DE1207440B - Kodierer - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche KL: 21 al - 36/20

Nummer: 1207 440

Aktenzeichen: W 34489 VIII a/21 al

Anmeldetag: 14. Mai 1963

Auslegetag: 23. Dezember 1965

Die Erfindung betrifft Kodierer, welche die augenblickliche Größe eines dauernd veränderlichen elektrischen Signals oder die relative Drehbewegung zwischen zwei Teilen in digitale elektrische Signale umwandeln.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine wesentliche Verbesserung und eine Vereinfachung von bekannten Kodierem zu erreichen.

In vielen Anwendungsfällen, z. B. bei Rechnern, Nachrichtenschaltungen und bei der Fernmessung, ίο ist es oft erwünscht, eine zeitveränderliche Information in eine digitale Form umzuwandeln, um das genaue Ablesen und die Übertragung oder Speicherung dieser Information zu erleichtern. Für solche Zwecke ist ein genaues Datenaufnahmegerät hoher Geschwindigkeit erforderlich. Ein solches Gerät umfaßt normalerweise Kodierer, die im allgemeinen nach mechanischen, magnetischen oder optischen Prinzipien arbeiten, um ein Koderad od. dgl. abzutasten. Oft wird auch eine Elektronenstrahlabtastung einer ao Kodemaske mit geeigneten Öffnungen in einer Kathodenstrahlröhre zur Kodierung benutzt.

Im allgemeinen werden in der Praxis Kodierer mit drehbaren Koderädern verwendet, bei denen ein Kodering und ein Fühler (mechanischer Kontakt oder optischer Ablesekopf) für jede Stelle des Kodes vorgesehen sind. Wenn z. B. der Drehwinkel einer Welle innerhalb eines Bereiches von 22,5° kodiert werden soll, ist ein vierstelliger Kode mit sechzehn

Kodierer

Anmelder:

Western Electric Company Incorporated,
New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,

Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Als Erfinder benannt:

Daryl Muscott Chapin, Basking Ridge, N. J.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 14. Mai 1962 (194 414) - -

gegebenen Abmessung der Maske erreichbar ist, begrenzt wird.

Deshalb besteht das Ziel der Erfindung darin, die Leistungsfähigkeit eines Kodierers mit einem den Kode tragenden Teil bestimmter Größe zu erhöh ·*- oder andererseits die Auflösung einer solchen Vorrichtung durch Vereinfachung des Kodeteiles und

Wörtern erforderlich. Ein Kodierer mit einer vier- 30 durch Benutzung einer einzigen Anordnung von stelligen Ableseleistung benötigte bisher ein Koderad
mit wenigstens vier Fühlern (Kontakte oder optische
Ableseköpfe) und vier unterschiedlichen segmentier-

ten Ringen, die entsprechend angeordnet sind.

mehreren versetzten Ablesepunkten zu verbessern.

Bei einem Kodierer mit einem Kodemuster, das in mehreren Bahnen jeweils eine Anzahl von Abtastflächen aufweist, welche in Größe und gegenseitiger

Bekanntlich ist die Auflösung, die mit einem Ko- 35 Lage in den einzelnen Bahnen einem Digitalkode entdierer erhalten werden kann, theoretisch proportional sprechen und in den einzelnen Bahnen nacheinander zu dem Durchmesser des Koderades bzw. der Kode- zum Erzeugen eines elektrischen Kodesignals abscheibe. Praktische Überlegungen bei der Herstellung getastet werden, wird dieses Ziel gemäß der Erfindung setzen öfter eine niedrigere Grenze bezüglich der Ab- dadurch erreicht, daß von den Abtastflächen der einmessung eines Koderades fest und begrenzen daher 40 zelnen Bahnen wenigstens zwei Abtastflächen einer den Auflösungsgrad oder die Leistungsfähigkeit der Bahn in einem Abstand voneinander angeordnet sind, Kodierung, die an sich bei einer gegebenen Rad- der etwa der halben größten Abmessung einer einabmessung als möglich erachtet werden könnte. Zu- zigen Abtastfläche in der Bahn gleich ist, welche den sätzlich verringern die Trägheit und die Abflachung Stellen größter Wertigkeit des Kodes entspricht, und normalerweise die verbesserte Auflösung, die durch 45 daß die Einrichtungen zum mehrfachen Abtasten Koderäder mit relativ großem Durchmesser an sich jeder Bahn so angeordnet sind, daß mehrere Abtastmöglich ist. In Elektronenstrahlkodierern treten oft flächen gleichzeitig abgetastet werden und getrennte Schwierigkeiten auf, wenn eine genaue Abtastung, und unabhängige Kodesignale erhalten werden.
z.B. eines Flächenstrahles, durch eine Kodemaske Durch die Erfindung wird die Abtastung beispiels-

mit kleinen Öffnungen bewirkt werden soll. Dies führt 50 weise eines vierstelligen binären Kodewortes mit nur oft dazu, daß die verwendbare Minimalgröße der öff- zwei Koderingen und zwei im Abstand angeordneten nungen und somit der Auflösungsgrad, der mit einer Kontaktpaaren ermöglicht. Bei einer bevorzugten

509 759/506

3 4

Anordnung sind die beiden Kontaktpaare um 90° Fig. 5 und 5A Ansichten eines optischen Kogegeneinander versetzt. Gegenüber einem üblichen dierers und einer optischen Ableseeinheit gemäß der Kodierer, bei dem ein. gesonderter Kodering und ein Erfindung,

Kontakt für jede Stelle eines Binärkodes erforderlich F i g. 6 eine perspektivische Ansicht eines Elek-

sind, ergibt die Anordnung nach der Erfindung eine 5 tronenstrahlkodierers gemäß der Erfindung und

wesentliche Verbesserung in der Auflösung eines Fig. 6A eine schematische Darstellung des den

Koderades festgesetzter Größe. Mit mehreren im Kode tragenden Teiles, der in dem Kodierer der

gegenseitigen Abstand angeordneten Abtastkontakten F i g. 6 verwendet wird.

pro Kodering sind weniger Ringe und Segmente für Durch die Erfindung wird die Auflösung eines gedieselbe Auflösung erforderlich. Dazu kommt, daß io gebenen, den Kode tragenden Teiles sowohl mit eine solche Anordnung die Leistungsfähigkeit der In- Hilfe einer besonderen Anordnung der Kodeformationsumwandlung eines Koderades gegebener segmente, z. B. Fühlflächen, als auch mittels wenig-Abmessung und gegebener Zahl von in Segmente stens zweier in passendem Abstand angeordneter aufgeteilten Ringen merklich erhöht. Fühler wesentlich verbessert, durch welche gleich-

Das Prinzip des Versetzens der Kontakte um 90° 15 zeitig wenigstens zwei Kodesymbole von jeder ab-

bei dem Koderad mit zwei Ringen und vier Kontakten getasteten Bahn auf dem Kodeträger abgelesen

kann vorteilhaft auf einen Kodierer mit m Ringen werden.

ausgedehnt werden, bei dem wenigstens zwei versetzte Fig. 1 zeigt ein vierstelliges Koderad 10 mit zwei Kontakte jedem Ring zugeordnet sind. Jeder Satz Ringen eines mechanischen oder optischen Kodierers, von m Kontakten, von denen jeder einem anderen 20 bei dem der innere Ring ein 180°-Segment 12 Ring zugeordnet ist, kann in den meisten Fällen von (schwarz gezeichnet) und ein 180°-Segment 13 (weiß den Kontakten des anderen Satzes um 90° getrennt gezeichnet) enthält. Der äußere Ring enthält drei sein. Ein Kodierer mit drei Ringen gemäß der Er- schwarze Segmente 14 a, 146 und 14 c sowie drei findung kann z. B. vierundzechzig Schritte der binär- weiße Segmente 15 a, ISb und 15 c. Soweit die verkodierten Information mit nur sechs Abtastkontakten 25 schiedenen hier behandelten Koderadmuster für die erreichen. Verwendung in mechanischen oder optischen Ab-

Die Prinzipien der Erfindung machen eine Ver- tastern geeignet sind, sollen die schwarzen Segmente

besserung der Leistungsfähigkeit der Informations- entweder elektrisch leitendes oder optisch undurch-

umwandlung und/oder eine Vereinfachung des den lässiges Material und die weißen Segmente elektrisch

Kode tragenden Teiles auch bei optischen und Elek- 30 isolierendes oder optisch durchlässiges Material dar-

tronenstrahlkodierern möglich. In einem optischen stellen. Deshalb wird nachfolgend auf die Segmente

Abtaster wird z. B. das Koderad lichtempfindlich ge- allgemein nur durch ihre Farbe anstatt auf ihre phy-

macht, und die versetzten mechanischen Kontakte, sikalischen oder elektrischen Eigenschaften Bezug

die in einem mechanischen Abtaster verwendet genommen. Des weiteren gelten die Bezugnahmen

werden, werden durch optische Ableseeinheiten oder 35 auf mechanische Kontakte und ihre Abstände gleicher-

Fühler ersetzt. In gleichartiger Weise werden in maßen für optische Ableseelemente und deren Ab-

Elektronenstrahlkodierern z. B. zwei in passendem stände, wie diese z. B. in den Fig. 5 und 5A gezeigt

Abstand und Spuren angeordnete Flächenstrahlen an sind.

Stelle eines einzigen Strahles verwendet. Solche Dem inneren und dem äußeren Ring des Rades 10

Strahlen werden vorzugsweise abwechselnd aus- 40 in Fig. 1 ist je ein Kontaktpaar 18a, 18& bzw. 19a,

getastet, so daß gemeinsame Auffangelektroden ver- 19 & mit jeweils um 90° gegeneinander versetzten

wendet werden können, um eine digitale Ablesung Kontakten zugeordnet. Der 90°-Ablesezustand ist

von beiden Strahlen zu erhalten. für den ersten oder inneren Kodering wesentlich,

Es ist wesentlich, daß alle Kodierer nach der Er- d. h. für den Ring, der für die am meisten geltenden findung analoge oder zeitveränderliche Informationen 45 Stellen eines zyklischen oder reflektierten Kodes in einen zyklischen oder reflektierten Binärkode um- charakteristisch ist. Es ist jedoch ein Ableseabstand wandeln. Wie gezeigt werden wird, schließt die Be- von 180° für den zweiten oder äußeren Kodering zugnahme auf einen zyklischen oder reflektierten möglich, und die Zahl der möglichen Abstände erBinärkode, wie hier verwendet, nicht das übliche höht sich, wenn sich die Zahl der Koderinge versegmentierte Muster ein, das in der bekannten re- 50 größert.

flektierten Art aufgebaut ist, sondern bezieht sich Die beiden dem inneren Ring zugeordneten Konvielmehr allgemein auf einen Kode, bei dem nur eine takte 18 a und 18 & ermöglichen das Ablesen von Ziffer zu einem Zeitpunkt geändert wird, wenn man vier unterschiedlichen binären Wörtern für jede vollvon einem aufeinanderfolgend numerierten Schritt ständige Umdrehung des Koderades. Zum Zweck der Information zu der nächsthöheren Nummer geht. 55 der Erläuterung soll in Übereinstimmung mit der Ein solcher Kode trägt im Vergleich zu einem geraden üblichen binären Bezeichnung jedes schwarze Seg-Binärkode sehr zur Genauigkeit der Anordnung bei, ment eine »1« und jedes weiße Segment eine »0« da die Fehler bei der Kodierung wesentlich ver- darstellen, wenn diese nahe an dem Ablesepunkt ringert werden. liegen. Die Ablesung der binären Wörter des inneren

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung 60 Ringes kann dann in Drehrichtung gesehen als 00,

sind in den Zeichnungen dargestellt, und zwar sind 01, 11 und 10 bezeichnet werden. Eine nähere Prü-

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen von fung ergibt, daß es genügend ist, wenn zwei Viertel

drehbaren Abtastkodierern gemäß der Erfindung, des inneren Ringes schwarz und zwei Viertel weiß

Fig. 3 eine Tabelle, welche die binären Ablese- sind, um die vier gewünschten Wörter zu erhalten,

folgender in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kodierer 65 Es kann des weiteren leicht gezeigt werden, daß die

zeigt, beiden schwarzen Segmente zusammen sein müssen,

Fi g. 4 eine schematische Darstellung mehrerer zu- um ein vollständiges Bogensegment zu bilden. Wenn

sammengeschalteter Abtastkodierer, sie das nicht sind, werden nur die Wörter 10 und 01

Quadranten (Sektoren 1 bis 4) des äußeren Ringes des Koderades 10 angenommen. Mit einer solchen Folge muß der Sektor 5 des äußeren Ringes ein Segment derselben Farbe wie der Sektor 4 haben. Dies 5 ist sowohl durch die Begrenzungen des reflektierten binären Kodes als auch durch die Tatsache bestimmt, daß entweder die erste oder die zweite Stelle (des gesamten Wortes) bei den 90°-Drehpunkten in dem inneren Kodering wechselt. Demgemäß müssen

für einen 90°-Abstand zwischen den Ablesepunkten
erhalten, und der Übergang zwischen den Wörtern
würde die gewünschte reflektierte oder zyklische
Form der binären Kodeablesung zerstören. Wenn der
Kontakt 18 b vom Kontakt 18 α einen Abstand von
180° haben würde, würden nur die Wörter 11 und 00
oder 10 und 01 von der Lage der schwarzen und
weißen Segmente erhalten werden. Infolgedessen enthält das Kodemuster, das für den inneren Ring dargestellt ist, der für die am meisten geltenden Stellen io nebeneinanderliegende Segmente in den folgenden charakteristisch ist, das einzig mögliche Muster, das Sektoren auch in der Farbe übereinstimmen: 8 zu 9, eine zweistellige Ablesung von vier Wörtern der 12 zu 13 und 16 zu 1. Das Unterkodewort 11 im analogen Information ergibt. äußeren Ring wird somit durch die Kontakte 19 a Es werden nun die besondere Anordnung der und 19 b abgetastet, die beide den schwarzen Seg-Kodesegmente und die möglichen Abstände für die 15 menten in den Sektoren 1 und 5 zugeordnet sind. Kontakte in dem zweiten oder äußeren Kodering be- Da das nächste Unterkodewort 01 in dem äußeren trachtet. Die Kontakte 18 a, 18 b, 19 a und 19 b stellen Ring einen Farbwechsel in dem Segment (Sektor 2), aufeinanderfolgend die vier Stellen jedes Kodewortes das dem Kontakt 19 a zugeordnet ist, notwendig dar. Die jedem gegebenen Kodering zugeordneten macht, darf kein Farbwechsel in dem Segment Ziffern können somit betrachtet werden, als ob sie 20 (Sektor 6) auftreten, das dem Kontakt 19 δ zugeord-Unterkodewörter bilden, die eine bestimmte Be- net ist. Somit enthält der Sektor 6 ein schwarzes ziehung zu denen der anderen Ringe haben. Ein voll- Segment genauso wie der Sektor 5. Für das nächste ständiger vierstelliger Kode mit sechzehn Wörtern Unterkodewort 00 (Sektoren 3 und 7) ist der Kontakt hat vier zweistellige Unterkodewörter in dem äußeren 19 a wiederum einem weißen Segment zugeordnet, Kodering für jedes zweistellige Unterkodewort in 25 jedoch zeigt der Kontakt 19 b eine Änderung der dem inneren Kodering. Demgemäß muß für jede vierten Stelle von einem schwarzen zu einem weißen 90°-Drehung des Koderades 10 der F i g. 1 die Ab- Segment an. Gleichermaßen bezeichnet für das lesung aller vier Unterkodewörter in dem äußeren Unterkodewort 10 (Sektoren 4 und 8) der Kontakt Ring während des Ablesens eines einzelnen Unter- 19 a einen dritten Ziffernwechsel von einem weißen kodewortes in dem inneren Ring stattfinden. Von 30 zu einem schwarzen Segment, während der Kontakt den Kontakten 19 a und 196, die für die Stellen 3 19 b einem weißen Segment im Sektor 8 wie im und 4 charakteristisch sind, wird deshalb jeder zwei- Sektor 7 zugeordnet bleibt. Das nächste Unterkodemal in Berührung mit einem weißen Segment während wort 10 (Sektoren 5 und 9) darf nicht zu einer Farbjeder 90°-Drehung des Koderades kommen. Zur Er- änderung in dem äußeren Ring führen, da eine läuterung wird die Bogenlänge eines Kodesegmentes 35 Ziffernänderung vorhanden ist, die in dem inneren in jedem Ring der Fig. 1 als die Bogenlänge zwischen Ring (180°-Umwandlungspunkt) stattfindet. Dieselbe Radien definiert, welche das Koderad in sechzehn stufenweise Untersuchung für den dritten und vierten gleiche Sektoren 1 bis 16 von 22,5° teilen. Quadranten des zweiten Ringes ergibt, daß kein Es ist die Erkenntnis wesentlich, daß Ein- anderes Muster mit der in dem ersten Quadranten schränkungen bestehen, wie die schwarzen und weißen 40 verwendeten Kodefolge 1001 möglich ist. Dieses beSegmente in dem äußeren Ring angeordnet werden sondere Muster ist sowohl durch die reflektierte können, um die Vorteile und Merkmale der Er- Form des binären Kodes als auch durch den befindung zu realisieren. Insbesondere scheidet eine stimmten Versetzungsabstand von wenigstens zwei Folge Schwarz-Weiß-Schwarz-Weiß (und deren gemäß der Erfindung gewählten Ablesepunkten geGegenteil) für die aufeinanderfolgenden Segmente in 45 geben.

jedem Quadranten aus, weil dann zum Vervoll- Eine vollständige vierstellige Ablesefolge mit sechständigen der Unterkodewörter in einem gegebenen zehn Wörtern der sechzehn möglichen Wellenlagen Quadranten gleichzeitige Änderungen in beiden des Koderades 10, die durch die Bereiche begrenzt Stellen mit den Kontakten 19 a und 19 b erforderlich sind, welche durch die numerierten Sektoren 1 bis 16 würden. Eine solche Folge der Segmente würde somit 50 festgelegt werden, ist in Tabellenform in F i g. 3 darim Gegensatz zu den Prinzipien der reflektierten gestellt. Die mit »Innerer Ring« und »Zweiter Ring« Kodes stehen. Es sind jedoch vier andere mögliche bezeichneten Spalten enthalten in einer Folge die Anordnungen von zwei schwarzen und zwei weißen vierstellige Ablesung des Koderades 10 für eine voll-Segmenten für jeden Quadranten des äußeren Kode- ständige Umdrehung. Die mit »Äußerer Ring« beringes vorhanden. Diese sind: 1100, 0011, 1001 und 55 zeichnete Spalte führt in einer Folge die Ablesung 0110. Jedes dieser Kodemuster kann in dem ersten der fünften und sechsten Stelle des in Fig. 2 dar-Quadranten verwendet werden. Nachdem jedoch ein gestellten Koderades mit drei Ringen auf, das später Muster in dem ersten Quadranten ausgewählt ist, sind im einzelnen beschrieben werden wird. Beschränkungen vorhanden, die eine genaue und Die obengenannten Forderungen an ein Kodeeinzig mögliche Anordnung der verbleibenden Seg- 60 muster, das auf einen 90°-Abstand der Kontakte 19 a mente in den anderen drei Quadranten gemäß der und 19 b, die dem zweiten Kodering zugeordnet sind, Erfindung bestimmen. anwendbar ist, können auch bei einem Abstand von Insbesondere ist nur eine mögliche Folge für die 180° angewendet werden. Für diesen Abstand sind Segmente in den letzten drei Quadranten des äußeren zwei mögliche Muster vorhanden, von denen eines Ringes vorhanden, nachdem eine der vier möglichen 65 das Spiegelbild des anderen ist, wobei lediglich Ände-Folgen für den ersten Quadranten gewählt worden rangen in den Anfangslagen vorhanden sind. Dieist. Beispielsweise wird die Segmentfolge 1001 selben Einschränkungen, welche die Segmentfolge (Schwarz-Weiß-Weiß-Schwarz) für den ersten 1010 und 0101 in dem ersten Quadranten des zweiten

Ringes für den 90°-Ableseabstand verhindern, schließen diese Folgen auch für den 180°-Ableseabstand aus. Wenn die Folge 1001 (Schwarz-Weiß-Weiß-Schwarz) für den ersten Quadranten des zweiten Ringes gewählt wird, wie es in F i g. 1 beispiehaft dargestellt ist, kann gezeigt werden, daß die willkürliche Wahl eines schwarzen oder eines weißen Segmentes für den Sektor 9 alle möglichen Freiheitsgrade verbraucht. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß wie bei dem Fall des 90°-Abstandes zwischen den Ablesepunkten die Farben der Segmente in den Sektoren 1 und 16, 4 und 5, 8 und 9 sowie 12 und 13 jeweils dieselben sein müssen. Für einen Ableseabstand von 180° werden die Unterkodewörter gebildet, wenn die Kontakte 19 a und 19 b den Segmenten in den Sektoren 1 und 9, 2 und 10, 3 und 11 usw. zugeordnet sind.

Wenn das Segment im Sektor 9 von Weiß, wie dargestellt, nach Schwarz wechselt, wird das sich ergebende Kodemuster in dem zweiten Ring einfach im Uhrzeigersinn um 90° relativ zu dem mit einem weißen Segment im Sektor 9 gebildeten Muster gedreht. Wenn die Kodefolge 0110 (an Stelle von 1001) in dem ersten Quadranten verwendet wird, wird gleichermaßen dasselbe Muster erhalten, wenn die schwarzen und weißen Segmente einfach umgekehrt werden.

Obwohl nur zwei zulässige Abstände für die Ablesepunkte an dem zweiten Ring des Koderades 10 dargestellt bzw. oben beschrieben sind, sind acht mögliche Ableseabstände vorhanden, wenn ein dritter Ring verwendet wird. Wenn vier Koderinge verwendet werden, sind zweiunddreißig mögliche Ableseabstände vorhanden. Demgemäß kann festgestellt werden, daß nach dem ersten Kodering immer halb so viel mögliche Ableseabstände an einem gegebenen weiteren Ring vorhanden sind, wie insgesamt Segmente in dem vorhergehenden Ring vorhanden sind.

Dies kann am besten aus einer Untersuchung der F i g. 2 ersehen werden, die ein Koderad 25 mit drei Ringen gemäß der Erfindung zeigt. Dem dritten oder äußeren Ring sind zwei Ablesekontakte 20 α und 20 b zugeordnet, die zum Zweck der Erläuterung einen Abstand von 90° haben. Da die Muster für den ersten und den zweiten Ring so aufgebaut sind, wie es für das Koderad 10 in F i g. 1 beschrieben ist, wird zuerst auf das Kodemuster in dem dritten Ring Bezug genommen. Jeden Vie-Sektor des Koderades 25 kann man sich in vier weitere Teile unterteilt vorstellen, wobei jeder Teil ein Kreissegment darstellt, das Ve4 einer Umdrehung in dem dritten Ring mißt. Die sich ergebenden vier Segmente in jedem Vie-Sektor können dann weiter definiert werden, je nachdem, ob sie entweder ein symmetrisches Muster S (Schwarz-Weiß-Weiß-Schwarz oder umgekehrt) oder ein nichtsymmetrisches Muster (Schwarz Schwarz-Weiß-Weiß oder umgekehrt) enthalten. Somit ergeben sich die folgenden Regeln in bezug auf das Kodemuster in dem dritten Ring gemäß der Erfindung:

1. Jeder Vie-Sektor muß zwei schwarze und zwei weiße Segmente enthalten.

2. Die Folge Schwarz-Weiß-Schwarz-Weiß ist nicht erlaubt.

3. Das letzte Segment in jedem Vie-Sektor muß immer eine Farbe haben, die mit dem ersten Segment in dem folgenden Vie-Sektor übereinstimmt.

4. Nachdem der Raum zwischen Abnahmepunkten mit einem passenden Muster gefüllt ist, sind keine anderen Freiheitsgrade vorhanden.

5. Jede Folge von schwarzen und weißen Segmenten, die eine reflektierte Form eines binären

Kodes mit einer gegebenen Trennung zwischen den Ablesepunkten bilden, muß sich selbst in einer Umdrehung oder in einem Faktor, der in sechzehn gleichgeteilte Sektoren des Koderades ίο enthalten ist, vervollständigen.

6. Ein brauchbares Farbmuster erfordert, daß eine nichtsymmetrische Farbfolge, z. B. 0011 oder 1100, z. B. am ersten Kontakt 20 a, auf eine symmetrische Farbfolge, z. B. 0110 oder 1001,

z. B. am zweiten Kontakt 20 b, oder umgekehrt, folgt.

Es wird nun die Ableitung eines brauchbaren Farbmusters für den dritten Ring für verschiedene Abstände der Kontakte 20 a und 20 b betrachtet. Für ungerade Bogenabstände von Vw, ³/ie, ⁵Ae und ⁷Ae zwischen den Ablesepunkten genügt eine abwechselnde Folge von symmetrischen (S) und nichtsymmetrischen (N) Gruppen (oder umgekehrt) dem Erfordernis der Regel 6 entsprechend SNSNSNSN usw. Wenn die anderen aufgeführten Forderungen ebenfalls erfüllt sind, kann ein einziges Farbmuster abgeleitet werden (im Unterschied zu dem endgültigen Kodemuster). Durch willkürlichen Beginn mit einer Gruppe S am ersten Kontakt wird ein Teil des durch Ziffern dargestellten Farbmusters wie folgt gebildet: 0110, 0011, 1001 1100, 0110 usw. Diese besondere Folge ist die einzige, welche dem Ableseabstand von Vie, ^s/ie, ⁵/ie und Vie genügt. Da alle zulässigen Gruppierungen in einer unveränderlichen Folge auftreten, besteht die einzige Änderung in der Startstellung. Für die Abstände von ³Ae, Vw und ⁷Ae kann gezeigt werden, daß nur die anderen Anordnungen der symmetrischen und nichtsymmetrischen Gruppenfolgen, die der Regel 6 genügen, die Regel 5 verletzen. Die für die verschiedenen ungeraden Abnahmeabstände von Vie erzeugten Kodes werden sich unterscheiden, jedoch wird jede vorzugsweise die Ablesung des reflektierten binären Kodes hervorbringen.

Für die geradzahligen Vw-Abstände zwischen den Ablesepunkten kann gezeigt werden, daß die Abstände von ²/i8 und ⁶Ae nur durch eine Gruppenfolge erfüllt sind. Als symmetrische und nichtsymmetrische Gruppen ausgedrückt, muß das gesamte Gruppenmuster die Form annehmen: SSNNSSNN usw. Diese Gruppenform wird durch die Regel 6 bestimmt, die einen Farbwechsel für aufeinanderfolgende ⁶Ac-Abstände fordert, z. B. dem ersten, siebenten, dreizehnten, neunzehnten (dritten), neunten, fünfzehnten Abstand usw. für den Abstand von ²Ae zwischen den Ablesepunkten wird dieselbe Gruppenfolge verwendet.

In Übereinstimmung mit den oben aufgeführten

Erfordernissen führen die Ableseabstände von ⁸Ae und ⁰Ae an dem dritten Ring zu den folgenden Farbmustern, wenn willkürlich mit zwei Gruppen S begonnen wird: 0110, 0110, 0011, 1100, 0110 usw. und dessen Spiegelbild. Zu bemerken ist, daß die Regel 6 erfordert, daß wenn symmetrische Gruppen aneinanderliegen, diese identisch sein müssen. Wenn zwei nichtsymmetrische Gruppen aneinanderliegen, ist die eine das Spiegelbild der anderen.

Der Abstand von ⁴Ae (90°), wie er in Fig. 2 dargestellt ist, wird einfach von der Untersuchung der

symmetrischen und nichtsymmetrischen Gruppen abgeleitet. Es kann gezeigt werden, daß die folgenden Gruppenmuster zulässig sind:

1. SSSSNNNNSSSS usw. oder

2. SSNSNNSNSSNS usw.

Für die zuerst aufgeführte Gruppenfolge wird, ausgehend von den vier Gruppen N, wie diese an dem Kontakt 20 a dargestellt sind, das folgende Farbmuster abgeleitet: 0011, 1100, 0011, 1100, 0110, 0110, 0110, 0110, 0011 usw. oder dessen Spiegelbild. Für die zweite aufgeführte Gruppenfolge wird das folgende Kodemuster erzeugt: 0110, 0110, 0011, 1001, 1100, 0011, 1001, 1100, 0110 usw. oder dessen Spiegelbild.

Für den Ableseabstand von ⁸/ie (180°) führt das symmetrisch-nicht symmetrische Muster zu einer Abwandlung der Kodegruppenfolgen, die gerade in Vorwärtsrichtung gehen, und eine vollständige Einschreibung ist hierbei nicht notwendig. Beispielsweise bilden acht symmetrische Gruppen, denen acht nichtsymmetrische Gruppen folgen, eine mögliche Folge. Andere Gruppenfolgen sind:

SNSNSNSNNSNSNSNS usw.,
SSSNNSSSNNNSSNNN usw.

SSNNSNSSNNSSNSNN usw.,

um lediglich einige aufzuführen. Eine vollständige sechsstellige, vierundsechzig Wörter enthaltende Ablesefolge der vierundsechzig möglichen Wellenstellungen des Koderades 25 ist in tabellierter Form in F i g. 3 angegeben.

Bei der weiteren Untersuchung ergibt sich, daß zweiunddreißig brauchbare Abstände für die Ablesepunkte an einem vierten Kodering vorhanden sind. Die Kodegruppenfolge SNSNSN usw. ist notwendig für alle ungeradzähligen Abstände von Vs2 bis ^sl/32 Teilungen in einem vierten Ring des Koderades und genügt diesen. Gleichermaßen genügt eine Folge SSNNSSNN usw. den Abständen von ²/₃2, %2, ¹⁰/s2 und ^u/32. Für die anderen geradzahligen Abstände erhöht sich die Zahl der möglichen Kodegruppenfolgen, wie dies für die entsprechenden Abstände auf dem dritten Ring gilt. Es ist selbstverständlich, daß die vorstehende Untersuchung der Kodemusterfolgen auf jede beliebige Zahl von Ringen oder Reihen der Kodesegmente oder Fühlflächen ausgedehnt werden kann. Die vorangehende, sich auf einen einzigen versetzten Abstand der Ablesepunkte erstreckende Untersuchung ergibt deutlich, daß ein bekanntes Koderad, das für die üblichen reflektierten binären Kodes geeignet ist, nicht die Forderungen erfüllt, die an ein Kodemuster für das versetzte Ablesen gemäß der Erfindung gestellt werden. Insbesondere würden bei einem Kodierer für den üblichen reflektierten binären Kode die Stellen 3 und 4 (dargestellt durch die beiden Ablesepunkte auf dem zweiten Ring) nicht aufeinanderfolgend durch dieselbe Folge von Farbänderungen gehen, wie aufeinanderfolgende Wörter des Kodes abgelesen würden. Gemäß der Erfindung erfordert der versetzte Abstand der Ableseeinheiten, daß sie aufeinanderfolgend dieselbe identische Folge oder Kodemuster sehen, wie aufeinanderfolgend Wörter abgelesen werden. Es ist somit ersichtlich, daß zusätzlich zu dem einzigen versetzten Abstand der Ablesepunkte die Kodemuster, die eine abgeänderte Form der reflektierten binären Ablesung möglich machen, auch einheitlich sind.

F i g. 4 zeigt eine Kodierungsanordnung 30, die zur Erläuterung drei Koderäder 31, 32 und 33 aufweist, die als mechanisch gekuppelt mit drei Wellen 35a, 356 und 35c, die z.B. für die Zehner-, Hunderter- und Tausendereinheiten eines geeigneten Getriebes in bekannter Weise charakteristisch sind, angesehen werden können. Eine solche Kupplung ist durch die einer eine Drehung erzeugenden Quelle 37, die ein Motor sein kann, zugeordnete gestrichelte Linie 36 dargestellt.

Wie vorher bemerkt worden ist, ist der Abstand der beiden Ablesekontakte 38 a und 38 b, die dem inneren Ring jedes Rades zugeordnet sind, kritisch und erfordert den bestimmten Abstand von 90°. Wie ebenfalls vorher bemerkt wurde, können die dem äußeren Ring jedes Koderades zugeordneten Kontakte39α und 39b entweder 90°, wie in Fig. 4 gezeigt, oder 180° im Abstand voneinander angeordnet sein. Da nur zwei Koderinge erforderlich sind, um sechzehn Schritte der Drehinformation zu kodieren, können die Koderäder in Fig. 4 wesentlich kleiner als bekannte Koderäder derselben Datenleistungsfähigkeit sein. Die geringeren Abmessungen machen diese besonders für die Verwendung in Ablesewählern od. dgl. in Geräten mit begrenztem verfügbarem Raum, z. B. Belegungsmessern, geeignet.

Bei solchen Anwendungen entsteht auf den vier Ausgangsadern jedes Koderades eine Information, welche die augenblickliche Winkelstellung (aus sechzehn möglichen Stellungen des Rades anzeigt. Ein Drehschalter 40 mit nur zwölf Kontaktstellungen kann z. B. durch nicht dargestellte Vorrichtungen betätigt werden, um aufeinanderfolgend die Information abzulesen. Selbstverständlich könnten mehr Analog-Digital-Informationen bei einer mechanischen oder optischen Abtastanordnung der in F i g. 4 dargestellten Art abgelesen werden, wenn jedes Koderad mehr als zwei segmentiert^ Ringe enthalten würde.

F ig. 5 zeigt einen optischen Abtastkodierer 45, der einen zylindrischen, den Kode tragenden Teil 46 aufweist. Die schwarzen Abtastflächen des Zylinders können dabei als lichtundurchlässig in jedem am Umfang angeordneten Kodering angesehen werden. Das auf dem Zylinder 46 gebildete Kodemuster kann identisch zu dem auf dem Koderad 25 mit drei Ringen der F i g. 2 dargestellten sein. Mit dem zylindrischen Teil 46 ist mechanisch eine auf ein Signal ansprechende, eine Drehung erzeugende Vorrichtung 48 gekoppelt, die z. B. als Motor dargestellt ist.

Zwei optische Ableseeinheiten 50 a und 50 & sind jedem der drei Koderinge zugeordnet. Wie in Fig. 5A dargestellt ist, kann jede dieser Ableseeinheiten eine Lichtquelle 51 und eine Fokussierlinse 52 an einer Seite des Kodeteiles 46 und ein lichtempfindliches Element 53, z. B. eine Photozelle, an der gegenüberliegenden Seite des Teiles 46 aufweisen. Die kodierte Information wird somit an den Ausgangsklemmen der Photozellen in bekannter Weise erhalten.

Gemäß der Erfindung sind die entsprechenden Paare der optischen Ableseeinheiten, z. B. 50a und 50 έ, die jedem Kodering zugeordnet sind, in einem Abstand voneinander angeordnet, welcher der halben Bogenlänge der großen Abtastfläche in dem oberen Ring entspricht. Die optischen Ableseeinheiten in

509 759/506

dem mittleren Ring können entweder 90°, wie dargestellt, oder 180° im Abstand voneinander angeordnet sein. Zusätzliche Ableseabstände für die Einheiten in dem dritten und für jeden weiteren Ring können in derselben Weise bestimmt werden, wie dies in der Erläuterung der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Koderäder vorstehend dargelegt wurde.

Aus Gründen der versetzten Ablesung nach der Erfindung macht der optische Kodierer 45 eine sechsstellige, vierundsechzig Wörter enthaltende Kodierung mit einem kleineren und einfacheren Kodezylinder und mit einem höheren Auflösungsgrad möglich, als dies mit bekannten Kodierern, die dieselbe Ableseleistungsfähigkeit aufweisen, möglich ist.

Es hat sich herausgestellt, daß die auf mechanische oder optische Kodierer, die in den F i g. 1, 2, 4 und 5 dargestellt sind, anwendbaren Prinzipien der Erfindung auch bei Elektronenstrahlkodierern angewendet werden können. Demgemäß ergeben die grundlegenden Gedanken, die eine wesentliche Vereinfachung des die Kodes tragenden Teiles eines mechanischen oder optischen Kodierers ohne wesentliche Einbuße der Ableseleistungsfähigkeit möglich machen, gleichartige Ergebnisse bei Elektronenstrahlkodierern.

Bekanntlich bringen verschiedene Probleme, wie Trägheitswirkungen, mechanische Grenzen, Ausrichtungsschwierigkeiten usw., Einschränkungen bei drehbaren Koderädern oder -zylindern mit sich, insbesondere wenn diese für Kodierungen mit hoher Geschwindigkeit und vielen Daten verwendet werden. Strahlkodierer beseitigen viele der erwähnten Probleme oder verringern diese wesentlich. Insbesondere wird mit Strählkodierern eine höhere Auflösung erreicht, da der schreibende Strahl viele Größenordnungen kleiner (manchmal über lOOmal kleiner) in der Abmessung als optische, mechanische oder magnetische Ablesevorrichtungen sein kann. Andere Vorteile von Strählkodierern gegenüber optischen oder mechanischen Abtastern sind folgende: Beseitigung von wesentlichen Trägheitswirkungen, was vor allem höhere Schreib- und Speichergeschwindigkeiten möglich macht, und direktes Ablesen in der Form von elektrischen Signalen. Es ist somit ersichtlich, daß ein Strahlkodierer mit zwei in geeignetem Abstand angeordneten Strahlen an Stelle eines Strahles für das Ablesen und eine mit Öffnungen versehene Kodeplatte, die für eine duale Strahlverwendung gemäß der Erfindung geeignet ist, zu einer Vorrichtung führen, die insbesondere für eine hohe Geschwindigkeit und sehr genaue Signalkodierung gut geeignet ist.

F i g. 6 zeigt einen Elektronenstrahlkodierer 60 mit einem evakuierten Kolben 61 mit zwei Elektronenstrahlsystemen 62 und 63 zum Erzeugen von zwei in passendem Abstand angeordneten und in der Spur ausgerichteten Elektronenstrahlen 64 und 65. Das Elektronenstrahlsystem 62 enthält eine Kathode 66, ein Steuergitter 67 und Elektroden 68 und 69 zur Strahlformung und -beschleunigung. Gleichermaßen enthält das Strahlsystem 63 eine Kathode 70, ein Steuergitter 71 und Elektroden 72 und 73 zur Strahlformung und -beschleunigung. Diese Elemente der Röhre sind mit nicht dargestellten Quellen in bekannter Weise verbunden und arbeiten so, daß zwei Bandstrahlen 64 und 65 gebildet werden, die sich in der Ebene erstrecken, die durch die geschlitzten öffnungen in den Elektroden 68, 69 bzw. 72, 73 bestimmt ist.

Das zu kodierende Eingangssignal wird über einen Eingangsverstärker 75 und ein die Signalspannung einstellendes Netzwerk 76 zwei vertikalen Ablenkplatten 77, die dem Strahlsystem 62 zugeordnet sind, zugeführt. Eine zwei horizontalen Ablenkplatten 78 zugeführte Spannung steuert die horizontale Lage des Strahles 64 und bleibt normalerweise fest. Der Signalausgang vom Verstärker 75 wird außerdem über das Netzwerk 76 zwei vertikalen, dem Strahlsystem 63 zugeordneten Ablenkplatten 80 zugeführt. Das die Signalspannung einstellende Netzwerk 76 kann ein bekanntes Widerstandsnetzwerk enthalten, das den von dem Strahlsystem 63 erzeugten Strahl 65 veranlaßt, den durch das Strahlsystem 62 erzeugten Strahl 64 mit einem bestimmten Abstand in der Spur zu folgen. Eine zwei horizontalen Ablenkplatten 81 zugeführte Spannung steuert die horizontale Bewegung des Strahles 65 und wird normalerweise auch festgehalten.

Zur Erläuterung der Anwendung der Erfindung ist ein den Kode tragender Teil 85, der nachfolgend als Kodeplatte bezeichnet wird, innerhalb des evakuierten Kolbens 61 dargestellt. Die Kodeplatte kann eine Form der Ablesung eines reflektierten binären Kodes gemäß den oben erläuterten Prinzipien der Erfindung erzeugen. Die Strahlen 64 und 65 werden durch dasselbe Ausgangssignal abgelenkt, sind jedoch um einen bestimmten Abstand durch eine Differenz in den Gleichstrompotentialen, die den beiden vertikalen Ablenkplatten 77 und 80 zugeführt werden, versetzt. Die entsprechenden Lagepotentiale werden diesen Ablenkplatten in der Weise zugeführt, die für Kodierröhren mit einem einzelnen Strahl üblich ist. Das Ergebnis einer solchen Doppelstrahlfokussierung besteht darin, daß die Strahlen 64 und 65 veranlaßt werden, auf bestimmte Elektroden eines Satzes von Auffangelektroden 86 bis 88 in verschiedenen einheitlichen Kombinationen, die den verschiedenen Ziffern der Kode entsprechen, aufzutreffen. Die Strahlen erzeugen auch aufeinanderfolgend und getrennt auf den Auffangelektroden Impulse, die für die Ziffern der Kodes charakteristisch sind.

Da die Strählen 64 und 65 oft dieselbe Auffangelektrode zu dem gleichen Zeitpunkt bei gleichzeitigem Betrieb treffen würden, wodurch es sehr schwierig wird, die Kodebuchstaben zu trennen, die einzeln für jedes Wort durch die beiden Strahlen erzeugt werden, wird ein Zeitkreis 100 verwendet, um diese Strahlen abwechselnd auszutasten. Mit einem solchen Kreis können die ersten drei Ziffern jedes Kodewortes, das gleichzeitig in Verbindung mit dem Strahl 64 abgelesen wird, verzögert oder gespeichert und danach den zweiten drei Ziffern jedes Kodewortes, das gleichzeitig in Verbindung mit dem Strahl 65 abgelesen wird, zugeführt werden.

Für diesen Zweck wird eine Vorspannung normalerweise den Steuergittern 67 und 71 zugeführt, um die Bildung der Strahlen 64 und 65 zu verhindern. Der Zeitkreis ist so aufgebaut, daß er die Strahlen abwechselnd in bestimmten zeitlichen Abständen anschaltet, die kurz genug sind, um ein genaues binäres Kodieren eines gegebenen Wortes der Signalspännung zu erhalten, die der Einrichtung zugeführt wird. Wenn somit ein Kodewort erzeugt werden soll, wird ein positiver Impuls von dem Zeitkreis 100 mit einer solchen Amplitude, daß die Gittersperrspannung des Strahlsystems 62 überstiegen wird, zuerst dem Steuergitter 67 zugeführt. Dies er-

möglicht die Bildung des Strahles 64, der auf die Kodeplatte 85 an einer Stelle auftrifft, die durch die Amplitude des Nachrichtensignals bestimmt und für diese charakteristisch ist, das den Ablenkplatten 77 zugeführt wird. Ein nachfolgender positiver Impuls von dem Zeitkreis 100 wird dann dem Gitter 71 zur Steuerung zugeführt. Der Strahl 65 wird dadurch freigegeben und trifft auf die Kodeplatte 85 an einer Stelle auf, die ebenfalls durch die Amplitude des Nachrichtensignals, das den Ablenkplatten 80 zügeführt wird, bestimmt und für diese charakteristisch ist.

Gemäß der Erfindung ist der Strahl 65 unterhalb des Punktes des Auftreffens des Strahles 64 in einem Abstand angeordnet, welcher der halben Distanz der größten Öffnung in der Reihe I der Kodeplatte 85 entspricht. Folglich führen die Ausgangsleitungen von den Auffangelektroden 86, 87 und 88 Stromimpulse der relativen Amplituden »0« oder »1«, abhängig von den Werten und der Folge der Kodebuchstaben, die für die Darstellung der jeweiligen Signalamplitude, die der Vorrichtung zugeführt wird, erforderlich sind.

Fig. 6 A zeigt im einzelnen die als öffnungen ausgebildeten Kodemuster in der Platte 85. Gemäß der Erfindung entspricht jede der drei Spalten der dargestellten öffnungen zwei verschiedenen Stellen eines sechsstelligen reflektierten binären Kodes mit vierundsechzig Schritten. Die beiden Stellen in jeder Spalte werden durch die beiden Strahlen erzeugt, die auf die Abtastflächen jeder Spalte auftreffen. Somit erzeugt der Kodierer 60 sechs Ziffern der binären Information pro Kodewort, und vierundsechzig verschiedene Informationswörter können dadurch erzeugt werden, daß beide Strahlen einen Abstand abtasten, der gleich dem Doppelten der Höhe der größten öffnung in Spalte I ist. Wenn nur ein Strahl wie in üblichen Strahlkodierern verwendet werden würde, würde jede Öffnungsspalte nur eine einzelne Stelle darstellen, und deshalb könnten nur acht Wörter der binären Information normalerweise durch den Kodierer 60 abgelesen werden. Zusätzlich erzielt der Kodierer 60 einen höheren Auflösungsgrad, als dies mit einem üblichen Kodierer mit sechs Öffnungsspalten möglich ist, um dieselbe Ableseleistungs- fähigkeit zu erreichen.

Wie in Fig. 6A zu sehen ist, unterscheiden sich die Kodeöffnungen in den Spalten II und III nicht nur in der Größe, sondern auch in den Abständen. Dieses einzige Kodemuster ist ein Gegenstück zu dem Kodemuster mit drei Ringen in F i g. 2 und ist für eine vielfach versetzte Ablesung erforderlich, wie sie bei den Vorrichtungen nach der Erfindung vorgenommen wird. Beim Ablesen der Information mit der Kodeplatte 85 haben die beiden Strahlen 64 und 65 einen Abstand voneinander, der gleich der halben Länge der am meisten geltenden Kodeöffnung 91 in der Spalte I ist. Der Abstand entspricht einem Viertel der regulären Länge jeder Spalte (äquivalent zu 90° auf einem Koderad). Wie gezeigt wird, beträgt die reguläre Länge jeder Spalte nur vier Fünftel der totalen Länge.

Um zu ermöglichen, daß beide Strahlen 64 und 65 die reguläre, den Kode tragende Fläche der Platte. 85 abtasten, wird das untere Viertel dieser Fläche, das sich bis zu der Linie 1/4 erstreckt, oberhalb der horizontalen Linie, die mit 1.0 bezeichnet ist, wiederholt. Die Verlängerung der regulären, den Kode tragenden Fläche ermöglicht es dem Strahl 64, auf die Kodeplatte längs einer gegebenen horizontalen Linie in dem wiederholten Abschnitt, d. h. zwischen den Linien 1.0 und 5/4, aufzutreffen, und zwar vor oder nach dem Auftreffen des Strahles 65 auf die Kodeplatte längs einer horizontalen Linie, die in geeignetem Abstand von der zuerst erwähnten Linie in dem Abschnitt zwischen den Linien 3/4 und 1.0 angeordnet ist. Die Kodeplattenverlängerung ermöglicht somit beiden Strahlen, getrennt eine reguläre, einen Kode tragende Fläche auf Grund von Signalwerten im Bereich zwischen 0 und 64 abzutasten.

Wenn angenommen wird, daß jeder Strahl beim Durchgehen durch eine öffnung in jeder Spalte und beim Auf treffen auf eine Auffangelektrode eine »1« in dieser Spalte erzeugt und daß kein solches Auftreffen eine »0« erzeugt, kann in Übereinstimmung mit der üblichen binären Bezeichnung ein sechsstelliger reflektierter binärer Kode folgendermaßen formuliert werden: Wenn die erste in Kodeform darzustellende Signalamplitude als »0« genommen wird, kann das entsprechende binäre Kodewort erzeugt werden, wenn der Strahl 64 mit einer horizontalen Linie 92 (F i g. 6 A) und wenn der Strahl 65 mit einer horizontalen Linie 92' zusammenfällt. Das Kodewort für diesen Signalwert kann somit 110011 geschrieben werden. Der erste, dritte und fünfte Kodebuchstabe (1-0-1) werden durch den Strahl 64 beim Auftreffen auf die Auffangelektroden 86 und 88 (F i g. 6), jedoch nicht auf die Auffangelektrode 87 erzeugt. Die anderen drei Ziffern, nämlich die zweite, vierte und sechste (1-0-1), werden durch den auf die beiden Auffangelektroden 86 und 88 auftreffenden Strahl 65 erzeugt. Das nächste binäre Kodewort, das z. B. einer Signalamplitude »1« entspricht, wird erzeugt, wenn die Strahlen 64 und 65 jeweils mit den horizontalen Linien 93 und 93' zusammenfallen. Die sich ergebende Darstellung des Kodewortes dieses Signalwertes ist 110001. Gleichermaßen wird das binäre Kodewort, das für den Signalwert »2« charakteristisch ist, erhalten, wenn die Strahlen 64 und 65 jeweils mit den horizontalen Linien 94 und 94' zusammenfallen. Das an dieser Stelle abgelesene binäre Kodewort ist 110000.

Die verbleibenden Kodewörter werden in der Weise abgelesen, wie die beiden Strahlen jeweils die verschiedenen öffnungen in den drei Spalten in einer Folge abtasten, die von der Amplitude des Eingangssignals abhängig ist. Somit werden z. B. die Strahlen 64 und 65 ein Kodewort 100010, das für einen Signalwert »63« charakteristisch ist, ablesen, wenn sie jeweils auf die horizontalen Linien 95 und 95' auftreffen.

Offensichtlich können auch vier oder mehr Spalten von Kodeöffnungen in einem Kodierer der in F ig. 6 dargestellten Art vorgesehen werden, wenn sie in einer Folge angeordnet sind, wie diese in bezug auf die Beschreibung der Koderäder der F i g. 1 und 2 erläutert worden ist.

Es ist des weiteren offensichtlich, daß ein zylindrisches, den Kode tragendes Glied, wie dies z. B. in F i g. 5 dargestellt ist, an Stelle der ebenen Kodeplatte 85 verwendet werden kann. Mit einem solchen Kodeglied kann das magnetische Fokussierfeld für die Amplitude eines zeitveränderlichen Signals in einer gewünschten Weise empfindlich gemacht werden, um zu bewirken, daß zwei z. B. von einer axial angeordneten kontinuierlichen Kathode erzeugte

I 207

Elektronenstrahlen den zylindrischen Teil abtasten, wobei ein Strahl der Spur des anderen Strahles um die Hälfte des Abstandes der Abtastfläche, die für die am meisten geltende Kodeziffer charakteristisch ist, folgt.

Wie oben bemerkt wurde, treten die durch jeden Strahl in dem Kodierer 60 erzeugten Ausgangsimpulse oft gleichzeitig an zwei oder allen drei Auffangelektroden auf. Es kann oft erwünscht sein, eine solche kodierte Information in Form getrennter Im- ι ο pulse zu übertragen, die dann zeitlich für eine Übertragung über einen einzelnen Kanal aufgeteilt oder getrennt und gleichzeitig über verschiedene Kanäle übertragen werden, die mit Impulsen von anderen Quellen, z. B. zusätzlichen Strahlkodierern, die andere Nachrichtensignale darstellen, durchsetzt sind. Für solche Zwecke kann jede geeignete Art eines Verteilers, z. B. Verzögerungsleitungen, den Auffangelektroden zugeordnet sein. Der Kodierer 60 kann für das ternäre Ablesen verwendet werden, wenn z. B. den Auffangelektroden 86 bis 88 zugeordnete Impulsbewertungskreise verwendet werden.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß Kodierer mit einer einzigen Form einer mehrfach versetzten Ablesung und einem den Kode tragenden Teil, der as besonders für eine solche Ablesung ausgebildet ist, wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Kodierern aufweisen. Zu diesen Vorteilen gehören: eine wirksam vergrößerte Leistungsfähigkeit der Kodierung und/oder eine Vereinfachung des Kodeteils. Darüber hinaus ist gezeigt worden, daß die erwähnten Vorteile und Merkmale gleichermaßen bei Kodierern mit mechanischer, optischer oder elektronischer Strahlabtastung realisierbar sind. Bei allen diesen Kodierern wird ein geringes Fehlermaß der Analog-Digital-Umwandlung durch Benutzung einer abgeänderten Form eines reflektierten oder zyklischen binären Kodes erreicht.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kodierer mit einem Kodemuster, das in mehreren Bahnen jeweils eine Anzahl von Abtastflächen aufweist, welche in Größe und gegenseitiger Lage in den einzelnen Bahnen einem Digitalkode entsprechen und in den einzelnen Bahnen nacheinander zum Erzeugen eines elektrischen Kodesignals abgetastet werden, dadurch gekennzeichnet, daß von den Abtastflächen (14 a, 14 b, 14 c; 15 a, 15 b, 15 c) der einzelnen Bahnen (12, 13) wenigstens zwei Abtastflächen (14 a, 14 b) einer Bahn in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der etwa der halben größten Abmessung einer einzigen Abtastfläche in der Bahn (13) gleich ist, welche den Stellen größter Wertigkeit des Kodes entspricht, und daß die Einrichtungen zum mehrfachen Abtasten jeder Bahn so angeordnet sind, daß mehrere Abtastflächen gleichzeitig abgetastet werden und getrennte und unabhängige Kodesignale erhalten werden (F i g. 1).

2. Kodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger des Kodemusters (Koderad 10, 25) drehbar ist und wenigstens eine Fläche mit Segmenten aus elektrisch leitfähigem und nicht leitfähigem Material aufweist und daß die Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Abtasten eine Anzahl elektrischer Kontakte enthält (Fig. 1 und 2).

3. Kodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger des Kodemusters ein Zylinder (46) dient (Fig. 5).

4. Kodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen Segmente aus für Licht undurchlässigem und durchlässigem Material enthalten und daß die Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Abtasten fotoelektrisch arbeitet (F i g. 5 und 5A).

5. Kodierer nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum aufeinanderfolgenden Abtasten Einrichtungen (62,63) zum Erzeugen von wenigstens zwei Elektronenstrahlen (64, 65) und Auffangeinrichtungen vorgesehen sind, auf die die Strahlen getrennt auftreffen, und daß im Weg der Strahlen eine Kodemaske (85) angeordnet ist, die in mehreren Bahnen jeweils eine Anzahl getrennter Öffnungen enthält, die verschiedenen Auffangelektroden (86,87,88) und Strahlerzeugungseinrichtungen (62, 63) zugeordnet sind (Fig. 6).

6. Kodierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Öffnungen versehene Kodemaske (85) als ebene Fläche ausgebildet ist, auf welche die Elektronenstrahlen (64,65) durch gesonderte Strahlerzeugungssysteme (62, 63) und durch gesonderte Strahlablenkungssysteme (77, 78 bzw. 80, 81) projiziert werden (Fig. 6).

7. Kodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bahnen vorgesehen sind, die der halben Zahl der Stellen des Kodes entsprechen, daß eine erste Bahn m Abtastflächen enthält, wobei m die Grundzahl des benutzten Kodes darstellt, daß jede Abtastfläche in der ersten Bahn gleiche Länge hat und diese Flächen in Serie angeordnet sind, derart, daß diese Bahn für wenigstens die beiden Stellen höchster Wertigkeit des Kodes charakteristisch ist, daß eine zweite Bahn mehrere Abtastflächen enthält, die für wenigstens die beiden Stellen nächsthöherer Wertigkeit des Kodes charakteristisch sind, und 3 m Abtastflächen dieser Bahn nahe jeder Abtastfläche in der ersten Bahn angeordnet sind, daß die Abtastflächen in der zweiten Bahn in Serie angeordnet sind und daß jeder Viertelabschnitt der zweiten Bahn eine Gruppe von Segmentflächen begrenzt, wobei die Gruppen der Segmentflächen symmetrische und nichtsymmetrische Kodemuster bilden und so angeordnet sind, daß sie die zweite Bahn in eine Symmetrie-Nichtsymmetrie-Folge oder deren Spiegelbild unterteilen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

509 759/506 12.65 © Bundesdruckerei Berlin