DE1287630B

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Publication number: DE1287630B
Application number: DEST25868A
Authority: DE
Publication date: 1969-01-23

Description

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Es ist oft erforderlich, daß Informationen über den Informations- und der Taktspur ist für einen 5stelligen

Winkel eines sich drehenden Körpers übertragen Code ausgebildet. Der Gesamtwinkel von 360° kann

werden. dann in 2⁵ = 32 Winkelabschnitte von je 11,25° auf-

Bei der Übertragung von Winkelinformationen geteilt werden. Die angegebenen Winkel geben stets werden entweder analoge oder digitale Verfahren an- 5 den Wert beim Wechsel von einem Abschnitt in den

gewendet. Ein analoges Verfahren ist z. B. die Über- nächsten an. Durch Übertragung mit der Rückflanke

tragung der Winkelwerte mittels Drehmeldern. eines Dunkelimpulses wird die Abtastung in die Mitte

Bei digitalen Verfahren ist meistens mit der Welle des Codebit gelegt. Der dargestellte Code hat hier

eine Codierscheibe verbunden. Diese Codierscheibe die Form

wird abgetastet und liefert die gewünschte Winkel- io 00000100011101010010110011011111

information in digitaler Form. Die Abtastung des

Winkels kann entweder parallel oder in Serie erfolgen. Dreht sich die Codescheibe in Pfeilrichtung und

Bei paralleler Abtastung des Winkelcodes entspricht wird mit der Vorderflanke eines Dunkelimpulses der jedem Winkel ein binäres Codewort, das parallel von Taktspur das jeweils anliegende Codebit übertragen, der Codierscheibe abgetastet wird. Müssen zur Be- 15 dann ergibt sich die oben angegebene Codefolge. Stimmung dieses Winkels η Spuren abgetastet werden, Die jeweils letzten 5 Codebits ergeben dann die

dann können die erhaltenen Informationen entweder nachfolgend auszugsweise aufgeführten Winkel: parallel über η Kanäle übertragen werden, oder sie

werden über einen angeschlossenen Parallel-Serien- ' nnnm ~ 1? o<° "" ivS?i I ««f

Wandler in eine serielle Information transformiert 20 · ■ · ^A Z 995° ''' _ ~ _

und dann mit entsprechend höherer Geschwindigkeit · · · "jjr^r ~ ZT'_ns._a _1inm - ~ ₀

übertragen. ·' · ^υυιυυ = ³³>_o ⁷⁵ · · · ^ηυυυ = ³³⁷'⁵

Bei serienmäßiger Abtastung hat die Codierscheibe · · · ⁰¹⁰⁰° ;= ⁴⁵° · · · ¹⁰⁰⁰° = ³⁴⁸>⁷⁵°

nur zwei Spuren, wobei eine Spur als Winkelimpuls- Nach der Übertragung von 5 Codebits, also nach

spur ausgebildet ist und die zweite Spur eine Rückstell- as Überstreichen eines Winkels von 56,25°, ist somit eine marke enthält. Zur Winkelbestimmung werden in eindeutige Winkelbestimmung gewährleistet, einem Zähler die Winkelimpulse gezählt. Die Stellung Der hier im Ausführungsbeispiel gewählte Wert

des Zählers gibt jetzt den Winkel an. Der Zähler wird η = 5 ist natürlich für eine praktische Verwendung mit jeder Rückstellmarke auf Null zurückgestellt und zu niedrig und kann den Forderungen entsprechend damit immer wieder synchronisiert. Bei der parallelen 30 noch gewählt werden. Mit jeder Erhöhung des Wertes Abtastung ist immer der volle Winkelwert verfügbar. für η ergibt sich auch eine Verringerung des Winkels, Dies muß aber insbesondere bei der Übertragung nach dessen Überstreichen eine eindeutige Winkelentweder mit vielen Kanälen oder mit hoher Band- bestimmung möglich ist. So ist z. B. für η = 10 und breite erkauft werden. Die serielle Abtastung ist für 2ⁿ = 1024 eine Bestimmung schon nach etwa 3,5° die Übertragung günstiger. Es stört dabei jedoch, 35 möglich.

daß auftretende Fehler erst mit dem nächsten Rück- Die Aufstellung geeigneter Code ist für andere

Stellimpuls korrigiert werden. Zwecke bereits in der Literatur beschrieben, so z. B.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- Bernhard El ρ as, »The Theory of Autonomous fahren zur Übertragung von digitalen Winkelinforma- Linear Sequential Networks« in »IRE Transactions on tionen eines sich drehenden Körpers mittels «-stelligen 40 Circuit Theory«, März 1959, S. 45 bis 60, oder J. E. Codewerten zu schaffen, bei dem die Nachteile der M e g i 11, »Error Correcting Codes and Their Impleobengenannten Verfahren vermieden werden. Dies mentation for Data Transmission Systems«, in IRE wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der beim Transactions on Information Theory«, Oktober 1961, Erreichen eines neuen digitalen Winkelwertes anzu- S. 234 bis 244.

zeigende «-stellige Codewert jeweils aus einem neuen 45 Auf der Codescheibe CS in F i g. 2 sind die beiden zu übertragenden Codebit und den n — l unmittelbar Spuren angedeutet. Der Takt und die Information vorher übertragenen Codebits besteht. werden abgefragt und über die Leitung LI für die

Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht Information und die Leitung LT für den Takt zur darin, daß k weitere, unmittelbar vorher übertragene Empfangsstelle übertragen. Die Information wird Codebits ausgewertet werden und damit eine Fehler- 50 dort, gesteuert durch den Takt, in ein Schieberegister erkennung und/oder Fehlerkorrektur durchgeführt SRn für «-Stellen eingespeichert. Über die η Auswird, gangsleitungen A des Schieberegisters kann der Code-

Das Verfahren vereinigt den geringen Aufwand und wert dann in Parallelform entnommen werden, die geringe Bandbreite des seriellen Verfahrens mit Bei gestörter, fehlerhafter Übertragung wird das

der dem parallelen Verfahren nahekommenden Eigen- 55 Schieberegister um k redundante Stellen ergänzt. An schaft, schon nach einer kleinen Winkeldrehung das so erweiterte Schieberegister SR η + k (F i g. 3) genügend Information zur Winkelbestimmung und wird die Information wieder über die Leitung LI an-Winkelkorrektur verfügbar zu haben. gelegt, während die Takterzeugung T nicht dargestellt

Die Erfindung wird nun an Hand der in den Zeich- ist. Der Takt kann entweder auch von der Codenungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher 60 scheibe CS abgenommen und übertragen werden oder erläutert. Es zeigt in der Empfangsstelle selbst erzeugt werden, wenn man

F i g. 1 die Codescheibe, die Zeitfunktion der Informationsbits entsprechend

F i g. 2 eine Anordnung zur Codeübertragung, wählt oder wenn eine Informationsbitfolge so gleich-

F i g. 3 eine entsprechende Anordnung mit Kor- f örmig ankommt, daß die durch den Bitwechsel gerekturmöglichkeit und 65 gebene Information zur Taktgewinnung ausreicht.

F i g. 4 die Anwendung der erfindungsgemäßen Die η + k Bits im Schieberegister werden dann an

Codeübertragung für die Ortung bei Flugzeugen. eine Korrekturschaltung KO angelegt, in der die

Die in der F i g. 1 dargestellte Codescheibe mit der k redundanten Bits in bekannter Weise zur Fehler-

erkennung und Fehlerkorrektur verwendet werden. An den « Ausgängen A ist der Code dann wieder in Parallelform abgreifbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in ähnlicher Weise wie das analoge »VOR«-Verfahren zur Ortung ausgenutzt werden.

Sendet man winkelabhängig mit einer Antenne mit sich drehender Richtcharakteristik die Codeinformation aus, indem man sie beispielsweise direkt der Codierscheibe entnimmt und mit diesem Signal die Sendefrequenz moduliert, dann kann ein im Flugzeug befindlicher Empfänger diesen Code empfangen, solange es sich in der Nähe des Maximums der Richtcharakteristik befindet. Bei genügend feiner Winkelteilung reicht die während dieser Zeit empfangene Teilfolge aus, um den Winkel zu ermitteln.

Durch Verfeinerung der Winkelteilung kann man das Verfahren an beliebig schmale Richtkeulen anpassen, da die minimal zu empfangende Keulenbreite Δψ beim binären System gegeben ist durch so

A<p = 36Q°~.

und beim nichtbinären System mit α Wertigkeiten pro übertragenem Bit

Δφ = 3&)⁰·--.

aⁿ

In der F i g. 4 ist in stark vereinfachter Form die Schaltung einer Sende- und Empfangseinrichtung dargestellt. Die Information und der Takt werden von der sich mit der Sendeantenne SA gleichförmig drehenden Codescheibe CS abgenommen und steuert den Modulator Mod in dem die Sendefrequenz moduliert wird. Diese modulierte Frequenz wird dann über die Sendeantenne SA abgestrahlt und von der Empfangsantenne EA im Bereich der Sendekeule empfangen. Im Demodulator Dem werden Information und Takt wiedergewonnen und über die Leitungen LI und LT zum Schieberegister SRn übertragen. In der Keulendetektorschaltung Det wird die Feldstärke der ankommenden Sendefrequenz überwacht und aus dem Verlauf der Zeitpunkt bestimmt, zu dem die Sendeantenne genau auf dem Empfänger gerichtet ist. Durch dieses Kriterium wird eine Torschaltung Tor gesteuert, über die der im Schieberegister anliegende Code in einen Speicher Sp übertragen wird, an dessen « Ausgängen A der Code zur weiteren Verwendung vorliegt. In der Praxis wird sich das Maximum der Feldstärke nicht ermitteln lassen, und der Richtungswert kann aus den Werten beim Ein- und Austreten in bzw. aus der Keule in bekannter Weise ermittelt werden.

Da serienmäßig nur Codescheiben mit einer Taktspur und der Nordmarke geliefert werden und die Anfertigung einer Codescheibe für den jeweiligen Code aufwendig ist, wird der Code am Sendeort durch eine Anordnung erzeugt, die ein «-stelliges rückgekoppeltes Schieberegister enthält. Die Rückkopplung ist in Anlehnung an die Beispiele in der Veröffentlichung von E 1 ρ a s aufgebaut. In diesem Schieberegister wird die Codeinformation durch die Impulse der Taktspur umgespeichert. An einer Stelle des Schieberegisters wird die Ausgangsinformation abgenommen. Durch den Impuls von der Nordmarke erfolgt eine Synchronisierung.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in entsprechender Weise auch für die Ermittlung von Höhenwerten verwendet werden.

Es ist selbstverständlich, daß im Bedarfsfall auch hier eine Korrektur gemäß F i g. 3 durchgeführt werden kann.

Durch entsprechende Wahl von Taktspur und Register kann auch mit höherem Aufwand eine Übertragung von Winkelinformationen eines Körpers erfolgen, der sich in beiden Richtungen drehen kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Übertragung von digitalen Winkelinformationen eines sich drehenden Körpers mittels «-stelligen Codewerten, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Erreichen eines neuen digitalen Winkelwertes anzuzeigende «-stellige Codewert jeweils aus einem neuen, zu übertragenden Codebit und den « — 1 unmittelbar vorher übertragenen Codebits besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß k weitere, unmittelbar vorher übertragene Codebits ausgewertet werden und damit eine Fehlererkennung und/oder Fehlerkorrektur durchgeführt wird.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem sich drehenden Körper eine Codescheibe (CS) mit dem auf einer Spur befindlichen Code angebracht ist (F i g. 2).

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Codebits in der Empfangsstelle in ein «-stelliges Schieberegister (SRn) eingespeichert werden, aus dem der Codewert jeweils parallel ausgelesen wird (F i g. 2).

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberegister (SRn+k) um k Korrekturstellen erweitert ist und daß auftretende Fehler mit Hilfe einer Korrekturschaltung (KO) erkannt und/oder korrigiert werden (F i g. 3).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Schieberegisters der Empfangsstelle der Takt von einer Taktspur der Codescheibe abgenommen und übertragen wird (F i g. 2).

7. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem sich drehenden Körper ein Taktgeber angebracht ist, daß ein «-stelliges rückgekoppeltes Schieberegister vorgesehen ist, das den vollständigen Code durch Umspeicherung, gesteuert durch Impulse des Taktgebers, erzeugt, und daß an einem Ausgang des Schieberegisters die Ausgangsinformation abgenommen wird.

8. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer sich drehenden Antennencharakteristik eine Winkelbestimmung durch Koinzidenz von Codewert und Feldstärkeverlauf durchgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen