DE3937572A1 - Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignale - Google Patents
Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignaleInfo
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- G08C23/06—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems through light guides, e.g. optical fibres
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung minde
stens zweier als Impulsfolgen erzeugter Informationssignale,
die in einer definierten phasenrelation zueinander stehen und
hinsichtlich der Anzahl der erzeugten Impulse die Information
über inkrementale Änderungen einer Meßgröße sowie - in der
Summe der Impulse - den Absolutbetrag der Meßgröße und hinsicht
lich der Phasenlage die Informationen über den Änderungssinn
der Meßgröße enthalten, und mit den weiteren, im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.
Derartige Übertragungseinrichtungen sind aus der Technik der
CNC(Computer Numeric Control) -gesteuerten Werkzeug- und Bearbei
tungsmaschinen allgemein bekannt, wo sie zu dem Zweck benötigt
werden, mit - dem Betrage nach kleinen, durch die benötigte
Genauigkeit der Bearbeitung bestimmten - inkrementalen Posi
tionsänderungen eines zur Bearbeitung eines Werkstückes vor
gesehenen Werkzeuges verknüpfte - elektrische - Ausgangsimpulse
einer Positions-Sensor-Einrichtung zu einer Auswertungsstufe
eines zentralen Rechners zu übertragen, die durch eine ver
gleichende und logisch verknüpfende Verarbeitung sowohl der
Signalpegel als auch der Phasenlage solcher Impulsfolgen gegen
einander die Richtung der Positionsänderung, allgemeiner den
Änderungssinn der Meßgröße, erkennt und aus einer abzählenden,
den Änderungssinn jeweils berücksichtigenden - algebraischen -
Summierung der Impulszahlen die absolute Position des Werk
zeuges ermittelt und auf diese Weise die für die weitere Bewe
gungssteuerung des Werkzeuges erforderliche Kenntnis seiner
jeweiligen Ist-Position vermittelt. Im Rahmen diesbezüglich
geeigneter Sensor-Einrichtungen sind zwei Detektoren vorgesehen,
deren Impuls-Ausgangssignale eine Phasenverschiebung von 90°
gegeneinander haben, was sich durch eine versetzte Anordnung
der beiden Detektoren gegenüber einer mit äquidistanten Markie
rungen, in deren Abstände voneinander der Betrag der inkremen
talen Änderung kodiert ist, versehenen Geberscheibe erreichen
läßt, die mit translatorischen oder rotatorischen Bewegungen
des Werkzeuges korrelierte Drehungen ausführt, wobei, wann
immer eine der Markierungen an einem der beiden Detektoren
vorbeitritt, ein die Ausführung einer inkrementalen Positions
änderung anzeigender Ausgangsimpuls ausgelöst wird. Die Über
tragungsstrecke von der Sensoreinrichtung zur Verarbeitungsstufe
ist dabei in aller Regel durch elektrisch leitende draht- oder
litzenförmige Signalleitungen realisiert, wobei jedem der beiden
Detektoren je eine Signalleitung zugeordnet ist, und, falls im
Rahmen der Sensor-Einrichtung auch noch ein Referenzsignalgeber
vorgesehen ist, der für eine oder mehrere ausgezeichnete Posi
tionen der Geberscheibe charakteristische Ausgangssignale
erzeugt, auch zur Übertragung der Ausgangssignale dieses Detek
tors eine eigene Signalleitung vorgesehen ist.
Nachteilig an solchen konventionellen Übertragungseinrichtungen
mit elektrisch leitenden Übertragungsstrecken ist vor allem
deren Empfindlichkeit gegen elektrische Störimpulse, die beim
Ein- und Ausschalten, aber auch im Betrieb in der Nähe befind
licher elektrischer Antriebselemente auftreten können und ein
in der Frequenzskala weit gefächertes Störspektrum erzeugen,
das in die Signalleitungen, ungeachtet aufwendiger Abschirmungs
maßnahmen eingekoppelt werden kann. Es kommt hinzu, daß aufgrund
einer kaPazitiven Wechselwirkung der zwangsläufig in unmittel
barer Nähe zueinander verlegten Signalleitungen ein insbesondere
bei hohen Impulsfrequenzen störendes "Verschleifen" der Impuls
flanken der verschiedenen Impulsfolgen auftreten kann, was
deren Auswertung erschwert bzw. die ausnutzbaren Übertragungs
frequenzen begrenzt.
Zwar kann zumindest der Nachteil der Störanfälligkeit der Über
tragungsstrecke dadurch vermieden werden, daß diese durch
optische Fasern realisiert wird, über die den Ausgangssignalen
der verschiedenen Detektoren entsprechende, gepulste Lichtströme
der Auswertungsstufe zugeleitet und dort mittels fotoelektri
scher Detektoren wieder in elektrische Impulsfolgen umgewandelt
werden, die von der zentralen Auswertungsstufe verarbeitet
werden können, was aber mit einem nicht unerheblichen techni
schen Aufwand verknüpft ist, da nicht nur die zur Realisierung
der Übertragungsstrecke benötigten optischen Fasern, die teurer
als elektrische Signalleitungen sind, sondern auch die zur
Erzeugung der gepulsten Lichtströme wie auch zu deren Empfang
erforderlichen elektro-optischen Wandler und fotoelektrischen
Detektoren in der der Zahl der Detektoren der Sensoreinrichtung
erforderlichen Multiplizität vorgesehen werden müssen.
Auch könnte, um wenigstens im Bereich der faseroptischen Über
tragungsstrecke eine gewisse Vereinfachung zu erzielen, daran
gedacht werden, nur eine einzige optische Faser vorzusehen und
für die Übertragung der von verschiedenen Detektoren der Sensor
einrichtung erzeugten Impulsfolgen gepulste Lichtströme mit
unterschiedlichen Wellenlängen auszunutzen. Bei einer derartigen
Realisierung der Übertragungseinrichtung ergäbe sich jedoch
ein erheblicher Mehraufwand sowohl hinsichtlich der Einkopplung
der von den bei unterschiedlichen Wellenlängen arbeitenden
elektro-optischen Wandlern erzeugten Ausgangslichtströme als
auch hinsichtlich der Auskopplung von Ausgangs-Teillichtströmen
aus der die Übertragungsstrecke bildenden optischen Faser auf
die für die unterschiedlichen Wellenlängen empfindlichen Detek
toren, so daß eine Wellenlängen-selektive Übertragung von
Sensor-Ausgangssignalen auf eine zentrale Auswertungsstufe
allenfalls dann sinnvoll sein könnte, wenn diese Auswertungs
stufe "sehr weit" von der Sensoreinrichtung entfernt wäre, was
aber in praxi nicht der Fall ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der ein
gangs genannten Art anzugeben, deren Übertragungsstrecke bei
gleichwohl einfachem Gesamtaufbau der Übertragungseinrichtung
mittels einer einzigen optischen Faser realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die hiernach für jeden Flankenimpuls, dessen Auslösung
eine Änderung der Meßgröße um ein vorgegebenes Inkrement
anzeigt, vorgesehene Kodierung des Änderungsinnes der Meßgröße
ist es möglich, sämtliche Flankenimpulse über einen einzigen
- faseroptischen - Übertragungskanal der Auswertungsstufe
zuzuleiten, wenn diese, wie weiter erfindungsgemäß vorgesehen,
mit einer Dekodierstufe als Eingangsstufe vorgesehen ist, die
aus einer Analyse der Impulsform der übertragenen Impulse
erkennt, ob es sich bei diesen, für sich oder zu mehreren
betrachtet, um Änderungsimpulse in "Vorwärts"- oder "Rückwärts"-
Richtung handelt, wobei auch im Rahmen der Auswertungsstufe
zum Nachweis der Lichtimpulse nur ein einziger fotoelektrischer
Detektor erforderlich ist. Bei der erfindungsgemäßen Übertra
gungseinrichtung ist somit bei gleichwohl einfachem Aufbau
derselben die für faseroptische Übertragungsstrecken generell
charakteristische Sicherheit gegen elektrische Störungen aus
nutzbar. Die für die aus den Lichtimpulsen abgeleiteten elek
trischen Impulse erforderliche Analysierstufe ist mit ver
gleichsweise einfachen elektronisch-schaltungstechnischen
Maßnahmen, zumindest mit wesentlich geringerem technischen
Aufwand durchführbar als eine optische Ein- und Auskopplung
der Wellenlänge nach verschiedener optischer Signale in eine
optische Faser und der Wellenlänge nach separierter Auskopplung
solcher Signale aus der optischen Faser.
Dies gilt insbesondere dann, wenn, wie gemäß Anspruch 2 vorge
sehen, der Änderungssinn der Meßgröße in die Impulsdauern der
für inkrementale Änderungen der Meßgröße erzeugten Impulse
kodiert ist, wobei durch den Anspruch 2 auch ein für die sichere
Unterscheidbarkeit der Impulsdauern günstiges Verhältnis
derselben angegeben ist.
Bei Beachtung der durch den Anspruch 3 angegebenen Relation
zwischen der Länge der als aus Kunststoff bestehend vorausge
setzten optischen Faser und den Dauern von Flankenimpulsen
sowie Impuls-Pausen zwischen solchen Flankenimpulsen gegebenen
falls verschiedener Dauer ist die Übertragungsstrecke ohne
weiteres noch mit einer Impuls-Übertragungsrate von 1 MHz
betreibbar, ohne daß sich ein "Verschleifen" der Impulsflanken
störend bemerkbar machen kann, das aufgrund der nicht idealen
Monochromasie der zur Verfügung stehenden Lichtimpulssender,
in der Regel lichtemittierende Dioden, sowie aufgrund der
Materialdispersion des Fasermaterials - Wellenlängenabhängigkeit
des Brechungsindex - zumindest in einem begrenzten Maß auftritt.
Mittels einer durch die Merkmale des Anspruchs 4 anhand ihrer
funktionellen Eigenschaften umrissenen, in vorteilhaft einfacher
Weise gemäß Anspruch 5 realisierbaren und für eine Dimensio
nierung der faseroptischen Übertragungsstrecke wie durch den
Anspruch 3 angegeben, gemäß Anspruch 6 ausgelegten Prüfschaltung
wird auf einfache Weise vermieden, daß in einem Betriebszustand
der Übertragungseinrichtung, in der sich die Meßgröße nicht
ändert und daher eine Situation gegeben ist, in der mit über
höhter Frequenz alternierend "Vorwärts"- und "Rückwärts"-Impulse
erzeugt werden können, ein zu großer Datenfluß über die Über
tragungsstrecke geleitet wird, der in der Auswertungsstufe
nicht mehr verarbeitet werden und im Vorwärts-/Rückwärts-Zähl
werk zu Fehlerbedingungen führen könnte.
Durch die Merkmale des Anspruchs 7 ist eine einfache Art der
Kodierung von Referenzimpulsen angegeben, die bei einem als
Winkelgeber ausgebildeten Gebersystem von einem dritten Detektor
pro Umdrehung der Geberscheibe des Sensor-Systems erzeugt
werden.
Wenn, wie gemäß Anspruch 8 vorgesehen, der faseroptischen Über
tragungsstrecke eine Synthesizer-Stufe nachgeschaltet ist, die
aus den wieder in elektrische Impulse gewandelten Ausgangssig
nalen des empfangsseitigen Detektors wieder die Impulsformen
der von den gebersystemseitigen Detektoren ausgesandten elek
trischen Impulse regeneriert, so kann diese Synthesizer-Stufe
an die Eingangs-Schnittstelle konventioneller, für die Rück
meldung von Positions-Signalen vorgesehener Auswertungsstufen
von CNC-Steuerungen angeschlossen werden, wodurch die erfin
dungsgemäße Einrichtung gleichsam mit konventionellen Verarbei
tungsstufen "kompatibel" wird.
Eine solche Synthesizer-Stufe ist mit der durch den Anspruch 9
angegebenen Ausbildung auf einfache Weise realisierbar.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungs
beispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Übertra
gungseinrichtung für ein Winkel-Gebersystem,
Fig. 2a und 2b Impulsdiagramme zur Erläuterung der Einrichtung gemäß
Fig. 1, und
Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktion einer
im Rahmen der Auswertungsstufe der Einrichtung gemäß
Fig. 1 vorgesehenen Prüfschaltung zur Begrenzung der
Impuls-Übertragungsrate bei konstanter oder quasi
konstanter Meßgröße.
Zweck der in der Fig. 1, auf deren Einzelheiten zunächst ver
wiesen sei, dargestellten, insgesamt mit 10 bezeichneten, erfin
dungsgemäßen Einrichtung zur Übertragung von - primär elektri
schen - Impulsfolgen von einem insgesamt mit 11 bezeichneten
Gebersystem zu einer von diesem entfernt angeordneten Auswer
tungs- und Verarbeitungseinheit 12 ist es, eine möglichst
störungsfreie Übertragung dieser Impulsfolgen zu gewährleisten.
Beim dargestellten, zur Erläuterung gewählten, speziellen Aus
führungsbeispiel ist das Gebersystem 11 als ein - für sich
bekanntes - fotoelektrisches Winkelstellungs-Meßsystem ausge
bildet, mittels dessen die Anzahl der Umdrehungen einer Welle 13
und innerhalb jeder Umdrehung dieser Welle deren auf eine
Referenzebene bezogene Winkelstellung mit einer bestimmten
inkrementalen Auflösung von z. B. 1° erfaßbar ist und dadurch
bei einer zur Bearbeitung eines nicht dargestellten Werkstückes
vorgesehenen CNC-gesteuerten, der Einfachheit halber ebenfalls
nicht dargestellten Werkzeugmaschine die Position des Bearbei
tungs-Werkzeuges überwachbar ist, die innerhalb enger Tole
ranzen, die kleiner sind als ein durch die Winkelauflösung des
Meßsystems 11 repräsentierter Positions-Änderungsschritt mit
den von der Welle 13 ausgeführten Umdrehungen korreliert ist.
Zum Zweck eines besseren Verständnisses nachfolgender, die
Gestaltung der Übertragungseinrichtung 10 betreffender Erläute
rungen, seien vorab Aufbau und Funktion des Gebersystems 11
kurz erläutert, das nach dem Prinzip arbeitet, Änderungen einer
Meßgröße - hier der Winkelstellung der Welle 13 - auf eine
damit korrelierte Intensitäts-Modulation eines oder mehrerer
Lichtströme abzubilden, dessen bzw. deren Intensität mittels
einer fotoelektrischen Detektoranordnung erfaßt wird.
Das Winkel-Meßsystem 11 umfaßt als Modulationselement eine
sich mit der Welle 13 drehende Geberscheibe 14, die beim darge
stellten, speziellen Ausführungsbeispiel als drehfest mit der
Welle 13 verbunden vorausgesetzt ist, die aber auch über ein
formschlüssig arbeitendes Getriebe, gegebenenfalls mit hoher
Übersetzung von der Welle 13 angetrieben sein könnte.
Diese Geberscheibe hat einen kreisringförmigen Umfangs
bereich 16, innerhalb dessen die Geberscheibe mit einem Radial
strichgitter 17 versehen ist, durch dessen Radialstriche 18
alternierend transparente und Licht-undurchlässige Zonen
gleicher Winkelbreite Δϕ markiert sind, der eine ganzzahlige
Teilung des Scheibenumfanges entspricht, deren Teilungsperiode
z. B. 1° ist, je nach Ausbildung des Radialstrichgitters, aber
auch erheblich kleiner sein kann und so weit verfeinert sein
kann, daß eine Winkelauflösung von 0,01° möglich ist (vergl.
"Elektronik" 14/7.7.1989, S.72-75).
Weiter ist eine - nicht dargestellte - Beleuchtungseinrichtung
vorgesehen, die als Beleuchtungs-Lichtstrom für einen Sektor-
Bereich der Winkelbreite Σ⌀ ein Parallel-Lichtbündel aussendet,
dessen zentrale optische Achse senkrecht zu der Geberscheibe 14,
d. h. parallel zu der zentralen Achse 19 der Welle 13 verläuft.
In Ausbreitungsrichtung dieses Parallel-Lichtbündels gesehen,
das in der Darstellung der Fig. 1 durch den gestrichelt einge
zeichneten kreisförmigen Rand 21 seines Bündelquerschnittes
repräsentiert ist, sind "jenseits" der Geberscheibe 14 zwei
fotoelektrische Detektoren 22 und 23 angeordnet, deren
Empfängerflächen, in der genannten Ausbreitungsrichtung gesehen,
innerhalb des von dem Radialstrichgitter 17 eingenommenen kreis
ringförmigen Umfangsbereiches 16 der Geberscheibe 14 liegen.
Zwischen der Lichtquelle und den beiden fotoelektrischen Detek
toren 22 und 23 sind, entweder zwischen der Lichtquelle und
der Geberscheibe 14 oder zwischen dieser und den Detektoren 22
und 23, vorzugsweise in der letztgenannten Anordnung, zwei den
beiden Detektoren 22 und 23 je einzeln zugeordnete, lediglich
schematisch angedeutete Abtastgitter 24 und 26 angeordnet, die
ebenfalls als Radialstrichgitter mit derselben Gitterkonstanten
wie das Radialstrichgitter 17 der Geberscheibe 14 ausgebildet
sind und in azimutaler wie radialer Richtung die Empfänger
flächen der beiden Detektoren 22 und 23 vollständig überdecken.
Diese Abtastgitter 24 und 26 bewirken, daß die Empfängerflächen
der fotoelektrischen Detektoren 22 und 23 vollständig abge
schattet sind, wenn die lichtundurchlässigen "Striche" der
Abtastgitter die Lücken zwischen den Strichen des Radialstrich
gitters 17 "abschatten" und die Detektoren 22 und 23 einen
Lichtstrom maximaler Intensität "sehen", wenn die Radial
striche 18 des Radialstrichgitters 17 der Geberscheibe 14 eine
deckungsgleiche Anordnung mit den Radialstrichen der Abtast
gitter 24 und 26 einnehmen.
Aufgrund des sich bei rotierender Geberscheibe 14 zwischen
deren Radialstrichgitter 17 und den Abtastgittern 24 und 26
ergebenden Moir´-Effektes wird, wenn sich die Winkelposition
der Geberscheibe 14 relativ zu dem Abtastgitter 24 bzw. dem
Abtastgitter 26 um eine Teilungsperiode 2 Δϕ ändert, jeweils
eine Variation des Ausgangs-Signalpegels der Detektoren 22 und
23 erreicht, die dem Signalpegel-Unterschied zwischen völliger
Abschattung der Detektorfläche und maximal möglicher Ausrichtung
derselben entspricht.
Die beiden Abtastgitter 24 und 26, die z. B. als Eingangsfenster
der beiden fotoelektrischen Detektoren 22 und 23 ausgebildet
sein können, sind im Rahmen des Gebersystems 11 in einem solchen
Winkelabstand voneinander angeordnet, daß sich zwischen den
- elektrischen - Ausgangssignalen der beiden fotoelektrischen
Detektoren 22 und 23 ein Phasenunterschied von 90° ergibt.
Bei einer solchen Anordnung der beiden fotoelektrischen Detek
toren 22 und 23 sind deren Ausgangssignale nach, für sich
bekannten, gängigen Auswertungsmethoden, sowohl in Einheiten
der - inkrementalen - Änderung der Meßgröße als auch hinsicht
lich des Änderungssinnes derselben auswertbar.
Vorausgesetzt, daß die Schwärzung der Radialstriche 18 der
Geberscheibe 14 sowie der Abtastgitter 24 und 26 jeweils gleich
mäßig ist, ergibt sich bei einer kontinuierlichen Rotation der
Geberscheibe 14 ein Dreieckwellen-förmiger Verlauf der Ausgangs
signale 27 und 28 der beiden Detektoren 22 und 23, welche diese
Ausgangssignale 27 und 28 mit einer Phasenverschiebung von 90°
gegeneinander erzeugen. Durch eine über die Winkelbreite Δϕ
der Radialstriche 18 variierende, im Zentrum kräftigere Schwär
zung derselben als an ihren Rändern, kann auch ein sinusoidaler
Verlauf dieser Ausgangssignale 27 und 28 der beiden Detek
toren 22 und 23 erzielt werden, ein Verlauf, dem auch in praxi
die Wellenformen der von den Detektoren 22 und 23 erzeugten
Ausgangssignale 27 und 28 eher entsprechen als dem Ideal-Drei
eckwellen-förmigen Verlauf. Zum Zweck der weiteren Erläuterung
sei daher angenommen, daß die Ausgangssignale 27 und 28 einen
wenigstens angenähert sinusoidalen Verlauf haben sollen, wie
auch in den Fig. 2a und 2b dargestellt, auf deren Einzelheiten
nunmehr ebenfalls verwiesen sei.
Die als Wechselspannungen erzeugten Ausgangssignale 27 und 28
der beiden fotoelektrischen Detektoren 22 und 23 werden an
separaten Eingängen 29 und 31 einer ersten Impulsformerstufe 32
zugeleitet, die für jedes der beiden Ausgangssignale eine
Impulsfolge 33 und 34 von Rechteck-Impulsen 36 bzw. 37, deren
Periodendauer bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungs
beispiel gleich der Periodendauer der sinusoidalen Ausgangs
signale 27 und 28 der Detektoren 22 und 23 entspricht, dieser
jedoch auch in einem anderen, ganzzahligen, insbesondere
größeren Verhältnis stehen kann. Die von der Impulsformer
stufe 32 wiederum an separaten Ausgängen 38 und 39 abgegebenen
Folgen 33 und 34 von Rechteckimpulsen 36 bzw. 37 werden einer
zweiten, phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 an separaten
Eingängen 42 und 43 derselben zugeleitet, die aus einer kombi
nierten Auswertung der Signalpegel der Impulsfolgen 33 und 34
sowie der Phasenlage der Impulse 36 und 37 zueinander den
Änderungssinn der durch die Impulsfolgen 33 und 34 repräsen
tierten Änderungen der Meßgröße erkennt; für den Fall, daß
sich die Meßgröße in dem einen, - z. B. vergrößerndem - Sinne
ändert, für den der in der Fig. 2a dargestellte Zeitverlauf der
Ausgangssignale 27 und 28 der Detektoren 14 und 16 sowie der
Rechteck-Impulsfolgen 33 und 34 der von der ersten Impulsformer
stufe 32 an deren Ausgängen 35 und 39 abgegeben werden, gelten
möge, erzeugt die zweite, phasenerkennende Impulsformerstufe 41
für jede ansteigende Flanke 44 und jede abfallende Flanke 46
der Rechteck-Impulsfolge 33, die von der ersten Impulsformer
stufe 32 in Korrelation mit dem Wechselspannungs-Ausgangs
signal 27 des einen Detektors 23 erzeugt wird, sowie für jede
ansteigende Flanke 47 und jede abfallende Flanke 48 der Folge 34
von Rechteck-Impulsen 37, die von der ersten Impulsformer
stufe 32 an deren zweitem Ausgangs 39 in Korrelation mit dem
Wechselspannungs-Ausgangssignal 28 des anderen Detektors 23
abgegeben werden, je einen Flankenimpuls 49 definierter
- kurzer - Dauer T₁ von z. B. 250 ns; für den Fall, daß sich
die Meßgröße in dem zu dem erstgenannten alternativen - demgemäß
verkleinernden - Sinne ändert, für den, vorausgesetzt, daß die
Meßgrößenänderung aus derselben Position heraus erfolgt, von
der aus die - vergrößernde - Änderung der Meßgröße mit dem aus
der Fig. 2a ersichtlichen Zeitverlauf erfolgte, der sich dann
ergebende Zeitverlauf der Wechselspannungs-Ausgangssignale 27′
und 28′ der Detektoren 22 und 23 sowie der Zeitverlauf der
Rechteck-Impuls-förmigen Ausgangssignale 33′ und 34′ der ersten
Impulsformerstufe 32 in der Fig. 2b dargestellt ist, erzeugt die
zweite, phasenerkennende Impulsformerstufe 41 für jede anstei
gende Flanke 44′ und jede abfallende Flanke 46′ der Rechteck
impulse 36′ der Impulsfolge 33′, die von der ersten Impulsfor
merstufe 32 in Korrelation mit dem Wechselspannungs-Ausgangs
signal 27′ des einen Detektors 22 erzeugt wird, sowie für jede
ansteigende Flanke 47′ und jede abfallende Flanke 48′ der
Folge 34′ von Rechteckimpulsen 37′, die von der ersten Impuls
formerstufe 32 an deren zweiten Ausgang 39 in Korrelation mit
dem Wechselspannungs-Ausgangssignal 28′ des anderen Detektors 23
abgegeben werden, je einen Flankenimpuls 51 definierter
Dauer T2, die von der Impulsdauer T1 der erstgenannten Flanken
impulse 49 verschieden ist und z. B. den doppelten Betrag 2 T1
hat.
Durch diese Art der durch die phasenerkennende, zweite Impuls
formerstufe 41 erzielten Impulsformung wird durch die Anzahl
der Impulse 49 bzw. 51 die Anzahl der inkrementalen Änderungen
der Meßgröße und durch die Dauern T1 und T2 dieser Impulse 49
bzw. 51 der Änderungssinn der Meßgröße kodiert.
Mit den solchermaßen erzeugten Ausgangsimpulsen 49 bzw. 51 der
phasenerkennenden Impulsformerstufe 41, die an einem einzigen
"gemeinsamen" Ausgang 52 dieser Impulsformerstufe 41 abgegeben
werden, wird ein Lichtsender 53 angesteuert, dessen Ausgangs
lichtstrom "im Takt" der von der phasenerkennenden Impulsformer
stufe 41 als Ansteuersignale erzeugten Flankenimpulse 49 bzw.
51 pulsiert.
Als Lichtsender ist z. B. eine Licht-Emittierende-Diode (LED)
geeignet, die hinreichend kurze Anstiegs- und Abfallzeiten der
Lichtimpulse gewährleistet. Für den als Erläuterungsbeispiel
gewählten Anwendungsfall ist eine handelsübliche LED geeignet,
deren Emissions-Wellenlänge ca. 650 nm beträgt, und die mit
einem Steuersignalpegel um 1,2 V bei einer Steuerstromstärke
von 20 mA betrieben werden kann. Die Anstiegs- und Abfallzeiten
solcher LED′s haben typische Werte von 50 ns.
Der - pulsierende - Ausgangslichtstrom des Lichtsenders 53
wird in eine optische Faser 54 eingekoppelt und über diese zu
einem entfernt angeordneten fotoelektrischen Empfänger 56
geleitet, dessen Ausgangssignal demgemäß ein "im Takt" des
Lichtstromes pulsierendes elektrisches Ausgangssignal ist.
Dieses Ausgangssignal des fotoelektrischen Detektors 56, dessen
Zeitverlauf demjenigen der Folgen von Flankenimpulsen 49 bzw. 51
entspricht, wird einer im Rahmen der Auswertungs- und Verar
beitungseinheit 12 als Eingangsstufe vorgesehenen Dekodier
stufe 57 zugeleitet, die aus der Verschiedenheit der für die
alternativen Änderungssinne der Meßgröße charakteristischen
Impulsdauern T1 und T2 der Ausgangsimpulse des fotoelektrischen
Empfängers 56 die "Richtung" der Änderung der Meßgröße "erkennt"
und demgemäß die der Anzahl nach für die - inkrementalen -
Änderungsbeträge der Meßgröße charakteristischen Impulse "rich
tungsgerecht" an einen im Rahmen der Auswertungs- und Verarbei
tungseinheit 12 weiter vorgesehenen Vorwärts-/Rückwärts-
Zähler 58 weiterleitet, dessen Inhalt bzw. Ausgabe somit jeweils
ein direktes Maß für den absoluten Momentanbetrag der Meßgröße
selbst ist.
Die Dekodierstufe 57 ist beim dargestellten, speziellen Ausfüh
rungsbeispiel in der Weise realisiert, daß sie die Impulse,
die mit einer Änderung der Meßgröße im "positiven" Sinne ver
knüpft sind, beim gewählten Erläuterungsbeispiel die Impulse
der Dauer T1, an einem ersten Ausgang 59 und diejenigen Impulse,
die mit Änderungen der Meßgröße im entgegengesetzten Änderungs
sinne verknüpft sind, demgemäß die Impulse der Dauer T2, an
einem zweiten Ausgang 61 abgibt.
Die an den beiden Ausgängen 59 und 61 - für alternativen Ände
rungssinn der Meßgröße - abgegebenen Ausgangsimpulse der Deko
dierstufe 57 werden in spezieller Gestaltung der Einrichtung 10
einem Vorwärts-Zähleingang 62 bzw. einen Rückwärts-Zählein
gang 63 des Vorwärts-/Rückwärtszählers 58 zugeleitet, als
welcher z. B. der IC 74193 geeignet ist.
Im Rahmen des Gebersystems 11 ist weiter ein Referenzsignalgeber
64 vorgesehen, der auf eine zu den durch je einen der Detektoren
22 und 23 repräsentierten Winkelstellungsgebern analoge Weise
realisiert sein kann. Dieser Referenzsignalgeber 64 gibt pro
Umdrehung der Geberscheibe 14 lediglich einen Ausgangsimpuls
ab, und zeichnet somit durch sein Ausgangssignal, das in der
Fig. 1 durch einen an einem dritten Ausgang 66 der ersten
Impulsformerstufe 32 abgegebenen Rechteckimpuls 67 veranschau
licht ist, eine bestimmte Position der Geberscheibe 14 aus.
Mit Hilfe dieses Referenzimpulses 67 kann z. B. die "Entfernung"
der Ist-Position der Geberscheibe 14 von einer definierten
Bezugslage erfaßt werden. Es ist auch möglich, mit Hilfe der
Ausgangssignale des Referenzsignalgebers 64 zu überprüfen, ob
"innerhalb" einer Umdrehung der Geberscheibe, die diese in
einem bestimmten Drehsinn ausführt, die durch die Gestaltung
der Geberscheibe 14 vorgegebene Anzahl von Detektor-Ausgangs
impulsen erzeugt wird oder nicht.
Auch die Ausgangssignale des Referenzsignalgebers 64 werden
nach Formung durch die erste Impulsformerstufe 32 in Rechteck
impulse 67 der phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 an einem
dritten Eingang 68 derselben zugeleitet.
Die mit den Referenzimpulsen 67 korrelierten Ausgangssignale der
phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 erfahren durch diese
eine Formung dahingehend, daß diese Ausgangssignale von den
für die inkrementalen Änderungen der Meßgröße charakteristischen
Ausgangsimpulsen 49 bzw. 51 der phasenerkennenden Impulsformer
stufe 41 auf einfache Weise unterschieden werden können.
Bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel wird
dies dadurch erzielt, daß pro Referenzsignalimpuls 67, der von
dem Referenzsignalgeber 64 bzw. der ersten Impulsformerstufe 32
abgegeben wird, von der phasenerkennenden Impulsformerstufe 41
zwei Impulse definierter Dauer ausgesandt werden, wobei der
erste dieser Impulse jeweils dieselbe Form und Dauer T1 oder
T2 hat wie der für die inkrementalen Änderungen der Meßgröße
charakteristische Impuls 49 und 51 und der zweite Impuls nach
einer Pause der Länge T1 als Satellitenimpuls, der auch die
Impulsdauer T1 hat, "angehängt" wird. Dadurch wird auch bezüg
lich der Referenzsignalimpulse 67 auf einfache Weise erkennbar,
in welcher Richtung die Meßgröße sich ändert.
Zur Erläuterung weiterer, durch die phasenerkennende Impuls
formerstufe 41 vermittelter Funktionen, bei deren Kenntnis ein
mit der elektronischen Schaltungstechnik vertrauter Fachmann,
diese Impulsformerstufe 31 ohne weiteres realisieren kann, sei
nunmehr auf das in der Fig. 3 dargestellte Flußdiagramm ver
wiesen, dessen wesentliche Einzelheiten nachfolgend erläutert
werden:
Mit dem Einschalten der Einrichtung 10, veranschaulicht in der Fig. 3 durch das Startsymbol 71 wird, angedeutet durch ein erstes Entscheidungssymbol 72, zunächst geprüft, ob ein Referenzsignalgeber-Ausgangssignal 67 vorliegt, d. h. ob sich die Geberscheibe 14 in der für eine bestimmte Winkelstellung der Welle charakteristischen Ausgangsposition befindet. Ist dies nicht der Fall, so wird, angedeutet durch das zweite Entscheidungssymbol 73, überprüft, ob sich die Meßgröße in "Vorwärtsrichtung" ändert. Ist auch dies nicht der Fall, so wird, angedeutet durch das dritte Entscheidungssymbol 74 überprüft, ob sich die Meßgröße in der - dann noch möglichen - "Rückwärtsrichtung" ändert. Ist auch dies nicht der Fall, so führt dies zu einer "Rückkehr" der Entscheidungsprozesse zu dem Knotenpunkt 76.
Mit dem Einschalten der Einrichtung 10, veranschaulicht in der Fig. 3 durch das Startsymbol 71 wird, angedeutet durch ein erstes Entscheidungssymbol 72, zunächst geprüft, ob ein Referenzsignalgeber-Ausgangssignal 67 vorliegt, d. h. ob sich die Geberscheibe 14 in der für eine bestimmte Winkelstellung der Welle charakteristischen Ausgangsposition befindet. Ist dies nicht der Fall, so wird, angedeutet durch das zweite Entscheidungssymbol 73, überprüft, ob sich die Meßgröße in "Vorwärtsrichtung" ändert. Ist auch dies nicht der Fall, so wird, angedeutet durch das dritte Entscheidungssymbol 74 überprüft, ob sich die Meßgröße in der - dann noch möglichen - "Rückwärtsrichtung" ändert. Ist auch dies nicht der Fall, so führt dies zu einer "Rückkehr" der Entscheidungsprozesse zu dem Knotenpunkt 76.
Diese Entscheidungsfolge kann durch einen festen Takt gesteuert
sein oder aber durch die "Ereignisfolge" selbst, d. h. durch
das Auftreten von Flankenwechseln an den Eingängen 42, 43 bzw.
68 der zweiten Impulsformerstufe 41.
Steht nach dem Durchlaufen des Knotenpunktes 76 des Flußdia
gramms gemäß Fig. 3, entweder beim Einschalten der Einrich
tung 10 oder im weiteren Verlauf ihres Betriebes, ein Ausgangs
signal 67 des Referenzsignalgebers 64 an, so wird, nunmehr
angedeutet durch ein viertes Entscheidungssymbol 77 der Fig. 3,
wieder überprüft, ob sich die Meßgröße in Vorwärtsrichtung
ändert. Ist dies nicht der Fall, so wird weiter, veranschaulicht
durch ein fünftes Entscheidungssymbol 78 der Fig. 3, überprüft,
ob dann allenfalls noch mögliche Zählimpulse 51 für die "Rück
wärtsrichtung" der Änderung der Meßgröße auftreten. Ist auch
dies nicht der Fall, so führt die Prüfschleife zurück zum
Knotenpunkt 76. Die Meßgröße ändert sich in diesem Falle nicht.
Zur weiteren Erläuterung sei nunmehr angenommen, daß sich die
Meßgröße in Vorwärtsrichtung ändere und die Geberscheibe 14
eine Position einnimmt, in welcher der Referenzsignalgeber 64
kein Ausgangssignal erzeugt.
In dieser Situation verzweigt das Flußdiagramm von dem zweiten
Entscheidungssymbol 73 aus zu dem Knotenpunkt 79 hin, nach
dessen Durchlaufen, veranschaulicht durch ein erstes Entschei
dungssymbol 81 der nunmehr beginnenden, insgesamt mit 82
bezeichneten Prüfschleife, überprüft wird, ob seit dem Auftreten
des zuletzt erzeugten Impulses 36 oder 37 der in der Fig. 2a
dargestellten Impulsfolgen 33 bzw. 34 eine Prüfzeitspanne Δ t1
definierter kurzer Dauer von z. B. 1 µs abgelaufen ist oder
nicht. Ist diese Zeitspanne Δt1 abgelaufen, so erzeugt die
phasenerkennende Impulsformerstufe 41 an ihrem Ausgang 52 einen
den Lichtsender 53 ansteuernden "Vorwärts"-Impuls 49 der
Dauer T1, wie in Fig. 2a dargestellt und durch das Steuer
symbol 83 des Flußdiagramms veranschaulicht. Gemäß der Darstel
lung des Flußdiagramms bedeutet dies auch die "Rückkehr" zu
dem Knotenpunkt 76 des Flußdiagrammes, wodurch die Wiederholung
der Abfrage eingeleitet wird.
Ist die Prüfzeitspanne Δt1 nach dem Auftreten des Vorwärts
impulses noch nicht abgelaufen, so wird, veranschaulicht nunmehr
durch das zweite Entscheidungssymbol 84 der Prüfschleife 82
des Flußdiagramms, überprüft, ob ein weiterer Vorwärtsimpuls
vorliegt oder nicht. Ist dies der Fall, so wird, veranschaulicht
durch das zweite Steuersymbol 86 der Prüfschleife 82 ein Vor
wärtsimpuls 49 zur Ansteuerung des Lichtsenders 53 gesendet
und im Flußdiagramm zu dem Knotenpunkt 79 der Prüfschleife 82
zurückgekehrt.
Liegt andererseits ein weiterer Vorwärtsimpuls nicht vor, so
wird, veranschaulicht durch das dritte Entscheidungssymbol 87
der Prüfschleife 82, überprüft, ob ein Rückwärtsimpuls der
Impulsfolgen 33′ bzw. 34′ gemäß Fig. 2b vorliegt oder nicht.
Liegt ein solcher Rückwärtsimpuls vor, so bedeutet dies, daß
innerhalb der Prüfzeitspanne δDt1 sowohl ein Vorwärts- als
auch ein Rückwärtsimpuls 49 und 51 aufgetreten sind, was
wiederum bedeutet, daß die Geberscheibe 14 auf einer Impuls
flanke "zittert". Dies hätte zur Folge, daß an der Schnittstelle
zwischen der phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 und dem
Lichtimpulssender 53 mit hoher Frequenz abwechselnd Vorwärts
und Rückwärts-Impulse 49 und 51 erzeugt würden, mit der ungün
stigen Folge, daß eine zweckgerechte Verarbeitung dieser Impulse
nicht mehr gewährleistet wäre.
Durch die relativ große Dauer Δt1 der Prüfzeitspanne von
1 µs wird ein solches "Zittern" dadurch unterdrückt, daß in
der geschilderten Situation keine Ansteuerimpulse von der
phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 gesendet werden.
Ist innerhalb der Prüfzeitspanne Δt1 jedoch kein Rückwärts
impuls 51 erzeugt worden, so bedeutet dies für die Prüf
schleife 82 des Flußdiagramms der Fig. 3 wiederum die Rückkehr
zum Knotenpunkt 79 und damit die Wiederholung des Prüfzyklus.
Durch völlig analog ablaufende Prüfschleifen 82′, 82′′ und 82′′′.
Weise erfolgt die Unterdrückung eines Zitterns bzw. die Rückkehr
zu den Wiederholungs-Knotenpunkten 79′, 79′′ oder 79′′′, im Falle
der Prüfschleife 82′ für den Fall, daß ein Rückwärtsimpuls 51
erzeugt worden ist, im Falle der Prüfschleife 82′′ für den Fall,
daß das Referenzsignalgeber-Ausgangssignal ansteht und ein
Zittern unterdrückt werden muß bzw. für den Fall, daß das
Referenzgeber-Ausgangssignal ansteht und ein Impuls in Vorwärts
richtung erzeugt worden ist und damit die Rückkehr zum Knoten
punkt 79′′ erfolgen kann und im Falle der Prüfschleife 82′′′
ebenfalls für die Situation, daß das Referenzsignalgeber-Aus
gangssignal ansteht und ein Zittern unterdrückt werden muß
bzw. bei einem Anstehen des Referenzsignalgeber-Ausgangssignals
ein Rückwärtsimpuls 51 erzeugt worden ist und zu dem Knoten
punkt 79′′′ des Flußdiagramms zurückgekehrt werden kann.
Die gemäß den anhand der Fig. 3 geschilderten "Entscheidungs
prozesse" gesendeten, durch den fotoelektrischen Empfänger 56
wieder in elektrische Signale transformierten Vorwärts- und/oder
Rückwärts-Impulse 49 und 51 werden anhand ihrer Impulsdauern T1
und T2 von der Dekodierstufe 57 als dem jeweiligen Änderungssinn
zugehörig erkannt und demgemäß dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler
entweder über den Dekodiertstufenausgang 59 dem Eingang 62 des
Zählers 58 oder den Ausgang 61 der Dekodierstufe 57 dem Ein
gang 63 des Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 58 zugeleitet.
Die Kodierung der Referenzsignalimpulse und deren Erkennung
durch die Dekodierstufe 57 erfolgen zweckmäßigerweise dadurch,
daß jeweils mit der abfallenden Flanke 88 bzw. 89 (vergl.
Fig. 2a und 2b) eines Impulses 49 bzw. 51 insgesamt mit 91
bzw. 92 bezeichneten Folgen von Flankenimpulsen 49 bzw. 51
eine weitere Prüfzeitspanne Δt2 gestartet wird, deren Dauer
T₁×3/2 ist, so daß nach Ablauf dieser Prüfzeitspanne Δt2
aus dem Signalpegel erkennbar ist, ob ein Referenzsignalgeber-
Impuls vorlag. Es versteht sich selbstverständlich, daß die
Wahl der Dauer der prüfzeitspanne Δt2 nicht exakt dem Wert
T₁×3/2 entsprechen muß, sondern lediglich so zu bemessen
ist, daß die Prüfzeitspanne innerhalb des für den Referenz
signalgeberimpuls erzeugten "Satellitenimpulses" endet.
In spezieller Gestaltung der Einrichtung 10 ist, wie nicht
eigens dargestellt, der Dekodierstufe 57 der Auswertungs- und
Verarbeitungseinheit 12 ein 2-Bit-Gray-Kode-Zähler nachgeschal
tet, der dann als digitale Ausgabe - an seinen Bit-Ausgängen -
eine Signalpegel-Kombination erzeugt, die exakt der den Ein
gängen 42 und 43 der phasenerkennenden Impulsformerstufe 41
zugeleiteten Signalpegel-Kombination entspricht, die von der
ersten Impulsformerstufe 32 in Korrelation mit Ausgangssig
nalen 27 und 28 bzw. 27′ und 28′ der beiden Detektoren 22 und
23 erzeugt wird. Der Ausgang dieses 2-Bit-Gray-Code-Zählers ist
in diesem Falle als Schnittstelle für den Anschluß einer serien
üblichen CNC-Steuerung ausnutzbar, innerhalb derer bei handels
üblichen Steuerungen dieser Art eine wie anhand der phasener
kennenden Impulsformerstufe erläuterte Änderungssinn-Erkennung
vorhanden ist.
Der Vollständigkeit halber sei in diesem Zusammenhang erwähnt,
daß der Änderungssinn der Meßgröße, wie den Impulsdiagrammen
der Fig. 2a und 2b unmittelbar entnehmbar ist, daran erkannt
werden kann, daß bei einer Zunahme der Meßgröße (Fig. 2a) die
ansteigenden Flanken 44 der für die Ausgangssignale 27 des
einen Detektors 22 erzeugten Rechteckimpulse 36 dann auftreten,
wenn die für das Ausgangssignal 28 des anderen Detektors 23
erzeugten Rechteckimpulse 37 der ersten Impulsformerstufe 32
auf hohem Signalpegel sind, während für den Fall, daß die Meß
größe sich in der entgegengesetzten Richtung ändert (Fig. 2b)
die ansteigenden Flanken 44′ der für die Ausgangssignale 27′
des einen Detektors 22 erzeugten Rechteck-Ausgangsimpulse 36′
der ersten Impulsformerstufe 32 dann auftreten, wenn die für
das Ausgangssignal 28′ des anderen Detektors 23 erzeugte
Folge 34′ von Rechteck-Ausgangsimpulsen 37′ der ersten Dekodier
stufe 32 auf niedrigem Signalpegel ist.
Claims (9)
1. Einrichtung zur Übertragung mindestens zweier als Impuls
folgen erzeugter Informationssignale, die in einer defi
nierten Phasenrelation zueinander stehen und hinsichtlich
der Anzahl der erzeugten Impulse die Information über
inkrementale Änderungen einer Meßgröße sowie - in der
Summe - den Absolutwert der Meßgröße und hinsichtlich der
Phasenlage die Information über den Änderungssinn der
Meßgröße enthalten, wobei diese Impulsfolgen von einem
zur Erfassung der Meßgröße vorgesehenen Gebersystem als
elektrische Ausgangssignale erzeugt werden und nach Impuls
formung und Wandlung in eine für eine Weiterleitung über
eine zu einer von dem Gebersystem entfernt angeordneten
Auswertungsstufe führende Übertragungsstrecke geeignete
Signalform über diese Übertragungsstrecke der Auswer
tungsstufe zugeleitet werden, die als Ausgabeeinheit einen
Vorwärts-/Rückwärts-Zähler umfaßt, dessen Ausgabe die
algebraische Summe der Zahl der empfangenen Impulse bein
haltet, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- a) es ist eine Impulsformerstufe (41) vorgesehen, die durch die ansteigenden und die abfallenden Flanken (44 und 46 sowie 47 und 48 bzw. 44′ und 46′ sowie 47′ und 48′) der Impulse (36 und 37 bzw. 36′ und 37′) der beiden Impulsfolgen (33 und 34 bzw. 33′ und 34,) zur Abgabe je eines Flanken-Impulses (49 bzw. 51) definierter kurzer Dauer (T1 oder T2) getriggert wird, wobei diese Impulsformerstufe (41) diese Flan ken-Impulse, deren Auslösung durch eine Änderung der Meßgröße um je ein Inkrement erfolgt, bei Änderungen der Meßgröße in deren einem Änderungssinn mit einer ersten definierten Impulsform und bei Änderungen der Meßgröße in dem dazu alternativen Änderungssinn in einer von der ersten verschiedenen, zweiten defi nierten Impulsform erzeugt;
- b) es ist ein durch die Flankenimpulse angesteuerter, elektro-optischer Wandler (53) vorgesehen, der als Ausgangssignale Lichtimpulse aussendet, deren Ampli tudenverlauf der Form der elektrischen Flanken-Impulse entspricht,
- c) die Übertragungsstrecke, über die die Ausgangs-Licht impulse des elektro-optischen Wandlers (53) zu der entfernt angeordneten Auswertungs- und Verarbeitungs einheit (12) geleitet werden, ist durch eine optische Faser (54) gebildet,
- d) als Eingangsstufe der Auswertungs- und Verarbeitungs einheit (12) ist ein fotoelektrischer Detektor (56) vorgesehen, der dem Amplitudenverlauf der Lichtimpulse und damit wieder den Flanken-Impulsen (49 oder 51) der Form nach entsprechende elektrische Ausgangsim pulse erzeugt,
- e) die Ausgangsimpulse des fotoelektrischen Detek tors (56) sind einem im Rahmen der Auswertungs-und Verarbeitungseinheit (12) vorgesehenen Impulsform- Analysator (57) zugeleitet, der aus der Form der empfangenen Impulse den Änderungssinn der Meßgröße erkennt und entsprechend dem Änderungssinn der Meß größe den Zählerstand des im Rahmen der Auswertungs und Verarbeitungseinheit (12) vorgesehenen Vorwärts /Rückwärts-Zählers (58) steuert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die für Änderungen der Meßgröße
in deren einem Änderungssinn erzeugten Flanken-
Impulse (49), für die der Vorwärts-/Rückwärts-Zähler (58)
im Vorwärtsbetrieb benutzt wird, die Impulsdauer T1 und
die für die Änderungen der Meßgröße in deren dazu alter
nativem Änderungssinn erzeugten Flanken-Impulse (51), bei
deren Auftreten der Vorwärts-/Rückwärts-Zähler (58) im
Rückwärtsbetrieb benutzt wird, die Dauer T2 haben, wobei
das Verhältnis T1/T2 oder das Verhältnis T2/T1 vorzugs
weise den Wert 2 hat und der Reziprokwert der kürzeren
Impulsdauer T1 oder T2 höchstens der maximalen Übertra
gungsfrequenz entspricht, mit der die Übertragungsstrecke
betreibbar ist, vorzugsweise der Hälfte bis 3/4 dieser
maximalen Übertragungsfrequenz.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Länge der optischen
Faser (54) von höchstens 50 m und einer Ausbildung der
selben als Kunststoff-Faser die kleinere Impulsdauer (T1
oder T2) mindestens 250 ns beträgt und die Mindestdauer
von Impulspausen zwischen zur Kodierung erzeugter Impuls
paare aus Impulsen der Dauer T1 und/oder der Dauer T1
sowie T2 ebenfalls mindestens 250 ns beträgt.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsformerstufe (41)
mit einer Prüfschaltung versehen ist, die bei einem perio
disch-alternierenden Auftreten von für alternativen Ände
rungssinn der Meßgröße charakteristischen Flankenim
pulsen (49 und 51) ab einer Mindest-Frequenz dieser alter
nierenden Impulsfolge den elektro-optischen Wandler (53)
sperrt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß mit der Erzeugung jedes Flan
kenimpulses (49 oder 51) das Anlaufen einer Prüfzeitspanne
Δt1 ausgelöst wird, für deren Dauer der elektro-optische
Wandler (53) gesperrt bleibt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5 in Kombination mit Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfzeitspanne Δt1 eine
Dauer von mindestens 1 µs hat.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das
die die Information über Betrag und Änderungssinn der
Meßgröße enthaltenden Impulsfolgen erzeugende Gebersystem
als Winkel-Meßsystem mit einer rotierenden Geberscheibe
ausgebildet ist, die an ihrem Umfangsbereich mit durch
ihren Winkelabstand den Betrag der erfaßbaren inkrementalen
Änderungen der Meßgröße bestimmenden Markierungen versehen
ist, durch deren Vorbeitreten an mindestens zwei auf diese
Markierungen ansprechenden Detektoren zwei Impulsfolgen,
die um 90° gegeneinander phasenverschoben sind, erzeugt
werden, deren Impulsflanken die Auslösung der Flankenim
pulse triggern, und wobei die Geberscheibe mit mindestens
einer weiteren Markierung versehen ist, durch deren Vorbei
treten an einem weiteren Detektor, der ausschließlich auf
diese Markierung anspricht, ein eine definierte Position
der Geberscheibe als Referenzpunkt auszeichendes Signal
erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß durch die abfallende Flanke
des von dem weiteren Detektor (64) ausgelösten Referenz
signals (67) die Auslösung eines auf den Referenz
impuls (67) in definiertem Impulsabstand folgenden Satel
litenimpulses getriggert wird, anhand dessen der Referenz
impuls mittels der Dekodierstufe (57) der Auswertungs
und Verarbeitungseinheit (12) erkennbar ist.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dekodierstufe (57) eine
Synthesizer-Stufe nachgeschaltet ist, welche als elek
trische Ausgangssignale die der phasenerkennenden Impuls
formerstufe (41) eingegebenen Ausgangs-Impulsfolgen (33
und 34 bzw. 33′ und 34′) der ersten Impulsformerstufe (32)
reproduziert.
9. Einrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Synthesizer-Stufe als
2-Bit-Gray-Kode-Zähler ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893937572 DE3937572A1 (de) | 1989-11-11 | 1989-11-11 | Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignale |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893937572 DE3937572A1 (de) | 1989-11-11 | 1989-11-11 | Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignale |
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Family
ID=6393338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893937572 Granted DE3937572A1 (de) | 1989-11-11 | 1989-11-11 | Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignale |
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BIELSKI, Steffen: "Digitale Winkelmeßtechnik in der Praxis" in DE-Z.: "Elektronik" Nr. 14/ 7.7.1989, S. 72-75 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2683314A1 (fr) * | 1991-11-06 | 1993-05-07 | Barras Provence | Dispositif de controle de tubes. |
DE19702511C2 (de) * | 1996-01-26 | 1999-10-21 | Asahi Optical Co Ltd | Codierer zum Erfassen einer Vorwärts- und einer Rückwärtsdrehung |
US6897648B2 (en) | 2000-07-28 | 2005-05-24 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | System for transmitting the position of a control element |
US7123002B2 (en) | 2000-07-28 | 2006-10-17 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | System for transmitting the position of a control element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3937572C2 (de) | 1992-01-23 |
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