hat, so sind die entsprechenden Ausgangssignale der Register 6 und 12 identisch. Wenn die Register 6 und 12 in einem identischen Zustand sind, so adressieren sie ein Wort in dem Speicher 16, welches in allen Stellen Nullen aufweist. Wenn in der letzten Taktperiode ein Übergang bei Al, B1, A2 oder B2 stattgefunden hat, so unterscheiden sich die Ausgangssignale der Register 6 und 12, so daß eine neue Adresse geliefert wird, um eine einzelne Stelle im Speicher 16 anzusprechen. Eine Zelle innerhalb des Speichers 16, welche zu denjenigen gehört, die durch die neue Adresse angesprochen werden, enthält eine Eins, wodurch ein Übergang angezeigt wird, der auf einer entsprechenden Ausgangsleitung des Speichers 16 auftritt. Beim nächsten Taktimpuls werden die Ausgangssignale der Register und 12 wieder identisch, wenn angenommen wird, daß kein Übergang stattgefunden hat. Somit erscheint für eine Taktperiode ein Impuls auf einer oder auf zwei Ausgangsleitungen des Speichers 16, wodurch die'Richtung angezeigt wird, in welcher eine oder beide der Wellen der Verschlüssler sich gedreht haben. Selbst wenn eine Veränderung auf einer der Leitungen A1 oder B1 und A2 oder B2 während derselben Taktperiode aufgetreten wäre, wird die Veränderung am Ausgang des Speichers 16 wieder gegeben.

Die Adresseneingangsleitungen A_Q-A„ zu dem Speicher 16 sind logisch mit den Ausgängen ^ο*-°/ι des Speichers 16 nach speziellen logischen Gleichungen verknüpft. Diese Gleichungen lauten:

5 0 9 8 2 7/0547 original inspected

Ο — f Δ Δ Λ Λ ι ■_ / A. Δ Δ A)-L(A Δ Δ Λ ϊ

^₁ — V^Är · -"-/ι · ■"■/-* ♦ **"2 J » \^Λ C · ""-/ι · ^Λ0 · *^~Ζ J T V*¹ C · ^Λ /ι · -"-λ *-^χ~ζ J

Ο— Γ Δ Δ Δ AiJ-^A Δ Δ ii ^ _ΐ_ ί Δ Δ Δ A^

ι f Λ Δ Λ Λ ΐ

y τ* ^"^ O

°5 ⁼ ^^Α7 * ^Α6. * ^Αο * ^Α1^ ⁺ ^? * ^Α6 * ^Αο * ^Α1^ ⁺ ^^Α7 * ^Α6 * ^Αο '¹I^

+ C^₇ . A₆ . Χ_ο .I₁)

°4 - ^^Α7 * ^Α6 · ^Αο · ¹^ ^{+ CA}7 ·■ ^Α6..· ^Αο '· ^Χ1^{} + (Α}7 · ^Α6 · ^Αο ·^Α1^}

4. ("K "K "K ίν )

Die vier Signale CK, Og, Ö-, und O^ sind jeweils mit Aufwärts/ Abwärts-Zählern 20 verdrahtet, wie es in der !'ig. 2 dargestellt ist. Die Zähler 20 sind in zwei Gruppen von drei Zählern angeordnet, wobei die Zähler innerhalb jeder Gruppe in Kaskade geschaltet sind, um eine bestimmte Auflösung für jedes System zu liefern. Jeder der Zähler in der bevorzugten Ausführungsform ist ein 4~Bit~Zähler, beispielsweise ein TI 74-193-Modul oder ein entsprechender Zähler, so daß dadurch jede Gruppe von Zählern eine Auflösung von 12 Bit liefert. Die Signale, welche an den Ausgängen O^ oder 0£ auftreten, wären für die Übergänge der Bewegung der Anzeigeeinrichtung in der X-Richtung repräsentativ, wobei diese Übergänge durch die jeweiligen Zähler 20 gezählt werden. In ähnlicher Weise werden die Übergänge, welche auf den Ausgangsleitungen O^ und O^ auftreten, durch die jeweiligen Zähler 20 gezählt, deren Ausgangssignale für die Y-Richtung der Bewegung der Anzeigeeinrichtung repräsentativ sind. Das Ausgangssignal X und das Ausgangssignal Y von den Zählern 20 zeigen dann in der Form binärer Signale die Stellung der An-, Zeigeeinrichtung an.

- Patentansprüche -

AKLAGE Parallelanmeldung P 8522

509827/0547

Claims

Patentansprüche

Signalverarbeitungseinrichtung zur Umwandlung von Signalen, welche von einem Scheibenverschlüssler erzeugt werden, in binäre Signale, dadurch gekennz eichnet, daß eine erste Kegistereinrichtung (6) vorgesehen ist, um den Zustand der Verschlüsslersignale für eine vorgegebene Zeitperiode zu speichern, und daß eine Speichereinrichtung (16) vorhanden ist, welche auf das Ausgangssignal der ersten Registereinrichtung (6) anspricht, um den Zustand des Ausgangs der ersten Eegistereinrichtung (6) zu verarbeiten, und zwar in Ausgangssignale, welche die Übergänge in diesem Zustand angeben.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Registereinrichtung (12) vorgesehen ist, welche ebenfalls auf das Ausgangssignal der ersten Registereinrichtung (6) anspricht, um dessen Ausgangszustand während derselben vorgegebenen Zeitperiode zu speichern, und daß die Speichereinrichtung (6) auf das Ausgangssignal der zweiten Speichereinrichtung (6) ebenso wie auf dasjenige der ersten Registereinrichtung (6) anspricht, um die Zustände der entsprechenden Registerausgangssignale in solche Ausgangssignale umzuformen, welche die Übergänge in den Registerzuständen angeben.

Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zählereinrichtung (20) vorgesehen ist, welche auf die Ausgangssignale der Speichereinrichtung (16) anspricht, um die Übergänge zu zählen und Binärsignale zu erzeugen, welche die Übergänge angeben.

Signalverarbeitungseinrichtung zur Umwandlung von zwei Sätzen von Signalen von einem Paar von Scheibenverschlüsslern, wobei jeder Satz ein Paar von Signalen aufweist, zwischen denen

509827/0547

eine Phasenverschiebung von etwa 90° besteht, in zwei Binärimpulszüge, zwischen denen eine Beziehung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Registereinrichtung (6) vorgesehen ist, welche dazu dient, den Zustand der Verschlüsslersignale für eine vorgegebene Zeitperiode zu. speichern, daß weiterhin eine zweite Registereinrichtung (12) vorhanden ist, welche auf das Ausgangssignal der ersten Registereinrichtung (6) anspricht, um deren Ausgangszustand während derselben Zeitperiode zu speichern, und daß eine Speichereinrichtung (16) vorhanden ist, welche auf die Ausgangszustände der ersten und der zweiten Regietereinrichtungen (6, 12) anspricht, um die Zustände in Ausgangssignale umzuwandeln, welche die Übergänge der Registerzustände angeben.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zählereinrichtung (20) vorgesehen ist, welche auf die Ausgangssignale der Speichereinrichtung (16) anspricht, um die Übergänge zu zählen und Binärsignale zu erzeugen, -welche die Übergänge angeben.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (16) die Zustände der Registerausgangssignale in Abhängigkeit von den folgenden logischen Gleichungen verarbeitet, welche die Ausgangssignale der Speichereinrichtung (16) festlegen:

0^. = (A^ . A₄ . Ag - A₅) + (A^ .A₄ . Ag . A₅) +

α T A T ) λ. (T A T T) ¹P 4 2 ρ ρ 4 ci ■ 5 ■

O₀ « (Ar . Iy, . I₀ . I_x) + (Ar . A. .' A₀ . I_x) + 2 ~? 4 d ο ρ .42 5

* ^A6 · ^Ao * ^A1^ ⁺ ^^A7 · ^A6 ' ^Ao ' ^A1^ ⁺

A/·) + V₁Ar^ · Ag

509827/0 547

2Λ56540

A.

CA₇ . I₆ . I₀ . I₁) + (A₇ . A₆ Cl₇ . A₆ . A_Q . A₁) + (I₇ . I₆

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Schexbenverschlussler Jeweils die Positionskoordinaten X und Y einer Anzeigeeinrichtung angeben und daß die Binärsignale die Stellung der Anzeigeeinrichtung angeben.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung eine solche Speichereinrichtung ist, aus welcher nur ausgelesen werden kann.

509827/0 547

-τ- ■