SI22397A - Interpolacijski postopek in vezje za izvajanje tega postopka, ki se uporabljata za kodirnik z visoko locljivostjo - Google Patents

Interpolacijski postopek in vezje za izvajanje tega postopka, ki se uporabljata za kodirnik z visoko locljivostjo Download PDF

Info

Publication number
SI22397A
SI22397A SI200600238A SI200600238A SI22397A SI 22397 A SI22397 A SI 22397A SI 200600238 A SI200600238 A SI 200600238A SI 200600238 A SI200600238 A SI 200600238A SI 22397 A SI22397 A SI 22397A
Authority
SI
Slovenia
Prior art keywords
signal
input analog
potentials
interpolation
potential
Prior art date
Application number
SI200600238A
Other languages
English (en)
Inventor
Anton Pletersek
Roman Benkovic
Original Assignee
Anton Pletersek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anton Pletersek filed Critical Anton Pletersek
Priority to SI200600238A priority Critical patent/SI22397A/sl
Priority to PCT/SI2007/000017 priority patent/WO2008045005A1/en
Priority to AT07716178T priority patent/ATE473422T1/de
Priority to DE602007007649T priority patent/DE602007007649D1/de
Priority to EP07716178A priority patent/EP2079988B1/en
Priority to US12/311,655 priority patent/US7777661B2/en
Publication of SI22397A publication Critical patent/SI22397A/sl

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24404—Interpolation using high frequency signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24409—Interpolation using memories

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Tvorijo se vmesni digitalni signali Fi(alfa), Gi(alfa), i = 1, ... I, ki so rezultat primerjave referencnih potencialov prvega vhodnega analognega signala pri zamaknjeni vrednosti opazovanega argumenta in ustrezno zmanjsani amplitudi z vsakemu referencnemu potencialu inverznim referencnim potencialom tretjega vhodnega analognega signala pri isti zamaknjeni vrednosti argumenta in enako zmanjsani amplitudi, pri cemer so zamaknjene vrednosti enakomerno porazdeljene po prvi polperiodi. Pri katerikoli vrednostiopazovanega argumenta se izmeri vrednost U napetosti kot tedaj najvisja vrednost napetosti na sponkah z omenjenimi referencnimi potenciali. Dejanska vrsna amplituda A vhodnih analognih signalov se doloci kot A=kI,mU, pri cemer je faktor kI,m kolicnik vrsne amplitude omenjenih vhodnih analognih signalov in za njo dolocene srednje vrednosti napetosti valovite zgornje ovojnice omenjenih referencnih potencialov. V primeru uporabe predlaganega postopka pri samodejnem nastavljanju ojacanja se omenjena napetost Uvodi neposredno na vhod vezja za samodejno nastavljanje ojacanja, pri cemer se kontrolna vhodna napetost tega vezja nastavi na srednjo vrednost napetosti valovite zgornje ovojnice omenjenih referencnih potencialov.

Description

Interpolacijski postopek in vezje za izvajanje tega postopka, ki se uporabljata za kodimik z visoko ločljivostjo
Izum se nanaša na izpopolnitev interpolacijskega postopka, ki se uporablja za kodimik z visoko ločljivostjo in katerega stanja so na vhodni strani določena s štirimi, vsakič med seboj za četrt periode zamaknjenimi signali, v interpolacijskem postopku pa se tvorijo vmesni digitalni signali, ki so rezultat primeijave potenciala prvega vhodnega analognega signala pri vsakič drugi zamaknjeni vrednosti njegovega opazovanega argumenta z omenjenemu potencialu inverznim potencialom pri isti, vsakič drugi zamaknjeni vrednosti opazovanega argumenta, pri čemer izpopolnjeni postopek omogoči z napako nekaj odstotkov določiti amplitudo vhodnega analognega signala, s tem da se izmeri le ena sama napetost. Izum se nanaša tudi na izpopolnjeno interpolacijsko vezje, ki se uporablja za izvajanje omenjenega izpopolnjenega postopka.
Izum je po mednarodni klasifikaciji patentov uvrščen v razred G 01D 01/02.
V patentu SI 21577 sta opisana interpolacijski postopek in interpolacijsko vezje, ki sta predvidena za kodimik z visoko ločljivostjo za merjenje hitrih pomikov.
Omenjeni interpolacijski postopek uporablja vhodna stanja, ki so določena z vsakič med seboj za četrt periode zamaknjenimi štirimi vhodnimi analognimi signali. Funkcijska odvisnost prvega vhodnega analognega signala od opazovanega argumenta je enaka sina. V koraku interpoliranja se tvori I vmesnih digitalnih signalov -1 je interpolacijsko število - in I invertiranih vmesnih digitalnih signalov, tako daje vsak vmesni digitalni signal rezultat primeijave potenciala prvega vhodnega analognega signala pri zamaknjeni vrednosti njegovega opazovanega argumenta in z glede na razmeije uporov zmanjšano amplitudo s temu potencialu inverznim potencialom tretjega vhodnega analognega signala pri isti zamaknjeni vrednosti opazovanega argumenta in z glede na razmeije uporov zmanjšano amplitudo. Zamaknjene vrednosti so enakomerno porazdeljene po prvi polperiodi opazovanega argumenta. V naslednjem koraku se omenjeni vmesni digitalni signali logično kombinirajo, da se tvorita prvi izhodni digitalni signal in za četrt periode zamaknjeni drugi izhodni digitalni signal. Medsebojni časovni razmik (separation time) njunih front je lahko le nekaj nanosekund, torej je omogočena visoka frontna ločljivost.
Omenjeno interpolacijsko vezje obsega interpolacijski bliskovni analogno-digitalni pretvornik, v katerem se tvorijo omenjeni vmesni digitalni signali in invertirani vmesni digitalni signali in ki obsega prvo verigo I drug na drugega zaporedno priključenih uporov in podobno drugo verigo uporov. V prvi in drugi verigi vsakič enako ležeča upora imata enako upornost. Na prvo sponko prvega upora na začetku prve verige se vodi prvi vhodni analogni signal in se na drugo sponko I-tega upora na koncu prve verige vodi tretji vhodni analogni signal in se na prvo sponko prvega upora na začetku druge verige vodi tretji vhodni analogni signal in se na drugo sponko I-tega upora na koncu druge verige vodi prvi vhodni analogni signal in se na drugo sponko Ι/2-tega zaporednega upora v prvi verigi vodi četrti vhodni analogni signal in se na drugo sponko Ι/2-tega zaporednega upora v drugi verigi vodi drugi vhodni analogni signal. Vhoda i-tega primerjalnika, na katerega izhodih se odjemata i-ti vmesni digitalni signalin i-ti invertirani vmesni digitalni signal, sta priključena na drugo sponko i-tega upora v prvi oziroma drugi verigi. Torej je i-ti vmesni digitalni signal rezultat primeijave i-tega potenciala prvega vhodnega analognega signala pri zamaknjeni vrednosti njegovega opazovanega argumenta znotraj prve polperiode in z glede na razmeije uporov zmanjšano amplitudo s temu potencialu inverznim potencialom pri isti zamaknjeni vrednosti opazovanega argumenta in z glede na razmeije uporov zmanjšano amplitudo. Omenjene upornosti se določijo tako, da so vrednosti zamikov argumenta enakomerno porazdeljene po prvi polperiodi opazovanega argumenta.
Opisana postopek in vezje omogočata hkratno bliskovno pretvorbo v vmesne digitalne signale s pomočjo v ta namen na preprost način stvoijenih referenčnih spremenljivih potencialov. Ločljivost in hitrost sta večji glede na dotlej poznano interpoliranje.
Ker se primeijani referenčni potenciali za bliskovno analogno-digitalno pretvorbo tvorijo kar z upori v obeh uporovnih verigah in brez aktivnih elementov, je pretvorba monotona in zvezna, diferencialna nelineamost pa je pri višjih frekvencah povzročena le z zakasnitvami v primeijalnikih. Odstopanja v amplitudi in fazi, tudi kot posledica neenakosti obeh uporovnih verig in omenjenih primeijalnikov, vplivajo le na integralno nelineamost.
Vsak vmesni digitalni signal se tvori s pripadajočim primeijalnikom. Vsi primerjalniki delujejo v enakem režimu tekom cele periode vhodnih signalov. Vse preklopne točke primeijalnikov so tam, kjer je razlika osnovnega vhodnega referenčnega potenciala in invertiranega vhodnega referenčnega potenciala enaka nič. Morebitne sofazne napetosti na vhodih omenjenih primeijalnikov, ki bi vplivale na njihovo neidealno delovanje, torej ne vplivajo na točnost meijenega položaja. Analogni referenčni signal v opisanem interpolacijskem analogno-digitalnem pretvorniku zato ni potreben in ne more vplivati na kakovost pretvorbe. Torej ni izgubljenih stanj. Pretvorba, ki se izvaja na plavajočih diferencialnih vhodnih signalih, je monotona in zvezna. To omogoča diferencialno nelineamost pod 0,05 LSB, torej 0,05 koraka analogno-digitalne pretvorbe. Primerna vrednost interpolacijskega števila I je od 2 do okoli 200, pri čemer je zgornja meja omejena s predvideno površino integriranega interpolacijskega vezja oziroma z njegovo ceno.
Točnost opisane analogno-digitalne pretvorbe ni zelo občutljiva na neidealnosti v vhodnih signalih, tako da opisana rešitev sicer nujno ne potrebuje kompleksnega doravnavanja senzorskih signalov.
Vendar se vršni amplitudi dveh, iz senzoijev izstopajočih analognih signalov vseeno samodejno doravnavata druga drugi (automatic matching control). Tehnična rešitev je opisana v slovenski patentni prijavi P 2006 00218.
Tudi njuno ojačanje se želi samodejno nastavljati (automatic gain control), da bi se kalibriral celoten kodimik, ki vsebuje vzbujevalnike, kot so svetlobo emitirajoče diode, magneti in podobno, merilno letev, kodirno letev, senzorje in pripadajoča vezja.
Prav zahtevnost pri izvajanju znanega samodejnega nastavljanja ojačanja za fazno zamaknjena sinusna signala (JP 63012915), po katerem se vhodna signala kvadrirata in kvadrata seštejeta, torej sta potrebna množilnika - njuna linearnost povzroča težave zaradi procesne odvisnosti - in seštevalnik, pri čemer sta množilnik in seštevalnik kompleksni vezji, težko pa je tudi zagotoviti zadostno amplitudno območje, opozori na to, da je vredno izpopolniti opisana postopek in vezje (SI 21577), tako da se omenjeni referenčni potenciali kot njuna inherentna značilnost izrabijo za poenostavljeno samodejno nastavljanje ojačanja.
Izum rešuje tehnični problem, kako izpopolniti opisani interpolacijski postopek in vezje za izvajanje tega postopka, da se bo v poljubnem trenutku vršna amplituda vhodnih signalov lahko določila preko ene same izmerjene napetosti.
Navedeni tehnični problem je rešen z interpolacijskim postopkom po izumu, opredeljenim z značilnostmi iz označujočega dela prvega patentnega zahtevka, in interpolacijskim vezjem po izumu, opredeljenim z značilnostmi iz označujočega dela osmega patentnega zahtevka, podzahtevki pa opredeljujejo variante izvedbenih primerov.
Izpopolnitev po izumu interpolacijskega postopka in vezja se odlikuje po tem, da se samodejna nastavitev ojačanja v merilni pripravi lahko izvede, s tem da se izmeri le napetost zgornje valovite ovojnice referenčnih potencialov, ki se tvorijo v koraku analogno-digitalne pretvorbe vhodnih analognih signalov, pri čemer pa je napetost zgornje valovite ovojnice prisotna tudi, ko se premikanje senzoijev glede na merilno letev ustavi. Za določitev dejanske vršne amplitude vhodnih analognih signalov niso potrebna kompleksna množilna in seštevalna vezja.
Izum bo v nadaljnjem podrobno obrazložen na osnovi opisa izvedbenih primerov interpolacijskega postopka in interpolacijskega vezja in njunih variant ter pripadajočega načrta, ki prikazuje na sl. 1 z izumom izpopolnjeni interpolacijski analogno-digitalni pretvornik v prednostni varianti k interpolacijskemu številu 1 = 8, sl. 2 i-ti primeijalnik in i-to lokalno vezje po izumu za izpopolnjeni interpolacijski analogno-digitalni pretvornik in sl. 3 amplitudni potek vseh primeijanih referenčnih potencialov glede na opazovani argument a k interpolacijskemu številu 1 = 8.
Izum se nanaša na izpopolnitev interpolacijskega postopka za kodimik z visoko ločljivostjo. Stanja tega interpolacijskega postopka so na vhodni strani določena z vsakič med seboj za četrt periode zamaknjenimi prvim vhodnim analognim signalom A+(a), drugim vhodnim analognim signalom B+(a), tretjim vhodnim analognim signalom A-(a) in četrtim vhodnim analognim signalom B-(a), pri čemer je funkcijska odvisnost prvega vhodnega analognega signala A+(a) od opazovanega argumenta α enaka sina. Slika 1 in slika 3 se nanašata na interpolacijski postopek k interpolacijskemu številu 1 = 8.
V koraku interpoliranja se tvorijo vmesni digitalni signali Fi(a) in invertirani vmesni digitalni signali Gi(a), in sicer za vsak celoštevilčen i od 1 do I, s tem da je vsak vmesni digitalni signal Fi(a) rezultat primerjave referenčnega potenciala Pi(a) prvega vhodnega analognega signala A+(a) pri vrednosti a+ai njegovega opazovanega argumenta α znotraj prve polperiode in z amplitudo, ki je določena z razmeijem uporov, s potencialu Pi(a) inverznim referenčnim potencialom Ni(a) tretjega vhodnega analognega signala A-(a) pri isti vrednosti a+ai opazovanega argumenta α in z amplitudo, ki je določena z razmeijem uporov. Vrednosti ai zamika opazovanega argumenta so izbrane tako, da so enakomerno porazdeljene po prvi polperiodi opazovanega argumenta α in je potencial P(I/2)(a) enak signalu B-(a), potencial P(I)(a) enak signalu A-(a), potencial N(I/2)(a) enak signalu B+(a) in potencial N(I)(a) enak signalu A+(a) (SI 21577).
Rezultat interpolacijskega postopka sta prvi izhodni digitalni signal in za četrt periode zamaknjeni drugi izhodni digitalni signal, ki se tvorita z logičnim kombiniranjem omenjenih vmesnih digitalnih signalov Fi(a) in Gi(a).
Predstavljeni interpolacijski postopek je po izumu izpopolnjen z naslednjima korakoma.
V prvem koraku se pri katerikoli vrednosti opazovanega argumenta a, torej kadar je to potrebno, izmeri vrednost U napetosti, in sicer kot vrednost napetosti, ki je tedaj najvišja med napetostmi na sponkah z referenčnimi potenciali Pi(a) in Ni(a), ki so iz družine (I, m) potencialov z vrednostmi indeksa i = m, Ι/2-m, Ι/2+m, I-m, pri čemer je m enak nič ali pozitivnemu celemu številu. Mesto takih najvišjih napetosti je ovojnica f/gw(a) potencialov Pi(a) in Ni(a) iz družine (I, 1) potencialov, če je m = 1, oziroma ovojnica U'env(a) potencialov Pi(a) in Ni(a) iz družine (I, 2) potencialov, če je m = 2, in ovojnica Uenv (a) potencialov Pi(a) in Ni(a) iz družine (I, 3) potencialov, če je m = 3 (sl. 3, interpolacijsko število I = 8).
V drugem koraku se dejanska vršna amplituda A vhodnih analognih signalov A+(a), B+(a), A-(a) in B-(a) določi kot
A = khmU, pri čemer je faktor k =_A_.
j rmax , rrmin env ' env
Tu sta in U™ predhodno določeni najvišja oziroma najnižja vrednost napetosti i/gnv(a) valovite ovojnice potencialov Pi(a) in Ni(a) iz omenjene izbrane družine (I, m) potencialov pri poznani vrednosti Ao vršne amplitude omenjenih vhodnih analognih signalov.
Interval Δ, v katerem valovi napetost Uenv(a) valovite ovojnice referenčnih potencialov Pi(a) in Ni(a) iz omenjene izbrane družine (I, 1) potencialov, je ozek (sl. 3). Majhna valovitost napetosti Uenv(a) te valovite ovojnice je tista inherentna značilnost znanega interpolacijskega postopka, ki se uporabi, da se interpolacijski postopek izpopolni po izumu. Omenjena vrednost U napetosti, ki se izmeri v kateremkoli trenutku, vedno leži v tem ozkem intervalu Δ in dejanska vršna amplituda A vhodnih analognih signalov je za faktor kI m nad vrednostmi napetosti v tem ozkem intervalu Δ. Ta značilnost se uporabi za poenostavljeno samodejno nastavitev ojačanja v kodimiku.
Faktor kI m se določi po enem od naslednjih treh načinov.
Lahko se izračunata najvišja in najnižja vrednost U™ oziroma U™ napetosti Uenv(a) valovite ovojnice potencialov Pi(a) in Ni(a) iz izbrane družine (I, m) potencialov pri poznani vrednosti Ao vršne amplitude omenjenih vhodnih analognih signalov in se izračuna faktor kJ m. Ali se predhodno izmerita najvišja in najnižja vrednost U'fj oziroma C/™ napetosti Uenv(a) valovite ovojnice potencialov Pi(a) in Ni(a) iz omenjene izbrane družine (I, m) potencialov pri poznani vrednosti Ao vršne amplitude omenjenih vhodnih analognih signalov in se izračuna faktor kr m. Ali pa se predhodno izmeri vrednost Up napetosti valovite ovojnice potencialov Pi(a) in Ni(a) iz omenjene izbrane družine (I, m) potencialov pri neki vrednosti opazovanega argumenta α pri poznani vrednosti Ao vršne amplitude omenjenih vhodnih analognih
A signalov in se izračuna faktor kJm = — .
’ Up
Za meritev trenutno najvišje napetosti U se izberejo potenciali Pi(a) in Ni(a) iz tiste družine (I, m) potencialov, katerih valovita ovojnica z napetostjo Uenv(a) ima najnižjo valovitost . Pri izbranem interpolacijskem številu I je to družina (1,1) poU'en v tencialov. Predpostavka izuma je, da vrednost U leži na valoviti ovojnici Uenv(a), valovanje te pa je tako nizko, da se predpostavi, da je bila z določeno napako izmeijena neka srednja vrednost med ekstremoma valovite ovojniceUenv(a), iz te vrednosti pa se dejanska vršna amplituda A vhodnih analognih signalov izračuna s pomočjo znanega faktoija kl m.
Potek napetosti Uenv(a) valovite ovojnice referenčnih potencialov Pi(a) in Ni(a) iz družine (8, 1) potencialov, torej referenčnih potencialov Pl, P3, P5, P7, NI, N3, N5, N7 pri interpolacijskem številu 8 in indeksu m = 1, je pri poznani vrednosti Ao vršne amplitude omenjenih vhodnih analognih signalov podan z naslednjo funkcijsko odvisnostjo:
Najvišja in najnižja vrednost, ki jo dosega napetosti Uenv(a) valovite ovojnice, sta odtod:
[/^=0,765364, in U™ = 0,707114.
Računsko dobljena vrednost omenjenega faktoija je torej enaka t =--- = 1,3583, β»ΐ ττίταχ. ,τ rrnin 7 7 env env dejanska vršna amplituda A vhodnih analognih signalov pa se na osnovi izmeijene trenutno najvišje napetosti U določi kot A = l,3583.i/. Določena je z relativno natančnostjo ± 0,029.
V primeru uporabe predlaganega postopka pri samodejnem nastavljanju ojačanja se omenjena napetost U vodi neposredno na vhod vezja za samodejno nastavljanje ojačanja, pri čemer je kontrolna vhodna napetost tega vezja že nastavljena na
1<« τ t max t t min env * env (1+i—).
A’
Izum se nanaša tudi na izpopolnitev interpolacijskega vezja za kodimik z visoko ločljivostjo.
Prvi izhodni digitalni signal in za četrt periode zamaknjeni drugi izhodni digitalni signal tega interpolacijskega vezja se pripravita z logičnim kombiniranjem vmesnih digitalnih signalov Fi(a) in invertiranih vmesnih digitalnih signalov Gi(a), i = 1,... I, ki se tvorijo v interpolacijskem analogno-digitalnem pretvorniku. Slika 1 sicer prikazuje že izpopolnjeni interpolacijski analogno-digitalni pretvornik iadc k interpolacijskemu številu 1 = 8.
Interpolacijski analogno-digitalni pretvornik iadc obsega prvo verigo drug na drugega zaporedno priključenih prvega upora rl, dmgega upora r2 in tako naprej do I-tega upora ri in drugo verigo drug na dmgega zaporedno priključenih prvega upora r'l, dmgega upora r'2 in tako naprej do I-tega upora r'I. V prvi in drugi verigi vsakič enako ležeča prva upora rl oziroma r'l, druga upora r2 oziroma r'2 in tako naprej do I-tih uporov (rl) oziroma (r'I) imata enako upornost.
Na prvo sponko prvega upora rl na začetku prve verige vodi prvi vhodni analogni signal A+(a), na drugo sponko I-tega upora rl na koncu prve verige se vodi tretji vhodni analogni signal A-(a), na prvo sponko prvega upora r'l na začetku druge verige se vodi tretji vhodni analogni signal A-(a), na drugo sponko I-tega upora r'I na koncu druge verige vodi prvi vhodni analogni signal A+(a), na drugo sponko Ι/2-tega zaporednega upora r[I/2] v prvi verigi se vodi četrti vhodni analogni signal B-(a) in na drugo sponko Ι/2-tega zaporednega upora r'[I/2] v drugi verigi se vodi drugi vhodni analogni signal B+(a). Prvi vhodni analogni signal A+(a), drugi vhodni analogni signal B+(a), tretji vhodni analogni signal A-(a) in četrti vhodni analogni
V.
signal Β-(α) so med seboj zamaknjeni vsakič za četrt periode. Funkcijska odvisnost prvega vhodnega analognega signala A+(a) od opazovanega argumenta a je enaka sina.
Vhoda prvega primeijalnika cl, na katerega izhodih se odjemata prvi vmesni digitalni signal Fl(a) in prvi invertirani vmesni digitalni signal Gl (a), sta priključena na prvo priključno točko cpl na drugi sponki prvega upora rl v prvi verigi oziroma na prvo priključno točko cp'l na drugi sponki prvega upora r'l v drugi verigi. Na enak način so priključeni drugi primeijalnik c2, tretji primeijalnik c3 in tako naprej do I-tega primeijalnika cl, na katerih izhodu se odjemajo nadaljnji vmesni digitalni signali Fi(a) in invertirani vmesni digitalni signali Gi(a). Vsak vmesni digitalni signal Fi(a) je torej rezultat primeijave referenčnega potenciala Pi(a) prvega vhodnega analognega signala A+(a) pri vrednosti a+ai njegovega opazovanega argumenta a znotraj prve polperiode in z glede na razmeije uporov zmanjšano amplitudo z referenčnemu potencialu Pi(a) inverznim referenčnim potencialom Ni(a) tretjega vhodnega analognega signala A-(a) pri isti vrednosti a+ai opazovanega argumenta a in z glede na razmeije uporov zmanjšano amplitudo.
Upornosti po dveh v prvi in drugi verigi enako ležečih prvih uporov rl oziroma r'l, drugih uporov r2 oziroma r'2 in tako naprej do I-tih uporov rl oziroma r'I se določijo tako, da so vrednosti ai enakomerno porazdeljene po prvi polperiodi njihovega opazovanega argumenta a in da je potencial P(I/2)(a) enak signalu B-(a), potencial P(I)(a) enak signalu A-(a), potencial N(I/2)(a) enak signalu B+(a) in potencial N(I)(a) enak signalu A+(a) (SI 21577).
Predstavljeni interpolacijski analogno-digitalni pretvornik je po izumu z merilnikom parne vršne amplitude vhodnih signalov izpopolnjen na naslednji način.
Vsak par referenčnih potencialov iz omenjene izbrane družine (I, m) potencialov, torej potenciala Pi(a) in invertiranega potenciala Ni(a), pri vrednostih indeksa i = m,
Ι/2-m, Ι/2+m, I-m, pri čemer je m enak nič ali pozitivnemu celemu številu, se vodi na neinvertirajoči vhod temu indeksu i pripadajočega prvega oziroma drugega diferencialnega ojačevalnika da'i, dai v i-tem lokalnem vezju lci (sl. 1 in 2). Izhod prvega in drugega diferencialnega ojačevalnika da'i, dai je priključen na vrata prvega oziroma drugega sledilnega tranzistorja t'i, ti. Izvora sledilnih tranzistorjev t'i, ti sta priključena na skupno sponko csi izvorov v i-tem lokalnem vezju lci.
Skupne sponke csi izvorov iz vseh lokalnih vezij lci so priključene na ponor skupnega bremenskega tranzistorja tcal in na izvor diodno priključenega tranzistorja tdc. Izvor skupnega bremenskega tranzistorja tcal je priključen na maso. Ponor diodno priključenega tranzistorja tdc pa je priključen na tokovni tranzistor tcs, na izhod interpolacijskega analogno-digitalnega pretvornika iadc za napetost Uenv valovite ovojnice referenčnih potencialov Pi(a) in Ni(a) iz izbrane družine (I, m) potencialov in na invertirajoči vhod diferencialnih ojačevalnikov da'i, dai za vse omenjene vrednosti indeksa i.
Tranzistorji t'i, ti, tcal, tdc, tcs morajo biti NMOS transistorji, če naj napetost Uenv(a) predstavlja zgornjo valovito ovojnico referenčnih potencialov Pi(a) in Ni(a).
Omenjene vrednosti indeksa i se pri izbranem interpolacijskem številu I določijo preko tiste vrednosti indeksa m, pri kateri imajo potenciali Pi(a) in Ni(a) iz izbrane družine (I, m) potencialov valovito ovojnico z napetostjo Uenv(a) z najnižjo valovitostjo. To je vrednost m = 1 in vrednosti 1, 1/2-1, 1/2+1, 1-1 se izberejo pri izbranem interpolacijskem številu I kot vrednosti indeksa i. Že pri obrazložitvi izpopolnjenega interpolacijskega postopka po izumu je bilo povedano, da se dejanska vršna amplituda A vhodnih analognih signalov z veliko relativno natančnostjo ± 0,029 določi že pri interpolacijskem številu 1 = 8.
Izpopolnjeno interpolacijsko vezje takole deluje, kar zadeva določanje vršne amplitude vhodnih signalov. Sledilna tranzistoija th, ti v i-tem lokalnem vezju lci s tranzistoijem tcal, ki predstavlja njuno aktivno breme, tvorita lokalni sledilnik. Njegova izhodna napetost CS je za krmilno napetost sledilnih tranzistoijev fi, ti nižja od najvišje napetosti referenčnih potencialov Pi(a) in Ni(a). Ker naj napetost Uenv povratne vezave sledi napetosti referenčnih potencialov Pi(a) in Ni(a), je zunanji sledilnik opremljen z diferencialnima ojačevalnikoma dah, dai. Treba pa je tudi dvigniti napetost CS za krmilno napetost sledilnih tranzistoijev t’i, fi. To se doseže, s tem da seji prišteje napetost diodno priključenega tranzistorja tdc. Napetost Uenv se v povratni vezavi primerja z vsemi referenčnimi potenciali Pi(a) in Ni(a) v vseh lokalnih vezjih lci. Napetost na tranzistorju tcal, ki je skupno aktivno breme vseh sledilnih tranzistoijev fi, ti, sledi trenutno najvišji napetosti referenčnih potencialov Pi(a) in Ni(a), saj so tranzistorji NMOS tipa. Tisti od sledilnih tranzistorjev fi, ti, ki je krmiljen z diferencialnim ojačevalnikom dah, dai, ki ima na invertirajočem vhodu napetost enega od referenčnih potencialov Pi(a) ali Ni(a), ki je nižja od napetosti Uenv, se namreč zapre. Napetost Uenv povratne vezave, ki je tudi na izhodu interpolacijskega analogno-digitalnega pretvornika iadc, je torej napetost Uenv(a) zgornje valovite ovojnice in z izpopolnjenim vezjem po izumu se lahko izvaja predstavljeni izpopolnjeni postopek po izumu. Naloga diferencialnih ojačevalnikov dah, dai pa je tudi, da dvignejo nivo vhodnega krmilnega signala sledilnih tranzistorjev th, ti in zmanjšajo upornost lokalnih sledilnikov v skupni sponki csi izvorov.
Napetost Uenv je prisotna na izhodu interpolacijskega analogno-digitalnega pretvornika iadc tudi, ko merilna priprava miruje in se senzoiji ne premikajo glede na merilno letev. Samodejna nastavitev ojačanja v merilni pripravi je torej izvedljiva tudi, ko se premikanje senzorjev glede na merilno letev ustavi in se meritev ne opravlja. Izpopolnjena postopek in vezje namreč nista odvisna od frekvence vhodnih signalov, ki je lahko od nič do nekaj sto kilohertzev.

Claims (12)

1. Interpolacijski postopek k interpolacijskemu številu I, ki se uporablja za kodimik z visoko ločljivostjo in katerega stanja so na vhodni strani določena z vsakič med seboj za četrt periode zamaknjenimi prvim vhodnim analognim signalom A+(a), drugim vhodnim analognim signalom B+(a), tretjim vhodnim analognim signalom A-(a) in četrtim vhodnim analognim signalom B-(a), pri čemer je funkcijska odvisnost prvega vhodnega analognega signala A+(a) od opazovanega argumenta α enaka sina, in ki obsega korak interpoliranja, v katerem se tvorijo vmesni digitalni signali Fi(a) in invertirani vmesni digitalni signali Gi(a), i = 1,... I, s tem daje vsak vmesni digitalni signal Fi(a) rezultat primerjave potenciala Pi(a) prvega vhodnega analognega signala A+(a) pri vrednosti a+ai njegovega opazovanega argumenta α znotraj prve polperiode s potencialu Pi(a) inverznim potencialom Ni(a) tretjega vhodnega analognega signala A-(a) pri isti vrednosti a+ai opazovanega argumenta a, pri čemer so vrednosti ai enakomerno porazdeljene po prvi polperiodi opazovanega argumenta α in je potencial P(I/2)(a) enak signalu B-(a), potencial P(I)(a) enak signalu A-(a), potencial N(I/2)(a) enak signalu B+(a) in potencial N(I)(a) enak signalu A+(a), in korak logičnega kombiniranja omenjenih vmesnih digitalnih signalov Fi(a) in Gi(a), da se tvorita prvi izhodni digitalni signal in za četrt periode zamaknjeni drugi izhodni digitalni signal, označen s tem, da se pri katerikoli vrednosti opazovanega argumenta α izmeri vrednost U napetosti, ki je tedaj naj višja med napetostmi na sponkah s potenciali Pi(a) in Ni(a), ki so iz družine (I, m) potencialov z vrednostmi indeksa i = m, Ι/2-m, Ι/2+m, I-m, pri čemer je m enak nič ali pozitivnemu celemu številu, in da se dejanska vršna amplituda A vhodnih analognih signalov A+(a), B+(a), A-(a) in B-(a) določi kot
A = kImU, pri čemer je faktor
7,m T-rinax , ττηύη env . env in sta in U™ predhodno določeni najvišja oziroma najnižja vrednost napetosti Uenv(a) valovite ovojnice potencialov Pi(a) in Ni(a) iz omenjene izbrane družine (I, m) potencialov pri poznani vrednosti Ao vršne amplitude omenjenih vhodnih analognih signalov.
2. Interpolacijski postopek po zahtevku 1, označen s tem, da se izračunata najvišja in najnižja vrednost U™ oziroma napetosti Uenv(a) valovite ovojnice potencialov Pi(a) in Ni(a) iz omenjene izbrane družine (I, m) potencialov pri poznani vrednosti Ao vršne amplitude omenjenih vhodnih analognih signalov in se izračuna faktor kI m.
3. Interpolacijski postopek po zahtevku 1, označen s tem, da se predhodno izmerita najvišja in najnižja vrednost U™ oziroma U™ napetosti Uenv(a) valovite ovojnice potencialov Pi(a) in Ni(a) iz omenjene izbrane družine (I, m) potencialov pri poznani vrednosti Ao vršne amplitude omenjenih vhodnih analognih signalov in se izračuna faktor k, m.
1-6
4. Interpolacijski postopek po zahtevku 1, označen s tem, da se predhodno izmeri vrednost Up napetosti valovite ovojnice potencialov Pi(a) in
Ni(a) iz omenjene izbrane družine (I, m) potencialov pri neki vrednosti opazovanega argumenta α pri poznani vrednosti Ao vršne amplitude omenjenih vhodnih analognih signalov in se izračuna faktor
A
Up’
5. Interpolacijski postopek po zahtevku 2, 3 ali 4, označen s tem, da se pri katerikoli vrednosti opazovanega argumenta α izmeri vrednost U napetosti, ki je tedaj najvišja med napetostmi na sponkah s potenciali Pi(a) in Ni(a) iz tiste družine (I, m) potencialov, katerih valovita ovojnica z napetostjo Uenv(a) ima najnižjo valovitost.
6. Interpolacijski postopek po zahtevku 5, označen s tem, da se uporabijo potenciali iz družine (I, 1) potencialov.
7. Interpolacijski postopek po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, označen s tem, da je interpolacijsko število 1-3.
8. Interpolacij sko vezj e k interpolacij skemu številu I, ki se uporablja za kodimik z visoko ločljivostjo in v katerem se prvi izhodni digitalni signal in za četrt periode zamaknjeni drugi izhodni digitalni signal pripravita z logičnim kombiniranjem vmesnih digitalnih signalov Fi(a) in invertiranih vmesnih digitalnih signalov Gi(a), i = 1,... I, ki se tvorijo v interpolacijskem analogno-digitalnem pretvorniku (iadc), ki obsega prvo verigo drug na drugega zaporedno priključenih prvega upora (rl), drugega upora (r2) in tako naprej do I-tega upora (rl) in obsega drugo verigo drug na drugega zaporedno priključenih prvega upora (r'l), drugega upora (r'2) in tako naprej do I-tega upora (r'I) in v katerem imata v prvi in drugi verigi vsakič enako ležeča prva upora (rl) oziroma (r'l), druga upora (r2) oziroma (r'2) in tako naprej do I-tih uporov (rl) oziroma (r'I) enako upornost in v katerem se na prvo sponko prvega upora (rl) na začetku prve verige vodi prvi vhodni analogni signal A+(a) in se na drugo sponko I-tega upora (rl) na koncu prve verige vodi tretji vhodni analogni signal A-(a) in se na prvo sponko prvega upora (r'l) na začetku druge verige vodi tretji vhodni analogni signal A-(a) in se na drugo sponko I-tega upora (r'I) na koncu druge verige vodi prvi vhodni analogni signal A+(a) in se na drugo sponko Ι/2-tega zaporednega upora (r[I/2j) v prvi verigi vodi četrti vhodni analogni signal B-(a) in se na drugo sponko Ι/2-tega zaporednega upora (τ'[1/2]) v drugi verigi vodi drugi vhodni analogni signal B+(a), pri čemer so prvi vhodni analogni signal A+(a), drugi vhodni analogni signal B+(a), tretji vhodni analogni signal A-(a) in četrti vhodni analogni signal B-(a) vsakič med seboj zamaknjeni za četrt periode in je funkcijska odvisnost prvega vhodnega analognega signala A+(a) od opazovanega argumenta α enaka sina, in v katerem sta vhoda prvega primeijalnika (cl), na katerega izhodih se odjemata prvi vmesni digitalni signal Fl(a) in prvi invertirani vmesni digitalni signal Gl (a), priključena na drugo sponko prvega upora (rl) v prvi verigi oziroma na drugo sponko prvega upora (r'l) v drugi verigi in
Ιο so na enak način priključeni drugi primeijalnik (c2), tretji primeijalnik (c3) in tako naprej do I-tega primerjalnika (cl), na katerih izhodu se odjemajo nadaljnji vmesni digitalni signali Fi(a) in invertirani vmesni digitalni signali Gi(a), pri čemer je vsak vmesni digitalni signal Fi(a) rezultat primerjave potenciala Pi(a) prvega vhodnega analognega signala A+(a) pri vrednosti a+ai njegovega opazovanega argumenta α znotraj prve polperiode in z amplitudo, ki je določena z razmeijem uporov, s potencialu Pi(a) inverznim potencialom Ni(a) tretjega vhodnega analognega signala A-(a) pri isti vrednosti a+ai opazovanega argumenta α in z amplitudo, kije določena z razmeijem uporov, in v katerem se upornosti po dveh v prvi in drugi verigi enako ležečih prvih uporov (rl) oziroma (r'l), drugih uporov (r2) oziroma (r'2) in tako naprej do I-tih uporov (rl) oziroma (r'I) določijo tako, da so vrednosti ai enakomerno porazdeljene po prvi polperiodi njihovega opazovanega argumenta α inje potencial P(I/2)(a) enak signalu B-(a), potencial P(I)(a) enak signalu A-(a), potencial N(I/2)(a) enak signalu B+(a) in potencial N(I)(a) enak signalu A+(a), označeno s tem, da se vsak par potenciala Pi(a) in invertiranega potenciala Ni(a) pri vrednostih indeksa i = m, Ι/2-m, Ι/2+m, I-m, pri čemer je m enak nič ali pozitivnemu celemu številu, vodi na neinvertirajoči vhod temu indeksu i pripadajočega prvega oziroma drugega diferencialnega ojačevalnika (da'i, dai), katerega izhod je priključen na vrata prvega oziroma drugega sledilnega tranzistoija (t'i, ti), katerih izvora sta priključena na skupno sponko (csi) izvorov, in da so omenjene skupne sponke (csi) izvorov za vse omenjene vrednosti indeksa i priključene na ponor bremenskega tranzistoija (tcal), katerega izvor je priključen na maso, in na izvor diodno priključenega tranzistoija (tdc), katerega ponor je priključen na tokovni tranzistor (tcs), na izhod za napetost Uenv(a) valovite ovojnice potencialov Pi(a) in Ni(a) iz izbrane družine (I, m) potencialov in na invertirajoči vhod prvega oziroma drugega diferencialnega ojačevalnika (da'i, dai) za vse omenjene vrednosti indeksa i.
9. Interpolacijsko vezje po zahtevku 8, označeno s tem, da se pri izbranem interpolacijskem številu I omenjene vrednosti indeksa i določijo preko tiste vrednosti indeksa m, pri kateri imajo potenciali Pi(a) in Ni(a) iz izbrane družine (I, m) potencialov valovito ovojnico z napetostjo Uenv(a) z najnižjo valovitostjo.
10. Interpolacijsko vezje po zahtevku 9, označeno s tem, da se vrednosti 1,1/2-1,1/2+1,1-1 izberejo pri izbranem interpolacijskem številu I kot omenjene vrednosti indeksa i.
11. Interpolacijsko vezje po zahtevku 9 ali 10, označeno s tem, da je interpolacijsko število / = 8.
12. Interpolacijsko vezje po kateremkoli izmed zahtevkov 9 do 11, označeno s tem, da so tranzistoiji (t’i, ti, tcal, tdc, tcs) NMOS transistoiji.
SI200600238A 2006-10-11 2006-10-11 Interpolacijski postopek in vezje za izvajanje tega postopka, ki se uporabljata za kodirnik z visoko locljivostjo SI22397A (sl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI200600238A SI22397A (sl) 2006-10-11 2006-10-11 Interpolacijski postopek in vezje za izvajanje tega postopka, ki se uporabljata za kodirnik z visoko locljivostjo
PCT/SI2007/000017 WO2008045005A1 (en) 2006-10-11 2007-03-28 Interpolation method and a circuit for carrying out said method used in a high-resolution encoder
AT07716178T ATE473422T1 (de) 2006-10-11 2007-03-28 Interpolationsverfahren und schaltung zum ausführen des verfahrens zur verwendung in einem hochauflösenden kodierer
DE602007007649T DE602007007649D1 (de) 2006-10-11 2007-03-28 Interpolationsverfahren und schaltung zum ausführen des verfahrens zur verwendung in einem hochauflösenden kodierer
EP07716178A EP2079988B1 (en) 2006-10-11 2007-03-28 Interpolation method and a circuit for carrying out said method used in a high-resolution encoder
US12/311,655 US7777661B2 (en) 2006-10-11 2007-03-28 Interpolation method and a circuit for carrying out said method used in a high-resolution encoder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI200600238A SI22397A (sl) 2006-10-11 2006-10-11 Interpolacijski postopek in vezje za izvajanje tega postopka, ki se uporabljata za kodirnik z visoko locljivostjo

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SI22397A true SI22397A (sl) 2008-04-30

Family

ID=38544004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SI200600238A SI22397A (sl) 2006-10-11 2006-10-11 Interpolacijski postopek in vezje za izvajanje tega postopka, ki se uporabljata za kodirnik z visoko locljivostjo

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7777661B2 (sl)
EP (1) EP2079988B1 (sl)
AT (1) ATE473422T1 (sl)
DE (1) DE602007007649D1 (sl)
SI (1) SI22397A (sl)
WO (1) WO2008045005A1 (sl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8797966B2 (en) 2011-09-23 2014-08-05 Ofinno Technologies, Llc Channel state information transmission
US8885569B2 (en) 2011-12-19 2014-11-11 Ofinno Technologies, Llc Beamforming signaling in a wireless network

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1945206C3 (de) 1969-09-06 1974-02-21 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Einrichtung zur Interpolation
EP0227165B1 (en) * 1985-12-16 1992-09-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Complementary voltage interpolation circuit
JPS6312915A (ja) 1986-07-03 1988-01-20 Yamaha Corp エンコ−ダ用検出信号処理回路
US5805096A (en) * 1995-05-31 1998-09-08 U.S. Philips Corporation A/D converter with interpolation
US6375238B1 (en) * 1999-03-24 2002-04-23 Anthony Hopkins Rail-hanging package facing device
DE10301848B4 (de) * 2003-01-09 2014-10-09 Anton Rodi Messeinrichtung zur Erfassung von Größen, insbesondere von Winkeln oder Wegstrecken
SI21577A (sl) * 2003-07-02 2005-02-28 Anton PLETERŠEK Interpolacijski postopek in interpolacijsko vezje, ki se uporabljata za kodirnik z visoko ločljivostjo
EP1770866B1 (en) * 2005-09-12 2008-04-02 Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG High-speed analog/digital converter
SI22403A (sl) 2006-09-21 2008-04-30 Anton Pletersek Postopek za samodejno reguliranje amplitude vhodnih signalov

Also Published As

Publication number Publication date
US20100019942A1 (en) 2010-01-28
WO2008045005A1 (en) 2008-04-17
EP2079988A1 (en) 2009-07-22
ATE473422T1 (de) 2010-07-15
DE602007007649D1 (de) 2010-08-19
EP2079988B1 (en) 2010-07-07
US7777661B2 (en) 2010-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2006202661B2 (en) High resolution time interval measurement apparatus and method
CN108196217B (zh) 一种用于非车载充电机现校仪的直流计量方法及系统
US10024688B2 (en) Angle detection device and angle detection method
SI22397A (sl) Interpolacijski postopek in vezje za izvajanje tega postopka, ki se uporabljata za kodirnik z visoko locljivostjo
SE503015C2 (sv) Förfarande för driftidentifiering av en mätvärdesomformare vid magnetisk-induktiv genomströmningsmätning och magnetisk-induktiv genomströmningsmätare för genomförande av förfarandet
WO2010086348A3 (en) Method and system for measuring a time constant of an integrated circuit, and integrated circuit provided with such a system
US7460979B2 (en) Method and system for enhanced resolution, automatically-calibrated position sensor
EP4272009A1 (en) Linearization of magnetic sensor output based on continuous correction of high order voltage output components
JP6640773B2 (ja) 時間デジタル変換器
RU2294595C1 (ru) Способ интегрирующего аналого-цифрового преобразования напряжения
Mezerins Experimental studies of analog signal digital representing based on a high performance Event Timer
CN202841082U (zh) 一种抑制信号振铃的滤波器
SU407367A1 (ru) Способ преобразования угла поворота вала в код
JPS6347612A (ja) 変位検出装置
Krauß et al. A 5V CMOS chip for interpolation of sine/cosine signals
SI21577A (sl) Interpolacijski postopek in interpolacijsko vezje, ki se uporabljata za kodirnik z visoko ločljivostjo
SU953590A1 (ru) Преобразователь фазового сдвига в напр жение
JP2602720Y2 (ja) 時間計測装置の入力回路
JP2532228B2 (ja) パルス整形器
RU2255343C2 (ru) Измеритель группового времени запаздывания
SU1226342A1 (ru) Цифровой измеритель разности фаз
SU798631A1 (ru) Способ измерени составл ющихКОМплЕКСНыХ СОпРОТиВлЕНий
CN115800929A (zh) 一种正交信号生成装置
WO2002029425A1 (en) Rf power measurement
JPS5849047B2 (ja) 波形整形回路

Legal Events

Date Code Title Description
OO00 Grant of patent

Effective date: 20061020

SP73 Change of data on owner

Owner name: IDS MICROCHIP AG; CH

Effective date: 20130410

KO00 Lapse of patent

Effective date: 20140603