WO2009080131A1 - Verfahren und vorrichtung zur signalabtastung - Google Patents

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WO2009080131A1
WO2009080131A1 PCT/EP2008/005822 EP2008005822W WO2009080131A1 WO 2009080131 A1 WO2009080131 A1 WO 2009080131A1 EP 2008005822 W EP2008005822 W EP 2008005822W WO 2009080131 A1 WO2009080131 A1 WO 2009080131A1
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Johannes Wagner
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Dr. Johannes Heidenhain Gmbh
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    • H02P29/04—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors by means of a separate brake
    • H02P29/045—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors by means of a separate brake whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/489—Digital circuits therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for signal sampling according to the preamble of claim 1 and a device provided for this purpose according to the preamble of claim 16.
  • an output signal of an (arbitrary) signal generating device for. B. a position measuring device, sampled at certain, spaced apart times, wherein the timing of the signal sampling are predetermined by a clock signal.
  • the frequency of the output signal to be sampled is an integer multiple or an integral part of the frequency of the clock signal (sampling frequency)
  • the sampling of the output signal over a longer period of time can always take place at the same position of a period of the output signal and the respective output signal signal is not completely recorded.
  • the period of an output signal is twice the period of the associated clock signal. signals, only two points, always the same two points, are sampled in a period of the output signal. Changes outside these sampled points, such as amplitude changes, in the output signal are not detected.
  • the invention is therefore based on the problem to provide a method and an apparatus of the type mentioned, with which a more comprehensive sampling of an output signal is made possible.
  • the clock of the clock signal varies as a function of time such that the time intervals between adjacent time points of the signal sampling, i. between adjacent times of the sampling of the output signal in the respective sample and hold element, are time-varying (time-dependent) and change as a function of time, so the period of the clock signal is time-dependent.
  • the output signal is therefore not sampled here with a constant clock constant, but rather with a time-variable clock, which leads to changing time intervals between the individual (adjacent) time points of the signal sampling.
  • the Taktsignai no fixed, zeiiiich constant period is assigned as a time interval between adjacent times of the signal sampling, but according to the time-varying distances of adjacent times of the signal sampling here is a variable, time-varying period duration.
  • the period of the clock signal defined as the time interval between adjacent time points of the signal sampling, is thus a time-dependent variable which varies as a function of time (substantially and not only in the context of always existing tolerances). This prevents that when sampling a periodic output signal, in particular a sine-like signal, always only similar points on the periodic curve of the output signal are sampled and detected.
  • a sequence of different time intervals between adjacent time points of the signal sampling predetermined by the variation of the clock signal is repeated periodically. That is, the clock signal is formed by a periodic sequence of clock sequences within which the time intervals between the time points of the signal sampling each vary.
  • the variation of the clock signal is advantageously determined as a function of the frequency of the output signal, for example in order to be able to detect as many different points of the output signal to be scanned as possible.
  • the output signal may in particular represent a rotational movement, such as the rotation of a motor shaft, e.g. as an output signal of a position measuring device in the form of a rotary encoder or angle measuring device.
  • Such a position measuring device regularly generates two mutually phase-shifted output signals, such as, for example, a sine signal and a cosine signal (a signal which is phase-shifted by 90 ° with respect to the sine signal). These two output signals are then sampled each in the manner described.
  • two mutually phase-shifted output signals such as, for example, a sine signal and a cosine signal (a signal which is phase-shifted by 90 ° with respect to the sine signal).
  • sampling takes place, for example, with a so-called sample and hold element (sample / hold element), which is fed via a clock line to the clock determining the time intervals of adjacent points in time of the signal sampling.
  • sample and hold element sample / hold element
  • the scanning signals generated thereby by the scanning and holding members - as representatives of the output signals to be detected - are then, for example, via an analog / digital converter, a control - A -
  • Example of a numerical machine tool control supplied, evaluated there and can then be used to control or regulation of a motor.
  • a time-varying clock it may be provided to vary a constant basic clock, which would correspond to a constant, predetermined intervals between the individual times of a signal sampling, using temporally variable (additive or multiplicative) parameters.
  • temporally variable parameter can be formed, for example, by different integer multiples of a base parameter.
  • a respective basic parameter can be formed, for example, by a fraction T / m of the period T of the basic clock.
  • Show it: 1 shows a motor with an associated position measuring device and a control unit for controlling the motor;
  • Fig. 2 shows some essential components of the control unit
  • FIG. 1 A first figure.
  • Fig. 3 is an output signal generated by the position measuring device of Figure 1, which is scanned by the control unit.
  • FIG. 1 shows a motor 1, for example in the form of an electric motor, as a unit to be controlled or regulated with a rotatably mounted motor shaft 10, which is rotated about its longitudinal axis during operation of the motor.
  • the motor 1 is associated with a position measuring device 2, with which a rotational movement of the motor shaft 10 can be detected and which may be formed in a known manner as a rotary encoder or angle encoder.
  • a position measuring device 2 can operate, for example, according to electrical, magnetic or optical principles for detecting the rotational movement of the motor shaft 10 and based on an absolute or relative measurement principle.
  • a position measuring device 2 can operate, for example, according to electrical, magnetic or optical principles for detecting the rotational movement of the motor shaft 10 and based on an absolute or relative measurement principle.
  • the position measuring device generates two periodic output signals, here by way of example in the form of a sine signal and a phase-shifted by 90 degrees signal, ie a cosine signal via each of a signal line 21 and 22 a control unit 3, here in the form of a numerical control of a Machine tool to be supplied.
  • the output signals of the position measuring device 2 are evaluated; and the motor 1 is controlled by the control unit 3 in response to those periodic output signals of the position measuring device 2 via a control line 11 (by transmission of control signals).
  • FIG. 2 shows essential components of the control unit 3 from FIG. 1, which are used to evaluate the output signals 21, 22 of the position measuring device 2.
  • the two output signals 21, 22 of the position measuring device 2 are each fed to a sampling and holding element 31, 32 (sample / hold element) of the control unit 3.
  • the output signals are sampled with a specific, specifiable clock and the scanning signal generated thereby, which represents the scanned actuator those output signals is digitized via each analog / digital converter 33, 34 and transmitted to an evaluation device 35 of the control unit.
  • This generated in the embodiment eg by means of a clock generating means 36 in the form of an oscillator
  • a special feature in the present case is that that clock is not constant in time, ie no fixed, temporally constant distance between adjacent times of the sampling of the respective output signal is provided, but that this so-called sampling clock varies over time. This will be explained in more detail below with reference to FIG.
  • the respective sampling and Haitegiied 31, 32 must not be there as a separate unit but may be in another assembly, such as. an associated analog / digital converter to be integrated.
  • FIG. 3 shows a possible output signal s (analog signal) of the position measuring device 2 from FIG. 1 in the form of a sine signal.
  • output signal s by way of example, a conventional, temporally constant sampling clock having a period T, which is twice the period of the output signal s, is plotted.
  • T time
  • T twice the period of the output signal s
  • this may, for example, result in the starting point to be scanned from the starting point to be scanned.
  • signal s in the form of a sine wave signal only every second wave peak is sampled (and thus detected) and all intervening points of the signal are not detected.
  • changes in the output signal s occurring between the sampled wave crests such as amplitude fluctuations at the wave troughs, can not be detected.
  • a time-varying sampling clock (of a clock signal t) is plotted according to which the times of adjacent signal samples of the output signal have different time intervals a.
  • these time intervals are formed by the period T of a time-constant basic clock and a time-dependent (for example additive) parameter which is formed by a (time-dependent) multiple of a base parameter T / 14, ie a fraction of the period T of the basic clock.
  • an integer multiple of the base parameter T / 14 is added to form the time intervals a adjacent times of the signal sampling at that time-varying clock signal t to the period T of the basic clock, said integers here include negative numbers (corresponding to a subtraction) ,
  • the output signal s is sampled at completely different points which correspond to different positions within the period of the output signal s.
  • the parameters z * T / 14 are selected such that in each case seven points of the signal sampling, which have different time intervals a from one another, form a clock sequence which is repeated periodically in the exemplary embodiment. Within the clock sequence, the parameters used add up to zero.
  • the angle values plotted along the x-axis in FIG. 3 describe in each case the offset of the sampling points during scanning of the output signal. output signal s with respect to that output signal s.
  • the basic increment T / 14 corresponds to an angle value of 51.4 ° relative to the sampled output signal s whose period is equal to half the period T of the clock signal t.
  • different basic parameters can be used to form the clock signal t, for example a selection from different T / n, where n> 1, from each of which a clock sequence the manner explained with reference to FIG. 3 is formed, with clock sequences with different base increments (eg T / 13, T / 14 and T / 15) following one another (possibly also with intervals) and repeating each periodically.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Signalabtastung, bei dem a) ein Ausgangssignal zu bestimmten, voneinander beabstandeten Zeitpunkten abgetastet wird und b) die Zeitpunkte der Signalabtastung durch ein Taktsignal vorgegeben werden. Erfindungsgemäß variiert der Takt des Taktsignals (t) in Abhängigkeit von der Zeit, so dass die zeitlichen Abstände (a) zwischen den Zeitpunkten der Signalabtastung zeitlich veränderlich sind.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Signalabtastung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Signalabtastung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine hierfür vorgesehene Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
Hierbei wird ein Ausgangssignal einer (beliebigen) Signalerzeugungseinrichtung, z. B. eines Positionsmessgerätes, zu bestimmten, voneinander beabstandeten Zeitpunkten abgetastet, wobei die Zeitpunkte der Signalabtastung durch ein Taktsignal vorgegeben werden.
So ist es zur Regelung von Motoren bekannt, die Drehbewegung einer Motorwelle mittels eines (eine geeignete Sensoreinrichtung aufweisenden) Positionsmessgerätes zu erfassen, das als Ausgangssignal zwei um 90° zueinander phasenversetzte periodische Signale, insbesondere ein Sinus- und ein Cosinus-Signal, erzeugt. Das jeweilige (periodische) Ausgangssig- nal wird mittels eines so genannten Abtast- und Haltegliedes (Sample/Hold- Einheit) abgetastet, und zwar mit einem bestimmten, vorgebbaren Abtasttakt. Hierzu liegt an dem jeweiligen Abtast- und Halteglied ein entsprechendes Taktsignal an. Das sich aus der Abtastung eines jeweiligen Ausgangssignals ergebende Abtastsignal wird dann, z. B. über einen Analog-/Digital- Wandler, einer Auswerteeinrichtung zugeführt, mittels der wiederum - in Abhängigkeit von dem jeweiligen Ausgangssignal bzw. dem hieraus gewonnenen Abtastsignal - Großen für die Steuerung oder Regelung des Motors erzeugt werden.
Beträgt bei einem solchen Vorgehen die Frequenz des abzutastenden Ausgangssignals ein ganzzahliges Vielfaches oder einen ganzzahligen Teil der Frequenz des Taktsignals (Abtastfrequenz), so kann die Abtastung des Ausgangssignals über einen längeren Zeitraum stets an der gleichen Stelle einer Periode des Ausgangssignals erfolgen und das jeweilige Ausgangs- signal wird nicht vollständig erfasst. Beträgt etwa die Periodendauer eines Ausgangssignals das Zweifache der Periodendauer des zugeordneten Takt- signals, so werden in einer Periode des Ausgangssignals jeweils nur zwei Punkte, und zwar stets dieselben zwei Punkte, abgetastet. Außerhalb dieser abgetasteten Punkte liegende Veränderungen, etwa Amplitudenänderungen, des Ausgangssignals werden nicht erkannt.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen eine umfassendere Abtastung eines Ausgangssignals ermöglicht wird.
Hinsichtlich des Verfahrens wird dieses Problem durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Danach variiert der Takt des Taktsignals derart in Abhängigkeit von der Zeit, dass die zeitlichen Abstände zwischen benachbarten Zeitpunkten der Sig- nalabtastung, d.h. zwischen benachbarten Zeitpunkten der Abtastung des Ausgangssignales im jeweiligen Abtast- und Halteglied, zeitlich veränderlich (zeitabhängig) sind und sich als Funktion der Zeit ändern, also die Periodendauer des Taktsignales zeitabhängig ist.
Das Ausgangssignal wird hier also nicht mit einem konstant gleich bleibenden Takt abgetastet, sondern vielmehr mit einem zeitlich variablen Takt, der zu sich ändernden zeitlichen Abständen zwischen den einzelnen (benachbarten) Zeitpunkten der Signalabtastung führt.
Mit anderen Worten ausgedrückt, ist dem Taktsignai keine feste, zeiiiich konstante Periodendauer als zeitlicher Abstand zwischen benachbarten Zeitpunkten der Signalabtastung zugeordnet, sondern entsprechend der sich zeitlich ändernden Abstände benachbarter Zeitpunkte der Signalabtastung liegt hier eine variable, sich zeitlich ändernde Periodendauer vor. Die Perio- dendauer des Taktsignales, definiert als zeitlicher Abstand zwischen benachbarten Zeitpunkten der Signalabtastung, ist somit eine zeitabhängige Größe, die als Funktion der Zeit (substanziell und nicht nur im Rahmen stets vorhandener Toleranzen) variiert. Hierdurch wird verhindert, dass bei Abtastung eines periodischen Ausgangssignals, insbesondere eines Sinus-artigen Signals, stets nur gleichartige Punkte auf der periodischen Kurve des Ausgangssignals abgetastet und erfasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wiederholt sich dabei eine durch die Variation des Taktsignals vorgegebene Abfolge unterschiedlicher zeitlicher Abstände zwischen benachbarten Zeitpunkten der Signalabtastung periodisch. Das heißt, das Taktsignal wird durch eine periodische Abfolge von Taktsequenzen gebildet, innerhalb derer die zeitlichen Abstände zwischen den Zeitpunkten der Signalabtastung jeweils variieren.
Dabei wird die Variation des Taktsignals vorteilhaft in Abhängigkeit von der Frequenz des Ausgangssignals bestimmt, etwa um möglichst viele unter- schiedliche Stellen des abzutastenden Ausgangssignals erfassen zu können.
Das Ausgangssignal kann insbesondere eine Drehbewegung, wie zum Beispiel die Drehung einer Motorwelle repräsentieren, z.B. als Ausgangssignal eines Positionsmessgerätes in Form eines Drehgebers bzw. Winkelmessgerätes.
Regelmäßig erzeugt ein solches Positionsmessgerät zwei zueinander phasenverschobene Ausgangsignale, wie zum Beispiel ein Sinus-Signal und ein Cosinus-Signal (ais ein zum Sinus-Signai um 90° phasenverscπobeπes Signal). Diese beiden Ausgangssignale werden dann jeweils in der beschriebenen Weise abgetastet.
Die Abtastung erfolgt beispielsweise mit einem so genannten Abtast- und Halteglied (Sample/Hold-Glied), dem über eine Taktleitung der die zeitlichen Abstände benachbarter Zeitpunkte der Signalabtastung bestimmende Takt zugeführt wird. Die hierbei von den Abtast- und Haltegliedern erzeugten Abtastsignale - als Repräsentanten der zu erfassenden Ausgangssignale - werden dann, zum Beispiel über einen Analog-/ Digitalwandler, einer Steu- - A -
ereinheit, zum . Beispiel einer numerischen Werkzeugmaschinensteuerung, zugeführt, dort ausgewertet und können sodann zur Steuerung bzw. Regelung eines Motors herangezogen werden.
Zur Erzeugung eines zeitlich veränderlichen Taktes kann vorgesehen sein, einen konstanten Grundtakt, der als solcher gleich bleibenden, fest vorgegebenen Abständen zwischen den einzelnen Zeitpunkten einer Signalabtastung entspräche, jeweils unter Verwendung zeitlich veränderlicher (additiver oder multiplikativer) Parameter zu variieren. Ein solcher zeitlich verän- derlicher Parameter kann beispielsweise durch unterschiedliche ganzzahlige Vielfache eines Basisparameters gebildet werden.
Um dabei während der Abtastung des Ausgangssignals unerwünschte Kombinationseffekte aufgrund der Wahl eines bestimmten Basisparameters zu vermeiden, können auch mehrere unterschiedliche Basisparameter zur Bildung der zeitlich veränderlichen Parameter verwendet werden, deren Verwendung sich jeweils periodisch wiederholt.
Ein jeweiliger Basisparameter kann beispielsweise durch einen Bruchteil T/m der Periodendauer T des Grundtaktes gebildet werden.
Eine Vorrichtung, die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, ist durch die Merkmale des Anspruchs 16 beschrieben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung ergeben sich aus den hiervon abhängigen Patentansprüchen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren deutlich werden.
Es zeigen: Fig. 1 einen Motor mit einem zugeordneten Positionsmessgerät und einer Steuereinheit zur Steuerung oder Regelung des Motors;
Fig. 2 einige wesentliche Komponenten der Steuereinheit aus
Figur 1 ;
Fig. 3 ein vom Positionsmessgerät aus Figur 1 erzeugtes Ausgangssignal, das mittels der Steuereinheit abgetastet wird.
Figur 1 zeigt einen Motor 1 , zum Beispiel in Form eines Elektromotors, als ein zusteuerndes bzw. zu regelndes Aggregat mit einer drehbar gelagerten Motorwelle 10, die im Betrieb des Motors um ihre Längsachse gedreht wird. Dem Motor 1 ist ein Positionsmessgerät 2 zugeordnet, mit dem eine Dreh- bewegung der Motorwelle 10 erfassbar ist und das in bekannter Weise als Drehgeber oder Winkelmessgerät ausgebildet sein kann. Ein solches Positionsmessgerät 2 kann beispielsweise nach elektrischen, magnetischen oder optischen Prinzipien zur Erfassung der Drehbewegung der Motorwelle 10 arbeiten und auf einem absoluten oder relativen Messprinzip basieren. Für Einzelheiten hierzu sei beispielsweise auf das Fachbuch Digitale Längen- und Winkelmesstechnik von Alfons Ernst, 3. Aufl., Landsberg/Lech (1998) verwiesen.
Das Positionsmessgerät erzeugt zwei periodische Ausgangssignale, hier beispielhaft in Form eines Sinus-Signais und eines hierzu um 90 Grad phasenverschobenen Signals, also eines Cosinus-Signals, die über jeweils eine Signalleitung 21 bzw. 22 einer Steuereinheit 3, hier in Form einer numerischen Steuerung einer Werkzeugmaschine, zugeführt werden. Dort werden die Ausgangssignale des Positionsmessgerätes 2 ausgewertet; und der Motor 1 wird mittels der Steuereinheit 3 in Abhängigkeit von jenen periodischen Ausgangssignalen des Positionsmessgerätes 2 über eine Steuerleitung 11 (durch Übertragung von Steuersignalen) gesteuert bzw. geregelt. Figur 2 zeigt wesentliche Komponenten der Steuereinheit 3 aus Figur 1 , die zur Auswertung der Ausgangssignale 21 , 22 des Positionsmessgerätes 2 dienen.
Wie anhand Figur 2 erkennbar, werden die beiden Ausgangssignale 21 , 22 des Positionsmessgerätes 2 jeweils einem Abtast- und Halteglied 31 , 32 (Sample/Hold-Glied) der Steuereinheit 3 zugeführt. Dort werden die Ausgangssignale mit einem bestimmten, vorgebbaren Takt abgetastet und das hierbei erzeugte Abtastsignal, welches die abgetasteten Steller jener Aus- gangssignale repräsentiert, wird über jeweils einen Analog-/Digital-Wandler 33, 34 digitalisiert und an eine Auswerteeinrichtung 35 der Steuereinheit übertragen. Diese erzeugt im Ausführungsbeispiel (z.B. mittels einer Takterzeugungseinrichtung 36 in Form eines Oszillators) weiterhin einen Takt, der über eine Taktleitung 38 den Abtast- und Haltegliedern 31 , 32 zugeführt wird und der vorgibt, mit welchem Takt, das heißt in welchen zeitlichen Abständen, die Abtast- und Halteglieder 31 , 32 die Ausgangssignale der Positionsmesseinrichtung 2 abtasten.
Eine Besonderheit besteht vorliegend darin, dass jener Takt nicht zeitlich konstant ist, also kein fester, zeitlich konstanter Abstand zwischen benachbarten Zeitpunkten der Abtastung des jeweiligen Ausgangssignals vorgesehen ist, sondern dass jener so genannte Abtasttakt zeitlich variiert. Dies wird nachfolgend anhand Figur 3 näher erläutert werden.
Das jeweilige Abtast- und Haitegiied 31 , 32 (Sampie/Hold-Glied) rnuss dabei nicht als separate Baueinheit vorliegen sondern kann in eine andere Baugruppe, wie z.B. einen zugeordneten Analog-/Digital-Wandler, integriert sein.
Figur 3 zeigt ein mögliches Ausgangssignal s (Analog-Signal) des Positi- onsmessgerätes 2 aus Figur 1 in Form eines Sinus-Signals. Oberhalb jenes Ausgangssignals s ist beispielhaft ein üblicher, zeitlich konstanter Abtasttakt mit einer Periodendauer T aufgetragen, die das Doppelte der Periodendauer des Ausgangssignals s beträgt. Wie anhand Figur 3 erkennbar, kann dies beispielsweise zur Folge haben, dass von dem abzutastenden Ausgangs- signal s in Form eines Sinus-Signals lediglich jeder zweite Wellenberg abgetastet (und damit erfasst) wird und alle dazwischen liegenden Punkte des Signals nicht erfasst werden. Dies hat zur Folge, dass zwischen den abgetasteten Wellenbergen auftretende Änderungen des Ausgangsignals s, wie zum Beispiel Amplitudenschwankungen an den Wellentälern, nicht erkannt werden können.
Unterhalb des in Figur 3 aufgetragenen periodischen Ausgangssignals s in Form eines Sinus-Signals ist demgegenüber ein zeitlich veränderlicher Ab- tasttakt (eines Taktsignales t) aufgetragen, gemäß dem die Zeitpunkte benachbarter Signalabtastungen des Ausgangssignals jeweils unterschiedliche zeitliche Abstände a aufweisen. Diese zeitlichen Abstände werden vorliegend gebildet durch die Periodendauer T eines zeitlich konstanten Grundtaktes und einen zeitabhängigen (z.B. additiven) Parameter, der durch ein (zeitabhängiges) Vielfaches eines Basisparameters T/14 gebildet wird, also eines Bruchteiles der Periodendauer T des Grundtaktes. Konkret wird zur Bildung der zeitlichen Abstände a benachbarter Zeitpunkte der Signalabtastung bei jenem zeitlich veränderlichen Taktsignal t zu der Periode T des Grundtaktes jeweils ein ganzzahliges Vielfaches des Basisparameters T/14 addiert, wobei die erwähnten ganzen Zahlen hier auch negative Zahlen umfassen (entsprechend einer Subtraktion).
Hierdurch wird, wie anhand Figur 3 erkennbar, das Ausgangssignal s an ganz unterschiedlichen Stellen abgetastet, die unterschiedlichen Lagen in- nerhalb der Periode des Ausgangssignals s entsprechen.
Vorliegend sind die Parameter z*T/14 so gewählt, dass jeweils sieben Punkte der Signalabtastung, die verschiedene zeitliche Abstände a voneinander aufweisen, eine Taktsequenz bilden, die sich im Ausführungsbeispiel periodisch wiederholt. Innerhalb der Taktsequenz addieren sich die verwendeten Parameter dabei zu Null.
Die in Figur 3 entlang der x-Achse aufgetragenen Winkelwerte beschreiben dabei jeweils den Versatz der Abtastpunkte bei der Abtastung des Aus- gangssignals s bezogen auf jenes Ausgangssignal s. Dabei entspricht das Basisinkrement T/14 einem Winkelwert von 51,4° bezogen auf das abgetastete Ausgangssignal s, dessen Periodendauer gleich der Hälfte der Periodendauer T des Taktsignals t ist.
Um vorliegend auch noch mögliche Kombinationseffekte mit dem gewählten Basisparameter, hier T/14, zu verhindern, können zur Bildung des Taktsignals t unterschiedliche Basisparameter herangezogen werden, zum Beispiel eine Auswahl aus unterschiedlichen T/n, mit n > 1 , aus denen jeweils eine Taktsequenz der anhand Figur 3 erläuterten Art gebildet wird, wobei Taktsequenzen mit unterschiedlichen Basisinkrementen (z.B. T/13, T/14 und T/15) aufeinander folgen (ggf. auch mit Abständen) und sich jeweils periodisch wiederholen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Signalabtastung, bei dem
a) ein Ausgangssignal zu bestimmten, voneinander beabstandeten Zeitpunkten abgetastet wird und
b) die Zeitpunkte der Signalabtastung durch den Takt eines Taktsignales vorgegeben werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Takt des Taktsignals (t) in Abhängigkeit von der Zeit variiert, so dass die zeitlichen Abstände (a) zwischen den Zeitpunkten der Signalabtastung zeitabhängig sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich eine durch die zeitliche Variation des Taktes vorgegebene Abfolge unterschiedlicher zeitlicher Abstände (a) zwischen den Zeitpunkten der Signalabtastung periodisch wiederholt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Taktsignai (t) durch eine periodische Abfolge von Taktsequenzen gebildet wird, innerhalb derer die zeitlichen Abstände (a) zwischen den Zeitpunkten der Signalabtastung jeweils variieren.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Variation des Taktes in Abhängigkeit von der Frequenz des Ausgangssignals (s) bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (s) ein periodisches Signal, insbesondere in Form eines Sinus-artigen Signals, ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (s) eine Bewegung eines beweglich gelagerten Objektes (10) repräsentiert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (s) die Bewegung einer Motorwelle (10) repräsentiert.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (s) von einer Positions- messeinrichtung (2) erzeugt wird, die Lageänderungen eines beweglich gelagerten Objektes (10) erfasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (s) zur Abtastung und Aus- wertung einer Steuereinheit (3) zugeführt wird, die in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal (s) Steuer- oder Regelvorgänge auslöst.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (s) zur Regelung eines Motors (1) abgetastet und ausge- wertet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (s) der Steuereinheit (3) zusammen mit einem phasenverschobenen weiteren Ausgangssignal zugeführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur zeitlichen Variation des Taktes die Periode (T) eines konstanten Grundtaktes mittels Vielfacher eines Basisparameters (z*T/m) variiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisparameter (T/m) durch einen Bruchteil der Periode (T) des Grundtaktes gebildet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 5 und Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisparameter (T/m) in Abhängigkeit von der Frequenz des Ausgangssignals (s) festgelegt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 12 bis 14, da- durch gekennzeichnet, dass das Taktsignal (t) durch eine periodische
Abfolge unterschiedlicher Taktsequenzen gebildet wird, wobei jede der unterschiedlichen Taktsequenzen auf der Basis eines Grundtaktes mit konstanter Periode (T) und eines für die Taktsequenz charakteristischen Basisparameters (T/m) gebildet wird.
16. Vorrichtung zur Signalabtastung, mit
- mindestens einem Abtastglied (31, 32) zur Abtastung eines Ausgangssignals (s) zu bestimmten, voneinander beabstandeten Zeitpunkten und
- einer Takterzeugungseinrichtung (36) zur Erzeugung eines Taktes, durch den die Zeitpunkte der Signalabtastung vorgegeben werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Takterzeugungseinrichtung (36) eingerichtet ist zur Erzeugung eines zeitabhängig variablen Taktes, so dass die zeitlichen Abstände (a) zwischen den Zeitpunkten der Signalabtastung zeitabhängig sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin eingerichtet ist zur Erzeugung eines Taktes mit den kennzeichnenden Merkmalen mindestens eines der Ansprüche 2 bis 4.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Positionsmessgerät (2) verbunden ist, dessen mindestens ein Ausgangssignal (s) der Vorrichtung zur Abtastung zugeführt werden.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abtastglied (31 , 32) einer Steuereinheit (3) zugeordnet ist, die mit einem Aggregat (1) verbunden ist, um dessen Betrieb zu regeln oder zu steuern.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsmessgerät (2) zur Erfassung der Bewegung eines beweglichen Teiles (10) des Aggregates (1) vorgesehen ist.
21. Vorrichtung zur Signalabtastung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (1) ein Motor ist, der eine Motorwelle (10) antreibt, und dass das Ausgangssignal (s) eine Drehbewegung der Motorwelle (10) repräsentiert.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abtastglied (31 , 32) mit einer Auswerteinheit (35) verbunden ist, in der das durch Abtastung des Ausgangssignals (s) erzeugte Abtastsignal ausgewertet wird.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abtastglied (31 , 32) über einen Analog-/Digital-Wandler (33, 34) mit der Auswerteinheit (35) verbunden ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtastglied (31 , 32) mit dem Analog-/Digital-Wandler (33, 34) zu einer
Baueinheit (35) zusammengefasst ist
25. Vorrichtung zur Signalabtastung nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eingerichtet ist zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 1 bis 15.
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