DE3219894C2 - Inkremental-Digital-Umsetzer - Google Patents

Inkremental-Digital-Umsetzer

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DE3219894C2
DE3219894C2 DE19823219894 DE3219894A DE3219894C2 DE 3219894 C2 DE3219894 C2 DE 3219894C2 DE 19823219894 DE19823219894 DE 19823219894 DE 3219894 A DE3219894 A DE 3219894A DE 3219894 C2 DE3219894 C2 DE 3219894C2
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Abstract

Ein Inkremental-Digital-Umsetzer zum Umsetzen von Lage und Richtung eines bewegbaren Gegenstandes (11) darstellenden Lagesignalen (A, B) eines Impulsgebers (3) in den Zählerstand eines reversiblen Lagezählers (6) enthält einen aus den Lagesignalen (A, B) ein die Zählrichtung des Lagezählers (6) bestimmendes Richtungssignal (R) ableitenden Richtungsdiskriminator (21) und einen vom Lagezähler (6) zu zählende Taktimpulse aus allen Flanken der Lagesignale ableitenden Flankendetektor (22). Der Richtungsdiskriminator enthält zwei D-Flipflops (23, 24), denen das eine Lagesignal (B) verzögert und das andere (A) direkt am D-Eingang und das Taktsignal (T) des Flankendetektors (22) verzögert zugeführt wird. Aus den Ausgangssignalen der D-Flipflops (23, 24) erzeugt ein Summierglied (27) das Richtungssignal. Zwischen dem Flankendetektor (22) und dem Lagezähler liegt ein durch durch vier teilender Frequenzteiler (5).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Inkremental-Digital-Umsetzer zum Umsetzen zweier phasenverschobener Lagesignale eines Impulsgebers, die die Lage und Richtung eines in zwei entgegengesetzten Richtungen bewegbaren Gegenstands darstellen, in eine die Lage digital darstellende Größe mit einem reversiblen Lagezähler und einem aus den Lagcsignalen (A. B) ein die Zählrichtung des Lagezählers bestimmendes Richtungssignal (B) und vom Lagezähler zu zählende Taktimpulse ableitenden Signalgenerator, der einen aus jeder Flanke des einen Lagesignals einen Taktimpuls ableitenden Flankendetektor und einen Richtungsdiskriminator aufweist, dem zur Erzeugung des Richtungssignals einerseits die Taktimpulse des Flankendetektors und andererseits die Lagesignale zuführbar sind und der ein Flipflop aufweist, dem das eine Lagesignal zuführbar ist.
Der Impulsgeber hat üblicherweise ein sehr hohes Auflösungsvermögen, so daß schon bei einer äußerst geringen Bewegung des bewegbaren Gegenstands eine Vielzahl von Lageimpulsen erzeugt werden. Aufgrund ίο dieses hohen Auflösungsvermögens können auch Lageimpulse bei einer Bewegung des bewegbaren Gegenstands entgegengesetzt zur gewünschten Bewegungsrichtung, z. B. aufgrund von Erschütterungen oder Vibrationen im Stillstand des bewegbaren Gegenstands, erzeugt werden. Bei einem bekannten Umsetzer der gattungsgemäßen Art (DE-OS 25 54 771) werden diese Fehlimpulse (Falschwegimpulse) bei Feststellung einer Bewegung gegen die festgelegte Richtung unter Sperrung der Ausgabe der vom Lagezähler zu zählenden Zählimpulse in einem eigens für die Fehlimpulse vorgesehenen reversiblen Zähler aufsummiert und nach dem Übergang der Störbewegung in die festgelegte Richtung die Ausgabe von Zählimpulsen an den Lagezähler erst freigegeben, wenn die Anzahl der aufgetretenen Zählimpulse die Summe der in der entgegengesetzten Richtung angefallenen Zählimpulse überschreitet. Hierbei entspricht der Zählerstand des Lagezählers nicht jederzeit genau der Lage des bewegten Gegenstands, jedenfalls dann nicht, während der bewegte Gegenstand in der falschen Richtung läuft, aber auch bei Umkehr in die richtige Bewegungsrichtung solange nicht, bis er den anfänglichen Umkehrpunkt wieder erreicht hat. Wenn der Fehlimpulszähler zu Beginn einer Bewegung des bewegbaren Gegenstands noch gefüllt ist, muß er zunächst erst durch »Richtigwegimpulse« leergezählt werden, bevor der eigentliche Lageistwert-Zählvorgang beginnen kann. Dies ist in vielen Anwendungsfällen, z. B. bei der Indexsteuerung eines Drehtisches und vielen Werkzeugmaschinen-Steuerungen, von Nachteil, da der erste Teil der Bewegung hierbei nicht erfaßt wird. Sodann werden bei dem bekannten Umsetzer die Taktimpulse nur aus den Flanken des einen Lagesignals abgeleitet. Dies ermöglicht keine zuverlässige Phasendiskriminierung der Lagesignale, um die Bewegungsrichtung festzustellen, weil zum einen die Toleranzen in den Tastverhältnissen der Lagesignale verhältnismäßig groß sind, z.B. ±10% betragen, während zum anderen die Phasenverschiebung der beiden Lagesignale von der normalen Phasenverschiebung von 90° um ±45°, d.h. um 50%, abweichen kann. Derartige Toleranzfehler gehen unmittelbar in die Auszählung des Lageistwerts ein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Umsetzer der gattungsgemäßen Art anzugeben, der die Lage des bewegbaren Gegenstands, auch bei Bewegung in der falschen Bewegungsrichtung, mit höherer Genauigkeit erfaßt.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das eine Flipflop ein D-Flipflop ist, dessen D-Eingang das Lagesignal (B) über ein Verzögerungsglied zugeführt wird, daß der Richtungsdiskriminator ein zweites D-Flipflop, dessen D-Eingang das andere Lagesignal (A) unmittelbar zugeführt wird, und ein den beiden D-Flipflops nachgeschaltetes Summicrglied aufweist, daß den beiden Eingängen des Flankendetektors b5 die Lagesignale (A, B) unmittelbar zugeführt werden und daß die Impulse des Flankendetektors den Takteingängen (C)dcr D-Flipflops zugeführt werden.
Bei dieser Ausbildung entspricht der Zählwert des
3 4
Lagezählers jederzeit dem Istwert der Lage des beweg- Ein vom Sollwertgeber 7 digital vorgegebener Sollbaren Gegenstands. Ein Zähler für Fehlimpulse entfällt wert wird mit einem vom Lagezähler 6 digital vorgege-AlIe Flanken beider Lagesignale abzutasten hat den benen Lageistwert im Regler 1 verglichen. Eine sich bei Vorteil, daß eine Änderung der Bewegungsrichtung des dem Vergleich ergebende Differenz, die Regelabweibewegbaren Gegenstands im frühestmöglichen Zeit- 5 chung, wird in ein analoges Stellsignal umgesetzt und punkt mit hohem Auflösungsvermögen festgestellt wird. über eine Leitung 8 dem Stellmotor 2 zugeführt. Dieser Die Diskriminierung der Bewegungsrichtung erfolgt verstellt in Abhängigkeit von diesem Stellsignal, gegedurch die Verwendung der D-Flipflops und des Sum- benenfalls über ein Getriebe mit Kegelrädern 9 und miergliedes mit sehr geringem Aufwand. Das Verzöge- einer Spindel 10, einen bewegbaren Gegenstand 11. z. B. rungsglied stellt sicher, daß der unmittelbar vor einer io den Tisch einer Werkzeugmaschine, in der einen oder Flanke des einen Lagesignals vorhandene Wert dieses anderen durch den Doppelpfeil 12 angedeuteten Bewe-Lagesignals mit dem vor der folgenden Flanke des ande- gungsrichtung.
ren Lagesignals vorliegenden Wert des anderen Ladesi- Die Drehwinkelstellung, Anzahl von Umdrehungen gnals in dem Summierglied zur Riehtungsdiskriminie- und Drehrichtung der Welle 13 des Stellmotors 2 und rung verglichen werden kann. Ebenso kann der vor ei- 15 damit die Lage und Bewegungsrichtung des bewegbaner Flanke des einen Lagesignals vorliegenden Amplitu- ren Gegenstands 11 wird durch den ebenfalls mit der denwert mit dem unmittelbar nach einer Flanke des Welle 13 gekoppelten Impulsgeber 3 mit zwei Ausanderen Lagesignals vorliegenden Amplitudenwert ver- gangsleitungen 14 und 15 in zwei zueinander etwa um glichen werden. 90° phasenverschobene Lagesignale A und B mit recht-Andere Lösungen der genannten Aufgabe sind aus 20 eckigem Verlauf und einem Tastverhältnis (Verhältnis der US-PS 26 56 106 und der US-PS 30 28 589 bekannt, von Impulsdauer zu Periodendauer) von etwa 0,5 umgebei denen Richtungsdiskriminatoren mit jeweils zwei setzt. Je nachdem, ob das eine Lagesignal A gegenüber Flipflops zur Aufnahme der Lagesignale und ein diesen dem anderen Ladesignal B in der Phasenlage voreilend nachgeschaltetes Summierglied verwendet werden. oder nacheilend ist, bedeutet dies, daß der Stellmotor 2
Sodann ist vorzugsweise dafür gesorgt, daß zwischen 25 bzw. der bewegbare Gegenstand 11 in der einen oder
dem Ausgang des Flankdendetektors und dem Taktein- anderen Richtung angetrieben wird. Die Anzahl der Im-
gang des einen D-Flipflops ein Verzögerungsglied liegt, pulse beider Lagesignale A und B seit Beginn der Bewe-
dessen Verzögerungszeit kleiner als die Verzögerungs- gung ist dagegen ein Maß für den zurückgelegten Weg
zeit des dem D-Eingang vorgeschalteten Verzögerungs- bzw. die Lage des bewegbaren Gegenstands 11 in bezug
gliedes ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß sich 30 auf den Ausgangspunkt der Bewegung.
der Amplitudenwert des anderen Lagesignals vor der Zu diesem Zweck enthält der Impulsgeber 3 einen
Abtastung unmittelbar nach der Flanke dieses Lagesi- durch den Stellmotor 2 angetriebenen Rastermaßstab
gnals stabilisiert hat. 16, dessen Raster durch räumlich zueinander entspre-
Bei den Verzögerungsgliedern kann es sich um inte- chend der gewünschten 90°-Phasenverschiebung der
grierende /?C-Glieder handeln. Deren Aufbau ist beson- 35 Lagesignale versetzte Fühler abgetastet und über Im-
ders einfach, da man mit lediglich einem ohmschen Wi- pulsformer 17,18 in die recheckförmigen Lagesignale A
derstand und einem Kondensator auskommt. und B umgeformt wird.
Zwischen dem Ausgang des Flankendetektors und Die Lagesignale A und B werden dem Signalgenera-
dem Taktimpulseingang des Lagezählers liegt Vorzugs- tor 4 zugeführt. Dieser leitet aus dem Vorzeichen der
weise ein die Pulsfrequenz durch vier teilender Fre- 40 relativen Phasenverschiebung der Lagesignale A und B
quenzteiler. Dieser Frequenzteiler beseitigt durch To- ein Richtungssignal R auf einer Ausgangsleitung 19 und
leranzen der Tastverhältnisse beider Lagesignale verur- aus allen Flanken beider Lagesignale A und B je einen
sachte Frequenzschwankungen der aus allen Flanken Taktimpuls fauf einer zweiten Ausgangsleitung 20 ab.
der Lagesignale abgeleiteten Taktimpulse, da er nur je- Zu diesem Zweck enthält der Signalgenerator 4 einen
den vierten Taktimpuls zur Zählung an den Lagezähler 45 Richtungsdiskriminator 21 und einen Flankendetektor
weitergibt und die Zeitabstände aller vierten Taktimpul- 22. Der Richtungsdiskriminator 21 enthält zwei D-FHp-
se, trotz unterschiedlicher Tastverhältnisse beider Lage- flops 23 und 24, ein dem D-Eingang des Flipflops 24
signale, bei konstanter Bewegungsgeschwindigkeit des vorgeschaltetes Verzögerungsglied 25, ein dem Taktein-
bewegbaren Gegenstands konstant sind. gang C beider Flipflops 23 und 24 vorgeschaltetes zwei-
Auch der Frequenzteiler kann einen reversiblen Im- 50 tes Verzögerungsglied 26 und ein mit den Q-Ausgängen pulszähler aufweisen, dessen Zählrichtungseingang mit (den »wahren« Ausgängen) beider Flipflops 23 und 24 dem Ausgang des Richtungsdiskriminators verbunden verbundenes Summierglied 27 in Form eines EXCLU-ist. Die Zählrichtung dieses Impulszählers wird daher SIV-ODER-Verknüpfungsgliedes. Die Verzögerungsgleichzeitig mit der Umkehr der Bewegungsrichtung zeit fi des Verzögerungsgliedes 25 ist wesentlich kleiner des bewegbaren Gegenstands umgekehrt, so daß Fehl- 55 als die Hälfte der kleinsten Periodendauer eines der Zählungen bei Umkehr der Bewegungsrichtung vermie- Lagesignale A und B und die Verzögerungszeit (2 kleiden werden. ner als f|. Die Verzögerungsglieder 25 und 26 bewirken
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden eine Verzögerung der Vorder- und Rückflanken ihrer
nachstehend anhand der Zeichnung, die ein bevorzugtes Eingangssignale um die gleiche Verzögerungszeit fi
Ausführungsbeispiel darstellt erläutert. Es zeigt t>o bzw. (2.
F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Lageregelkreises mit Der Flankendetektor 22 enthält eingangsseitig ein mit
einem erfindungsgemäßen Umsetzer und die den Leitungen 14 und 15 verbundenes EXCLUSIV-
F i g. 2 bis 4 Zeitdiagramme von Signalen, die in dem ODER-Verknüpfungsglied 28, ein mit dem Ausgang des
Lageregelkreis nach Fig. 1 auftreten. EXClUSI V-ODER-Verknüpfungsgliedes 28 über eine
Der in F i g. 1 dargesfellte Lageregelkreis enthält ei- 65 Leitung 29 verbundenes Verzögerungsglied 30 mit der
iien Regler 1, einen Stellmotor 2, einen Impulsgeber 3, gleichen Verzögerungszeit fi wie das Verzögerungs-
einen SignalgeneriUor Λ. einen Frequenzteiler 5, einen glied 25 und ein weiteres EXCLUSIV-ODER-Verknüp-
Lagezähler 6 und (.-inen Sollwertgeber 7. fungsglied 31, dessen einer Eingang über eine Leitung
32 mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes 30 und dessen anderer Eingang über eine Leitung 33 und die Leitung 29 direkt mit dem Ausgang des EXCLUSIV-ODER-Verknüpfungsgliedes 28 verbunden ist. Die am Ausgang des Flankendetektors 22 bzw. des EXCLU-SIV-ODER-Verknüpfungsgliedes 31 erzeugten Taktimpulse T werden über eine Leitung 34 einerseits dem Eingang des Verzögerungsgliedes 26 und andererseits über ein NICHT-Glied 35 als invertierte Taktimpulse T der Ausgangsleitung 20 zugeführt.
Der Frequenzteiler 5 enthält einen reversiblen Impulszähler 36, der die Frequenz der seinem Takteingang C über die Leitung 20 zugeführten Taktimpulse Γ durch vier dividiert, d. h. bei jedem vierten Taktimpuls deinen Ausgangs-Taktimpuls Tt auf einer Ausgangsleitung 37 erzeugt, die mit dem Takteingang C des Lagezählers 6 verbunden ist.
Ferner enthält der Frequenzteiler 5 ein die Ausgangssignale Qx und Qi des Impulszählers 36 verknüpfendes NAND-Verknüpfungsglied 38, das über ein Verzögerungsglied 39 mit dem einen Eingang eines NAND-Gliedes 40 mit Kippverhalten verbunden ist.
Ferner wird das Ausgangssignal Q über ein weiteres Verzögerungsglied 41 dem anderen Eingang des NAND-Verknüpfungsgliedes 40 zugeführt. Die Verzörungszeiten h der Verzögerungsglieder 39 und 41 sind kleiner als fi können jedoch auch gleich dieser gewählt sein.
Der Ausgang des NAND-Verknüpfungsgliedes 40 ist über die Leitung 37 mit einem Setzeingang P des Impulszählers 36 verbunden, der bei Erhalt eines 1 -Signals bewirkt, daß der Zähler 36 auf eine Zahl vorangestellt wird, die in Form binärer Signale an den Eingängen Pi bis Pt, anliegt Bei dieser Zahi handelt es sich um die Binärzahl »0001«, d. h.die Dezimalzahl »!«,oder um die Binärzahl »0100«, d. h. die Dezimalzahl »4«, je nachdem, ob das dem Eingang Px direkt oder dem Eingang P3 über ein NICHT-Glied 32 invertiert zugeführte Richtungssignal R ein 1 -Signal oder ein 0-Signal ist.
Das Richtungssignal R wird außerdem Zählrichtungs-Steuereingängen U/D der Zähler 6 und 36 zugeführt, wobei die Zähler bei einem 1-Signal R »vorwärts« und bei einem 0-Signal R »rückwärts« zählen.
Nachstehend wird die Wirkungsweise des in Fig. ! dargestellten Regelkreises, insbesondere des durch den Signalgenerator 4. den Frequenzteiler 5 und den Lagezähler 6 gebildeten Inkremental-Digital-Umseizers unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die F i g. 2 bis 4 näher beschrieben.
Aus den Lagesignalen A und B nach F i g. 2, deren relative Phasenlage ein Rückwärtszählen des Lagezählers ö erfordern möge (R = »0«), erzeugt das EXCLU-SIV-ODER-Verknüpfungsglied 28 das Signal S(Fig. 1 und 2), dessen Frequenz doppelt so hoch wie die eines der Lagesignale A und B ist und das ebenfalls ein Tastverhältnis von 0,5 aufweist Am Ausgang des Verzögerungsgliedes 30 tritt daher ein gegenüber dem Signal S um die Zeit it verzögertes Signal 5'(Fig. 1 und 2) auf. Dieses Signal S' wird im Verknüpfungsglied 31 nochmals einer EXCLUS!V-ODER-Verknüpfung mit dem μ unverzögerten Signal S unterzogen, so daß sich auf der Leitung 34 die Taktimpulse Γ(Fig. 1 und 2) ergeben, deren Frequenz jedoch viermal so hoch wie die der Lagesignale A und B ist. Die Vorderflanken der Taktimpulse rfallen mit allen Flanken der Lagesignale A und B zusammen. Die Dauer der Taktimpulse Tentspricht der Verzögerungszeit tx des Verzögerungsgliedes 30. Die TaktimDulse T werden durch das NICHT-Glied 35 invertiert, da das Weiterschalten des Zählers 36 durch die Vorderflanken (die 0-1-Übergänge), der dem Takteingang Czugeführtcn Taktimpulse Terfolgt, aber gegenüber den Flanken der Sinale A und B etwas verzögert sein sollte, damit sich nach einem mit der Vorderflanke des Taktsignals !"synchronisierten Amplitudenwechsels des Richtungssignals R dessen Amplitude stabilisiert hat, bevor der Zähl Vorgang beginnt.
Die Taklimpulse T werden außerdem den Takteingängen C der Flipflops 23 und 24 als um die Verzögerungszeit h verzögerte Taktimpulse T' zugeführt. Während das Lagesignal A dem D-Eingang des Flipflop 23 direkt zugeführt wird, wird das Lagesignal B dem D-Eingang des Flipflop 24 als durch das Verzögerungsglied 25 um die Verzögerungszeit Ix verzögertes Lagesignai B' zugeführt. Das Einspeichern der jeweils an den D-Eingängen anstehenden Informationen in die Flipflops 23 und 24 erfolgt jeweils mit der Vorderflanke (dem 0-1-Übergang) eines dem Takteingang C zugeführten Taktimpulses V, d. h. wenn am D-Eingang eines der D-Flipflops 23 und 24 ein 1-Signal ansteht und anschließend ein Taktimpuls am Takteingang C auftritt, wird das betreffende D-Flipflop so gekippt, daß an seinem Q-Ausgang ebenfals ein 1-Signal auftritt. Wenn es bereits am Q-Ausgang ein 1 -Signal aufwies, bleibt dieses 1-Signal vorhanden. Jeder Informationswechsel (1-0- oder 0-1-Übergang) am D-Eingang wird erst mit dem folgenden Taktimpuls T eingespeichert. Das Summierglied 27 erzeugt immer dann ein Richtungssignal R = »1« (»Vorwärtszählen«), wenn die Signale an den Q-Ausgängen der Flipflops 23 und 24 verschieden sind, andernfalls das Richtungssignal R — »0« (»Rückwärtszählen«). Wenn daher das Lagesignal B unmittelbar vor einer Flanke des Lagesignais B mit dem Lagesignal A vor der folgenden Flanke des Lagesignals A übereinstimmt oder wenn das Lagesignal B nach einer Flanke des Lagesignals B mit dem Lagesignal A unmittelbar nach der folgenden Flanke des Lagesignals A übereinstimmt, erzeugt das Summierglied 27 ein 0-Signal (»Rückwärtszählen«). Da die Taktimpulse aus den Flanken der Lagesignale abgeleitet werden, ein Taktimpuls aber jeweils auch den Wert des Lagesignals unmittelbar vor der den Taktimpuls auslösenden Flanke des Lagesignals erfassen (einspeichern) soll, wird das Lagesignal B durch das Verzögerungsglied 25 um die Zeit /1 verzögert, so daß die aus den Flanken des Lagesignals B abgeleiteten Taktimpulse Γ stets um die Zeit fi vor der betreffenden Flanke des verzögerten (tatsächlich abgetasteten) Lagesignals B' auftreten (vergl. B' und T in Fig. 2). Andererseits sollen die Taktimpulse jedoch auch einen unmittelbar hinter einer sie auslösenden Flanke des Lagesignals A auftretenden Wert des Lagesignals A erfassen. Daher sind die die Lagesignale A und B tatsächlich abtastenden Taktimpulse T zusätzlich um die Zeit f2 gegenüber den unmittelbar aus den Flanken der Lagesignale abgeleiteten Taktimpulsen Tverzögert, um sicherzustellen, daß sich das Lagesignal A nach seiner den betreffenden Taktimpuls auslösenden Flanke auf dem neuen Wert stabilisiert hat, bevor der Taktimpuls T auftritt Da die Taktimpulse V, wie dargelegt auch vor den sie auslösenden Flanken des Lagesignals E liegen müssen, ist /2 kleiner als ti gewählt Anstelle des die Antivalenz (Ungleichheit) der Lagesignale A und B nach der Schaltfunktion (A & B) (A & B) feststellenden EXCLUSIV-ODER-Verknüpfungsglieder 27 (wobei in der Schaltfunktion »&« eine U N D-Verknüpfung und » « eine ODER-Verknüpfung bedeuten) kanr auch ein die Äquivalenz nach der Schaltfunktior
(A & B) (A & B)feststellendes Verknüpfungsglied als Summierglied 27 vorgesehen sein, wenn die Zähler 6 und 36, die beide das Richtungssignal R erhalten, bei der in F i g. 2 darstellenden relativen Phasenlage der Lagesignale A und B nicht rückwärts, sondern vorwärts zählen sollen.
Der Zweck des Frequenzteilers 5 sei kurz anhand von F i g. 4 erläutert: In der Praxis können die Tastverhältnisse der Lagesignale A und B von 0,5 abweichen, z. B. aufgrund von Herstellungstoleranzen der Impulsgeber 3 und 17. Derart phasenverschobene Lagesignale A und B führen zu einer Taktimpulsfolge, wie in Fig.4 zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt. Die Folge ist, daß aus den Flanken dieser Lagesignale A und B abgeleitete Taktimpulse T(F i g. 4) ebenfalls unterschiedliche Abstände aufweisen. Trotz gleichmäßiger Drehung der Welle 13 bzw. gleichmäßiger Bewegung des Gegenstands 11 würde daher die Istwerterfassung im Lagezähler 6 ungleichmäßig erfolgen, so daß der Regelvorgang instabil oder der anzufahrende Sollwert nicht genau erreicht werden könnte. Aufgrund der Frequenzuntersetzung der Taktimpulse auf ein Viertel ergibt sich dagegen ein gleichmäßiger Impulsabstand bei den Ausgangs-Taktimpulsen 74 des Frequenzteilers 5, weil in der Praxis zwar das Tastverhältnis der Lagesignale A und B unterschiedlich sein kann, ihre Frequenz bzw. Periodendauer bei konstanter Geschwindigkeit des bewegbaren Gegenstandes jedoch konstant ist. Darüber hinaus kommt man für den Lagezähler 6 mit kleinerer Zählkapazität gegenüber der eines bei allen oder jedem zweiten Taktimpuls einen Zählschritt ausführenden Lagezählers (bezogen auf die gleiche maximal auszuzählende Wegstrecke des bewegbaren Gegenstands) aus.
Damit der binär zählende Zähler 36 des Frequenzteilers 5 bei jedem vierten Taktimpuls Γ einen Ausgangsimpuls Co (F i g. 2) bzw. der Frequenzteiler 5 bei jedem vierten Taktimpuls feinen Ausgangs-Taktimpuls T4 erzeugt, wird der Zähler 36 durch jeden Ausgangs-Taktimpuls T4 wieder auf einen durch das Richtungssignal R über die Voreinstelleingänge P1 bis P4 bestimmten Anfangswert zurückgestellt, also entweder auf »0001« = 1 oder »0100« = 4. Beim Vorwärtszählen durchläuft der Zählwert des Zählers 36 in Dezimalschreibweise zyklisch die Zahlenfolge 1,2, 3,4,1,2,3,4, 1, 2,... usw. Beim Übergang von »4« auf »1« nimmt der Zähler 36 flüchtig den Zählwert »5« = »0101« ein, bei dem die Ausgangssignale Q\ und Q} (Fig.3) beide »1« sind. Dies wird durch das NAND-Glied 38 durch Abgabe eines 0-Signals 538 festgestellt, das durch das Verzögerungsglied 39 um eine Zeit i3 verzögert und durch das NAND-Glied invertiert dem Rückstelleingang P des Zählers 36 als Rückstellimpuls (bzw. dem Ausgang des Frequenzteilers 5 als Ausgangs-Taktimpuls) T4 zugeführt wird. Dadurch wird der Zähler 36 auf »1« ( = »0001«) zurückgestellt, so daß der Zählvorgang mit 1, 2, 3,... fortgesetzt wird.
Beim Rückwärtszählen (R =»1«) durchläuft der Zählwert des Zählers 36 die genannte Zahlenfolge umgekehrt, d. h. in der Reihenfolge 4, 3, 2, 1, 4, 3,... usw. Beim Übergang von »1« auf »4« erzeugt der Zähler 36 einen 0-Impuls Cö (F i g. 2), der durch das Verzögerungsglied 41 um die Zeit t3 verzögert und durch das NAND-Glied 40 invertiert wird, so daß am Ausgang des NAND-Gliedes 40 der Rücksetz- bzw. Taktimpuls T4 auftritt, der die Rückstellung des Zählers 36 auslöst und damit das Ende des 0-Impulses C0 bestimmL Die Dauer der Ausgangs-Taktimpulse entspricht dabei ebenfalls der Verzögerungszeit i>
Der Lage/.ähler 6 zählt die ihm während der Dauer des 1-Signales R zugeführten Taktimpulse T4 in Vorwärisrichiung und die ihm während der Dauer des Rückwärtssignals R - 0 zugeführten Taktimpulse Γ4 in Rückwärtsrichtung, so daß der Zählwert des Lagezählers 6 jederzeit dem Istwert der Lage des bewegbaren Gegenstands 11 entspricht. Dieser Istwert wird mit dem am Sollwertgeber 7 eingestellten Sollwert im Regler 1 verglichen, um die Lage des bewegbaren Gegenstands 11 bei Vorliegen einer Regelabweichung entsprechend nachzuregeln.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Inkremental-Digital-Umsetzer zum Umsetzen zweier phasenverschobener Lagesignale eines impulsgebers (3), die die Lage und Richtung eines in zwei entgegengesetzten Richtungen bewegbaren Gegenstands (11) darstellen, in eine die Lage digital darstellende Größe mit einem reversiblen Lagezähler (6) und einem aus den Lagesignalen (A, B) ein die Zählrichtung des Lagezählers (6) bestimmendes Richtungssignal (R) und vom Lagezähler zu zählende Taktimpulse ableitenden Signalgenerator (4), der einen aus jeder Flanke des einen Lagesignals einen Taktimpuls (T) ableitenden Flankendetektor (22) und einen Richtungsdiskriminator (21) aufweist, dem zur Erzeugung des Richtungssignals (R) einerseits die Taktimpulse (T) des Flankendetektors (22) und andererseits die Lagesignale (A, B) zuführbar sind und der ein Flipflop (24) aufweist, dem das eine Lagesignal (B) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Flipflop ein D-Flipflop (24) ist, dessen D-Eingang das Lagesignal (B) über ein Verzögerungsglied (25) zugeführt wird, daß der Richtungsdiskriminator (21) ein zweites D-Flipflop (23), dessen D-Eingang das andere Lagesignal (A) unmittelbar zugeführt wird und ein den beiden D-Flipflops (23, 24) nachgeschaltetes Summierglied (27) aufweist, daß den beiden Eingängen des Flankendetektors (22) die Lagesignale (A, B) unmittelbar zugeführt werden und daß die Impulse des Flankendetektors (22) den Takteingängen (C) der D-Flipflops (23,24) zugeführt wurden.
2. Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Flankendetektors (22) und dem Takteingang (C) des einen D-Flipflops (24) ein Verzögerungsglied (26) liegt, dessen Verzögerungszeit (ti) kleiner als die Verzögerungszeit (t\) des dem D-Eingang vorgeschalteten Verzögerungsgliedes (25) ist.
3. Umsetzer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsglieder (25,26) integrierende RC-Glieder sind.
4. Umsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Fiankendetektors (22) und dem Taktimpulseingang (C) des Lagezählers (6) ein die Pulsfrequenz durch vier teilender Frequenzteiler (5) liegt.
5. Umsetzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler (5) einen reversiblen Impulszähler (36) aufweist, dessen Zählrichtungseingang (U/D) mit dem Ausgang des Richtungsdiskriminators (21) verbunden ist.
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