SE455231B - INCREMENTAL DIGITAL CONVERTER - Google Patents
INCREMENTAL DIGITAL CONVERTERInfo
- Publication number
- SE455231B SE455231B SE8302697A SE8302697A SE455231B SE 455231 B SE455231 B SE 455231B SE 8302697 A SE8302697 A SE 8302697A SE 8302697 A SE8302697 A SE 8302697A SE 455231 B SE455231 B SE 455231B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- signal
- flip
- input
- counter
- pulse
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC
- H02M5/04—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters
- H02M5/22—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M5/25—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/257—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/23—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
- G05B19/231—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37175—Normal encoder, disk for pulses, incremental
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41122—Mechanical vibrations in servo, antihunt also safety, stray pulses, jitter
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Description
15 20 25 30 35 455 231 2 felaktiga vridningen men ej heller vid omkastning till den riktiga rörelseriktninflen ända tills det återigen-harxngmâtt den ursprungliga omkastningspunkten. Om felpulsräknaren i bör- jan av en rörelse av det rörliga föremålet fortfarande är fylld, måste den först tomräknas genom "riktigvägpulser", innan det egenliga läges-är-värdesräkneförloppet kan börja. Detta är av olägenhet vid många användningstillfällen, t ex vid indexstyrningen av ett vridbord och många verktygsmaskin- styrningar, eftersom den första delen av rörelsen härvid inte uppfattas. Därför härleds vid den kända omvandlaren taktpulserna blott från flankerna av den ena lägessignalen. 15 20 25 30 35 455 231 2 incorrect rotation, but also when reversing to the correct direction of movement until it has re-measured the original turning point. If the error pulse counter is still filled at the beginning of a movement of the moving object, it must first be empty counted by "correct path pulses" before the actual position-is-value calculation process can begin. This is an inconvenience on many occasions of use, for example in the index control of a turntable and many machine tool controls, since the first part of the movement is not perceived here. Therefore, in the known converter, the beat pulses are derived only from the flanks of one position signal.
Detta möjliggör ingen tillförlitlig fasdiskriminering av lägessignalerna för att fastställa rörelseriktningen, eme- dan för det första toleranserna vid avkänningsförhållandena för lägessignalerna är förhållandevis stora, t ex uppgår till I 10%, medan för det andra fasförskjutningen av de båda lä- gessignalerna från den normala fasförskjutningen av 900 kan avvika med 1 45°. dvs med 50%. Dylika toleransfel ingår direkt i uträkningen av läges-är-värdet. Ändamålet med uppfinningen är en omvandlare inom den inledningsvis kända tekniken, vilken med större noggrann- het bestämmer läget av det rörliga föremålet även vid rörel- se i den falska rörelseriktningen.This does not allow reliable phase discrimination of the position signals to determine the direction of movement, because firstly the tolerances at the sensing conditions for the position signals are relatively large, eg amount to I 10%, while secondly the phase shift of the two position signals from the normal phase shift of 900 may deviate by 1 45 °. ie by 50%. Such tolerance errors are included directly in the calculation of the position-is-value. The object of the invention is a transducer in the initially known technique, which determines with greater accuracy the position of the moving object even when moving in the false direction of movement.
Detta ändamål uppfylles enligt uppfinningen genom att nämnda vippa är en D-vippa, vars D-ingång tillföres läges- signalen via ett fördröjningsorgan, att riktningsdiskrimi- natorn innefattar dels en andra D-vippa, vars D-ingång direkt tillföres den andra lägessignalen dels ett efter de båda D-vipporna kopplat summeringsorgan, att flankdetektorns båda ingångar direkt tillföres lägessignalerna och att pulser- na från flankdetektorn tillföras taktingângarna hos D- vípporna.This object is fulfilled according to the invention in that said flip-flop is a D-flip-flop, the D-input of which is applied to the position signal via a delay means, the direction discriminator comprising partly a second D-flip-flop, the D-input of which is directly supplied to the second position signal after the two D-flip-flops are connected summing means, that both inputs of the edge detector are directly supplied to the position signals and that the pulses from the flank detector are supplied to the beat inputs of the D-flip-flops.
Vid denna utformning motsvarar lägesräknaren räknevär- de alltid är-värdet av det rörliga föremplets läge. Någon felpulsräknare behövs ej. Att avkänna alla flankerna hos de båda signalerna har den fördelen att en ändring av rörelse- riktningen för det rörliga föremålet fastställs vid iidigast möjliga tidpunkt med stor upplösningsförmâga. Diskrfimneringæiav rörelseriktningeli sker genom användning av D-vipporna och summe- 1S 20 25 30 35 3 455 231 ringsorganet med ringa materialuppbàd. Fördröjningsorganet säkerställer att det omedelbart före en flank av den ena lä- gessignalen förhandenvarande värdet av denna lägessignal i summeríngsorganet kan jämföras med det före den följande flan- ken av den andra lägessignalen föreliggande värdet för rikt- ningsdiskrimineríng. Likaledes kan det före en flank av den ena lägessignalen föreliggande amplitudvärdct jämföras med det omedelbart efter en flank av den andra lägessignalen före- liggande amplitudvärdet.In this design, the position counter, the count value, always corresponds to the value of the position of the moving object. No error heart rate monitor is needed. Sensing all the edges of the two signals has the advantage that a change in the direction of movement of the moving object is determined at the earliest possible time with a high resolution. Determination of the direction of movement takes place by using the D-flip-flops and the summing means with a small material accumulation. The delay means ensures that the value of this position signal present in the summing means immediately before an edge of one position signal can be compared with the value for direction discrimination present before the next edge of the other position signal. Likewise, the amplitude value present before a flank of one position signal can be compared with the amplitude value present immediately after a flank of the other position signal.
Därmed har man företrädesvis sörjt för att mellan ut- gången från flankdetektorn och taktingången för den ena D-vip- pan ett fördröjníngsorgan är infört, vars fördröjningstid är mindre än fördröjníngstiden för det framför D-ingången koppla- de fördröjningsorganet. På detta vis säkerställas att amplitud- värdet för den andra lägessignalen har stabiliserat sig före avkänningen omedelbart efter denna lägessignals flank.Thus, it has preferably been ensured that a delay means is inserted between the output of the flank detector and the clock input for one D-flip-flop, the delay time of which is less than the delay time of the delay means connected in front of the D-input. In this way it is ensured that the amplitude value of the second position signal has stabilized before the sensing immediately after the edge of this position signal.
Vid fördröjningsorganen kan det gälla integrerande RC- organ. Dessas uppbyggnad är speciellt enkel, eftersom man kla- rar sig med blott ett ohmskt motstånd och en kondensator.The delay means may be integrating RC means. Their construction is especially simple, since they can handle only an ohmic resistor and a capacitor.
Mellan utgången fran flankdetektorn och taktpulsut- gången hos lägesräknaren är företrädesvis inkopplat en puls- frekvensen med fyra dividerande frekvensdelare. Denna frek- vensdelare eliminerar genom toleranser i avkänningsförhàllan- dena för de bada lägessignalerna orsakade frekvensvariationcr i de från alla flankerna hos lagessignalerna hârledda takt- pulserna, eftersom den vidaregiver blott var fjärde puls till lägesräknaren i och för räkning, och trots skilda avkännings- förhållanden för de båda lägessignalerna vid konstant rörelse- hastighet hos det rörliga föremålet är tidsavstànden för alla fjärde taktpulser konstanta.Between the output of the edge detector and the clock pulse output of the position counter, a pulse frequency with four dividing frequency dividers is preferably connected. This frequency divider eliminates through frequency tolerances in the sensing conditions for the two position signals the frequency variations in the rate pulses derived from all the edges of the position signals, since it transmits only every fourth pulse to the position counter in terms of counting and counting. the two position signals at a constant speed of movement of the moving object, the time intervals of all fourth clock pulses are constant.
Också frekvensdelaren kan innefatta en reversibel puls- räknare, vars räkneriktningsingàng är förbunden med riktnings- diskríminatorns utgång. Denna pulsräknares räkneríktning om- kastas därvid samtidigt med omkastningen av rörelseriktningen för det rörliga föremålet, så att felräkningar vid omkastníng av rörelseriktningen undviks. _ Uppfínningen och dennas vidareutformningar beskrivs i det följande närmare i samband med bifogade ritning, som visar ett föredraget utföringsexcmpel. 10 15 20 25 30 35 455 251 Fig. 1 är ett blockschema för en lägesregleringskrets med en omvandlare enligt uppfinningen och fíg. 2-4 visar tids- diagram för signaler, som uppträder i lägesregleringskretsen enligt fíg. 1.The frequency divider may also comprise a reversible pulse counter, the counting direction input of which is connected to the output of the direction discriminator. The calculation direction of this pulse counter is then reversed at the same time as the reversal of the direction of movement of the moving object, so that erroneous calculations when reversing the direction of movement are avoided. The invention and its further embodiments are described in more detail below in connection with the accompanying drawing, which shows a preferred embodiment. Fig. 1 is a block diagram of a position control circuit with a converter according to the invention and fig. 2-4 show time diagrams of signals which appear in the position control circuit according to fig. 1.
Den i fíg. 1 visade lägesregleringskretsen innehåller en regulator 1, en inställningsmotor 2, en pulsgivare 3, en signalgenerator 4, en frekvensdelare S, en lägesräknare 6 och en bör-värdesgivare 7.Den i fíg. The position control circuit shown in 1 contains a controller 1, a setting motor 2, a pulse sensor 3, a signal generator 4, a frequency divider S, a position counter 6 and a setpoint sensor 7.
Ett av bör-vârdesgivaren 7 digitalt representerat bör- värde jämförs med ett av lägesräknaren 6 digitalt represente- rat läges-är-värde i regulatorn 1. En vid jämförelsen uppträ- dande skillnad, nämligen regleringsavvíkelsen, omvandlas till en analog förställningssignal och tillförs via en ledning B till förställningsmotorn 2. Denna förställer i beroende av denna förstâllníngssignal, eventuellt via en växel med koniska hjul 9 och en spindel 10, ett rörligt föremål 11, t.ex. bordet hos en verktygsmaskín, i den ena eller andra, av dubbelpilen 12 antydda, rörelseriktningen. °“ Vrídvinkelläget, antalet varv och vridningsriktníngen för axeln 13 hos förställningsmotorn 2 och därmed läget och rörelseriktníngen för det rörliga föremålet 11 omvandlas av den likaledes till axeln 13 kopplade pulsgívaren 3 med tvâ utgangsledníngar 14 och 15 till tva ungefär 90° inbördes fas- förskjutna lägessígnaler A och B med rektangulärt förlopp och en pulskvot (förhållande mellan pulsvaraktíghet och period- varaktighet) av ca 501. Allt eftersom den ena lägessignalen A kommer före eller efter den andra lägessignalen B i fasläge betyder detta att förställníngsmotorn 2 respektive det rörli- ga föremålet 11 drivs í den ena eller andra riktningen. Antalet pulser hos de båda lägessignalerna A och B sedan rörelsens bör- jan är däremot ett mått på den tíllryggalagda vågen respektive läget av det rörliga föremålet 11 relativt rörelsens utgångs- punkt.A setpoint digitally represented by the setpoint sensor 7 is compared with a position-is-value digitally represented by the position counter 6 in the controller 1. A difference occurring in the comparison, namely the control deviation, is converted into an analog display signal and is supplied via a line B to the disengagement motor 2. This disguises, depending on this adjustment signal, possibly via a gear with conical wheels 9 and a spindle 10, a movable object 11, e.g. the table of a machine tool, in one or the other, indicated by the double arrow 12, the direction of movement. The rotational angle position, the number of revolutions and the direction of rotation of the shaft 13 of the displacement motor 2 and thus the position and direction of movement of the movable object 11 are converted by the pulse sensor 3 also connected to the shaft 13 with two output lines 14 and 15 to two approximate 90 ° A and B with a rectangular course and a pulse ratio (ratio between pulse duration and period duration) of about 501. Since one position signal A comes before or after the other position signal B in phase position, this means that the disengagement motor 2 and the movable object 11, respectively. driven in one direction or another. The number of pulses of the two position signals A and B since the beginning of the movement, on the other hand, is a measure of the back-to-back wave and the position of the moving object 11 relative to the starting point of the movement.
För detta ändamål innehåller pulsgivaren ß en av för- ställningsmotorn 2 driven rasterskala 16, vars fiaster avkännes genom i rummet inbördes i motsvarighet till den önskade 900- fasförskjutningen av lägessignalerna förskjutna,kännare och över pulsformare 17,18 omformas till de rektangulära lägessig- nalerna A och B. 10 15 20 25 30 35 5 455 231 Lägessignalerna A och B tillförs sígnalgeneratorn 4.For this purpose, the encoder ß contains a raster scale 16 driven by the displacement motor 2, the ster aster being sensed by being displaced in space corresponding to the desired 900-phase shift of the position signals, sensors and converted over the pulse shapers 17,18 into the rectangular position signals and B. 10 15 20 25 30 35 5 455 231 The position signals A and B are applied to the signal generator 4.
Denna härleder från förtecknet hos den relativa fasförskjut- ningen av lägessignalerna A och B en riktningssignal R på en utgàngsledning 19 och hârleder från alla flankerna hos läges- sígnalerna A och B vardera en taktpuls T på en andra utgångs- ledning 20.This derives from the sign of the relative phase shift of the position signals A and B a direction signal R on an output line 19 and derives from all the flanks of the position signals A and B each a clock pulse T on a second output line 20.
I denna avsikt innehåller signalgeneratorn 4 en rikt- ningsdiskriminator 21 och en flankdetektor 22. Ríktningsdiskri- minatorn 21 innehåller två D-vippor 23 och 24, ett framför D- ingången till vippan 24 kopplat fördröjningsorgan ZS, ett fram- för taktingången C hos båda vipporna 23 och 24 kopplat andra fördröjningsorgan 26 och ett med Q-utgângarna~(de "sanna" ut- gångarna) från de båda vipporna 23 och 24 förbundet summerings- organ 27 i form av en EXOR-grind. Fördröjningstiden tï för för- dröjníngsorganet 25 är väsentligt mindre än halva den minsta períodvaraktigheten för en av lägessignalerna A och B och för- Fördröjningsorganen 25 och 26 orsakar en fördröjning av fram- och bakflankerna'för deras dröjníngstiden tz är mindre än t1. insignaler med samma fördröjningstid t1 resp. tz.For this purpose, the signal generator 4 contains a directional discriminator 21 and a flank detector 22. The directional discriminator 21 contains two D-flip-flops 23 and 24, a delay means ZS connected in front of the D-input to the flip-flop 24, one in front of the clock input C of both flip-flops 23 and 24 connected second delay means 26 and a summing means 27 in the form of an EXOR gate connected to the Q outputs ~ (the "true" outputs) from the two flip-flops 23 and 24. The delay time t1 of the delay means 25 is substantially less than half the minimum period duration of one of the position signals A and B and the delay means 25 and 26 cause a delay of the front and rear flanks' for their delay time tz is less than t1. input signals with the same delay time t1 resp. tz.
Flankdetektorn 22 innehåller på ingångssidan en med led- ningarna 14 och 15 förbunden EXOR-grind 28, ett med utgången från EXOR-grinden 28 över en ledning 29 förbundet fördröjnings- organ 30 med samma fördröjningstid t1 som fördröjningsorganet 25 och en ytterligare EXOR-grind 31, vars ena ingång via en ledning 32 är förbunden med utgången från fördröjningsorganet 30 och vars andra ingång via en ledning 33 och ledningen 29 är direkt förbunden med utgången från EXOR-grinden 28. De på ut- gången från flankdetektorn 22 resp. EXOR-grinden 31 alstrade taktpulserna T tillförs över en ledning 34 à ena sidan till in- gången hos fördröjningsorganet 26 och à andra sidan över ett ICKE-organ 35 såsom inverterad taktpuls T till utgángsled- ningen 20. _ Frekvensdelaren S innehåller en reversíbelpulsräknare 36, vilken dívíderar de till sin taktingàng C över ledningen 20 tillförda taktpulserna T med fyra, dvs. alstrar vid var fjärde taktpuls T en utgàngstaktpuls'f4 pà en utgàngslehníng 37, vil- ken är förbunden med taktingángen C till lägesräknaren 6.The flank detector 22 contains on the input side an EXOR gate 28 connected to the lines 14 and 15, a delay means 30 connected to the output from the EXOR gate 28 via a line 29 with the same delay time t1 as the delay means 25 and a further EXOR gate 31 , one input of which is connected via a line 32 to the output of the delay means 30 and the other input of which via a line 33 and the line 29 is directly connected to the output of the EXOR gate 28. Those at the output of the flank detector 22 resp. The beat pulses T generated by the EXOR gate 31 are applied via a line 34 on one side to the input of the delay means 26 and on the other side via a NON means 35 such as an inverted beat pulse T to the output line 20. The frequency divider S contains a reversible pulse counter 36. which divides the beat pulses T applied to its beat input C over line 20 by four, i.e. generates at every fourth beat pulse T an output beat pulse'f4 on an output line 37, which is connected to the beat input C of the position counter 6.
Vidare innehåller frekvensräknaren 5 en utsignalerna Q] och Q3 från pulsräknaren 36 sammanförande NAND-grind 38, vilken 10 15 20 25 30 SS 455 251 6 över ett fördröjningsorgan 39 är förbunden med den ena ingången till en NAND-grind 40 med vippdämpning.Furthermore, the frequency counter 5 contains an output signals Q1 and Q3 from the pulse counter 36 connecting NAND gate 38, which is connected via a delay means 39 to one input of a NAND gate 40 with tilt attenuation.
Vidare tillförs utsignalen Co över ett ytterligare för- dröjníngsorgan 41 till den andra ingången hos NAND-grinden 40.Furthermore, the output signal Co is supplied via a further delay means 41 to the second input of the NAND gate 40.
Fördröjningstiderna ts för fördröjningsorganen 39 och 41 är mindre än t1 men de kan dock också väljas lika med denna.The delay times ts of the delay means 39 and 41 are less than t1, but they can also be selected equal to this.
Utgàngen från NAND-grinden 40 är över ledningen 37 för- bunden med en ställingàng P hos pulsräknaren 36, som vid erhål- lande av en 1-signal åstadkommer att räknaren 36 förinställes på ett tal, vilket i form av binära signaler ligger på ingång- arna P1-P4. Vid detta tal gäller binärtalet "Q001", dvs. deci- maltalet 1, eller binärtalet "0100", dvs. decimaltalet 4, allt- eftersom den till ingången P direkt eller till ingången P3 över ett ICKE-organ inverterdt tillförda ríktningssignalen R är en 1-signal eller en 0-signal.The output of the NAND gate 40 is connected via the line 37 to a position input P of the pulse counter 36, which on receiving a 1 signal causes the counter 36 to be preset to a number which in the form of binary signals lies on the input signal. arna P1-P4. For this number, the binary number "Q001" applies, ie. the decimal number 1, or the binary number "0100", ie. the decimal number 4, since the direction signal R applied directly to the input P or to the input P3 via a non-means device is a 1 signal or a 0 signal.
Riktningssignalen R tillförs dessutom räkneriktnings- styringàngarna U/D hos räknarna 6 och 36, varvid räknarna vid en 1-signal R räknar "framåt" och vid en 0-signal R "bakåt".The direction signal R is also applied to the counting direction control inputs U / D of the counters 6 and 36, the counters at a 1-signal R counting "forward" and at a 0-signal R "backwards".
I det följande skall verkningssättet för den i fig. 1 visade regleringskretsen, speciellt för den av signalgenera- torn 4, frekvensdelaren S och lägesräknaren 6 bildade inkremen- tella digitalomvandlaren närmare beskrivas under samtidig referens till fig. 2-4.In the following, the mode of operation of the control circuit shown in Fig. 1, especially for the incremental digital converter formed by the signal generator 4, the frequency divider S and the position counter 6, will be described in more detail with simultaneous reference to Figs. 2-4.
Fran lägessignalerna A och B i fig. 2, vilkas relativa fasläge skulle fordra en tíllbakarakníng i lägesräknaren 6 (R = "0") alstrar BXOR-grinden 28 signalen S (fig. 1 och 2), vars frekvens är dubbelt så hög som den för en av lägessígna- lerna A och B och som likaledes uppvisar en pulskvot av 0,5. På utgången från fördröjningsorganet 30 uppträder därför en rela- tivt signalen S med tiden t1 fördröjd signal S' (fig. 1 och 2).From the position signals A and B in Fig. 2, the relative phase position of which would require a bake-back calculation in the position counter 6 (R = "0"), the BXOR gate 28 generates the signal S (Figs. 1 and 2), the frequency of which is twice as high as the for one of the position signals A and B and which likewise has a pulse ratio of 0.5. Therefore, at the output of the delay means 30, a signal S 'delayed by the time t1 appears relatively (Figs. 1 and 2).
Denna signal S' kommer í grinden 31 ännu en gäng att utsättas för en EXOR-funktion tillsammans med den ofördröjda signalen S, så att på ledningen 34 taktpulserna T (fig. 1 och 2) uppträder, vilkas frekvens dock är fyra gånger så hög som den för läges- signalerna A och B. Framflankerna av taktpulserna T sammanfal- ler med alla flankerna hos lägessignalerna A och B. Varaktig- heten av taktpulserna T motsvarar fördröjningstiden tl hos för- dröjningsorganet 30. Taktpulserna T inverteras av ICKE-organet 35, då vídarekopplingen av räknaren 36 sker genom framflanker- 10 15 20 25 30 35 7 455 231 na (0-1-övergângarna) hos de taktingàngen C tillförda taktpul- serna T, men skall vara nagot fördröjda relativt flankerna hos signalerna A och B, så att efter en med framflankerna hos takt- signalen T synkroniserad amplitudväxling hos riktningssignalen R dennas amplitud har stabiliserats, innan räkneförloppet börjar.This signal S 'will in gate 31 once again be subjected to an EXOR function together with the undelayed signal S, so that on line 34 the clock pulses T (Figs. 1 and 2) appear, the frequency of which, however, is four times as high as that of the position signals A and B. The leading edges of the beat pulses T coincide with all the edges of the position signals A and B. The duration of the beat pulses T corresponds to the delay time t1 of the delay means 30. The beat pulses T are inverted by the NOT means 35, when the further connection of the counter 36 takes place through the leading edges (0-1 transitions) of the clock pulses T applied to the clock input C, but must be somewhat delayed relative to the edges of the signals A and B, so that after an amplitude change of the direction signal R synchronized with the leading edges of the clock signal T, its amplitude has stabilized before the counting process begins.
Taktpulserna T tillförs dessutom till taktingàngarna C hos vipporna 23 och 24 såsom med fördröjningstiden tz fördröj- da taktpulser T'. Medan lägessignalon A tillförs D-ingången hos vippan 23 direkt, tillförs lägessignalen B till D-ingången hos vippan 24 såsom genom fördröjningsorganet 25 ned fördröjnings- tiden tï fördröjd lägessignal B'. Magasineringen av de i det aktuella fallet på D-ingångarna befintliga infornationerna i vipporna 23 och 24 sker med framflanken (0-1-övergången) hos en till taktingången C tillförd taktpuls T', dvs. då på D-ingangen hos en av D-vipporna 23 och 24 en 1-signal föreligger, och se- dan en taktpuls uppträder på taktingangen C, vippas den ifråga- varande D-vippan, så att på dennas Q-utgång likaledes en 1-sig- nal uppträder. Om redan pd Q-utgången en 1-signal föreligger, kvarstår denna 1-signal. Varje informationsväxling (l-D- eller O-1-övergång) pà D-ingången magasineras först med följande takt- puls T'. Summeríngsorganet 27 alstrar alltid en riktningssignal R = "1" ("framáträkning"), när-signalerna på Q-utgángarna från vipporna 23 och 24 är olika, och annars riktningssignalen R = "O" ("bakåträkning"). Om därför lägessignalen B omedelbart före en flank av lägessignalen B överensstämmer led lägessig- nalen A före följande flank av lägessignalen A eller när läges- signalen B efter en flank av lägessignalen B överensstämmer med lägessignalen A omedelbart efter den följande flanken av lägessignalen A, alstrar summeringsorganet 27 en 0-signal ("bakåträkníng"). Då taktpulserna härledes från flankerna av lägessignalerna, men en taktpuls i det aktuella fallet även skall bestämma (magasinera) värdet av lägessignalen omedelbart före den taktpulsen utlösande flanken av lägessignalen, för- dröjs lägessignalen B genom fördröjningsorganet 25 med tiden tï, så att de från flankerna av lägessignalen B härledda taktpul- serna T alltid uppträder tiden t1 före ifrågavarande flank hos den fördröjda (i själva verket avkända) lägessignalen B' (jfr B' och T i fig. 2). Å andra sidan skall taktpulserna dock 10 15 20 25 30 35 455 231 även bestämma ett omedelbart bakom en desamma utlösande flank hos lägessignalen A uppträdande värde av lägessignalcn A.The beat pulses T are also supplied to the beat inputs C of the flip-flops 23 and 24 as delayed beat pulses T 'with the delay time tz. While the position signal A is applied directly to the D input of the flip-flop 23, the position signal B is applied to the D input of the flip-flop 24 as through the delay means 25 down the delay time t1 delayed position signal B '. The storage of the information present in the current inputs at the D-inputs in the flip-flops 23 and 24 takes place with the leading edge (0-1-transition) of a clock pulse T 'applied to the clock input C, i.e. when a 1 signal is present at the D input of one of the D flip-flops 23 and 24, and since a clock pulse appears at the clock input C, the D-flip-flop in question is flipped, so that at its Q-output a -signal occurs. If there is already a 1 signal at the Q output, this 1 signal remains. Each information change (1-D or O-1 transition) at the D input is first stored with the following clock pulse T '. The summing means 27 always generates a direction signal R = "1" ("forward count"), when the signals on the Q outputs from the flip-flops 23 and 24 are different, and otherwise the direction signal R = "0" ("reverse count"). Therefore, if the position signal B immediately before a flank of the position signal B matches the position signal A before the following edge of the position signal A or when the position signal B after a flank of the position signal B corresponds to the position signal A immediately after the next edge of the position signal A, the summing means generates 27 a 0 signal ("reverse counting"). When the clock pulses are derived from the edges of the position signals, but a clock pulse in the present case must also determine (store) the value of the position signal immediately before the edge pulse triggering of the position signal, the position signal B is delayed by the delay means 25 with time t1. the clock pulses T derived from the position signal B always occur the time t1 before the edge of the delay (in fact sensed) position signal B '(cf. B' and T in Fig. 2). On the other hand, however, the clock pulses must also determine an instantaneous value of the position signal A occurring immediately behind a same triggering edge of the position signal A.
Därför är de lägessignalerna A och B i själva verket avkännan- de taktpulserna T' dessutom fördröjda tiden tz relativt de direkt från flankerna hos lägessignalerna härledda taktpulserna T för att säkerställa att lägessignalen A efter sin ifrågava- rande taktpuls utlösande flank har stabiliserats på det nya värdet, innan taktpulsen T' uppträder. Eftersom taktpulserna T', såsom angivits, även mäste ligga före de desamma utlösande flankerna av lägessignalen B, har tz 1. Istäl- let för den antivalensen (olikhet) av lägessignalerna A och B enligt funktionen (Ä G B) v (A & F) fastställande EXOR-grinden 27 (varvid vid kopplingsfunktionen "G" betyder en OCH-funktion och "v" en ELLER-funktion) kan även ett ekvivalensen enligt funktionen (A & B) v (Ä & F) fastställande organ vara anordnat såsom summeringsorgan 27, då râknarna 6 och 36, som bägge får riktningssignalen R, vid det i fig. 2 visade relativa faslägct för lägessignalerna A och B, icke skall räkna bakåt utan framåt. Ändamålet med frekvensdelaren 5 skall i korthet beskri- vas i samband med fig. 4: I praktiken kan av pulskvotförhâl- landena för lägessignalerna A och B avvika från 501, t.ex. på grund av tillverkningstoleranser för pulsgivaren 3. På detta sätt osymmetriska lägessignaler A och B visas i fig. 4 dock för tydlighets skull överdrivet. Följden är att från flanker- na av dessa lägessignaler A och B härledda taktpulser T (fig. 4) likaledes uppvisar olika avstånd. Trots likformig vridning av axeln 13 respektive likformig rörelse av föremålet 11 skul- le därför är-värdesbestämningen i lägesräknaren 6 ske olik- formigt, så att regleringsförloppet skulle kunna bli instabilt eller bör-värdet, som skall framkomma, icke exakt skulle kunna uppnås. På grund av frekvensnedväxlingen för taktpulscrna till en fjärdedel, uppkommer däremot ett likformigt pulsavstànd vid utgángstaktpulserna T¿ från frekvensdelaren 5, eftersom i praktiken visserligen pulskvoten för lägessignalerna A och B kan vara olika men deras frekvens respektive pcriodvaraktighet vid konstant hastighet för det rörliga föremålet dock är kon- stant. Därutöver klarar man sig för lägesräknaren 6 med mindre räknekapacitet relativt den vid en för varje eller varannan taktpuls ett räknesteg utförande lägesräknare (hänfört till sam- valts mindre än t 10 15 20 ZS 30 35 40 'J 455 231 ma maximala vägsträcka, som skall uträknas för det rörliga föremålet).Therefore, the position signals A and B, in fact sensing the beat pulses T ', are also delayed the time tz relative to the beat pulses T derived directly from the edges of the position signals to ensure that the position signal A has stabilized on the new value after its beat pulse in question. , before the beat pulse T 'occurs. Since the clock pulses T ', as stated, must also be before the same triggering edges of the position signal B, tz has 1. Instead of that antivalence (difference) of the position signals A and B according to the function (Ä GB) v (A & F) determining the EXOR gate 27 (where in the switching function "G" means an AND function and "v" an OR function) an equivalent according to the function (A & B) v (Ä & F) determining means can also be arranged as summing means 27 , when the counters 6 and 36, which both receive the direction signal R, at the relative phase position shown in Fig. 2 for the position signals A and B, are not to count backwards but forwards. The purpose of the frequency divider 5 shall be briefly described in connection with Fig. 4: In practice, the pulse ratio conditions for the position signals A and B may deviate from 501, e.g. due to manufacturing tolerances for the encoder 3. In this way, asymmetric position signals A and B are shown in Fig. 4, however, for the sake of clarity. The consequence is that clock pulses T (Fig. 4) derived from the flanks of these position signals A and B also have different distances. Despite uniform rotation of the shaft 13 and uniform movement of the object 11, therefore, the value determination in the position counter 6 would take place differently, so that the regulation process could become unstable or the setpoint, which should appear, could not be achieved exactly. On the other hand, due to the frequency variation of the clock pulses to a quarter, a uniform pulse distance arises at the output clock pulses T¿ from the frequency divider 5, since in practice the pulse ratio of the position signals A and B may be different but their frequency and period duration are variable for constant duration. constant. In addition, one can manage the position counter 6 with a smaller counting capacity relative to that of a position counter (for a total of less than t 10 15 20 ZS 30 35 40 'J 455 231 ma maximum distance traveled, which is to be calculated for the moving object).
För att den binärt räknande räknaren 36 i frekvensdela- ren S vid var fjärde taktpuls T skall alstra en utgángspuls Co (fig. 2) respektive frekvensdelaren 5 vid var fjärde takt- puls skall alstra en utgängstaktpuls T4 tillbakaräknas räkna- ren 36 genom varje utgângstaktpuls T¿ åter till ett genom riktningssignalen R över förinställningsingângarna P1-P¿ be- stämt utgângsvärde, alltså antingen till "0001" - 1 eller "C100" - 4. Vid framåträkningen genomgår räknevärdet hos räk- naren 36, skrivet decimalt cykliskt, talföljden 1,2,3,4,1,2,3,4 1,2... osv. Vid övergång från "Å" till "1“ intar räknaren 36 övergående räknevärdet "S" - “0101", vid vilket utsignalerna Q1 och Q3 (fig. 3) båda är lika med "1". Detta fastställs genom NAND-grinden 38 genom avgivning av en 0-signal S38, vil- ken genom fördröjníngsorganet 39, fördröjd med en tid ts och genom NAND-grinden inverterad tillbakaförs till Aterställningsï ingången P hos räknaren 36 såsom àterställningspuls (resp. till utgången hos frekvensdelaren S såsom utgångstaktpuls) T4.In order for the binary counting counter 36 in the frequency divider S to generate an output pulse Co at every fourth clock pulse T (Fig. 2) and the frequency divider 5 at every fourth clock pulse to generate an output clock pulse T4, the counter 36 is recalculated by each output clock pulse T ¿Again to an output value determined by the direction signal R over the preset inputs P1-P¿, i.e. either "0001" - 1 or "C100" - 4. When counting forward, the count value of the counter 36, written decimally cyclically, undergoes the number sequence 1, 2,3,4,1,2,3,4 1,2 ... etc. When switching from "Å" to "1", the counter 36 assumes a transient count value "S" - "0101", at which the output signals Q1 and Q3 (Fig. 3) are both equal to "1". This is determined by the NAND gate 38 by outputting an O signal S38, which through the delay means 39, delayed by a time ts and inverted by the NAND gate, is returned to the reset input P of the counter 36 as the reset pulse (respectively to the output of frequency divider S as output pulse) T4.
Därigenom Lterförs räknaren 36 till "1“ (="00O1“), så att räkneförloppet med 1,2,3,... fortsätts.Thereby the counter 36 is returned to "1" (= "00O1"), so that the counting process with 1,2,3, ... continues.
Vid bakàträkning (R - "1") genomgår räknevärdet hos räknaren 36 den nämnda talföljden omvänt, dvs. i ordningsfölj- den 4,3,2,1,4,3,... osv. Vid övergång från "1“ till "4" alstrar rlknaren 36 en 0-puls Co (fig. 2), som fördröjs av fördröjningsorganet 41 med tiden ts och inverteras av NAND- grinden 40, så att på utgången från NAND-grinden 40 tillbaka- ställnings- resp. taktpulsen T4 uppträder, vilken utlöser återställningen av räknaren 36 och därmed bestämmer 0-pulsens Co slut. Varaktighetcn hos utgångstaktpulsen motsvarar därvid likaledes fördröjningstiden ts.When counting backwards (R - "1"), the count value of the counter 36 undergoes the mentioned sequence of numbers in reverse, ie. in the order 4,3,2,1,4,3, ... etc. Upon transition from "1" to "4", the sensor 36 generates an 0-pulse Co (Fig. 2), which is delayed by the delay means 41 by the time ts and inverted by the NAND gate 40, so that at the output of the NAND gate 40 back the position or clock pulse T4 appears, which triggers the reset of the counter 36 and thus determines the end of the 0-pulse Co.The duration of the output clock pulse also corresponds to the delay time ts.
Lågesräknaren 6 räknar de till densamma under varaktig- heten av 1-signalen R tillförda taktpulserna T4 i framrikt- ningen och de till densamma under varaktigheten av bakàtsig- nalen R - 0 tillförda taktpulserna T¿ i bakâtriktningen, så att räknevärdet hos lägesräknaren 6 alltid motsvarar är-värdet för det rörliga föremâlets ll läge. Detta är-värde jämförs med det i bör-räknaren 7 inställda bör-värdet för att motsvarande efterreglera det rörliga föremâlets 11 läge vid förekomst av en regleríngsavvikelse.The position counter 6 counts the clock pulses T4 applied to it during the duration of the 1-signal R in the forward direction and the clock pulses T¿ applied to it during the duration of the reverse signal R-0, so that the count value of the position counter 6 always corresponds to is the value of the position of the movable object ll. This actual value is compared with the setpoint set in the setpoint counter 7 in order to correspondingly post-adjust the position of the movable object 11 in the event of a control deviation.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823219894 DE3219894C2 (en) | 1982-05-27 | 1982-05-27 | Incremental-to-digital converter |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8302697D0 SE8302697D0 (en) | 1983-05-10 |
| SE8302697L SE8302697L (en) | 1983-11-28 |
| SE455231B true SE455231B (en) | 1988-06-27 |
Family
ID=6164596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8302697A SE455231B (en) | 1982-05-27 | 1983-05-10 | INCREMENTAL DIGITAL CONVERTER |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58214811A (en) |
| CA (1) | CA1201787A (en) |
| DE (1) | DE3219894C2 (en) |
| DK (1) | DK161911C (en) |
| FR (1) | FR2527802B1 (en) |
| GB (1) | GB2123141B (en) |
| SE (1) | SE455231B (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1221742B (en) * | 1983-11-22 | 1990-07-12 | Aca Electronic Picone Armando | CONTROL AND MEASUREMENT SYSTEM OF MOVEMENTS IN PARTICULAR OF MACHINE TOOLS |
| DE3445342A1 (en) * | 1983-12-12 | 1985-06-20 | Asahi Kogaku Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Laser beam exposing system |
| DE3718733A1 (en) * | 1987-06-04 | 1988-12-22 | Euchner & Co | Pulse generator circuit for incremental position sensors (encoders) |
| US4789874A (en) * | 1987-07-23 | 1988-12-06 | Hewlett-Packard Company | Single channel encoder system |
| US4831510A (en) * | 1987-09-17 | 1989-05-16 | Allen-Bradley Company, Inc. | Encoder and resolver signal processing circuit |
| DE3809201A1 (en) * | 1988-03-18 | 1989-09-28 | Siemens Ag | Position measuring device |
| DE3815533C1 (en) * | 1988-05-06 | 1989-11-30 | Heidelberger Druckmaschinen Ag, 6900 Heidelberg, De | |
| DE3815534A1 (en) * | 1988-05-06 | 1989-11-16 | Heidelberger Druckmasch Ag | SYSTEM FOR DETECTING THE POSITION OF MOVING MACHINE PARTS |
| FR2634614A1 (en) * | 1988-07-20 | 1990-01-26 | Scholtes Ets Eugen | POWER CONTROL DEVICE, IN PARTICULAR FOR COOKTOP HOMES OR THE LIKE |
| DE102011107777A1 (en) * | 2011-07-15 | 2013-01-17 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Device and method for safe motion detection with tolerance threshold |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2656106A (en) * | 1942-08-10 | 1953-10-20 | Howard P Stabler | Shaft position indicator having reversible counting means |
| US3028589A (en) * | 1959-04-06 | 1962-04-03 | Gen Dynamics Corp | Motion digitizer |
| US3585372A (en) * | 1969-10-01 | 1971-06-15 | Hughes Aircraft Co | Electrical control system |
| DE2554771C3 (en) * | 1975-12-05 | 1987-09-10 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Arrangement for scanning a grid scale moving in a fixed direction |
| GB1603682A (en) * | 1977-05-31 | 1981-11-25 | Nippon Electric Co | Position control system |
-
1982
- 1982-05-27 DE DE19823219894 patent/DE3219894C2/en not_active Expired
-
1983
- 1983-05-10 SE SE8302697A patent/SE455231B/en not_active IP Right Cessation
- 1983-05-12 CA CA000428040A patent/CA1201787A/en not_active Expired
- 1983-05-23 JP JP8931283A patent/JPS58214811A/en active Granted
- 1983-05-24 DK DK229483A patent/DK161911C/en not_active IP Right Cessation
- 1983-05-26 GB GB08314639A patent/GB2123141B/en not_active Expired
- 1983-05-27 FR FR8308834A patent/FR2527802B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2527802A1 (en) | 1983-12-02 |
| SE8302697D0 (en) | 1983-05-10 |
| GB2123141A (en) | 1984-01-25 |
| SE8302697L (en) | 1983-11-28 |
| DK229483D0 (en) | 1983-05-24 |
| DE3219894C2 (en) | 1984-08-30 |
| CA1201787A (en) | 1986-03-11 |
| DK161911B (en) | 1991-08-26 |
| JPH0374325B2 (en) | 1991-11-26 |
| JPS58214811A (en) | 1983-12-14 |
| DK161911C (en) | 1992-02-10 |
| FR2527802B1 (en) | 1987-07-31 |
| DE3219894A1 (en) | 1983-12-01 |
| DK229483A (en) | 1983-11-28 |
| GB8314639D0 (en) | 1983-06-29 |
| GB2123141B (en) | 1985-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4450403A (en) | Method and apparatus for determining rotational speed | |
| US4282468A (en) | High speed position feedback and comparator system | |
| SE455231B (en) | INCREMENTAL DIGITAL CONVERTER | |
| US5058145A (en) | System for determining the position of movable machine parts | |
| JPS62238415A (en) | Output phase correction circuit for rotary encoder | |
| US5079549A (en) | Digital resolver with a synchronous multiple count generation | |
| US4136559A (en) | Torque meter means | |
| US5942872A (en) | Method of controlling a stepping motor | |
| US4491826A (en) | Incremental digital converter | |
| US4710770A (en) | Phase modulation type digital position detector | |
| US4122709A (en) | Digital torque meter | |
| KR930002719B1 (en) | Apparatus and method for increasing the accuracy of the encoder output | |
| US4792754A (en) | Device for production of a tachometry signal of infinite resolution and without ripple from an inductive position sensor | |
| US4183242A (en) | Digital torque meter with reverse rotation and vibration data correction | |
| US3543150A (en) | Arrangement for determining and digitally indicating the displacement of moving bodies | |
| US3444462A (en) | Logic network and method for use in interpolating time interval counters | |
| JPS601581B2 (en) | Speed detection device in servo mechanism | |
| JPH0136565B2 (en) | ||
| SU1101740A1 (en) | Pickup of angular position,speed and acceleration of rotating shaft | |
| US5621711A (en) | Velocity detection circuit | |
| SU1213417A2 (en) | Pickup of needle position,speed and acceleration of shaft rotation | |
| SU1411680A1 (en) | Speed digital meter | |
| JPS5923196B2 (en) | Digital servo system | |
| JPH049266B2 (en) | ||
| JPH08201052A (en) | Rotation angle detection method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NAL | Patent in force |
Ref document number: 8302697-1 Format of ref document f/p: F |
|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8302697-1 Format of ref document f/p: F |