DE1474140C - Einrichtung zur Interpolation von periodischen Signalfolgen - Google Patents
Einrichtung zur Interpolation von periodischen SignalfolgenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft cine Hinrichtung /ur Interpolation
der Perioden aufeinanderfolgender V. -ilen eines Signalgebers, der zwei um 1H) phasenverschobene,
näherungsweise sinusförmige Signal folgen abgibt, wobei die Interpolation durch Frequenzverdopplung
erfolgt.
Die eriindungsgemäße Einrichtung läßt sich insbesondere
bei Anlagen mit Viertelungslogik anwenden, die zur inkrementalen Längenmessung und
zur Positionierung z. B. an Werkzeugmaschinen dienen.
Bei den bekannten Anlagen dieser Art wird zur beliebigen Stellungsanzeige der Zähler bzw. Abfragespeicher
mit einem Sinus- und einem Kosinussignal angesteuert, die die Richtung (vorwärts oder rückwärts)
der Bewegung erkennen lassen. Eine Periode des beispielsweise durch photoelektrische oder magnetische
Abtastung einer geeigneten Meßverkörperung erzeugten Signals entspricht hierbei der vollen
Intervallänge der .Jeilung der Maßverkörperung: Diese Länge läßt sich" durch die bekannte elektrische
Interpolationseinrichtung im Verhältnis 1: 2 oder 1 : 4 unterteilen. . . -
Ziel der Erfindung ist es, eine weitergehende Interpolation
im Verhältnis von insgesamt 1:8 mit ein- as
fachen Schaltungsmitteln zu erhalten, ohne daß eine Abänderung der konventionellen signalverarbeitenden
elektrischen Anlagen mit Viertelungslogik notwendig wäre.
Erreicht wird dies nach der Erfindung durch die Verwendung eines Frequenzverdopplers, bei dem auf
dem Wege des Zusammensetzens aus Teilen der ursprünglichen Signalfolgen die doppelte Frequenz
phasengetreu und frequenzunabhängig erzeugt wird.
Die Erfindung sei nun an Hand der Fig. 1 bis 6 näher erläutert.
In der Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines für die
Erfindung verwendbaren Frequenzverdopplers dargestellt. An dem Eingang 1 des Verstärkers 2 wird
z. B. die vom nicht dargestellten Signalgeber erzeugte SinusspannungS1 (Fig. 2a) und an dem Eingang 1'
des Verstärkers 2' die ebenfalls vom selben Signalgeber erzeugte Spannung S2 (F ig. 2 b) angelegt.
Die Eingangssignale S1 und S2 brauchen jedoch
nicht sireng sinus- bzw. kosinusförmig zu sein, sondem
können beispielsweise auch dreieckförmig oder trapezförmig sein, ohne daß die Wirkungsweise der
in Fig. 1 dargestellten Anordnung beeinträchtigt wird, jedoch muß es sich dabei um in jeder Achse
symmetrische Signale handeln.,
Bei den Eingangssignalen S1 und S2 nach den
'F i g. 2 a und 2 b werden die Gleichspannungsanteile U01 bzw. U02 durch Anlegen einer entsprechenden
Vorspannung in den Verstärkern 2 bzw. 2' kompensiert. Ferner werden in einer in den Verstärkern 2
bzw. 2' eingebauten (in der Fig. 1 nicht eingezeichnet) Phasenumkehrstufe bekannter Art die invertierten
Signale S3 (F i g. 3) und S4 (F i g. 5) erzeugt.
Die Frequenzverdopplung des am Ausgang 3 des Verstärkers 2 ankommenden Signals S1' geschieht
nun auf folgende Weise:
Mit dem am Ausgang4' des Verstärkers 2' liegenden
invertierten Signal S4 wird ein Trigger 5 angesteuert, der auf die Nulldurchgänge des Signals anspricht.
Dieser Trigger schaltet den Ausgang 6 des Schaltelementes 7 abwechselnd an die Ausgänge 3 bzw. 4
des Verstärkers 2 an, so daß am Ausgang 6 das in Fig. 3 ausgezogen eingezeichnete sägezahnähnliche
Signal .V5 entsteht. Durch Tnugeiunu auf den Nulldurchgang
mit Hilfe des '!riggers 8 entsieht alsdann tue in F i g. 4 einge/eicluiLte Rcchtcckspumumg am
Ausgang I der Einrichtung nach Fig. 1. .
Line gleichartige Rechleckspannung, jedoch um ')(! phasenverschoben uegenüber-dem am Ausgang I
austretenden Signal und um 45 phasenverschoben gegenüber dem . ursprünglichen Eingangssignal von
halber Frequenz, wird durch Gleichrichtung und Addition bzw. Subtraktion der eingegebenen Sinus-'
b/w. Kosinussignale und deren invertierten Signale erzeugt.
Hierzu dienen die Gleichrichter 9, 10. 11 und 12
und das an sich bekannte Additionselement 13.
Die entsprechende Auswahl der Signale wird direkt durch Gleichrichtung der Signale S1' (am Ausgang 3)
bzw.. S.,' (am Ausgang 3') und deren invertierten Signale S3 (am Ausgang 4) und S1 (am Ausgang 4')
erreicht. Die Addition der gleichgerichteten Spannungen liefert das dreieckähnliche Signal Sn nach
Fig.5.
Dieses am Ausgang 14 des Additionsteiles 13 erscheinende Signal wird wiederum durch Triggerung
auf Nulldurchgang im Trigger 15 in die in Fig. 6 dargestellte und am Ausgang II der Einrichtung nach
F i g. 1 erscheinende Rechteckspannung umgeformt.
Die oben beschriebene Anordnung gestattet, zwei um 90 phasenverschobene elektrische Signale amplituden-,
phasen- und nullachsengetreu in der Frequenz zu verdoppeln, wobei auch sehr tiefe Frequenzen
(gegen 0 Hz) verarbeitet werden können.
Claims (2)
1. Einrichtung zur Interpolation der Perioden aufeinanderfolgender Wellen eines Signalgebers,
der zwei um 90" phasenverschobene näherungsweise sinusförmige Signalfolgen abgibt, wobei die
Interpolation durch Frequenzverdopplung erfolgt, gekennzeichnet durch die Verwendung
eines Frequenzverdopplers, bei dem auf dem Wege des Zusammensetzens aus Teilen der ursprünglichen
Signalfolgen die doppelte Frequenz phasengetreu und frequenzunabhängig erzeugt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzverdoppler eine
elektrische Schaltung aufweist, bei der von den von '«inem Signalgeber kommenden Signalen
(S1, S2) Grundsignale (S/, S2') sowie hierzu invertierte
Signale (S3, S4) erzeugt werden und ein
Grundsignal (S1') und das zugehörige invertierte
Signal (S.,) im Rhythmus der Grundfrequenz ab-
. wechselnd umgetastet werden, derart, daß eine Spannung doppelter Frequenz erzeugt wird, deren
Amplitude, Phase und Nullachse mit dem Grundsignal übereinstimmen, und ferner die beiden
Grundsignale (S1', S,') und deren invertierte Signale (S3, S4) gleichgerichtet werden, wobei die
entgegengesetzten (oder gleichen) Halbwellen der beiden Grundsignale (S1', St') und deren invertierte
Signale (S3, S4) durchgelassen und derart
addiert (oder subtrahiert) werden, daß eine Spannung doppelter Frequenz entsteht, deren Amplitude
und Nullachse mit dem angegebenen Grundsignal übereinstimmen, deren Phase jedoch um
45° gegenüber der des Grundsignals verschoben ist. -
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3116070A1 (de) * | 1980-04-30 | 1982-02-11 | Asahi Kogaku Kogyo K.K., Tokyo | Blendensteuerschaltung fuer photographische kameras mit automatischer blendensteuerung |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3116070A1 (de) * | 1980-04-30 | 1982-02-11 | Asahi Kogaku Kogyo K.K., Tokyo | Blendensteuerschaltung fuer photographische kameras mit automatischer blendensteuerung |
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