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DE1132365B - Analog-digital converter for converting a rotation angle value into a binary numerical value using a rotary switch - Google Patents

Analog-digital converter for converting a rotation angle value into a binary numerical value using a rotary switch

Info

Publication number
DE1132365B
DE1132365B DET15121A DET0015121A DE1132365B DE 1132365 B DE1132365 B DE 1132365B DE T15121 A DET15121 A DE T15121A DE T0015121 A DET0015121 A DE T0015121A DE 1132365 B DE1132365 B DE 1132365B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switch
segments
analog
rotary
digital converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DET15121A
Other languages
German (de)
Inventor
Zdenek Fixa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tesla AS
Original Assignee
Tesla AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tesla AS filed Critical Tesla AS
Priority to DET15121A priority Critical patent/DE1132365B/en
Priority claimed from GB15817/58A external-priority patent/GB883709A/en
Publication of DE1132365B publication Critical patent/DE1132365B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

T15121 IXc/42mT15121 IXc / 42m

ANMELDETAG: 6. MAI 1958 REGISTRATION DATE: MAY 6, 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 28. JUNI 1962
NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: JUNE 28, 1962

Die Erfindung betrifft einen Analog-Digitalwandler zur Umwandlung eines Drehwinkelwertes in einen binären Zahlenwert mittels Rotationsschalter.The invention relates to an analog-digital converter for converting a rotation angle value into a binary numerical value by means of a rotary switch.

Ziffernrechenmaschinen finden wegen ihrer hohen Genauigkeit und Anpassungsfähigkeit bei der Lösung verschiedener Aufgaben in der modernen Wissenschaft und Technik eine stets wachsende Anwendungsmöglichkeit. Bei· der automatischen Steuerung von Produktions-, Meß- und anderen Prozessen stößt jedoch die volle Ausnutzung solcher Rechenmaschinen auf Schwierigkeiten, weil die Umwandlung von analogen, stetig veränderlichen Größen in entsprechende Zahlenwerte nicht mit genügender Genauigkeit erfolgt.Digit calculators find the solution because of their high accuracy and adaptability various tasks in modern science and technology an ever-increasing application possibility. With the automatic control of Production, measurement and other processes, however, encounter the full utilization of such calculating machines difficulties, because the conversion of analog, continuously changing quantities into corresponding ones Numerical values are not given with sufficient accuracy.

Bisher bekannte Verfahren erfordern genau geteilte lineare oder kreisförmige Skalen, was auch bei Anwendung der genauesten Produktionsverfahren die Endgenauigkeit der Umwandlung auf etwa 0,03% (fünfzehn Dualziffern) beschränkt. Dabei ist die Herstellung einer mit einer solchen Genauigkeit arbeitenden Vorrichtung sehr kostspielig, und die Vorrichtung selbst ist sehr groß, die minimale Länge ihrer Skala beträgt 1000 mm.Previously known methods require precisely divided linear or circular scales, which is also the case Applying the most accurate production methods the final conversion accuracy to about 0.03% (fifteen binary digits). Thereby the manufacture is one with such accuracy working device is very expensive, and the device itself is very large, the minimum length its scale is 1000 mm.

Bekannte Wandler benutzen zum Verhindern der Vieldeutigkeit bei dem Übergang hauptsächlich zwei Methoden:Known converters mainly use two to avoid ambiguity in the transition Methods:

a) Ausgang aus dem Wandler im symmetrischen Kode (Gray-code, Cyclic code),a) output from the converter in symmetrical code (gray code, cyclic code),

b) der Wandler hat zwei bis vier mit Elektronenröhren oder Relais umschaltbare Bürsten je nach Größenordnung.b) the converter has two to four brushes that can be switched with electron tubes or relays depending on Magnitude.

Die Lösung nach a) ist unvorteilhaft, denn es ist notwendig, einen Zusatzdekoder zum stehenden Konverter zwecks Umsetzung einer Zahl in einen normalen binären Kode anzuschließen. Die Lösung b) erfordert weitere Elektronenröhren, Transistoren oder Relais für den Dekoder, und zwar so viele, wie der Konverter binäre Stellen besitzen soll oder wie bei einem bekannten Wandler eine doppelte Anzahl von Dioden.The solution according to a) is disadvantageous because it is necessary to have an additional decoder for the stationary Connect a converter for converting a number into a normal binary code. The solution b) requires more electron tubes, transistors or relays for the decoder, as many as that Converter should have binary digits or, as with a known converter, a double number of Diodes.

Es wurden bereits Versuche gemacht, um die Zweideutigkeiten in den bekannten Wandlern zu beseitigen. Zu diesem Zweck wurden Wandler mit fotoelektrischer Ablesung verwendet.Attempts have already been made to resolve the ambiguities in the known transducers remove. Photoelectric reading transducers have been used for this purpose.

Einen Ausgang mit dem direkten binären Kode weist ein bekannter Wandler auf, bei welchem zur Beseitigung der Fehler beim Übergang Zusatzelemente benutzt werden. Weitere bekannte Wandler haben ein Relais je Größenordnung oder ein Relais, einen Transistor und eine Diode je Größenordnung oder vier Bürsten und zwei in den Wandler eingebaute Dioden je Größenordnung.A known converter has an output with the direct binary code, in which to Elimination of errors when using additional elements. Other known converters have a relay for each order of magnitude or a relay, a transistor and a diode for each order of magnitude or four brushes and two diodes built into the converter of each size.

Analog-Digitalwandler zur Umwandlung eines Drehwinkelwertes in einen binären Zahlenwert mittels RotationsschalterAnalog-digital converter for converting a rotation angle value into a binary one Numerical value by means of a rotary switch

Anmelder: TESLA, närodni podnik, PragApplicant: TESLA, närodni podnik, Prague

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Spreer, Patentanwalt, Göttingen, Groner Str. 37Representative: Dipl.-Ing. A. Spreer, patent attorney, Göttingen, Groner Str. 37

Zdenek Fixa,Zdenek Fixa,

Vsenory, Dobrichovice (Tschechoslowakei), ist als Erfinder genannt wordenVsenory, Dobrichovice (Czechoslovakia), has been named as the inventor

Keiner der bekannten Wandler hat einen direkten Ausgang ohne Zusatzelemente,wie Relais, Elektronenröhren oder Dioden usw. Die Zahl dieser Elemente istNone of the known converters has a direct output without additional elements such as relays, electron tubes or diodes, etc. The number of these elements is

as relativ hoch, ein bis zwei Elemente pro Größenordnung. as relatively high, one to two elements per order of magnitude.

Das Wesen der Erfindung, welche sich auf einen Analog-Digitalwandler zur Umwandlung der Werte eines Drehwinkels in einen im dualen System ausgedrückten Zahlenwert mittels Rotationsschalter bezieht, besteht darin, daß die Größe des abzutastenden Eingangswinkels direkt bzw. über Umsetzungsgetriebe die Winkellage der Bürste des ersten Rotationsschalters beeinflußt, wobei eine Reihe von Rotationsschaltern folgt, von denen jeder zwei Bürsten besitzt, die mit einer geraden Anzahl von gegeneinander isolierten leitenden Segmenten zusammenarbeiten und hintereinander derart angeordnet sind, daß die Anzahl der umgeschalteten Segmente jedes einzelnen Schalters in einer Zeiteinheit doppelt so groß ist wie die Anzahl der umgeschalteten Segmente des unmittelbar nachfolgenden Schalters, wobei an zwei Segmente eines jeden Schalters eine positive bzw. negative Spannung angeschlossen ist und an zwei weitere, mit diesen Segmenten benachbarte Segmente der Ausgang und inverse Ausgang des unmittelbar vorangehenden Schalters angeschlossen ist und die Bürsten eines jeden Schalters, die gegeneinander um zwei Segmente verstellt sind, den Ausgang bzw. den inversen Ausgang aus diesem Schalter in Richtung zum unmittelbar darauffolgenden Schalter vermitteln.The essence of the invention, which focuses on an analog-digital converter to convert the values an angle of rotation into a numerical value expressed in the dual system using a rotary switch relates, is that the size of the input angle to be scanned directly or via conversion gear affects the angular position of the brush of the first rotary switch, followed by a series of rotary switches, each of which has two brushes with an even number of mutually insulated conductive segments work together and are arranged one behind the other in such a way that the number of switched Segments of each individual switch in a unit of time is twice as large as the number of switched Segments of the immediately following switch, with two segments of each A positive or negative voltage is connected to the switch and to two more with these segments adjacent segments the output and inverse output of the immediately preceding switch is connected and the brushes of each switch, which are adjusted against each other by two segments, the output or the inverse output from this switch in the direction of the immediately following one Mediate switch.

209 617/210209 617/210

Jeder dieser Rotationsschalter entspricht einer Dualziffer der gewünschten Ausgangszahl. Durch Anwendung von zwanzig Rotationsschaltern dieser Art kann also eine zwanzigstellige duale Zahl erreicht werden, was einer Genauigkeit, die höher als ΙΟ"6 (0,001 %o) ist, für den gesamten Meßbereich entspricht. Die Zahl der erreichten Ziffern kann jedoch für andere Gesamtdrehungszahlen der Konvektorwelle beliebig gesteigert werden.Each of these rotary switches corresponds to a binary digit of the desired output number. By using twenty rotary switches of this type, a twenty-digit dual number can be achieved, which corresponds to an accuracy higher than ΙΟ " 6 (0.001% o) for the entire measuring range Convector wave can be increased at will.

Segment usw. Eines der Segmente ist mit dem Ausgang des Schalters der Größenordnung n, — 1 verbunden. An das unmittelbar in der durch den Pfeil bezeichneten positiven Richtung nachfolgende Segment ist eine negative Spannung angeschlossen. An das unmittelbar vorangehende Segment ist eine positive Spannung angeschlossen, und an das diesem Segment vorangehende Segment ist der inverse Ausgang aus dem Schalter der Größenordnung η — 1Segment, etc. One of the segments is connected to the output of the switch of magnitude n, -1. A negative voltage is connected to the segment immediately following in the positive direction indicated by the arrow. A positive voltage is connected to the immediately preceding segment, and to the segment preceding this segment the inverse output from the switch is of the order of magnitude η - 1

Berm Übergang von einem niedrigeren auf einen 10 angeschlossen. An die Bürsten, deren mittlererBerm transition from a lower to a 10 connected. To the brushes, the middle one

höheren Zahlenwert wurde bei der Ausbildung des erfindungsgemäßen Wandlers von den folgenden Eigenschaften der dualen Zahlen Gebrauch gemacht:The higher numerical value was obtained from the following in the design of the transducer according to the invention Properties of the dual numbers made use of:

1. Ändert sich in der Größenordnung (n — 1) der 1S Wert von 0 auf 1, dann ändert sich der Wert in der Größenordnung η nicht. 1. If the 1 S value changes in the order of magnitude (n - 1) from 0 to 1, then the value in the order of magnitude η does not change.

a) Bei jeder ungeradzahligen Änderung bleibt der Wert in der Größenordnung« gleich 0.a) With every odd-numbered change, the value remains in the order of magnitude «equal to 0.

b) Bei jeder geradzahligen Änderung bleibt der Wert in der Größenordnung « gleich 1.b) For every even-numbered change, the value remains in the order of magnitude «equal to 1.

2. Ändert sich in der Größenordnung (« — 1) der Wert von 1 auf 0, ändert sich der Wert gleichzeitig in der Größenordnung«.2. Changes in the order of magnitude («- 1) of the Value from 1 to 0, the value changes at the same time in the order of magnitude «.

a) Bei jeder ungeradzahligen Änderung ist der Zustand der Größenordnung η in inverser Beziehung zum Zustand in der Größenordnung (« - 1).a) For every odd-numbered change, the state of the order η is inversely related to the state of the order («- 1).

b) Bei jeder geradzahligen Änderung ist der Zustand der Größenordnung η identisch mit dem Zustand in der Größenordnung (n — 1).b) For every even-numbered change, the state of the order of η is identical to the state of the order of (n - 1).

3535

Die Erfindung soll nun an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erklärt werden.The invention will now be described in more detail with reference to the exemplary embodiment shown in the drawing be explained.

Fig. 1 zeigt einen Rotationsschalter der Größenordnung « gemäß der Erfindung mit vier Segmenten;Fig. 1 shows a four-segment rotary switch according to the invention of the order of magnitude;

Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Rotationsschalter der Größenordnung «, jedoch mit sechzehn Segmenten;FIG. 2 also shows a rotary switch of the order of magnitude, but with sixteen segments;

Fig. 3 zeigt beispielsweise eine erfindungsgemäße Schaltung mit mehreren Rotationsschaltern.3 shows, for example, a circuit according to the invention with a plurality of rotary switches.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, wird der Ausgang des Rotationsschalters der Größenordnung « — 1 einem der Segmente des Rotationsschalters der Größenordnung « und der inverse Ausgang aus dem Schalter der Größenordnung « — 1 dem gegenüberliegenden Segment des Schalters der Größenordnung « zugeführt. Mit den übrigen zwei Segmenten ist eine positive bzw. negative Spannung verbunden. Der Ausgang aus dem Schalter der Größenordnung «, welcher dem Schalter der unmittelbar höheren Größenordnung « + 1 zugeführt wird, ist an eine Bürste angeschlossen, während an die zweite Bürste dieses Schalters der inverse Ausgang der Größenordnung « angeschlossen ist. Die positive Drehrichtung ist durch den Pfeil bezeichnet.As can be seen from FIG. 1, the output of the rotary switch becomes of the order of "-1 one of the segments of the rotary switch of the order of magnitude «and the inverse output from the Switch of the order of magnitude «- 1 the opposite segment of the switch of the order of magnitude «Fed. A positive or negative voltage is connected to the remaining two segments. The output from the switch of the order of magnitude «, which is the switch of the immediately higher Order of magnitude «+ 1 is supplied to one brush, while to the second brush this switch is connected to the inverse output of the order of magnitude «. The positive direction of rotation is indicated by the arrow.

Fig. 2 zeigt, daß die Anzahl der Segmente des Rotationsschalters ein Vielfaches von Vier sein kann. Der dargestellte Schalter der Größenordnung « besitzt sechzehn Segmente. Die einzehien Segmente des Schalters sind stets über vier Segmente durchgeschaltet, d. h. das erste, fünfte, neunte und dreizehnte Segment; das zweite, sechste, zehnte und vierzehnte Winkel dem doppelten Abstand der Segmente gleicht, ist der Ausgang bzw. der inverse Ausgang aus dem Schalter der Größenordnung « in Richtung zum Schalter der Größenordnung η + 1 angeschlossen. Fig. 2 shows that the number of segments of the rotary switch can be a multiple of four. The illustrated switch of the order of magnitude «has sixteen segments. The single segments of the Switches are always switched through over four segments, i. H. the first, fifth, ninth, and thirteenth Segment; the second, sixth, tenth and fourteenth angles double the spacing of the segments equals, the output or the inverse output from the switch is of the order of magnitude «in direction connected to the switch of the order η + 1.

Die gegenseitige mechanische Verbindung der einzelnen Schalter ist derart ausgeführt, daß die Anzahl der umgeschalteten Segmente des Schalters der Größenordnung « zweimal größer ist als bei dem Schalter « + 1. Dies kann entweder durch Verwendung von Schaltern mit gleicher Anzahl von Segmenten und einer Geschwindigkeitsübersetzung von 1 : 2 zwischen benachbarten Schaltern oder durch unmittelbare mechanische Verbindung zwischen benachbarten Schaltern, bei denen die Anzahl der Segmente im Verhältnis von 2 : 1 steht, erzielt werden. Außerdem können diese zwei Lösungen auf verschiedene Weise untereinander kombiniert werden.The mutual mechanical connection of the individual switches is designed such that the Number of switched segments of the switch is of the order of «twice greater than that Switch «+ 1. This can be done either by using switches with the same number of Segments and a speed ratio of 1: 2 between adjacent switches or by direct mechanical connection between neighboring switches, where the number of the segments has a ratio of 2: 1. Also, these two solutions can be based on can be combined with each other in different ways.

Eine Reihe von derart mechanisch und elektrisch verbundenen Schaltern ermöglicht die Umwandlung eines durch Drehung einer Welle gegebenen Wertes in eine duale Zahl, wobei diese Reihe durch einen ersten Schalter und ein Widerstandsnetz gemäß Fig. 3 derart ergänzt wird, daß die Änderung des Zustandes des direkten und inversen Ausganges aus dem Schalter der nullten Größenordnung genau gleichzeitig erfolgt.A series of such mechanically and electrically connected switches enables the conversion a value given by the rotation of a shaft into a dual number, this series being replaced by a first switch and a resistor network according to FIG. 3 is supplemented in such a way that the change in state of the direct and inverse output from the switch of the zeroth order of magnitude exactly at the same time he follows.

Der in Fig. 3 dargestellte Wandler arbeitet wie folgt:The converter shown in Fig. 3 operates as follows:

Die Schalter F0, V\, V2 usw. sind durch Übersetzungen, die kein Schlüpfen zulassen, derart mechanisch miteinander verbunden, daß zwei Umdrehungen des Schalters F3, vier Umdrehungen des Schalters F2, acht Umdrehungen des Schalters F1 usw. auf eine Umdrehung des Schalters F4 entfallen.The switches F 0 , V \, V 2 etc. are mechanically connected to one another by gear ratios that do not allow slipping in such a way that two turns of switch F 3 , four turns of switch F 2 , eight turns of switch F 1 etc. one turn of the switch F 4 is omitted.

Der Schalter F0 bildet einen einfachen Kontakt, welcher zwischen den Punkten χ und y der zwischen den Schaltern Vq und Fj angeordneten Widerstandsbrücke geschaltet ist. Diese Brücke wird mit einer Gleichspannung, gegebenenfalls auch mit einer Wechselspannung ES, die erdsymmetrisch ist, gespeist. Die Widerständet, B der Brücke werden derart gewählt, daß zwischen den Punkten u und ν der Brücke bei geöffnetem Schalter Vq eine Spannung der Größe e liegt, deren Polarität oder Phase mit Bezug auf die Polarität oder Phase der Spannung E umgekehrt ist.The switch F 0 forms a simple contact which is connected between the points χ and y of the resistance bridge arranged between the switches Vq and Fj. This bridge is fed with a direct voltage, possibly also with an alternating voltage ES, which is symmetrical to ground. The resistances, B of the bridge are selected such that when the switch Vq is open, there is a voltage of size e between points u and ν of the bridge, the polarity or phase of which is reversed with respect to the polarity or phase of the voltage E.

Dieser Zustand drückt aus, daß sich in der nullten Größenordnung der Zahl die Ziffer 0 befindet. Beim geschlossenen Schalter F0, also bei einem Kurzschluß zwischen den Punkten χ und y, befindet sich zwischen den Ausgangspunkten u und ν eine Spannung von gleicher Größe e, aber mit derselben Polarität (Phase) wie die Spannung E. Diese Eigenschaft der Brücke kann erzielt werden, wenn die Wertet, B und C die folgende Gleichung erfüllen:This state expresses that the digit 0 is in the zeroth order of magnitude of the number. When the switch F 0 is closed, i.e. when there is a short circuit between points χ and y, there is a voltage of the same magnitude e between the starting points u and ν, but with the same polarity (phase) as the voltage E. This property of the bridge can be achieved if the values, B and C satisfy the following equation:

2 B2 - C2 + 2 AB + AC + BC = 0.2 B 2 - C2 + 2 AB + AC + BC = 0.

(Zum Beispiel A = 20 kß; B = 50kß; C = 126kß.) Der Wert der Ausgangsspannung ist dann(For example A = 20 kß; B = 50 kß; C = 126 kß.) The value of the output voltage is then

„ c C-A-B "C CAB

C + A + BC + A + B

(im Beispiel e = 0,286 £). Den Punkten, die in Fig. 1 und 2 mit + und — bezeichnet sind, muß eine Spannung mit diesem Wert zugeführt werden. Um keine besondere Spannungsquelle vorsehen zu müssen, werden an die sechs Widerstände, aus denen die Brücke besteht, drei weitere Widerstände angeschlossen, die einen Widerstandsspannungsteiler D, F, D bilden. Dadurch wird diese Spannung e aus der Speisespannung E abgeleitet.(in the example e = £ 0.286). A voltage of this value must be applied to the points which are denoted by + and - in FIGS. 1 and 2. In order not to have to provide a special voltage source, three further resistors are connected to the six resistors that make up the bridge, which form a resistance voltage divider D, F, D. As a result, this voltage e is derived from the supply voltage E.

Dieser Spannungsteiler wird derart berechnet, daß die folgende Beziehung giltThis voltage divider is calculated so that the following relationship holds

.F _ C-A-B .F _ CAB

2D +F C+A+B2D + F C + A + B

einen Teil eines Wandlers, die eine Winkellage der Welle durch eine siebenstellige binäre Zahl mit einer Genauigkeit von etwa 2,8° gibt.a part of a transducer that has an angular position of the shaft using a seven-digit binary number with an accuracy of about 2.8 °.

Durch Verbindung einer weiteren, ähnlich ange-5 ordneten Gruppe, deren Bürsten jedoch von den Wellenumdrehungen in einem Übersetzungsverhältnis 1 : 64 abhängig sind, kann eine genaue Angabe über Umdrehungszahlen 0 bis 63 erreicht werden. Der Rotationsschalter V0 wird nicht benutzt.By connecting a further, similarly arranged group, the brushes of which, however, depend on the shaft revolutions in a gear ratio of 1: 64, an exact specification of revolutions from 0 to 63 can be achieved. The rotary switch V 0 is not used.

ίο Die Bürsten des Rotationsschalters V6 der ersten Gruppe werden mit den Segmenten des Rotationsschalters V\ der zweiten Gruppe anstatt mit den Ausgangspunkten u, ν der Brücke, welche bei der zweiten Gruppe wegfällt, verbunden.ίο The brushes of the rotary switch V 6 of the first group are connected to the segments of the rotary switch V \ of the second group instead of the starting points u, ν of the bridge, which is omitted in the second group.

Die Gruppen des zweiten Types können beliebig zugefügt werden, und dadurch wird auch der Bereich des Wandlers auf höhere Umdrehungszahlen erweitert.The groups of the second type can be added at will, and this also becomes the area of the converter extended to higher speeds.

(im betrachteten Beispiel wählt man z. B. F = 64 kü, D = 80 kfl).(in the example under consideration, one chooses e.g. F = 64 kü, D = 80 kfl).

Die binäre Ausgangszahl kann dann abgegriffen werden, entweder von den Ausgängen 0, 1, 2 usw., wo ein negativer Spannungswert die Ziffer 0 in der betreffenden Größenordnung und ein positiver Spannungswert die Ziffer 1 ausdrückt, oder von den Ausgängen 0, 1, 2 usw. in inverser Form.The binary output number can then be tapped, either from the outputs 0, 1, 2 etc., where a negative voltage value expresses the number 0 in the relevant order of magnitude and a positive voltage value expresses the number 1, or from the outputs 0, 1, 2 etc. . in inverse form.

Eine Änderung der Eingangsgröße, d. h. eine Winkeländerung einer Welle, eines Hebelmechanismus usw., beeinflußt direkt oder über Getriebe die Winkeländerung der Bürste des ersten Rotationsschalters V0. Zweck dieses Rotationsschalters V0 ist es, die Wechselschaltung seiner Bürste mit dem Segment 0 oder mit dem Segment 1 zu sichern. Dabei kann jedes dieser Segmente entweder 180° oder einen beliebigen ganzen Teil von 180° auf dem Schalter einnehmen. Die Unterteilung der einzelnen Rotationsschalter ist von der mechanischen Konstruktion abhängig und wird gewöhnlich als ganze Potenz von 2 gewählt, 21, 22, 23 usw. Man kann für die nullte Größenordnung 26 = 64 wählen. Dadurch entsteht ein Wandler, welcher die Lage der Eingangswelle in eine Zahl mit einer Genauigkeit von 1 : 128 der Umdrehung überführt. Es ist also möglich, einen überführenden Winkel in Zahlform von einer Genauigkeit 2,8° abzutasten. Eine feinere Unterteilung könnte durch eine besondere Konstruktion, z. B. durch Vergrößerung des Durchmessers des Rotationsschalters, oder Verkleinerung der Bürstenabmessungen od. dgl. erreicht werden.A change in the input variable, ie a change in the angle of a shaft, a lever mechanism, etc., influences the change in angle of the brush of the first rotary switch V 0 , either directly or via a gearing. The purpose of this rotary switch V 0 is to secure the changeover of its brush with segment 0 or segment 1. Each of these segments can take up either 180 ° or any whole part of 180 ° on the switch. The subdivision of the individual rotary switches depends on the mechanical construction and is usually chosen as a whole power of 2, 2 1 , 2 2 , 2 3 etc. One can choose 2 6 = 64 for the zeroth order of magnitude. This creates a converter that converts the position of the input shaft into a number with an accuracy of 1: 128 of the revolution. It is therefore possible to scan a transferring angle in numerical form with an accuracy of 2.8 °. A finer subdivision could be achieved by a special construction, e.g. B. by increasing the diameter of the rotary switch, or reducing the brush dimensions od. Like. Can be achieved.

Wenn für die nullte Größenordnung ein Rotationsschalter mit hundertachtundzwanzig Kontakten verwendet wird, so muß auch der Rotationsschalter der ersten Ordnung im Falle der direkten Verbindung mit dem Rotationsschalter hundertachtundzwanzig Kontakte besitzen. Diese Kontakte sind ähnlich wie in der Fig. 2, wo zur Vereinfachung nur sechzehn Kontakte eingezeichnet sind, durchgeschaltet. Der weitere Rotationsschalter V2 ist in derselben Weise durchgeschaltet, jedoch wird die Zahl der Umschaltkontakte auf vierundsechzig herabgesetzt. F3 ist mit zweiunddreißig Kontakten, F4 mit sechzehn Kontakten usw. bis V6 mit vier Kontakten versehen. Aus den Rotationsschaltern F0 bis F6 wird eine mechanische Einheit, z. B. durch gedruckte Schaltungen gebildet, deren Bürsten direkt in Abhängigkeit von dem Eingangswinkel kontrolliert werden. Diese Anordnung der Rotationsschalter V0 bis F6 bildetIf a rotary switch with one hundred and twenty-eight contacts is used for the zeroth order of magnitude, then the rotary switch of the first order must also have one hundred and twenty-eight contacts in the case of direct connection with the rotary switch. These contacts are switched through in a manner similar to that in FIG. 2, where only sixteen contacts are shown for the sake of simplicity. The further rotary switch V 2 is switched through in the same way, but the number of changeover contacts is reduced to sixty-four. F 3 is provided with thirty-two contacts, F 4 with sixteen contacts, etc. to V 6 with four contacts. The rotary switches F 0 to F 6 become a mechanical unit, e.g. B. formed by printed circuits, the brushes are controlled directly as a function of the input angle. This arrangement of the rotary switches V 0 to F 6 forms

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Analog-Digitalwandler zur Umwandlung eines Drehwinkelwertes in einen binären Zahlenwert mittels Rotationsschalter, dadurch gekenn zeichnet, daß die Größe des abzutastenden Eingangswinkels direkt bzw. über Umsetzungsgetriebe die Winkellage der Bürste des ersten Rotationsschalters beeinflußt, dem eine Reihe von Rotationsschaltern folgt, von denen jeder zwei Bürsten besitzt, die mit einer geraden Anzahl von gegeneinander isolierten, leitenden Segmenten zusammenarbeiten und hintereinander derart angeordnet sind, daß die Anzahl der umgeschalteten Segmente jedes einzelnen Schalters in einer Zeiteinheit doppelt so groß ist wie die Anzahl der umgeschalteten Segmente des unmittelbar nachfolgenden Schalters, daß an zwei Segmente eines jeden Schalters eine positive bzw. negative Spannung angeschlossen ist und an zwei weitere, mit diesen Segmenten benachbarte Segmente der Ausgang und inverse Ausgang des unmittelbar vorangehenden Schalters angeschlossen ist und die Bürsten eines jeden Schalters, die gegeneinander um zwei Segmente verstellt sind, den Ausgang bzw. den inversen Ausgang aus diesem Schalter in Richtung zum unmittelbar darauffolgenden Schalter vermitteln.1. Analog-to-digital converter for converting an angle of rotation value into a binary numerical value by means of a rotary switch, characterized in that the size of the input angle to be scanned directly or via conversion gear influences the angular position of the brush of the first rotary switch, which is followed by a series of rotary switches, each of which has two brushes that work together with an even number of mutually insulated conductive segments and are arranged one behind the other in such a way that the number of switched segments of each individual switch in a unit of time is twice as large as the number of switched segments of the immediately following switch, that a positive or negative voltage is connected to two segments of each switch and the output and inverse output of the immediately preceding switch are connected to two further segments adjacent to these segments and the brushes of each switch, which are mutually adjusted by two segments, convey the output or the inverse output from this switch in the direction of the immediately following switch. 2. Analog-Digitalwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsschalter mit der gleichen Anzahl von Segmenten durch eine mechanische Übersetzung derart hintereinandergeschaltet sind, daß die Drehgeschwindigkeit der Arme eines jeden Schalters gleich der halben Drehgeschwindigkeit der Arme des unmittelbar vorangehenden Schalters ist.2. Analog-digital converter according to claim 1, characterized in that the rotary switch with the same number of segments are connected in series by a mechanical translation in such a way that the rotational speed of the arms of each switch is equal to half the speed of rotation of the arms of the immediately preceding switch. 3. Analog-Digitalwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Arme aller Rotationsschalter mit der gleichen Geschwindigkeit drehen und daß jeder Schalter die doppelte Anzahl von Segmenten des unmittelbar nachfolgenden Schalters aufweist.3. Analog-digital converter according to claim 1, characterized in that the arms of all Rotary switches rotate at the same speed and that each switch doubles Has number of segments of the immediately following switch. 4. Analog-Digitalwandler na-.'h Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da£ Jar Rotationsschalter der niedrigsten Größenordnung, welcher lediglich einen Arm aufweist, mit dem Rotationsschalter der nächst höheren Größenordnung über ein Widerstandsnetz verbunden ist, welches als nicht abgeglichene Brücke ausgebildet ist,4. Analog-to-digital converter na -. 'H claim 1 to 3, characterized in that £ Jar rotary switch of the lowest order of magnitude, whichever has only one arm, with the rotary switch of the next higher order of magnitude is connected via a resistor network, which is designed as an unbalanced bridge, und der erste Rotationsschalter zwischen zwei symmetrische Punkte geschaltet ist, die zwei gegenüberliegende Zweige der Brücke in zwei ungleiche Teile teilen.and the first rotary switch is connected between two symmetrical points, the two Divide opposite branches of the bridge into two unequal parts. 5. Analog-Digitalwandler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß je einer von zwei gegenüberliegenden Scheitern der Brücke an je eines von zwei gegenüberliegenden Segmenten des unmittelbar folgenden Rotationsschalters angeschlossen ist, an die beiden anderen 5. Analog-digital converter according to claim 1 to 4, characterized in that one of each two opposing failures of the bridge on each of two opposing segments of the immediately following rotary switch is connected to the other two Scheitel der Brücke ein Spannungsteiler geschaltet ist, von welchem die den beiden anderen Segmenten des Schalters zugeführte Spannung abgeleitet ist.At the top of the bridge a voltage divider is connected, from which the two other segments the voltage supplied to the switch is derived. In Betracht gezogene Druckschriften:
»The Institution of Electrical Engineers«, Vol. 103,
Considered publications:
"The Institution of Electrical Engineers", Vol. 103,
Part B, S. 42 bis 51, H. 7, Januar 1956;
»Instruments and Automation«, Vol. 29, H. 6,
Part B, pp. 42 to 51, no. 7, January 1956;
"Instruments and Automation", Vol. 29, H. 6,
Juni 1956, S. 1109 bis 1117.June 1956, pp. 1109 to 1117. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings I 209 617/210 6.62I 209 617/210 6.62
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