DE4403218C2 - Encoder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehgeber mit wenigstens einer in einem Strahlengang zwischen einer Lichtquelle und einer Lichtempfangseinheit angeordneten, mit Schlitzen versehenen, drehbaren Scheibe.The invention relates to a rotary encoder at least one in an optical path between a light source and one Light receiving unit arranged, slotted, rotatable disc.

Es sind Drehgeber bekannt, die ein elektrisches Ausgangs­ signal liefern in Abhängigkeit von einer Winkelstellung einer Drehscheibe. Zur Erzeugung des elektrischen Aus­ gangssignals weist der Drehgeber eine Lichtquelle auf und eine der Lichtquelle gegenüberliegenden Licht­ empfangseinheit. Im Strahlengang der Lichtquelle liegt wenigstens eine drehbare Scheibe, welche mit Schlitzen versehen ist. Der Lichtempfangseinheit ist ein Phasen­ diskriminator nachgeschaltet. Encoders are known which have an electrical output deliver signal depending on an angular position a turntable. To generate the electrical off output signal, the encoder has a light source and a light opposite the light source receiving unit. Is in the beam path of the light source at least one rotatable disc, which with slots is provided. The light receiving unit is a phase discriminator downstream.  

Derartige Drehgeber weisen den Nachteil auf, daß sie anwendungsspezifisch ausgestaltet sein müssen. Die Anpassung an die Anwendung erfolgt über die Scheibe. In Abhängigkeit vom Einsatzzweck werden Scheiben mit unterschiedli­ cher Anzahl von Schlitzen, die auf den Umfang der Scheibe geteilt sind, verwen­ det. Dies hat zur Folge, daß der Drehgeber für jede gewünschte Anzahl von Aus­ gangssignalen pro Scheibenumdrehung, mit einer entsprechenden Scheibe aus­ gerüstet werden muß.Encoders of this type have the disadvantage that they are application-specific must be designed. The adaptation to the application takes place via the Disc. Depending on the purpose, discs with different Use the number of slots divided over the circumference of the disc det. As a result, the encoder for each desired number of off output signals per disk revolution, with a corresponding disk must be prepared.

Eine solche Anpassung ist mit hohen Kosten verbunden, da eine Serienfertigung mit großen Stückzahlen nicht möglich ist.Such an adjustment is associated with high costs since it is mass-produced is not possible with large quantities.

Ein Drehgeber gemäß der DE-OS 26 04 711 dient als fahrbare Vorrichtung zum Erfassen von Straßendaten.A rotary encoder according to DE-OS 26 04 711 serves as a mobile device for acquiring road data.

Hierbei ist vorgesehen, daß von einer Gebereinrichtung ein den Umfang des mit Luftreifen bestückten Rades eines Kraftfahrzeuges repräsentierendes Digitalsi­ gnal einem nachgeschalteten Addierer, der mit einer Logikschaltung verbunden ist, zugeführt wird. Dieser Logikschaltung werden außer den Digitalsignalen der o. g. Gebereinrichtung auch noch Korrekturimpulse zugeführt, welche Abweichun­ gen von einem festgelegten Normdruck des Rades repräsentieren, wobei diese Druckkorrektursignale aus einer programmgespeicherten Funktionsabhängigkeit von Druck und Radumfang ermittelt werden. Außerdem werden zu den Ein­ gangsimpulsen des Gebers noch geschwindigkeitskorrigierende Impulse entwe­ der zugefügt oder abgezogen.It is provided here that the scope of the with a donor device Digital tire representing the tire of the wheel of a motor vehicle gnal a downstream adder connected to a logic circuit is fed. This logic circuit, in addition to the digital signals of the o. g. Correction pulses are also supplied to the encoder device, which deviations represent a specified standard pressure of the wheel, these Pressure correction signals from a program-stored function dependency pressure and wheel circumference. They also become the one gating impulses of the encoder still speed-correcting impulses who added or subtracted.

Aus der DE 36 05 088 A1 ist eine Bedieneinrichtung mit einem Drehknopf zur Auswahl verschiedener Betriebszustände bekannt, wobei die Bedieneinrichtung eine feststehend angeordnete Ringspule und eine damit in Wirkverbindung ste­ hende Bremsscheibe aufweist. Die Drehrichtung, die Winkelauslenkung und die Funktion der Bremsscheibe werden abgetastet und einer Verarbeitungselektronik zugeführt, worauf diese die eigentlichen Steuerungsbefehle an das zu steuernde Gerät abgibt. Die hier verwendete Logikschaltung zur Erfassung der Drehbewe­ gung weist einen elektronischen Drehwinkelgeber auf, der um 90° gegeneinander versetzte mäanderförmige Signalfolgen erzeugt. Diese werden einer Drehrich­ tungserkennung zugeführt, die daraus Zählimpulse zu einem Eingang einer als Aufwärts-Abwärtszähler arbeitenden Schaltung zuleitet. Ferner wird aus der Fol­ ge der beiden um 90° gegeneinander versetzten Signalfolgen ein Erkennungsi­ gnal für einen Drehrichtungswechsel gewonnen, der zusammen mit dem daraus gewonnenen Taktsignal einer Zählertaktsperrlogik zugeführt wird.DE 36 05 088 A1 describes an operating device with a rotary knob Selection of various operating states known, the control device a fixedly arranged ring coil and an operative connection therewith brake disc. The direction of rotation, the angular displacement and the Function of the brake disc are sensed and processing electronics  fed, whereupon these the actual control commands to the one to be controlled Device delivers. The logic circuit used here to record the rotary motion gung has an electronic angle encoder, which is 90 ° against each other offset meandering signal sequences generated. These become a turning wheel tion detection supplied, the resulting pulses to an input as Up-down counter to the working circuit. Furthermore, the fol a recognition i of the two signal sequences offset by 90 ° gnal won for a change of direction, together with the resulting clock signal obtained is supplied to a counter clock blocking logic.

An einen Überhub-Impulsgeber schließt sich eine Entprellungsschaltung an, auf die ein Betriebsartenspeicher folgt, der außerdem noch durch eine externe Be­ triebsartenumschaltung beeinflußt ist. Die beiden Ausgänge des Betriebsarten­ speichers beeinflußten als Rücksetzimpulse eine Zählersperrlogik und den Rück­ setzeingang des Aufwärts-Abwärts-Zählers sowie den Betriebsarteneingang die­ ses Aufwärts-Abwärts-Zählers. Über einen Voreinstelleingang des Aufwärts-Ab­ wärtszählers kann eine Zählervoreinstellung vorgenommen werden.A debouncing circuit connects to an overstroke pulse generator which is followed by an operating mode memory, which is also supported by an external loading mode switching is affected. The two outputs of the operating modes memory affected a counter disable logic and the reset as reset pulses set input of the up-down counter and the operating mode input its up-down counter. Via a preset input of the up-down counter can be preset.

Aus der Zeitschrift "Elektronik 15/24.7.7 1987, Seiten 74-77 ist ein Drehgeber bekannt, der aus einer Anzahl N von Zählimpulsen pro Umdrehung eines rotie­ renden Teils in einer Drehrichtung eine davon verschiedene Anzahl M von Aus­ wertimpulsen pro Umdrehung in der Dreheinrichtung dieses rotierenden Teils er­ zeugen kann. Die Umsetzung der Zählimpulse in die Auswertimpulse folgt dabei im wesentlichen mittels eines Pufferzählers und eines EPROM's, in welchem ta­ bellarisch das gewünschte Verhältnis M : N abgelegt ist. Das EPROM enthält meh­ rere Tabellen, in denen festgelegt ist, bei welchem Zählerstand eines die Ein­ gangsimpulse des entsprechenden Gebers aufzählenden Pufferzählers ein Aus­ gangsimpuls erzeugt wird. In diesem bekannten Drehgeber ist daher keine konti­ nuierliche Abfolge von Auswertimpulsen gegeben, die bei einem Drehgeber für die Positionsmessung unabdingbar erforderlich ist. From the magazine "Electronics 15 / 24.7.7 1987, pages 74-77 is a rotary encoder known, which consists of a number N of counts per revolution of a rotie part in a direction of rotation a different number M of off value impulses per revolution in the rotating device of this rotating part can produce. The conversion of the counting pulses into the evaluation pulses follows essentially by means of a buffer counter and an EPROM, in which ta Bellarisch the desired ratio M: N is stored. The EPROM contains meh Other tables, in which it is determined at which meter reading the on output pulses of the corresponding encoder enumerating buffer counter on off gating pulse is generated. In this known encoder there is therefore no continuity given a sequence of evaluation pulses, which are used for a rotary encoder the position measurement is absolutely necessary.  

Aus der AT 393 328 ist ein elektronischer Tachometer bekannt, der einen Impuls­ geber aufweist, der durch Abtastung eines mit den Rädern umlaufenden Teiles eine der Rad- bzw. Radantriebswellendrehung proportionale Anzahl von Meßim­ pulsen erzeugt. Diese werden als digitale Zählimpulse einer Auswerteschaltung zugeführt, die eine für die Weg- bzw. Geschwindigkeitsmessung wesentliche Fahrzeugparameter, insbesondere den Rad- bzw. Reifendurchmesser, berück­ sichtigende, mit einem Festwertspeicher versehene Anpassungsstufe aufweist, die abhängig von der in der Zeiteinheit auftretenden Anzahl von Meßimpulsen Steuersignale für eine Geschwindigkeits-Anzeigeeinheit erzeugt. Um gleiche Ta­ chometer auch für verschiedene Kraftfahrzeuge bzw. auch für Kraftfahrzeuge gleichen Typs, aber mit verschiedenen Reifendurchmessern bzw. Getriebeabstu­ fungen einsetzen und auch bei bestehenden Fahrzeugen Änderungen bei den Reifendurchmessern berücksichtigen zu können, sind der Anpassungsstufe zwei oder mehrere Festwertspeicher für geänderte Fahrzeugparameter auswählbar zugeordnet. Die Anpassungsstufe gibt Signale ab, die sich aus den vom Zähler gezählten Meßsignalen und den im Festwertspeicher festgelegten Korrekturwer­ ten ergeben.From AT 393 328 an electronic tachometer is known which has a pulse has encoder, by scanning a part rotating with the wheels a number of meas. proportional to the wheel or wheel drive shaft rotation pulse generated. These are called digital counts of an evaluation circuit supplied, which is an essential for distance or speed measurement Vehicle parameters, in particular the wheel or tire diameter, are taken into account has a visible adjustment level with a read-only memory, which depends on the number of measuring pulses occurring in the unit of time Control signals generated for a speed display unit. At same day chometer also for various motor vehicles and also for motor vehicles same type, but with different tire diameters or gearbox deployed and changes to existing vehicles To be able to take tire diameters into account is level two or several read-only memories can be selected for changed vehicle parameters assigned. The adaptation level emits signals resulting from the counter counted measurement signals and the correction value defined in the read-only memory result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehgeber anzugeben, der über einen weiten Einsatzbereich verwend­ bar ist.The invention has for its object a To specify an encoder that is used over a wide range of applications is cash.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is solved by the features of claim 1. Beneficial Further training is the subject of the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehgeber ist dem Phasendiskriminator ein Addie­ rer nachgeschaltet. Der Addierer ist mit einer Logikschaltung verbunden.In the rotary encoder according to the invention, the phase discriminator is an addie downstream. The adder is connected to a logic circuit.

Diese Ausbildung des Drehgebers hat den Vorteil, daß nunmher ein weiterer Ein­ satzbereich abgedeckt wird. Hierzu wird der Drehgeber mit einer Scheibe versehen, die eine möglichst hohe Schlitzzahl aufweist. Mit jedem Zählimpuls des Phasendiskriminators wird im Addierer ein vor­ her einstellbarer Bewertungsfaktor aufaddiert. Es ver­ steht sich, daß bei der Addition die Drehrichtung und somit auch das Richtungssignal berücksichtigt wird. Die Erzeugung des Richtungssignals kann in bekannter Weise erfolgen. Erreicht der Addierer seinen positiven Über­ lauf, so wird ein Signal erzeugt, das an die nach­ folgende Logikschaltung weitergegeben wird. Die Logik­ schaltung verarbeitet die Überlaufsignale des Addier­ werkes und generiert die Ausgangssignale des Dreh­ gebers.This design of the encoder has the advantage that now another one area of coverage is covered. For this purpose, the encoder with a disc  provided that has the highest possible number of slots. With every count of the Phase discriminator is in the adder before  adjustable evaluation factor added. It ver it is clear that the direction of rotation and thus the direction signal is also taken into account. The Generation of the direction signal can be done in a known manner respectively. The adder reaches its positive over run, a signal is generated which is connected to the after following logic circuit is passed. The logic circuit processes the overflow signals of the adder works and generates the output signals of the shoot donor.

Sowohl der positive Überlauf als auch der negative Über­ lauf wird an die Logikschaltung weitergegeben.Both the positive overflow and the negative overflow run is passed on to the logic circuit.

Wird ein positiver Überlauf erreicht, wird der Ausgang des Drehgebers positiv gesetzt. Der positive Ausgang des Drehgebers wird rückgesetzt, wenn die vom Drehgeber nunmehr simulierte Schlitzzahl überschritten wird oder ein nega­ tiver Überlauf erreicht wird.If a positive overflow is reached, the output becomes of the encoder set positive. The positive outcome of the Encoder is reset if the encoder now simulated number of slots is exceeded or a nega tive overflow is reached.

Wird ein negativer Überlauf erreicht, so wird das Aus­ gangssignal des Drehgebers negativ gesetzt. Eine Rück­ setzung des Ausgangs erfolgt durch ein Unterschreiten der simulierten Impulszahl im Addierwerk sowie durch einen positiven Überlauf.If a negative overflow is reached, the end output signal of the encoder set negative. A return The output is set by falling below the simulated number of pulses in the adder and by a positive overflow.

Durch diese Ausbildung kann nunmehr der Drehgeber den gewünschten Schlitzzahl bzw. Impulsanfall pro Umdrehung simulieren.With this training, the encoder can now desired number of slots or impulse per revolution simulate.

Von Vorteil ist es, wenn der Addierer die Eingangs­ signale mit einem einstellbaren Bewertungsfaktor aufaddiert.It is advantageous if the adder is the input  signals with an adjustable evaluation factor added up.

Von Vorteil ist es, wenn der Bewertungsfaktor in einem Speicher gespeichert wird.It is advantageous if the evaluation factor in one Memory is saved.

Der Speicher kann auch dazu dienen, zum Beispiel die Schlitzzahl der Scheibe zu speichern und so die Bestimmung das Bewertungsfaktors zu erleichtern.The memory can also be used, for example the To store the number of slots in the disk and so the Determination to facilitate the evaluation factor.

Von Vorteil ist es, wenn der Addierer mit der Logikschaltung als programmierbarer Baustein realisiert werden kann.It is advantageous if the adder with the Logic circuit implemented as a programmable module can be.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Figur erläutert. Hierbei zeigt diese Figur schematisch den Aufbau des erfindungsgemäßen Drehgebers.The invention is illustrated below with the aid of a figure explained. This shows Figure schematically shows the structure of the invention Encoder.

Von dem Drehgeber ist die Scheibe 1 mit Schlitzen schematisch dargestellt. Der Scheibe 1 folgt eine Lichtempfangseinheit 2. Die Lichtempfangseinheit 2 liefert Impulse an einen Phasendiskriminator 3. Der Phasendiskriminator 3 liefert einen ersten Impuls, welcher als Zählimpuls bezeichnet wird und einen Richtungsimpuls, welcher die Drehrichtung der Scheibe 1 angibt. Beide Impulse des Phasendiskriminators 3 werden an den Addie­ rer 4 weitergegeben. Addierer 4 ist mit einem FIP-Modul 6 verbunden, welches als Speicher für einen einstell­ baren Bewertungsfaktor dient. Das FIP-Modul 6 kann auch Voreinstellungen enthalten, die die Betriebsart des Drehgebers speichert.The disk 1 is shown schematically with slots by the rotary encoder. The pane 1 is followed by a light receiving unit 2 . The light receiving unit 2 delivers pulses to a phase discriminator 3 . The phase discriminator 3 delivers a first pulse, which is referred to as a counting pulse, and a directional pulse, which indicates the direction of rotation of the disk 1 . Both pulses of the phase discriminator 3 are passed on to the Addie rer 4 . Adder 4 is connected to a FIP module 6 , which serves as a memory for an adjustable evaluation factor. The FIP module 6 can also contain default settings that save the operating mode of the rotary encoder.

Das Addierwerk 4 liefert einen Impuls beim Überlauf und einen Impuls beim Unterlauf (negativer Überlauf) an eine Logikschaltung 5. Die Logikschaltung 5 erhält des weiteren von der Lichtempfangseinheit 2 ein Nullimpuls.The adder 4 delivers a pulse on overflow and a pulse on underflow (negative overflow) to a logic circuit 5 . The logic circuit 5 also receives a zero pulse from the light receiving unit 2 .

Der Logikschaltung 5 ist eine Ausgangsschaltung 7 nach­ geschaltet, die der Verstärkung der Signale sowie der Definition der Ausgangscharakteristik dient. Die Aus­ gangsschaltung kann programmierbar sein.The logic circuit 5 is followed by an output circuit 7 which serves to amplify the signals and to define the output characteristic. The output circuit can be programmable.

Liefert der Drehgeber normalerweise 1000 Impulse pro Umdrehungen und soll die gewünschte Impulszahl, z. B. 437 Impulse pro Umdrehungen sein, so ergibt sich ein Bewertungsfaktor von 0,437. Der Bewertungsfaktor wird aus der Division der gewünschten Impulszahl durch die Impulszahl beim Normalbetrieb des Drehgebers ermittelt.The encoder normally delivers 1000 pulses per Revolutions and should the desired number of pulses, z. B. If there are 437 pulses per revolution, the result is Evaluation factor of 0.437. The evaluation factor is by dividing the desired number of pulses by Pulse number determined during normal operation of the encoder.

Der Bewertungsfaktor wird beim Aufaddieren der Impulse berücksichtigt.The weighting factor is added when the pulses are added considered.

In dem genannten Beispiel erfolgt ein Überlauf beim Er­ reichen der Zahl 1000 und ein negativer Überlauf bei einer Impulszahl, welche kleiner als 0 ist. In the example mentioned, an overflow occurs at the Er are enough for the number 1000 and a negative overflow a pulse number that is less than 0.  

Erreicht das Addierwerk den Überlauf, so liegt am Ausgang des Addierwerks ein positiver Impuls an. Beim negativen Überlauf wird ein negativer Impuls am Ausgang des Addier­ werks erzeugt.If the adder reaches the overflow, it is at the exit a positive impulse from the adder. With the negative Overflow becomes a negative pulse at the output of the adder created at the factory.

Claims (5)

1. Drehgeber mit wenigstens einer in einem Strahlengang zwischen einer Licht­ quelle und einer Lichtempfangseinheit (2) angeordneten, mit Schlitzen verse­ henen, drehbaren Scheibe (1), mit einem der Lichtempfangseinheit (2) nach­ geschalteten Addierer (4), dem pro Umdrehung der Scheibe (1) in einer Dreh­ richtung eine Anzahl von n Zählimpulsen zugeführt werden, durch den eine Anzahl von m Auswerteimpulsen mit m ungleich n pro Umdrehung der Scheibe (1) erzeugbar ist, die einer Logikschaltung (5) zuführbar sind, wobei der Addierer (4) zur Erzeugung der Auswerteimpulse die Eingangsimpulse mit einem einstellbaren Bewertungsfaktor aufaddiert und jeweils einen der m Aus­ werteimpulse erzeugt, wenn ein positiver bzw. negativer Überlauf des Addie­ rers (4) überschritten bzw. unterschritten wird,1. Encoder with at least one in a beam path between a light source and a light receiving unit ( 2 ) arranged, with slots provided, rotatable disc ( 1 ), with one of the light receiving unit ( 2 ) after connected adder ( 4 ), per revolution of Disc ( 1 ) in a direction of rotation are supplied with a number of n counting pulses, by means of which a number of m evaluation pulses with m not equal to n per revolution of the disc ( 1 ) can be generated, which can be fed to a logic circuit ( 5 ), the adder ( 4 ) to generate the evaluation pulses, the input pulses are added with an adjustable evaluation factor and one of the m evaluation pulses is generated if a positive or negative overflow of the adder ( 4 ) is exceeded or undershot, 2. Drehgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (6) vorgesehen ist, in dem wenigstens der Bewertungsfaktor gespeichert ist.2. Encoder according to claim 1, characterized in that a memory ( 6 ) is provided in which at least the evaluation factor is stored. 3. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikrocomputer den Addierer (4) und die Logikschaltung (5) bil­ det.3. Encoder according to one of claims 1 or 2, characterized in that a microcomputer the adder ( 4 ) and the logic circuit ( 5 ) bil det. 4. Drehgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfangseinheit (2) ein Phasendiskriminator (3) nachgeordnet ist, durch den ein die Drehrichtung der Scheibe (1) charakterisierendes Richtungssignal erzeugbar ist, das dem Addierer (4) zuführbar ist.4. Encoder according to claim 1, characterized in that the light receiving unit ( 2 ) is followed by a phase discriminator ( 3 ) through which a directional signal characterizing the direction of rotation of the disc ( 1 ) can be generated, which can be fed to the adder ( 4 ). 5. Drehgeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch die Logikschaltung (5) ein Nullimpuls der Lichtemp­ fangseinheit (2) verarbeitbar ist, und daß die Logikschaltung (5) mit dem Speicher (6) verbindbar und ihre Signale an eine Ausgangsschaltung (7) leit­ bar sind.5. Encoder according to one of the preceding claims, characterized in that by the logic circuit ( 5 ) a zero pulse of the Lichtemp capture unit ( 2 ) can be processed, and that the logic circuit ( 5 ) can be connected to the memory ( 6 ) and its signals to one Output circuit ( 7 ) are conductive bar.