DE4030985A1

DE4030985A1 - Converting sinusoidal position measurement signals - generating staircase signal with sensor signal dependent amplitude with frequency dependent on carrier frequency

Info

Publication number: DE4030985A1
Application number: DE19904030985
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Ing Schleicher; Joachim Dipl Ing Tschuck; Klaus Dipl Ing Spring; Hans Dipl Phys Fonfara
Original assignee: GERFEMA GES fur RATIONALISIER
Current assignee: GERFEMA GES fur RATIONALISIER
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1990-10-01
Publication date: 1992-01-23

Abstract

A method of converting sinusoidal sensor signals of a high resolution position measurement system for greater object speeds involves generating a staircase sinusoidal signal with amplitude dependent on the sensor signal and frequency dependent on a carrier frequency. Product signals formed in modulation branches are combined to form a position signal whose phase w.r.t. the carrier signal represents the position. Each partial signal formed by a divider circuit is actively switched in parallel using actively switched tapping switches whoses actively switched partial signals are added to the modulation branch product signal. USE/ADVANTAGE - Enables conversion of sinusoidal position measurement signals for high object speeds without temp. and speed dependent position measurement errors.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Schaltungsanordnungen zur Umformung sinusähnlicher Sensorsignale eines Positionsmeßsystems hoher Auflösung für große Verfahrgeschwindigkeit, wobei mit versetzter Maßstabteilungsabtastung mehrere Sensorsignale und aus ihnen in zugeordneten Modulationszweigen mit einer Teilerschaltung diskrete Teilsignale gebildet werden, die taktweise von Abgriffschaltern in Abhängigkeit einer Trägerfrequenz aktiv geschaltet werden und durch Addition ein treppenförmiges einem sinusförmigen Verlauf angenähertes Produktsignal mit vom Sensorsignal abhängiger Amplitude und vom Trägersignal abhängiger Frequenz erzeugt wird. Die in den Modulationszweigen gebildeten Produktsignale werden zu einem Positionssignal zusammengefaßt, dessen Phasenwinkel bezogen zum Trägersignal die Position abbildet.The invention relates to methods and circuit arrangements for Forming sinusoidal sensor signals of a position measuring system high resolution for high travel speed, with offset Scale division scanning multiple sensor signals and off them in assigned modulation branches with a divider circuit discrete sub-signals are formed, which are cycled by tap switches activated as a function of a carrier frequency become and by adding a staircase to a sinusoid Product signal approximated with the sensor signal dependent amplitude and frequency dependent on the carrier signal is produced. The product signals formed in the modulation branches are combined into a position signal, the Depicts phase position in relation to the carrier signal.

Aus der DD-PS 2 46 615 ist eine Schaltungsanordnung zur phasenmodulierten Umformung von Sensorsignalen, insbesondere von Sinus/ Kosinus-Rastermaßstababtastsignalen in ein Wegmeßsignal bekannt. Es sind dafür zwei Modulationszweige vorgesehen, wobei in jedem dieser eine Abtast- und Sensorsignalerzeugungsschaltung sowie ein Produktbildner enthalten sind. Die Ausgangssignale der Modulationszweige werden zu einem phasenmodulierten Signal addiert, dessen Phasenwinkel die Wegstelle des Rastermaßstabes abbildet. Die Produktbildnerschaltung umfaßt eine Hüllkurvenschaltung, eine Signalteilerschaltung, Abgriffschalter einschließlich einer Aktivierungsschaltung für die Abgriffschalter sowie einen Summator mit nachgeschaltetem Filterglied.From DD-PS 2 46 615 is a circuit arrangement for phase-modulated Forming sensor signals, especially sine / Cosine raster-scale scanning signals known in a displacement signal. Two modulation branches are provided for this, each in this a scanning and sensor signal generation circuit and a product builder are included. The output signals of the modulation branches are added to a phase modulated signal, whose phase angle represents the position of the grid scale. The product generator circuit includes an envelope circuit, a Signal divider circuit, tap switch including an activation circuit for the tap switches and a summator with downstream filter element.

Das sinusförmige Signalprodukt wird dabei mit einer festen driftfreien Phasenlage zum vom Systemtakt abgeleiteten Trägersignal erzeugt, was für eine genaue absolute Positionsermittlung mittels Meßwertinterpolation in der Maßstabteilungsperiode erforderlich ist. Durch eine Erhöhung der Anzahl der Sensorteilsignale wird das zu erzeugende sinusförmige Produktsignal ausreichend stetig aus der Trägersignalwelle und dem Sensorsignal approximiert. Aus dem treppenförmig verlaufenden Signal wird durch die nachgeschalteten Filter ein verbessertes stetiger verlaufendes Näherungssignal erreicht. Dieses verbesserte, stetige Näherungssignal ist die Voraussetzung dafür, daß die nachfolgende Meßwertinterpolation mit einem hohen Interpolationsfaktor realisiert werden kann. Jede Filterschaltung führt aber ihrerseits, je größer ihre Wirkung ist, zu Phasenfehlern, die temperatur- und frequenzabhängig unterschiedlich groß sind und dadurch schwer korrigierbare Wegmeßfehler hervorrufen. Die Erhöhung der Meßauflösung durch Anwendung eines erhöhten Interpolationsfaktors ohne dominierende zusätzliche Filterglieder kann aber nur dann zum Erfolg führen, wenn bereits die Produktsignale wesentlich besser an die Sinusform approximiert werden. Die Erhöhung der Schrittzahl für die Approximation erfordert, sofern die Meßdynamik nicht verschlechtert werden soll, daß die Schaltfrequenz der Abgriffschalter um den gleichen Faktor wie die Approximationsschrittzahl erhöht werden muß.The sinusoidal signal product is free of drift Phase relationship to the carrier signal derived from the system clock generates what an exact absolute position determination by means of Measured value interpolation in the scale division period is required. By increasing the number of partial sensor signals, this becomes Sine-shaped product signal to be generated is sufficiently continuous approximates the carrier signal wave and the sensor signal. From the The signal in steps is formed by the downstream Filter achieved an improved steady-state proximity signal. This improved, steady proximity signal is the prerequisite to ensure that the subsequent measured value interpolation with a high interpolation factor can be realized. Any filter circuit in turn, however, leads to greater effects Phase errors that vary depending on temperature and frequency are large and therefore difficult to correct displacement errors cause. The increase in measurement resolution through application an increased interpolation factor without a dominant additional one Filter elements can only lead to success if the product signals are already much better at the sinusoidal shape be approximated. The increase in the number of steps for the approximation required unless the measurement dynamics deteriorate should be that the switching frequency of the tap switch around same factor as the number of approximation steps got to.

Diesem Lösungsweg sind bisher mit Erreichen der Grenzschaltfrequenz der Abgriffschalter Grenzen gesetzt.So far, this solution has been reached when the limit switching frequency is reached the tap switch set limits.

Andererseits ist es bekanntermaßen möglich, die Wegauflösung bei gleichbleibendem Interpolationsfaktor durch Verkleinerung der Maßstabteilungsperiode zu erhöhen. Das führt bei der maximalen Bewegungsgeschwindigkeit des Meßobjektes zu einem vergrößerten Frequenzhub des phasenmodulierten Positionsmeßsignals. Daraus resultiert die Forderung nach einer höheren Trägersignalfrequenz, um den relativen Frequenzhub für die zulässige maximale Bewegungsgeschwindigkeit konstant halten zu können. Der Erzeugung einer höheren Trägersignalfrequenz sind aber dadurch Grenzen gesetzt, daß die Bedingung einer driftfreien Phasenlage der zum Systemtakt nur auf quasi digitaler Basis realisierbar ist und insbesondere die dafür erforderlichen Abgriffschalter (Signalschalter) an die Grenze ihrer Schaltfrequenz kommen.On the other hand, it is known that the path resolution is possible with constant interpolation factor by reducing the To increase the scale division period. That leads to the maximum Movement speed of the measurement object to an enlarged Frequency swing of the phase-modulated position measurement signal. Out of it the requirement for a higher carrier signal frequency results, around the relative frequency deviation for the permissible maximum movement speed to be able to keep constant. The generation a higher carrier signal frequency are limits set that the condition of a drift-free phase relationship to the System clock can only be realized on a quasi digital basis and in particular the required tap switches (signal switches) come to the limit of their switching frequency.

Mit dem bekannten Stand der Technik (DD 2 46 615) läßt sich deshalb bei hohen Genauigkeitsanforderungen, wie z. B. Meßmaschinen mit einer Wegauflösung von 0,1 Mikrometer, nur eine Bewegungsgeschwindigkeit von etwa 2 bis 3 Meter pro Minute erreichen.With the known prior art (DD 2 46 615) therefore with high accuracy requirements such. B. Measuring machines with a path resolution of 0.1 micron, just one Achieve movement speed of about 2 to 3 meters per minute.

Wegauflösungen von 0,1 Mikrometer und Bewegungsgeschwindigkeit von 15 Meter pro Minute, wie dies für Bahnsteuerungen moderner Werkzeugmaschinen gefordert wird, lassen sich mit den bekannten Steuerungen im durchgängigen Echtzeitbetrieb nicht realisieren.Path resolutions of 0.1 micrometers and movement speed of 15 meters per minute, as is more modern for railway controls Machine tools are required can be with the do not implement known controls in continuous real-time operation.

Zur Überwindung der von den bekannten technischen Mitteln erreichten Grenze hinsichtlich einer hohen Meßauflösung bei gleichzeitig hoher Verfahrgeschwindigkeit des Meßobjekts wurden bisher nur Lösungswege gefunden, die die Verarbeitung der anlaufenden Meßsignale geschwindigkeitsabhängig mit unterschiedlichem Verarbeitungsmode vornehmen, d. h. den Verarbeitungsmode wechseln und erst nach Reduzierung der maximalen Verfahrgeschwindigkeit mit der Meßsignalverarbeitung in den hochauflösenden Mode zurückzukehren.To overcome those achieved by the known technical means Limit with a high measurement resolution at the same time So far, the speed of movement of the measurement object has been high only found solutions that are processing the starting Measurement signals depending on the speed with different processing modes make, d. H. change the processing mode and only after reducing the maximum travel speed to return to high-resolution mode with the measurement signal processing.

Die Erfindung hat die phasenmodulierende Umformung sinusähnlicher Sensorsignale eines Positionsmeßsystems hoher Auflösung für hohe Verfahrgeschwindigkeiten des Meßobjektes zum Ziel. Außerdem sollen keine temperatur- und geschwindigkeitsabhängigen Positionsmeßfehler entstehen.The invention has the phase-modulating transformation more sinusoidal Sensor signals of a high resolution position measuring system for high Travel speeds of the target to the target. Furthermore should not be temperature and speed dependent position measurement errors arise.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Umformung von sinusähnlichen Sensorsignalen eines Positionsmeßsystems hoher Auflösung, welches aus mit versetzter Maßstabteilungsabtastung abgenommen mehreren Sensorsignalen in zugeordneten Modulationszweigen diskrete Teilsignale bildet, die taktweise von Abgriffschaltern aktiv geschaltet werden, so weiterzubilden, daß trotz unveränderter Schaltfrequenz der Abgriffschalter das treppenförmige, dem Sinusverlauf angenäherte Produktsignal aus der Trägersignalwelle und dem Sensorsignal im Echtzeitbetrieb sowohl mit einer erhöhten Approximationsschrittzahl bei gleichbleibender Trägerfrequenz und reduzierten Filtermaßnahmen als auch mit erhöhter Trägerfrequenz bei unveränderter Approximationsschrittzahl ohne verstärkte Filtermaßnahmen approximiert werden soll. Die Anwendung eines hochauflösenden Positionsmeßsystems soll durchgängig hin zur Meßbarkeit von mit hohen Geschwindigkeiten bewegten Meßobjekten erweitert werden.The object of the invention is to transform sinusoidal sensor signals of a position measuring system high Resolution, which with offset scale division scanning taken several sensor signals in assigned modulation branches forms discrete sub-signals that are clocked by tap switches be switched to active, so that despite unchanged switching frequency of the tap switch the stair-shaped, product signal approximated to the sine curve from the Carrier signal wave and the sensor signal in real time both with an increased approximation step number with the same Carrier frequency and reduced filtering measures as well increased carrier frequency with unchanged number of approximation steps should be approximated without increased filter measures. The application of a high-resolution position measuring system should consistently towards the measurability of at high speeds moving objects to be expanded.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Verfahrensmerkmale der Ansprüche 1 bis 11 gelöst.According to the invention, the object is achieved through the process features of claims 1 to 11 solved.

Die Position eines Maßstabes wird von mindestens zwei versetzt angeordneten Zweigsensoreinheiten abgetastet. Diese liefern positionsunabhängige direkte und inverse Sensorsignale. Sind beispielsweise drei Sensoreinheiten, bezogen auf eine Maßstabteilungsperiode, gleich zueinander versetzt angeordnet, entstehen jeweils drei entsprechende direkte und inverse Sensorsignale. Jedes Sensorsignal bildet zunächst nur die absolute Position innerhalb seines abgetasteten Teils der Maßstabteilungsperiode ab und liefert somit noch keine Information bezüglich der Bewegungsrichtung. Es erfolgt deshalb die Verarbeitung mehrerer Zweigsensorsignale in ihren zugeordneten Modulationszweigen. Jedem Modulationszweig wird eine Trägerschwingung direkt oder indirekt zugeleitet, die gleiche Frequenz haben, aber zueinander phasenverschoben sind. Ein Addierglied faßt die Ausgangssignale der Modulationszweige zusammen und stellt an seinem Ausgang ein quasi oberwellenfreies phasenmoduliertes Positionsmeßsignal zur Verfügung.The position of a scale is offset by at least two arranged branch sensor units scanned. These deliver position-independent direct and inverse sensor signals. For example three sensor units, related to a scale division period, arranged equally offset to each other, arise in each case three corresponding direct and inverse sensor signals. Every sensor signal initially only forms the absolute position within his sampled part of the scale division period and thus delivers no information regarding the direction of movement yet. It takes place therefore the processing of several branch sensor signals in their assigned Modulation branches. Each modulation branch is one Carrier vibration supplied directly or indirectly, the same frequency have, but are out of phase with each other. An adder summarizes the output signals of the modulation branches and provides a quasi harmonic-free phase-modulated at its output Position measurement signal available.

Die direkten und invers verlaufenden Sensorsignale jeder Sensoreinheit werden von einer Teilerschaltung abgegriffen, d. h. die Sensoreinheit speist jeweils die Teilerschaltung, welche im einfachsten Falle einer Realisierung mit nur passiven Elementen aus mehreren die Teilsignale bildenden Teilerwiderständen besteht. Diese in der Teilerschaltung erzeugten diskreten Teilsignale werden von zugehörigen Abgriffschaltern aktiv geschaltet und zum Produktsignal des Modulationszweiges addiert. Dazu werden die Abgriffschalter in Bezug zu dem Trägersignal aktiviert, welches im Modulationszweig aus dem zugeleiteten Systemtakt für die Trägerschwingung gebildet wird. Mit Bezug zum Trägersignal werden taktweise jeweils mehrere bestimmte Abgriffschalter angesteuert. The direct and inverse sensor signals of each sensor unit are tapped from a divider circuit, d. H. the Sensor unit feeds the divider circuit, which is the simplest In case of implementation with only passive elements there are several divider resistors forming the partial signals. These discrete partial signals generated in the divider circuit are activated by associated tap switches and to the product signal of the modulation branch added. To do this, the tap switches activated in relation to the carrier signal, which in the Modulation branch from the supplied system clock for the carrier oscillation is formed. With reference to the carrier signal cyclically controlled several specific tap switches.

Das sinusförmige Trägerfrequenzsignal des Modulationszweiges wird dadurch mittels einer treppenförmigen Kurve approximiert. Die Approximation gelingt um so besser, je mehr durch die Abgriffschalter funktionsgerechte Teilsignale vorgesehen werden. Bei einer entsprechend hohen Approximationsschrittzahl von beispielsweise 32 entsteht bereits ein praktisch gut verwertbares Näherungssignal. Unter Beibehaltung der Trägerfrequenz kann dabei die Filterschaltung (Bandpaß, Tiefpaß, Integrierglied) auf ein Minimum reduziert werden.The sinusoidal carrier frequency signal of the modulation branch is approximated by means of a step-shaped curve. The approximation works better, the more with the tap switch functional partial signals are provided. With a correspondingly high approximation step number of for example, 32 already creates a practically usable one Proximity signal. Maintaining the carrier frequency can the filter circuit (bandpass, lowpass, integrator) be reduced to a minimum.

Die hohe Approximationsschrittzahl wird aus wenigen Teilspannungen (wenig Spannungsteilerwiderständen) unter Beibehaltung der Schaltfrequenz der Abgriffschalter nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch erreicht, daß von in mehreren Schalteinrichtungen liegenden Abgriffschaltern jede durch die Teilerschaltung gebildete Teilsignalspannung gleichzeitig aktiv geschaltet wird und als Summenspannung das Produktsignal des Modulationszweiges bildet. Mit jeder mit Bezug zur Trägerfrequenz taktweise ausgelösten neuen Aktivierung wird lediglich ein Abgriffschalter in einer der Schalteinrichtung auf das benachbarte Teilsignal weitergeschaltet.The high number of approximation steps results from a few partial voltages (few voltage divider resistors) while maintaining the switching frequency the tap switch according to the method of claim 1 achieved by lying in several switching devices Tapping switches each partial signal voltage formed by the divider circuit is activated simultaneously and as a total voltage forms the product signal of the modulation branch. Triggered cyclically with each with reference to the carrier frequency new activation will only be a tap switch in one of the Switching device forwarded to the adjacent partial signal.

Die Abgriffschalter jeder Schalteinrichtung werden jeweils um einen Takt versetzt angesteuert, so daß die Teilsignalspannungen aus den Schalteinrichtungen entweder die gleiche oder die jeweils benachbarte Teilsignalspannung in die Summenspannung einbringen. Der Angriff der von den Sensorsignalen gebildeten Teilsignale über die Teilerschaltung kann dabei in unterschiedlicher Weise erfolgen. So können nach einem spezifischen Verfahrensmerkmal die Teilsignale der Teilerschaltung wechselweise in aufsteigender und abfallender Folge aktiv geschaltet werden, d. h. die durchgeschalteten Teilsignalspannungen pendeln zwischen dem positiven und dem negativen Maximalspannungspegel. Die Abgriffschalter jeder Schalteinrichtung werden in der Reihenfolge, wie sie durch die aneinander geschalteten Teilerwiderstände der Teilerschaltung gegeben sind, vom positiven bis zum negativen Maximalspannungspegel in Vorwärtsreihenfolge an anschließend mit dem negativen Maximalspannungspegel beginnend in rückwärtiger Reihenfolge angeschaltet. Dies geschieht analog auch mit den Abgriffschaltern der weiteren Schalteinrichtungen, die jeweils nur um einen Takt zeitversetzt angesteuert werden.The tap switches of each switching device are each switched driven a clock offset, so that the partial signal voltages from the switching devices either the same or each Introduce adjacent partial signal voltage into the total voltage. The attack of the partial signals formed by the sensor signals via the divider circuit can be done in different ways. The partial signals can thus be based on a specific process feature the divider circuit alternately in ascending and descending sequence are activated, d. H. the switched through Partial signal voltages oscillate between the positive and the negative maximum voltage level. The tap switches Each switching device will be in the order in which they are switched the connected divider resistors of the divider circuit are given, from the positive to the negative maximum voltage level in the forward order, then with the negative Maximum voltage level switched on in reverse order. This also happens with the tap switches of the further switching devices, each delayed by only one cycle can be controlled.

Die Teilsignale können aber auch verfahrensgemäß in der Art aktiv geschaltet werden, daß eine ringförmige Anschaltung entsteht, die zyklisch umläuft. Jedes Teilsignal ist hierbei in jeder Schalteinrichtung von zwei Abgriffschaltern aktiv schaltbar, d. h. die ersten den Teilsignalen zugeordneten Abgriffschalter werden in aufsteigender Reihenfolge der Teilsignale angeschaltet und anschließend werden die zweiten den Teilsignalen zugeordneten Abgriffschalter in abfallender Reihenfolge der Teilsignale angeschaltet. Sind beispielsweise 8 abzugreifende Teilsignale und zwei Schalteinrichtungen vorhanden, in denen jeweils 16 Abgriffschalter zyklisch umlaufend (ringförmig) angesteuert werden, wird jeder Abgriffschalter nur mit jedem 32. Takt geschaltet. Dabei werden die Abgriffschalter die Schalteinrichtungen nur um jeweils einen Takt versetzt angeschaltet, so daß die angeschalteten Abgriffschalter der einzelnen Schalteinrichtung entweder gleiche oder benachbarte Teilsignale in die Summenspannung einbringen. Mit der Erhöhung der Anzahl der die Abgriffschalter enthaltenen Schalteinrichtung wird der Zeitabstand zwischen zwei aufeinander folgenden Aktivierungen eines jeden Abgriffschalters in einer Schalteinrichtung um den gleichen Faktor erhöht. Mit beispielsweise drei Schalteinrichtungen ist es somit möglich, eine verdreifachte Trägerfrequenz bei unveränderter Approximationsschrittzahl oder aber bei gleicher Trägerfrequenz eine verdreifachte Approximationsschrittzahl zu realisieren.However, the partial signals can also be active in terms of the method be switched that an annular connection arises, the circulates cyclically. Every partial signal is in every switching device can be actively switched by two tap switches, d. H. the first the tap switches assigned to the partial signals are in ascending order Sequence of the partial signals switched on and then become the second tap switches assigned to the partial signals switched on in descending order of the partial signals. For example 8 partial signals to be tapped and two switching devices available, in each of which 16 tap switches circulating cyclically can be controlled (ring-shaped), each tap switch only switched every 32nd cycle. The tap switches the switching devices only offset by one cycle turned on so that the tap switch turned on the individual switching device either the same or neighboring Introduce partial signals into the total voltage. With the increase in the number of tap switches included Switching device is the time interval between two on each other following activations of each tap switch in a switching device increased by the same factor. With, for example three switching devices, it is therefore possible to use one tripled carrier frequency with unchanged approximation step number or tripled at the same carrier frequency Realize approximation step number.

Die hohe Approximationsschrittzahl wird aus wenigen Teilsignalen unter Beibehaltung der Schaltfrequenz der Abgriffschalter nach dem Verfahren gemäß Anspruch 5 dadurch erreicht, daß von einer Gruppe Abgriffschalter hintereinander liegende durch die Teilerschaltung gebildete Teilsignalspannungen gleichzeitig aktiv geschaltet werden und als Summenspannung das Produktsignal des Modulationszweiges bilden.The high number of approximation steps is made up of a few partial signals while maintaining the switching frequency of the tap switch after achieved the method according to claim 5 in that a group of tap switches one behind the other through the Partial signal voltages formed at the same time active be switched and the product signal as the sum voltage of the modulation branch.

Mit jeder mit Bezug zur Trägerfrequenz taktweise ausgelösten neuen Aktivierung werden zwei Abgriffschalter geschaltet, nämlich einer der Abgriffschalter wird auf das in der Abgriffreihenfolge nächste Teilsignal geschaltet und ein anderer Abgriffschalter wird mit seinem Teilsignal aus der Gruppe herausgeschaltet. Dadurch wird jeder Abgriffschalter in Abhängigkeit der Größe der Gruppe und des Schaltregimes in der Gruppe in größeren auf einen Takt bezogenen Taktabständen aktiviert. Die das Produktsignal bildende Summenspannung verändert sich aber mit jedem Takt.Triggered cyclically with each with reference to the carrier frequency new activation, two tap switches are switched, namely one of the tap switches is on in the tap order next partial signal switched and another tap switch is switched out of the group with its partial signal. This makes each tap switch dependent on the size the group and the switching regime in the group in larger activated at intervals. The the However, the sum voltage forming the product signal changes with every beat.

Der Abgriff der von den Sensorsignalen gebildeten Teilsignale über die Teilerschaltung kann dabei in unterschiedlicher Weise erfolgen. So können nach einem spezifischen Verfahrensmerkmal die Gruppe von hintereinanderliegenden Teilsignalen benachbarte Teilsignale sein, von denen taktweise gleichzeitig das in der Abgriffreihenfolge nächstliegende Teilsignal angeschaltet und das letzte Teilsignal aus der Gruppe der Teilsignale abgeschaltet wird. Ein anderer Verfahrensablauf für das Schaltregime der Abgriffschalter ausgehend von einer Gruppe benachbarter Teilsignale schaltet mit jedem Takt das in der Abgriffreihenfolge liegende vorderste Teilsignal ab und gleichzeitig das nächstfolgende Teilsignal zu. Mit den folgenden Takten wird jeweils gleichzeitig das zuletzt abgeschaltete Teilsignal wieder zugeschaltet und dessen entgegen der Abgriffreihenfolge liegende benachbarte Teilsignal wieder abgeschaltet. Damit wird für die Änderung der Summenspannung eine wesentlich größere durch die taktweise Aktivierung vorgegebene Approximationsschrittzahl erreicht, weil jede Gruppe benachbarter Teilsignale taktweise in Zwischenschritten von einer Lücke (ein aus der Gruppe herausgeschaltetes Teilsignal) durchlaufen wird, bevor die nächste Gruppe benachbarter Teilsignale entsteht.The tapping of the partial signals formed by the sensor signals The divider circuit can be used in different ways respectively. So, according to a specific procedural feature the group of partial signals lying one behind the other Be partial signals, of which the in the signal closest to the tap sequence switched on and the last partial signal from the group of partial signals is switched off becomes. Another procedure for the switching regime of Tap switch based on a group of neighboring partial signals switches this in the tapping sequence with each cycle lying frontmost partial signal and at the same time the next succeeding one Partial signal to. With the following bars each at the same time the last switched off partial signal was switched on again and its counter to the tap order neighboring partial signal switched off again. So that for the Change the total voltage by a much larger the cyclical activation of the predetermined approximation step number achieved because each group of neighboring partial signals is clocked in intermediate steps from a gap (one from the group switched off partial signal) is run through before the next group of neighboring partial signals is created.

Die hohe Approximationsschrittzahl wird aus wenigen Teilsignalen unter Beibehaltung der Schaltfrequenz der Abgriffschalter nach dem Verfahren gemäß Anspruch 6 dadurch erreicht, daß Gruppen von hintereinander liegenden durch die Teilerschaltung gebildeten Teilsignalspannungen gleichzeitig mehrfach parallel von in mehreren Schalteinrichtungen angeordneten Abgriffschaltergruppen aktiv geschaltet werden und als Summenspannung das Produktsignal des Modulationszweiges bilden, welches sich mit jedem Takt verändert. The high number of approximation steps is made up of a few partial signals while maintaining the switching frequency of the tap switches achieved by the method according to claim 6, that groups of one behind the other through the Partial signal voltages formed at the same time arranged several times in parallel in several switching devices Tap switch groups are activated and the sum signal is the product signal of the modulation branch form, which changes with every bar.

Mit jeder mit Bezug zur Trägerfrequenz taktweise ausgelösten neuen Aktivierung werden zwei Abgriffschalter aus in einer der Schalteinrichtung liegenden Abgriffschaltergruppe geschaltet. Dabei wird ein erster Abgriffschalter auf das in der Abgriffreihenfolge nächste Teilsignal geschaltet und ein zweiter Abgriffschalter wird mit seinem Teilsignal aus der Gruppe herausgeschaltet. Der nächste Takt aktiviert in analoger Weise zwei Abgriffschalter einer Abgriffschaltergruppe der nächsten Schalteinrichtung, so daß die gleiche Konfiguration der aktiv geschalteten Abgriffschalter in der Abgriffschaltergruppe der parallelen Schalteinrichtungen taktweise versetzt nacheinander entsteht. Damit bringt die aus den Teilsignalspannungen in jeder Schalteinrichtung gebildete Summenspannung entweder eine gleich große oder um eine geringe Differenzspannung abweichende Summenspannung in das Produktsignal ein. Die geringe Differenzspannung als Stufenschrittspannung ist durch die innerhalb jeder Abgriffschaltergruppe taktweise Konfiguration von zwei Abgriffschaltern in oben beschriebener Fortschaltung auf benachbarter Teilsignale gegeben. Es wird demnach die Schaltfrequenz jedes Abgriffschalters entscheidend verringert, nämlich in Abhängigkeit der Größe der Abgriffschaltergruppe und dem Schaltregime in der Gruppe multipliziert mit der Anzahl der in parallelen Schalteinheiten vorhandenen Abgriffschaltergruppen.Triggered cyclically with each with reference to the carrier frequency New activation will turn off two tap switches in one of the Switching device lying tap switch group switched. Here becomes a first tap switch on that in the tap order next partial signal switched and a second tap switch is switched out of the group with its partial signal. The next cycle activates two tap switches in an analogous manner a tap switch group of the next switching device, see above that the same configuration of the active tap switch in the tap switch group of the parallel switching devices intermittently, one after the other. With that brings that formed from the partial signal voltages in each switching device Total voltage either the same or by one low differential voltage different total voltage in the Product signal. The low differential voltage as step increment voltage is intermittent within each tap switch group Configuration of two tap switches in the above Advance given on adjacent partial signals. It will therefore the switching frequency of each tap switch is crucial reduced, namely depending on the size of the tap switch group and the switching regime in the group multiplied by the Number of tap switch groups present in parallel switching units.

Der Abgriff der von den Sensorsignalen gebildeten Teilsignale über die Teilerschaltung kann dabei innerhalb einer Schalteinrichtung in unterschiedlicher Weise erfolgen. So können nach einem spezifischen Verfahrensmerkmal die Gruppe von hintereinander liegenden Teilsignalen benachbarte Teilsignale sein, von denen taktweise gleichzeitig das in der Abgriffreihenfolge nächstliegende Teilsignal angeschaltet und das letzte Teilsignal aus der Gruppe der Teilsignale abgeschaltet wird. Ein anderer Verfahrensablauf für das Schaltregime der Abgriffschalter ausgehend von einer Gruppe benachbarter Teilsignale schaltet mit jedem auf die Schalteinrichtung gegebenen Takt das in der Abgriffreihenfolge liegende vorderste Teilsignal ab und gleichzeitig das nächstfolgende Teilsignal zu. The tapping of the partial signals formed by the sensor signals via the divider circuit can be within a switching device done in different ways. So after a specific procedural feature the group from one behind the other lying partial signals are adjacent partial signals, of which cyclically at the same time the closest one in the tap order Partial signal switched on and the last partial signal from the group the partial signals is switched off. Another process flow for the switching regime of the tap switches based on one Group of neighboring partial signals switches to the switching device with each given measure is the one in the tap order foremost partial signal and at the same time the next partial signal to.

Mit den folgenden Takten wird jeweils gleichzeitig das zuletzt abgeschaltete Teilsignal wieder zugeschaltet und dessen entgegen der Abgriffreihenfolge liegende benachbarte Teilsignal wieder abgeschaltet. Damit wird für die Änderung der Summenspannung eine wesentlich größere Approximationsschrittzahl erreicht, weil jede Gruppe benachbarter Teilsignale in Zwischenschritten von einer Lücke (ein aus der Gruppe herausgeschaltetes Teilsignal) durchlaufen wird, bevor die nächste Gruppe benachbarter Teilsignale in der Schalteinrichtung entsteht.With the following cycles the last one switched off at the same time Partial signal switched on again and its counter the adjacent sub-signal lying in the tapping sequence is switched off again. This will change the total voltage achieved a substantially larger number of approximation steps because each group of neighboring partial signals in intermediate steps of a gap (a partial signal switched out of the group) is run through before the next group of adjacent partial signals arises in the switching device.

Die von den Sensorsignalen gebildeten Teilsignale können sowohl nach dem Verfahren gemäß Anspruch 5 als auch nach dem Verfahren gemäß Anspruch 6 unter Anwendung einer der vorher beschriebenen Arten der Gruppenbildung innerhalb einer Schalteinrichtung in einer vom positiven zum negativen Maximalspannungspegel gegebenen Reihenfolge wechselweise in aufsteigender und abfallender Folge aktiv geschaltet werden, d. h. das so erzeugte Signal wird im Wechsel zwischen dem positiven zum negativen Maximalspannungspegel der Teilsignale approximiert.The partial signals formed by the sensor signals can both by the method according to claim 5 as well as by the method according to claim 6 using one of the previously described Types of group formation within a switchgear in a from positive to negative maximum voltage level given order alternately in ascending and descending sequence are activated, d. H. that generated Signal changes from positive to negative Approximated maximum voltage level of the partial signals.

Die Abgriffschalter werden in jeder Schalteinheit in der durch die aneinandergeschalteten Teilwiderstände der Teilerschaltung gegebenen Reihenfolge abwechselnd in ansteigender und anschließend in abfallender Reihenfolge der Teilsignale aktiv geschaltet. Zur Erhaltung einer konstanten Anzahl von aktiv geschalteten Teilsignalen werden beim Überschreiten des Umkehrpunktes des positiven wie auch des negativen Maximalspannungspegels symmetrisch zum Umkehrpunkt liegende Teilsignale angeschaltet.The tap switches are in the in each switching unit the connected partial resistors of the divider circuit given order alternately in increasing and then activated in descending order of the partial signals. To maintain a constant number of actively switched Partial signals are generated when the reversal point is exceeded the positive as well as the negative maximum voltage level Partial signals connected symmetrically to the reversal point.

Die Teilsignale können aber auch verfahrensgemäß in der Art abgegriffen werden, daß eine ringförmige Anschaltung entsteht, die zyklisch umläuft. Jedes Teilsignal kann hierbei in jeder Schalteinrichtung von zwei Abgriffschaltern aktiv geschaltet werden, wobei die einen Abgriffschalter, wie bereits beschrieben, nacheinander angeschaltet werden und die hinzu gekommenen (zweiten) Abgriffschalter die gleichen Teilsignale in entgegengesetzter Richtung aktiv schalten. The partial signals can also be in accordance with the method in Art tapped that a ring-shaped connection arises, which circulates cyclically. Each partial signal can be in each Switching device of two tap switches can be activated, the one tap switch, as already described, be switched on one after the other and the added ones (second) tap switch the same partial signals in opposite Activate direction.

Im Verfahren nach Anspruch 6 ist die ringförmige Anschaltung in jeder Schalteinrichtung vorgesehen, wobei bei nur zwei vorhandenen Schalteinrichtungen stets 16 Abgriffschalter zur Bildung des Produktsignals des Modulationszweiges aktiviert werden. In jeder Schalteinrichtung wird dadurch nur mit jedem zweiten Takt das in der ringförmigen Reihenfolge nächste Teilsignal angeschaltet und das aus der Gruppe letzte Teilsignal abgeschaltet. Damit bleibt jeder Abgriffschalter über 16 Takte im gleichen Schaltzustand und erreicht erst wieder nach Ablauf von 32 Takten seine Ausgangsstellung, d. h. er schaltet nur mit der Approximationswellenfrequenz.In the method of claim 6 is the ring-shaped connection provided in each switching device, with only two available Switching devices always 16 tap switches for formation of the product signal of the modulation branch can be activated. In every switching device, only every second one Clock turns on the next partial signal in the circular order and switched off the last partial signal from the group. This means that each tap switch remains the same for 16 cycles Switching status and only reaches again after 32 cycles its starting position, d. H. it only switches at the approximation wave frequency.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in überraschender Weise eine verbesserte Approximation bei beliebig erhöhter Approximationsschrittzahl erreicht, ohne daß jeweils eine spezielle für die Schrittzahl zugeschnittene Spannungsteilerschaltung, in der erforderlichen Präzisionsausführung, benötigt wird. Dies bedeutet, daß mit einer einfachen Spannungsteilerschaltung jeder vorgegebene Anwendungsfall von der einfachen 4-schrittigen Approximation bis zu einer solchen mit einer hohen Approximationsschrittzahl von beispielsweise 256 realisiert werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber ebenso für die Approximation mit erhöhter Trägerfrequenz geeignet, ohne daß die Filtermaßnahmen (Bandpaß, Tiefpaß, Integrierglied) verstärkt zu werden brauchen.The process according to the invention is more surprising Way an improved approximation with arbitrarily increased approximation step number achieved without a special voltage divider circuit tailored for the number of steps, in the required precision version is required. This means, that with a simple voltage divider circuit everyone given use case of the simple 4-step Approximation up to one with a high number of approximation steps of for example 256 can be realized. However, the method according to the invention is also for approximation suitable with increased carrier frequency without the Filter measures (bandpass, lowpass, integrator) reinforced need to be.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch Schaltungsanordnungen gemäß Anspruch 12 bis 21 gelöst.The object of the invention is also achieved by circuit arrangements solved according to claim 12 to 21.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigenExemplary embodiments of the invention are shown in the drawings shown. Show it

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zum mehrfachen Durchschalten von Teilsignalen, Fig. 1 is a block diagram of a circuit arrangement for switching through multiple sub-signals,

Fig. 2 eine halbringförmige Anschaltung nach Fig. 1, Fig. 2 is a semi-annular interface of FIG. 1,

Fig. 3 eine ringförmige Anschaltung nach Fig. 1, Fig. 3 is a ring-shaped interface of Fig. 1,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zum gleichzeitigen Durchschalten von hintereinander liegenden Teilsignalen, Fig. 4 is a block diagram of a circuit arrangement for simultaneously switching through successive partial signals,

Fig. 5 eine halbringförmige Anschaltung nach Fig. 4, Fig. 5 is a semi-annular interface of FIG. 4,

Fig. 6 eine Aktivierungsschaltung für die halbringförmige Anschaltung nachh Fig. 5, Fig. 6 is an activation circuit for the semi-annular interface nachh Fig. 5,

Fig. 7 ein Impulsdiagramm für die Aktivierung der Abgriffschalter nach Fig. 4, Fig. 7 is a timing diagram for the activation of the tap switch according to Fig. 4,

Fig. 8 eine Aktivierungsschaltung für die lückende Konfigurationsänderung der Gruppe der Abgriffschalter nach Fig. 4. Fig. 8 is an activation circuit for the lückende configuration change the group of the tap switch according to Fig. 4.

Ein Rastermaßstab R (Fig. 1; Fig. 4) wird an mehreren Stellen fotoelektrisch abgetastet. Die zugehörigen Lichtquellen L1; L2; L3 und Sensorsignalerzeugungsschaltungen SE1; SE2; SE3 mit den Sensoren E1; E2; E3 sind bezüglich der Teilungsmarken des Rastermaßstabes R zueinander versetzt angeordnet. Die Sensorsignalerzeugungsschaltung SE1; SE2; SE3 sind unterschiedlichen Modulationszweigen zugeordnet. Jede Sensorsignalerzeugungsschaltung SE1; SE2; SE3 ist in einer zugeordneten Produktbildnerschaltung P1; P2; P3 auf eine Summationsschaltung SUM geschaltet. Die Ausgänge der Summationsschaltung SUM der Produktbildnerschaltung P1; P2; P3 sind über eine Additionsschaltung ADD zu einem phasenmodulierten Signal zusammengefaßt, dessen Phasenwinkel als Signalparameter die absolute Wegstelle in einer Teilung des Rastermaßstabes R abbildet. Jede Produktbildnerschaltung P1; P2; P3 umfaßt eingangsseitig eine Schaltung H für das Bereitstellen des direkten und inversen Sensorsignals und eine Teilerschaltung TS mit acht Teilwiderständen, welche Teilsignale 1 bis 8 ausgeben. In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 bis Fig. 3 zum mehrfachen Durchschalten von Teilsignalen sind zwei Gruppen von Abgriffschaltern S in Schalteinheiten G1, G2 vorgesehen, die über zwei zugehörige Anschaltbaugruppen AS1, AS2 die Teilsignale 1 bis 8 anschalten und auf die Summationsschaltung SUM durchschalten. Die in den Schalteinheiten G1, G2 enthaltenen von Abgriffschaltern S1 bis S8 werden von zugehörigen Aktivierungsschaltern AK1, AK2 über deren Ausgänge A1 bis A_n zum Aktivschalten der Teilsignale 1 bis 8 angesteuert. Die Aktivierungsschaltungen AK1, AK2 sind unter Zwischenschaltung einer Taktverteilerschaltung TV am Taktgenerator TG angeschlossen.A grid scale R ( Fig. 1; Fig. 4) is scanned photoelectrically at several locations. The associated light sources L 1 ; L 2 ; L 3 and sensor signal generating circuits SE 1 ; SE 2 ; SE 3 with sensors E 1 ; E 2 ; E 3 are arranged offset from one another with respect to the division marks of the grid scale R. The sensor signal generating circuit SE 1 ; SE 2 ; SE 3 are assigned to different modulation branches. Each sensor signal generating circuit SE 1 ; SE 2 ; SE 3 is in an assigned product generator circuit P 1 ; P 2 ; P 3 switched to a summation circuit SUM. The outputs of the summation circuit SUM of the product generator circuit P 1 ; P 2 ; P 3 are combined via an addition circuit ADD to form a phase-modulated signal, the phase angle of which represents the absolute position in a division of the raster scale R as a signal parameter. Each product generator circuit P 1 ; P 2 ; P 3 comprises on the input side a circuit H for providing the direct and inverse sensor signal and a divider circuit TS with eight partial resistors which output partial signals 1 to 8. In the circuit arrangement of FIG. 1 to FIG. 3 for multiple gating of subsignals two groups of Abgriffschaltern S in switching units G 1, G 2 are provided, associated with two boards AS 1, AS 2, the partial signals 1 turn to 8 and the Switch through the summation circuit SUM. The pick-up switches S 1 to S 8 contained in the switching units G 1 , G 2 are controlled by associated activation switches AK 1 , AK 2 via their outputs A 1 to A _n for activating the partial signals 1 to 8. The activation circuits AK 1 , AK 2 are connected to the clock generator TG with the interposition of a clock distribution circuit TV.

Die halbringförmige Anschaltung in der Anschaltbaugruppe AS (Fig. 2) zeigt, daß jedes der Teilsignale 1 bis 8 in jeder Schalteinheit G an einem zugehörigen Abgriffschalter S1 bis S8 angeschlossen ist. Die Ausgänge A1 bis A8 der jeweiligen Aktivierungsschaltung AK sind in der Aufrufreihenfolge auf die Abgriffschalter S1 bis S8 geschaltet.The semi-ring-shaped connection in the controller board AS ( Fig. 2) shows that each of the partial signals 1 to 8 in each switching unit G is connected to an associated tap switch S 1 to S 8 . The outputs A 1 to A 8 of the respective activation circuit AK are switched to the tap switches S 1 to S 8 in the calling order.

Bei der ringförmigen Anschaltung (Fig. 3) wird jedes Teilsignal 1 bis 8 von zwei zugehörigen Abgriffschaltern S1 bis S16, aktiv geschaltet, wobei der Abgriffschalter S9 das Teilsignal 8, der Abgriffschalter S10 das Teilsignal 7 und so weiter bis zum Abgriffschalter S16, der wiederum das Teilsignal 1 aktiv schaltet. Die zugehörige Aktivierungsschaltung AK besitzt die doppelte Anzahl, nämlich sechzehn Ausgänge A1 bis A16. Diese Ausgänge sind in der Reihenfolge A1 bis A16 in der zugeordneten Schalteinheit G1, G2 jeweils mit den Abgriffschaltern S1 bis S16 verbunden.In the ring-shaped connection ( FIG. 3), each partial signal 1 to 8 is switched to active by two associated tap switches S 1 to S 16 , the tap switch S 9 the partial signal 8 , the tap switch S 10 the partial signal 7 and so on up to the tap switch S 16 , which in turn switches partial signal 1 to active. The associated activation circuit AK has twice the number, namely sixteen outputs A 1 to A 16 . These outputs are connected in the sequence A 1 to A 16 in the assigned switching unit G 1 , G 2 to the tap switches S 1 to S 16 .

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 bis Fig. 8 zum gleichzeitigen Durchschalten von hintereinander liegenden Teilsignalen sind Abgriffschalter S1 bis S16 in einer Schalteinheit ES vorgesehen, die über eine zugehörige Anschaltbaugruppe AS die Teilsignale 1 bis 8 auf die Summationsschaltung SUM durch- bzw. anschalten. Die in der Schalteinheit ES enthaltenen Abgriffschalter S1 bis S16 werden von einer zugehörigen Aktivierungsschaltung AK über deren Ausgänge A1 bis A16 zum Aktivschalten der Teilsignale 1 bis 8 angesteuert. Die Aktivierungsschaltung AK ist am Taktgenerator TG angeschlossen. In der ringförmigen Anschaltung der Anschaltbaugruppe AS wird jedes Teilsignal 1 bis 8 von zwei zugehörigen Abgriffschaltern S1 bis S16 aktiv geschaltet, wobei das Teilsignal 1 von den Abgriffschaltern S1/S16, das Teilsignal 2 von den Abgriffschaltern S2/S15, und so weiter bis zum Teilsignal 8, das von den Abgriffschaltern S6/S9 angeschaltet ist. Dabei sind stets acht aufeinanderfolgende Anschlußstellen der Ringanordnung als Schaltgruppe G1 gleichzeitig aktiv geschaltet, während die jeweils anderen acht Anschlußstellen als Schaltgruppe G2 unwirksam geschaltet sind. Die Ausgänge A1 bis A16 der Aktivierungsschaltung AK sind in der Reihenfolge jeweils mit den Abgriffschaltern S1 bis S16 in der Schalteinheit ES verbunden.In the circuit arrangement shown in FIG. 4 to FIG. 8, for simultaneously switching through successive partial signals tap switch S are provided 1 to S 16 in a switch unit ES, the transit via an associated interface module AS the partial signals 1 to 8 to the summing circuit SUM and turn on. The tap switches S 1 to S 16 contained in the switching unit ES are controlled by an associated activation circuit AK via their outputs A 1 to A 16 for activating the partial signals 1 to 8. The activation circuit AK is connected to the clock generator TG. In the ring-shaped connection of the controller board AS, each partial signal 1 to 8 is switched to active by two associated tap switches S 1 to S 16 , the partial signal 1 from the tap switches S 1 / S 16 , the partial signal 2 from the tap switches S 2 / S 15 , and so on until the partial signal 8, which is switched on by the tap switches S 6 / S 9 . In this case, eight consecutive connection points of the ring arrangement as switching group G 1 are always activated simultaneously, while the other eight connection points as switching group G 2 are deactivated. The outputs A 1 to A 16 of the activation circuit AK are connected in sequence to the tap switches S 1 to S 16 in the switching unit ES.

Die halbringförmige Anschaltung in der Anschaltbaugruppe AS1 (Fig. 5) zeigt, daß jedes Teilsignal 1 bis 8 in der Schalteinheit ES an zugehörigen Abgriffschaltern S1 bis S8 angeschlossen ist und im Bereich jedes Umkehrpunktes U je zwei weitere symmetrisch zum Umkehrpunkt U liegende Teilsignale über je zwei weitere Abgriffschalter S1; S2 bzw. S8; S7 vorgesehen sind. Die dazugehörige Aktivierungsschaltung AK1 (Fig. 6) besteht aus einem ersten Schieberegister SR1 mit einer der Anzahl n von Abgriffschaltern S in der Schalteinheit ES entsprechenden Anzahl von Ausgängen A1 bis A8 und A1; A2; A7; A8. Dieses erste Schieberegister SR1 hat einen Steuereingang für die Schieberegisterumkehr, der am Ausgang eines Frequenzteilers 20 angeschlossen ist. Der Frequenzteiler 20 liegt eingangsseitig unter Zwischenschaltung eines ODER-Gliedes 21 am Ausgang eines zweiten rückgeführten Schieberegisters SR2, welches eine der doppelten Anzahl 2n von Abgriffschaltern S entsprechenden Anzahl von Ausgängen besitzt.The semi-ring-shaped connection in the controller board AS 1 ( Fig. 5) shows that each partial signal 1 to 8 in the switching unit ES is connected to associated tap switches S 1 to S 8 and in the area of each reversal point U two additional partial signals symmetrically to the reversal point U. via two additional tap switches S 1 ; S 2 or S 8 ; S 7 are provided. The associated activation circuit AK 1 ( FIG. 6) consists of a first shift register SR 1 with a number of outputs A 1 to A 8 and A 1 corresponding to the number n of tap switches S in the switching unit ES; A 2 ; A 7 ; A 8 . This first shift register SR 1 has a control input for the shift register reversal, which is connected to the output of a frequency divider 20 . The frequency divider 20 is connected on the input side with the interposition of an OR gate 21 at the output of a second feedback shift register SR 2 , which has a number of outputs corresponding to twice the number 2n of tap switches S.

Mit dem n-ten und 2n-ten Ausgang ist das zweite Schieberegister SR2 eingangsseitig mit dem ODER-Glied 21 verbunden. Der Taktgenerator TG ist am Takteingang des zweiten Schieberegisters SR2 und über ein UND-Glied 22 am Takteingang des ersten Schieberegisters SR1 angeschlossen. Der zweite Eingang des UND-Gliedes 22 ist mit dem Ausgang des ODER-Gliedes 21 verbunden.The second shift register SR 2 is connected on the input side to the OR gate 21 with the nth and 2nth outputs. The clock generator TG is connected to the clock input of the second shift register SR 2 and via an AND gate 22 to the clock input of the first shift register SR 1 . The second input of the AND gate 22 is connected to the output of the OR gate 21 .

Im Impulsdiagramm (Fig. 7) ist die Aktivierung der Abgriffschalter S1 bis S8 über den Takten des Taktgenerators TG aufgezeichnet, wobei jeder Abgriffschalter S1 bis S8 alle acht Takte nur einmal umgeschaltet wird, wenn stets eine Gruppe G1 von acht benachbarten Abgriffschaltern gleichzeitig aktiviert ist. Dies ist sowohl in der ringförmigen Anschaltung (Fig. 4) wie auch in der halbringförmigen Anschaltung (Fig. 5) gegeben.In the pulse diagram ( Fig. 7) the activation of the tap switches S 1 to S 8 is recorded over the clocks of the clock generator TG, with each tap switch S 1 to S 8 being switched only once every eight clocks if there is always a group G 1 of eight neighboring ones Tap switches is activated at the same time. This is the case both in the ring-shaped connection ( FIG. 4) and in the semi-ring-shaped connection ( FIG. 5).

Eine noch größere Approximationsschrittzahl wird mit der lückenden Umbildung der Gruppen der aktivierenden Abgriffschalter S erreicht. Dabei wird jeweils ein Abgriffschalter S in Abgriffreihenfolge zugeschaltet und der benachbarte Abgriffschalter S abgeschaltet, so daß in der Gruppe der aktivierten Abgriffschalter S eine Lücke entsteht, die mit jedem weiteren Takt die Gruppe entgegen der Abgriffrichtung durchläuft. Die zugehörige Aktivierungsschaltung AK2 (Fig. 8) enthält ein rückgeführtes Schieberegister SR3, welches vom Taktgenerator TG ansteuerbar ist und mit seinem der Anzahl der gleichzeitig aktivierbaren Abgriffschalter S entsprechenden Anzahl von Ausgängen je ein Ansteuer-Register AR aufruft. Den Ansteuer-Registern AR sind ODER-Glieder 23 nachgeschaltet, deren Ausgänge A als Aktivierungsleitungen auf die zugehörigen Abgriffschalter S geschaltet sind. Die Aktivierungschaltung AK2 ist für eine Gruppe von acht gleichzeitig ansteuerbaren Abgriffschaltern S1 bis S8 mit dem achtstufigen Schieberegister SR3 sowie acht Ansteuer-Registern AR1 bis AR8 ausgeführt. Aus den Ansteuer-Registern AR1 bis AR8 sind jeweils acht Ausgänge in sechzehn ODER-Glieder 23.1 bis 23.16 kombiniert, so daß für sechzehn Abgriffschalter S1 bis S16 die Aktivierung nach der ringförmigen Anschaltung (Fig. 4) gegeben ist.An even larger number of approximation steps is achieved with the incomplete reorganization of the groups of the activating tap switches S. One tap switch S is switched on in the tapping sequence and the adjacent tap switch S is switched off, so that a gap is formed in the group of activated tap switches S, which runs through the group against the tap direction with each further cycle. The associated activation circuit AK 2 ( FIG. 8) contains a feedback shift register SR 3 , which can be controlled by the clock generator TG and, with its number of outputs corresponding to the number of tap switches S which can be activated at the same time, calls up a control register AR. The control registers AR are followed by OR gates 23 , the outputs A of which are connected as activation lines to the associated tap switches S. The activation circuit AK 2 is designed for a group of eight tap switches S 1 to S 8 which can be controlled simultaneously with the eight-stage shift register SR 3 and eight control registers AR 1 to AR 8 . From the control registers AR 1 to AR 8 , eight outputs are combined in sixteen OR gates 23.1 to 23.16 , so that the activation after the ring-shaped connection ( FIG. 4) is given for sixteen tap switches S 1 to S 16 .

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende:
Der Rastermaßstab R wird von den drei Sensoren E1, E2, E3 abgetastet, die infolge ihres gegenseitigen Versatzes über die Sensorsignalerzeugungsschaltungen SE1, SE2, SE3 die absolute Position innerhalb einer Maßstabteilungsperiode abbilden. Um eine Information bezüglich der Bewegungsrichtung zu erhalten, werden mehrere Sensorsignale in zugeordneten Modulationszweigen verarbeitet. Jedem Modulationszweig wird eine Trägerschwingung zugeleitet, die alle gleiche Frequenz haben, aber zueinander phasenverschoben sind. Die Additionsschaltung ADD faßt die Ausgangssignale der Modulationszweige zusammen und stellt an seinem Ausgang ein quasi oberwellenfreies phasenmoduliertes Positionsmeßsignal zur Verfügung. Die Sensorsignale jeder Sensorsignalerzeugungsschaltung SE1, SE2, SE3 werden in der zugehörigen Produktbildnerschaltung P1, P2, P3 zu Produktsignalen in folgender Weise verarbeitet:The circuit arrangement works as follows:
The grid scale R is scanned by the three sensors E 1 , E 2 , E 3 , which, owing to their mutual offset, map the absolute position within a scale division period via the sensor signal generating circuits SE 1 , SE 2 , SE 3 . In order to obtain information regarding the direction of movement, a plurality of sensor signals are processed in assigned modulation branches. A carrier oscillation is fed to each modulation branch, all of which have the same frequency but are out of phase with one another. The addition circuit ADD combines the output signals of the modulation branches and provides a quasi-harmonic-free phase-modulated position measurement signal at its output. The sensor signals of each sensor signal generation circuit SE 1 , SE 2 , SE 3 are processed in the associated product generator circuit P 1 , P 2 , P 3 into product signals in the following way:

Aus den Sensorsignalen werden von der Schaltung H direkte und inverse Signale gebildet, die von der Teilerschaltung TS, hier bestehend aus den acht Teilerwiderständen, abgegriffen wird.Circuit H turns the sensor signals directly and inverse signals formed by the divider circuit TS, here consisting of the eight divider resistors, tapped becomes.

Dazu werden die Abgriffschalter S vom Taktgenerator TG in Abhängigkeit vom Trägersignal aktiviert. Mit Bezug zum Trägersignal werden taktweise jeweils mehrere Abgriffschalter S zum Aktivschalten der Teilsignale 1 bis 8 angesteuert. Das quasi sinusförmige Produktsignal mit der Trägerfrequenz wird dadurch mittels einer treppenförmigen Kurve approximiert.For this purpose, the tap switches S are dependent on the clock generator TG activated by the carrier signal. With reference to the carrier signal several tap switches S are switched to Activation of partial signals 1 to 8 activated. Quasi this makes sinusoidal product signal with the carrier frequency approximated by means of a step-shaped curve.

Von den an den Teilerwiderständen anliegenden Teilsignalen 1 bis 8 (Fig. 1; Fig. 4) werden stets mehrere Teilsignale gleichzeitig an die Summationsschaltung SUM angeschaltet und zum Produktsignal des Modulationszweiges summiert.Of the partial signals 1 to 8 present at the divider resistors ( FIG. 1; FIG. 4), several partial signals are always connected to the summation circuit SUM and summed to form the product signal of the modulation branch.

Die Approximation gelingt um so besser, je mehr durch die Abgriffschalter S abzugreifende funktionsgerechte Teilsignale 1 bis 8 vorgesehen werden. Bei einer entsprechend hohen Approximationsschrittzahl entsteht bereits ein praktisch gut verwertbares Näherungssignal, ohne daß stark wirkende Filterschaltungen (Bandpässe, Tiefpässe, Integrierglieder) nachgeschaltet werden müssen. Die hohe Approximationsschrittzahl wird allein aus den acht Teilsignalen 1 bis 8 unter Beibehaltung der Schaltfrequenz der Abgriffschalter mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 bis Fig. 3 dadurch erreicht, daß die aus zwei Teilsignalen 1 bis 8 gebildete Summenspannung mit jedem Takt verändert wird, indem jeweils nur eines der Teilsignale 1 bis 8, d. h. das Teilsignal einer Schalteinrichtung G1, G2 durch Umschalten eines Abgriffschalters S in einer der beiden Schalteinrichtungen G1, G2 geändert wird. Ausgehend von geschlossenen Abgriffschaltern S1 in den beiden Schalteinrichtungen G1, G2 stehen die Teilsignale 1/1 am Summator SUM an. Der nächste Takt vom Taktgenerator TG setzt über den Taktverteiler TV die Aktivierungsschaltung AK1 vom Ausgang A1 auf den Ausgang A2, womit in der Schalteinrichtung G1 der Abgriffschalter S1 öffnet und der Abgriffschalter S2 schließt. Es entsteht eine Summenspannung aus den Teilsignalen 2/1. Der folgende Takt setzt die Aktivierungsschaltung AK2 von A1 auf A2, womit in der Schalteinrichtung G2 der Abgriffschalter S1 öffnet und der Abgriffschalter S2 schließt. Es entsteht die Summenspannung aus den Teilsignalen 2/2. Dies geschieht fortlaufend bis zu den Abgriffschaltern S8. In diesem Ausführungsbeispiel mit nur zwei Schalteinrichtungen G1, G2 von je acht Abgriffschaltern S1 bis S8 wird jeder Abgriffschalter S nur mit jedem 16. Takt einmal zu- und abgeschaltet.The approximation succeeds the better the more functionally appropriate partial signals 1 to 8 to be tapped are provided. With a correspondingly high number of approximation steps, a practically usable approximation signal is produced without the need for filter filters (bandpasses, lowpasses, integrators) that have a strong effect. The high Approximationsschrittzahl is achieved solely from the eight sub-signals 1 to 8 while maintaining the switching frequency of the tap switch with the circuit of Fig. 1 to Fig. 3 in that the sum voltage of two partial signals 1 formed to 8 is changed each clock by each only one of the sub-signals 1 to 8, ie the sub-signal of a switching device G 1 , G 2 is changed by switching a tap switch S in one of the two switching devices G 1 , G 2 . Starting from closed tap switches S 1 in the two switching devices G 1 , G 2 , the partial signals 1/1 are present at the summator SUM. The next clock from the clock generator TG sets the activation circuit AK 1 from the output A 1 to the output A 2 via the clock distributor TV, with which the tap switch S 1 opens in the switching device G 1 and the tap switch S 2 closes. A sum voltage arises from the partial signals 2/1. The following cycle sets the activation circuit AK 2 from A 1 to A 2 , whereby the tap switch S 1 opens in the switching device G 2 and the tap switch S 2 closes. The sum voltage arises from the partial signals 2/2. This happens continuously up to the tap switches S 8 . In this exemplary embodiment with only two switching devices G 1 , G 2 of eight tap switches S 1 to S 8 each tap switch S is only switched on and off once every 16th cycle.

Der Abgriff der von den Sensorsignalen gebildeten Teilsignale 1 bis 8 über die Teilerschaltung TS kann auf unterschiedliche Art erfolgen. Die halbringförmige Anschaltung der Abgriffschalter S1 bis S8 über die Anschaltbaugruppe AS1, AS2 an die Teilsignale 1 bis 8 (Fig. 2) ist dadurch gegeben, daß die Aktivierungsschaltung AK in der Reihenfolge ihrer Ausgänge A1 bis A8 die Teilsignale 1 bis 8 aktiv schaltet und dadurch die Sensorsignale vom positiven bis zum negativen Maximalspannungspegel in Vorwärtsreihenfolge abgreift und anschließend die Ausgänge A1 bis A8 in rückwärtiger Reihenfolge (von A8 bis A1) aktiviert und damit die Teilsignale vom negativen Maximalspannungspegel der Sensorsignale beginnend in rückwärtiger Reihenfolge aktiv geschaltet werden.The partial signals 1 to 8 formed by the sensor signals can be tapped in different ways via the divider circuit TS. The semi-ring-shaped connection of the tap switches S 1 to S 8 via the connection module AS 1 , AS 2 to the partial signals 1 to 8 ( FIG. 2) is provided in that the activation circuit AK in the order of its outputs A 1 to A 8 the partial signals 1 to 8 switches active and thereby taps the sensor signals from the positive to the negative maximum voltage level in the forward order and then activates the outputs A 1 to A 8 in reverse order (from A 8 to A 1 ) and thus the partial signals from the negative maximum voltage level of the sensor signals starting in reverse Order are activated.

Dies geschieht in den beiden Schalteinrichtungen G1, G2 in Abgriffschaltern S1 bis S8 analog, wobei die Abgriffschalter S der beiden Schalteinrichtungen G1, G2 lediglich um einen Takt versetzt angesteuert werden.This takes place analogously in the two switching devices G 1 , G 2 in tap switches S 1 to S 8 , the tap switches S of the two switching devices G 1 , G 2 being actuated offset by only one cycle.

Die ringförmige Anschaltung (Fig. 3) setzt in jeder Schalteinrichtung G1, G2 für jedes Teilsignal 1 bis 8 zwei zugeordnete Abgriffschalter voraus, d. h. die Abgriffschalter S1 bis S16 werden von Ausgängen A1 bis A16 der zugehörigen Aktivierungsschaltung AK angesteuert. Nach Erreichen des Abgriffschalters S8, wie bereits bei der halbringförmigen Anschaltung beschrieben, wird vom Abgriffschalter S9 das Teilsignal 8, danach vom Abgriffschalter S10 das Teilsignal 7 usw. aktiv geschaltet bis vom Abgriffschalter S16 das Teilsignal 1 aktiv geschaltet wird. Dadurch kann die Aktivierungsschaltung AK als zyklisch umlaufendes Schieberegister ausgebildet werden. Jeder Abgriffschalter S wird bei nur zwei Schalteinrichtungen G1, G2 nur bei jedem 32. Takt einmal zu- und abgeschaltet. Außerdem wird in der ringförmigen Anschaltung ohne zusätzliche Schaltungsmaßnahmen die Teilerschaltung TS wechselweise aufsteigend und abfallend abgegriffen, so daß daraus folgend das so erzeugte Signal im Wechsel zwischen positivem zum negativen Maximalspannungspegel der Teilsignale approximiert wird.The ring-shaped connection ( FIG. 3) requires two assigned tap switches in each switching device G 1 , G 2 for each partial signal 1 to 8, ie the tap switches S 1 to S 16 are controlled by outputs A 1 to A 16 of the associated activation circuit AK. After reaching the tap switch S 8 , as already described for the semi-ring-shaped connection, the partial signal 8 is activated by the tap switch S 9 , then by the tap switch S 10 the partial signal 7 etc. is activated until the partial signal 1 is activated by the tap switch S 16 . As a result, the activation circuit AK can be designed as a cyclically rotating shift register. With only two switching devices G 1 , G 2, each tap switch S is only switched on and off once every 32nd cycle. In addition, the divider circuit TS is picked up alternately ascending and descending in the ring-shaped connection without additional circuit measures, so that the signal generated in this way is approximated alternately between the positive and negative maximum voltage level of the part signals.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 bis Fig. 8 wird die hohe Approximationsschrittzahl allein aus den acht Teilsignalen 1 bis 8 unter Beibehaltung der Schaltfrequenz der Abgriffschalter S dadurch erreicht, daß die durch die Schaltgruppe G1 aus mehreren Teilsignalen 1 bis 8 gebildete Summenspannung mit jedem Takt verändert wird, indem jeweils nur zwei der Teilsignale 1 bis 8 durch Zuschalten eines Abgriffschalters S in der Abgriffreihenfolge und Herausschalten eines zweiten Abgriffschalters S aus der Schaltgruppe G1 geändert werden. Dabei ist nach Fig. 1 jedes Teilsignal 1 bis 8 über zwei Abgriffschalter aktiv schaltbar und die Schaltgruppe G1 besteht aus acht gleichzeitig durchschaltenden Abgriffschaltern S. Die Anschaltbaugruppe AS (Fig. 4) zeigt eine momentan angeschaltete Schaltgruppe G1 mit den Abgriffschaltern S16, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, die in der Schalteinheit ES von den Ausgängen A16, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7 der Aktivierungsschaltung AK aktiviert werden und damit die Teilsignale 1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 auf den Summator SUM durch- bzw. anschalten. Mit dem folgenden Takt des Taktgenerators TG wird in der Aktivierungsschaltung AK der nächstfolgende Ausgang A8 aktiviert und der letzte Ausgang A16 abgeschaltet, so daß der Abgriffschalter S8 in die Schaltgruppe G1 einbezogen und der Abgriffschalter S16 aus der Schaltgruppe G1 herausgenommen wird. Damit werden die Teilsignale 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 im Summator SUM zum Produktsignal des Modulationszweiges addiert. Die folgenden Takte führen zur Summation der Teilsignale 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8; 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8, 7; 4, 5, 6, 7, 8, 8, 7, 6; usw., so daß in sechzehn Schritten eine achtmal höhere Frequenz beim zu approximierenden sinusförmigen Produktsignal generierbar ist. Da jeder Abgriffschalter S1 bis S16 über acht Takte des Taktgenerators TG im gleichen Schaltzustand verbleibt, d. h. nur mit der Approximationswellenfrequenz schaltet, benötigen die eingesetzten Abgriffschalter S keine höhere Grenzschaltfrequenz.In the circuit arrangement of FIG. 4 to FIG. 8, the high Approximationsschrittzahl is achieved solely from the eight sub-signals 1 to 8 while maintaining the switching Frequency of the tap switch S in that the sum voltage formed by the circuit group G 1 of a plurality of sub-signals 1 to 8 with each Clock is changed by changing only two of the partial signals 1 to 8 by switching on a tap switch S in the tapping sequence and switching a second tap switch S out of the switching group G 1 . In this case, 1 of each partial signal 1 to 8 two tap switch is shown in FIG. Actively switched and the switch group G 1 is composed of eight simultaneously switching Abgriffschaltern S. The interface AS (Fig. 4) shows a currently turned-switching group G 1 with the Abgriffschaltern S 16, S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , S 6 , S 7 , which in the switching unit ES from the outputs A 16 , A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 , A 7 of the activation circuit AK are activated and thus the partial signals 1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are switched through or on to the summator SUM. With the following clock of the clock generator TG, the next output A 8 is activated in the activation circuit AK and the last output A 16 is switched off, so that the tap switch S 8 is included in the switching group G 1 and the tap switch S 16 is removed from the switching group G 1 . The partial signals 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 in the summator SUM are thus added to the product signal of the modulation branch. The following clocks lead to the summation of the partial signals 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8; 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8, 7; 4, 5, 6, 7, 8, 8, 7, 6; etc., so that an eight times higher frequency can be generated in sixteen steps for the sinusoidal product signal to be approximated. Since each tap switch S 1 to S 16 remains in the same switching state for eight cycles of the clock generator TG, ie switches only at the approximation wave frequency, the tap switches S used do not require a higher limit switching frequency.

Der Abgriff der von den Sensorsignalen gebildeten Teilsignale 1 bis 8 über die Teilerschaltung TS kann aber auch mit der Anschaltbaugruppe AS1 in halbringförmiger Anschaltung der Abgriffschalter S erfolgen (Fig. 5). Ausgehend von beispielsweise vier parallel durchschaltenden Teilsignalen werden von der Aktivierungsschaltung AK in der Schalteinheit ES vier Abgriffschalter z. B. S5, S6, S7, S8 aktiviert. Im folgenden Takt werden die Abgriffschalter S6, S7, S8 sowie der zusätzliche nach dem Umkehrpunkt U liegende Abgriffschalter S8 aktiviert, wodurch die Summenbildung aus den Teilsignalen 6, 7, 8, 8 erfolgt. Mit dem nächsten Takt wird die Summenspannung aus den Teilsignalen 7, 8, 8, 7 durch die Abgriffschalter S7, S8, S8′, S7′ gebildet, womit der negative Maximalspannungspegel in Vorwärtsreihenfolge erreicht ist. Anschließend werden die Abgriffschalter in rückwärtiger Reihenfolge aktiviert und damit die Teilsignale 1 bis 8 vom negativen Maximalspannungspegel beginnend taktweise zum positiven Maximalspannungspegel mit den Abgriffschaltern S2, S1, S1′, S2′ aktiv geschaltet. Die hierfür eingesetzte Aktivierungsschaltung AK1 (Fig. 6) schaltet nach Erreichen einer Anzahl von Takten des Taktgenerators TG, die der Anzahl n der Abgriffschalter S in der Schalteinheit ES entspricht, durch das Schieberegister SR2 über das ODER-Glied 21 und den Frequenzteiler 20 das erste Schieberegister SR1 in seiner Schalteinrichtung auf Rückwärtsrichtung um. Die nächste Richtungsumschaltung geschieht wiederum nach n-Takten, d. h. nach einer Anzahl von Takten, die der Anzahl von 2n Abgriffschaltern S entspricht, gibt das Schieberegister SR2 ein erneutes Richtungsumkehrsignal aus, so daß das erste Schieberegister SR1 wieder in seiner Ausgangsrichtung arbeitet. Die Takte zum Weiterschalten des ersten Schieberegisters werden vom Taktgenerator TG unter Zwischenschaltung des UND-Gliedes 22 direkt am ersten Schieberegister SR2 wirksam.The tapping of the partial signals 1 to 8 formed by the sensor signals via the divider circuit TS can, however, also be carried out with the controller board AS 1 in a semi-circular connection of the tap switches S ( FIG. 5). Starting from, for example, four partial signals which are switched in parallel, four tap switches, for example, are activated by the activation circuit AK in the switching unit ES. B. S 5 , S 6 , S 7 , S 8 activated. In the following cycle, the tap switches S 6 , S 7 , S 8 and the additional tap switch S 8 lying after the reversal point U are activated, as a result of which the summation of the partial signals 6, 7, 8, 8 takes place. With the next cycle, the total voltage from the partial signals 7, 8, 8, 7 is formed by the tap switches S 7 , S 8 , S 8 ' , S 7' , whereby the negative maximum voltage level is reached in the forward order. Then the tap switches are activated in reverse order and the partial signals 1 to 8 are switched from the negative maximum voltage level to the positive maximum voltage level with the tap switches S 2 , S 1 , S 1 ' , S 2' . The activation circuit AK 1 used for this ( FIG. 6) switches after reaching a number of clocks of the clock generator TG, which corresponds to the number n of the tap switches S in the switching unit ES, by the shift register SR 2 via the OR gate 21 and the frequency divider 20 the first shift register SR 1 in its switching device to reverse direction. The next change of direction takes place again after n clock cycles, ie after a number of clock cycles which corresponds to the number of 2n tap switches S, the shift register SR 2 outputs a new direction reversal signal, so that the first shift register SR 1 operates again in its starting direction. The clocks for advancing the first shift register are effective by the clock generator TG with the interposition of the AND gate 22 directly on the first shift register SR 2 .

Das Impulsdiagramm (Fig. 7) zeigt für acht Abgriffschalter S1 bis S8 die Schaltphasen über den vom Taktgenerator TG ausgegebenen Takten. Es ist erkennbar, daß jeder Abgriffschalter S1 bis S8 über acht Takte seinen Schaltzustand beibehält und die Änderung der Summenspannung der Gruppe von Teilsignalen 1 bis 8 nur durch Hinzuschalten eines einzigen Abgriffschalters und Herausschalten eines einzigen anderen Abgriffschalters erfolgt. Diese Arbeitsweise ist sowohl bei der ringförmigen Anschaltung (Fig. 4) als auch bei der halbringförmigen Anschaltung (Fig. 5) gleichermaßen gegeben.The pulse diagram ( Fig. 7) shows for eight tap switches S 1 to S 8 the switching phases over the clocks output by the clock generator TG. It can be seen that each tap switch S 1 to S 8 maintains its switching state over eight cycles and the change in the sum voltage of the group of sub-signals 1 to 8 takes place only by switching on a single tap switch and switching off a single other tap switch. This mode of operation is equally given for the ring-shaped connection ( FIG. 4) and for the semi-ring-shaped connection ( FIG. 5).

Die Aktivierungsschaltung AK2 (Fig. 8) realisiert die lückende Umbildung der Gruppen von jeweils acht parallel aktivierten Abgriffschaltern S. Die Takte vom Taktgenerator TG schalten das rückgeführte Schieberegister SR3 weiter, welches mit jeweils einem seiner acht Ausgänge eines der Ansteuer-Register AR1 bis AR8 weitergetaktet. Die acht Ansteuer-Register AR1 bis AR8 mit ihren jeweils sechzehn Ausgängen sind mit jeweils acht Ausgängen über die ODER-Glieder 23.1 bis 23.16 zu sechzehn Aktivierungsausgängen A1 bis A16 verschaltet, die die lückende Gruppenbildung der Abgriffschalter S1 bis S16 ergeben. Da die Ansteuer-Register selbst als rückgeführte Schieberegister ausgebildet sind, erreichen sie erst mit jedem ankommenden 16. Takt wieder ihre Ausgangslage. Auf Grund dessen, daß jedes Ansteuer-Register AR1 bis AR8 aber nur mit jedem achten Takt des Taktgenerators TG über das Schieberegister SR2 geschaltet wird, wird die Sinus-Produktsignalwelle in 128 Takten des Taktgenerators TG approximiert.The activation circuit AK 2 ( FIG. 8) realizes the gap-changing transformation of the groups of eight tap switches S activated in parallel. The clocks from the clock generator TG switch on the feedback shift register SR 3 , which has one of its eight outputs and one of the control registers AR 1 clocked up to AR 8 . The eight control registers AR 1 to AR 8 with their sixteen outputs each are connected to eight outputs each via the OR gates 23.1 to 23.16 to sixteen activation outputs A 1 to A 16 , which result in the gap-forming grouping of the tap switches S 1 to S 16 . Since the control registers themselves are designed as feedback shift registers, they only return to their starting position with each incoming 16th cycle. Due to the fact that each control register AR 1 to AR 8 is only switched with every eight clock of the clock generator TG via the shift register SR 2 , the sine product signal wave is approximated in 128 clocks of the clock generator TG.

Gegenüber der Basislösung nach Fig. 1 wird eine verachtfachte Schrittzahl erreicht. Mit dem Ausführungsbeispiel wird die Erhöhung der Approximationsschrittzahl ohne Erhöhung der Anzahl der Abgriffschalter gelöst, wobei hier aber die erzielbare maximale Frequenz des erzeugten Signals auf ein Achtel gegenüber der Basislösung zurückgeht.Compared to the basic solution according to FIG. 1, an eightfold number of steps is achieved. With the exemplary embodiment, the increase in the number of approximation steps is solved without increasing the number of tap switches, but here the achievable maximum frequency of the generated signal decreases to one eighth compared to the basic solution.

Insgesamt sind durch die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen eine verbesserte Approximation bei beliebig erhöhter Approximationsschrittzahl erreicht, ohne daß eine spezielle für die Schrittzahl zugeschnittene Teilerschaltung TS, in der erforderlichen Präzisionsausführung, benötigt wird.Overall, the circuit arrangements according to the invention an improved approximation with arbitrarily increased Approximation step number reached without a special for the dividing circuit TS tailored to the required number Precision version, is required.

Mit der vorliegenden einfachen Teilerschaltung kann unter Einsatz der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung jeder vorgegebene Anwendungsfall von der einfachen Approximation bis zu einer solchen mit einer hohen Approximationsschrittzahl realisiert werden und darüber hinaus die Filterschaltung auf ein Minimum reduziert werden. Die erfindungsgemäße Schaltung ist aber ebenso für die Approximation mit erhöhter Trägerfrequenz geeignet, ohne daß die Filtermaßnahmen verstärkt zu werden brauchen.The present simple divider circuit can be used the circuit arrangement according to the invention each predetermined Use case from simple approximation to one with a high number of approximation steps and the filter circuit on Minimum be reduced. The circuit according to the invention is but also for approximation with an increased carrier frequency suitable without the filter measures being reinforced need.

Die Aufgabe der Erhöhung der Meßdynamik ohne Erhöhung der Grenzschaltfrequenz der Abgriffschalter ist damit gelöst, wobei in überraschender Weise keine Verkopplung zu den die Meßgenauigkeit beeinflussenden Faktoren eintritt.The task of increasing the measurement dynamics without increasing the Limit switching frequency of the tap switch is thus solved, whereby surprisingly no coupling to the die Factors influencing measurement accuracy occurs.

Claims

1. A method for reshaping sinusoidal sensor signals of a high resolution position measuring system for high traversing speed, whereby with offset scale division scanning, several sensor signals are taken and discrete partial signals are formed from them in assigned modulation branches with a divider circuit, which are switched to clockwise by tap switches depending on a carrier frequency and by addition A staircase-shaped product signal approximating a sinusoidal curve is generated with an amplitude dependent on the sensor signal and the frequency dependent on the carrier signal, the product signals formed in the modulation branches being combined to form a position signal, the phase angle of which, relative to the carrier signal, represents the position, characterized in that each is divided by the divider circuit The partial signal formed is actively switched several times in parallel by tap switches of a plurality of switching devices, in each of which B In relation to the carrier frequency, clocked and cyclically offset, the configuration of the tap switches switched on in all switching devices is successively changed by switching off a single tap switch in each switching device and simultaneously switching on an adjacent tap switch that activates an adjacent partial signal, whereby a constant number of tap switches is always switched on, the active partial signals are added to the product signal of the modulation branch.

2. The method according to claim 1, characterized, that the partial signals of the divider circuit in one of each positive to negative maximum voltage level present given order alternately in ascending and descending order Episode can be activated.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized, that each partial signal from the associated tap switch alternately in forward and backward order is activated.

4. The method according to claim 1 and 2, characterized, that each partial signal from two respectively associated tap switches is activated by a tap switch in ascending order of the partial signals and the other tap switches in descending order of Partial signals are switched on, the tap switch can be cyclically controlled.

5. Method for reshaping sinusoidal sensor signals High resolution position measuring system for high travel speed, with offset scale division scan Taken several sensor signals and assigned them in Modulation branches with a divider circuit discrete Partial signals are formed, which are clocked by tap switches activated as a function of a carrier frequency become and by adding a staircase to a sinusoid Product signal approximated with the sensor signal dependent amplitude and dependent on the carrier signal Frequency is generated, which in the modulation branches formed product signals combined into a position signal be, its phase angle related to the carrier signal maps the position characterized, that groups of one behind the other by the Partial circuit formed part signals in parallel from a tap switch group be switched to active, with reference to the carrier frequency clocked configuration of the switched on Tap switch group by simultaneous switching multiple tap switches is changed by at least each a first tap switch to a next one in the tap order lying partial signal forwarded and at least a second tap switch with its partial signal the group is switched out, always a constant Number of tap switches is switched on, their actively switched Partial signals to the product signal of the modulation branch be added.

6. Method for reshaping sinusoidal sensor signals High resolution position measuring system for high travel speed, with offset scale division scan Taken several sensor signals and assigned them in Modulation branches with a divider circuit discrete part signals are formed, which are clocked in by tap switches Depending on a carrier frequency can be activated and by adding a step-shaped to a sinusoidal course approximate product signal with dependent on the sensor signal Amplitude and frequency dependent on the carrier signal generated the product signals formed in the modulation branches to be combined into a position signal, the Depicts the position in relation to the carrier signal, characterized, that each group of one behind the other by the Partial circuit multiple signals formed in parallel by tap switch groups arranged in several switching devices be switched to active, with reference to the carrier frequency clock-controlled the configuration of the switched on Tap switch is changed by shifting it in cycles the configuration in the tap switch groups of Switching devices is changed in the same procedure, where at least one each in the tap switch group first tap switch to a next one in the tap order lying partial signal forwarded and at least one second tap switch with its partial signal from the group switched off but always a constant number of tap switches is switched on, their active partial signals be added to the product signal of the modulation branch.

7. The method according to claim 5 and 6, characterized, that adjacent as a group of partial signals lying one behind the other Partial signals are activated and clocked in the tap switch groups at the same time in the Tap sequence closest partial signal switched on and the last partial signal in the tapping sequence is switched off becomes.

8. The method according to claim 5 and 6, characterized, that initially as a group of consecutive partial signals neighboring partial signals are switched active and clockwise at the same time the foremost partial signal of the group is switched off and the next partial signal in the tapping order is switched on and with the subsequent cycles the last switched off partial signal switched on again and its neighboring counter to the tap order Partial signal is switched off.

9. The method according to claim 5 to 8, characterized, that the group of partial signals in a from positive to negative maximum voltage level given order alternately activated in ascending and descending order will.

10. The method according to claim 5 to 9, characterized, that each partial signal from the associated tap switch alternately increasing and then decreasing Sequence of the partial signals is activated, whereby in Area of the reversal point of both positive and of the negative maximum voltage level further symmetrical partial signals lying at the reversal point are activated.

11. The method and claims 5 to 9, characterized, that each partial signal from two associated tap switches is activated by the first tap switch all partial signals in ascending order and the second tap switches of all partial signals in decreasing Order can be switched on.

12. Circuit arrangement for performing the method according to Claims 1 to 4, with a tap switch that can be activated Control unit and a summation circuit for the Addition of the partial signals to the step-shaped product signal, characterized, that in each modulation branch to the divider circuit (TS) several switching devices (G) with an equal number of Tap switches (S) are connected in parallel so that each Partial signal (1 to 8) in each switching device (G) of at least an associated tap switch (S) can be actively switched is and the control unit one each to the tap switches (S) each switching device (G) associated activation circuit (AK) contains that over a clock distribution circuit (TV) are connected to the clock generator (TG), each activation circuit (AK) on an associated one Output of the clock distribution circuit (TV) is connected and the outputs of the tap switches (S) of all switching devices (G) connected to the summation circuit (SUM) are.

13. Circuit arrangement according to claim 12, characterized, that the clock distribution circuit (TV) is a feedback shift register is.

14. Circuit arrangement according to claim 12 and 13, characterized in that as a semi-ring-shaped connection of the partial signals (1 to 9), the tap switches (S 1 to S 8 ) within each switching device (G) from the associated activation circuit (AK) alternately in front and can be switched on in reverse order.

15. Circuit arrangement according to claim 12 and 13, characterized in that as a ring-shaped connection of the partial signals (1 to 8) within each switching device (G) each partial signal (1 to 8) of two tap switches (S) is actively switchable and at each output Activation circuit (AK) only one associated tap switch (S) is connected, the first tap switches (S 1 to S 8 ) assigned to the partial signals (1 to 8 ) in ascending order and the second tap switches assigned to the partial signals (1 to 8) (S 9 to S 16 ) are switched on in descending order of the partial signals (1 to 8).

16. Circuit arrangement for performing the method according to Claims 5 and 7 to 11, with an activation circuit for the tap switches and a summation circuit for the Addition of the partial signals to the step-shaped product signal, characterized, that in each branch of modulation by a certain one Number of tap switches (S) forming a group from one behind the other lying partial signals (1 to 8) these in parallel to the Summation circuit (SUM) are turned on by the activation circuit (AK) that of the group of Tap switches (S) corresponding activation outputs (A) are set simultaneously, with the activation outputs (A) cyclically from the clock generator (TG) in several activation outputs (A) are switchable at the same time and clock-controlled the summation circuit (SUM) with a changed Configuration of the partial signals according to the group of Tap switch (S) is connected, in which at least one Tap switch (S) lying in the tapping order in the group and at least one other tap switch (S) the group is switched off.

17. Circuit arrangement according to claim 16, characterized in that as an annular connection of the partial signals (1 to 8) each of these can be actively switched by two tap switches (S) and at each output (A) of the activation circuit (AK) only one associated tap switch (S is connected), the respective first the subsignals (1 to 8) associated tap switch (S 1 to S 8) in the ascending order, and each second the subsignals (1 to 8) associated tap switch (S 9 to S 16) in decreasing order of the partial signals (1 to 8) are switched on.

18. Circuit arrangement according to claim 16 and 17, characterized in that the activation circuit (AK) is a feedback shift register with a number of tap switches (S 1 to S 16 ) corresponding to the number of partial signals (1 to 8) corresponding number of stages.

19. Circuit arrangement according to claim 16, characterized in that as a semi-ring-shaped connection of the partial signals (1 to 8), the tap switches (S) are connected to associated outputs (A) of a first shift register (SR 1 ), the reverse control input of which is fed back from a second shift register ( SR 2 ) can be controlled, the middle and last output of the total number of outputs corresponding to twice the number (2n) of tap switches (S) via an OR gate ( 21 ) and a frequency divider ( 20 ) on the reverse control input of the first shift register (SR 1 ) is connected, the clock input of the first shift register (SR 1 ) being connected to the clock generator (TG) via an AND gate ( 22 ) and the second input of the AND gate ( 22 ) being connected to the output of the OR gate ( 21 ) connected is.

20. Circuit arrangement according to claim 16 and 17, characterized in that in the activation circuit (AK 2 ) on the output side for each tap switch (S) an OR gate ( 23.1 to 23.16 ) is provided, the number of tap switches (S 1 to S 8th ) a number of inputs corresponding to a group are each connected to an assigned output switching combination of a control register (AR 1 to AR 8 ) and this output switching combination corresponds to the different connection combinations of the tap switches (S 1 to S 8 ) within a group, each control register (AR 1 to AR 8 ) is connected to the clock generator (TG) via a feedback shift register (SR 3 ).

21. Circuit arrangement according to claim 16 to 20, characterized in that the control registers (AR 1 to AR 8 ) are designed as feedback shift registers.