DE1262341B - Analog-Digital-Umsetzer mit als Lineale oder Scheiben ausgebildeten Codemassstaeben - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche KL: 21 al-36/00

Nummer: 1262 341

Aktenzeichen: L 38907 VIII a/21 al

Anmeldetag: 4. Mai 1961

Äuslegetag: 7. März 1968

Es sind bereits Analog-Digital-Umsetzer bekanntgeworden, die als Codemaßstäbe Lineale oder Scheiben verwenden. Die Lineale bzw. Scheiben sind dabei mit einer Anzahl von Spuren versehen, wobei beispielsweise innerhalb jeder Spur abwechselnd lichtdurchlässige und undurchlässige Flächen vorgesehen sind. Die Spuren können lichtelektrisch abgetastet werden. Es ist hierfür bekannt, auf der einen Seite der Codemaßstäbe eine Lichtquelle anzuordnen, während auf der anderen Seite der Maßstäbe über den Spuren Fotozellen angeordnet sind, die die Spuren abtasten und an deren Ausgang elektrische Signale auftreten. Es ist bekannt, auf diese Art rotatorische oder translatorische Umsetzer zu erstellen.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, bei der benötigten Lichtquelle mit einer minimalen Lichtmenge auszukommen und den auf die Fotoelemente fallenden Lichtstrahl konzentrieren zu können. Eine Erzielung einer minimalen Lichtmenge ist erwünscht, da dies einer Unterheizung der als Lichtquelle verwendeten Lampe bzw. Lampen entspricht, so daß dadurch deren Lebensdauer erhöht wird.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Analog-Digital-Umsetzer mit als Lineale oder Scheiben ausgebildeten Codemaßstäben, die unter Verwendung von Gleichlicht lichtelektrisch abgetastet werden, wobei entsprechend der Zahl der Spuren des oder der Codemaßstäbe Lichtquellen vorgesehen sind. Die Erfindung besteht darin, daß der Speisestrom aller Lichtquellen herangezogen ist für die Ansteuerung einer logischen Schaltung, die bei Ausfall einer oder mehrerer Lichtquellen ein Signal abgibt. Einer weiteren Ausbildung entsprechend sind die Lichtquellen Lampen, die zu einer oder mehreren Lampenketten zusammengefaßt sind, wobei die logische Schaltung zwischen den Mittelpunkt der Lampenspeisequelle und den Mittelpunkt der Lampenkette(n) geschaltet ist. Einer weiteren Ausbildung entsprechend ist der Mittelpunkt der Lampenkette(n) über einen Widerstand mit einem Spannungspol der Lichtquellenspeisequelle verbunden.

Die Erfindung wird mit ihren Vorteilen an Hand eines in der F i g. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Codemaßstäbe sind dabei im Ausführungsbeispiel nicht weiter angegeben, sondern lediglich die für jede Spur der Codemaßstäbe vorgesehenen Beleuchtungslampen. In der Fig. 2 ist eine besonders zweckmäßige Ausbildung eines rotatorischen Umsetzers schematisch dargestellt.

Im Ausführungsbeispiel nach der F i g. 1 sind zwei

Analog-Digital-Umsetzer mit als Lineale
oder Scheiben ausgebildeten Codemaßstäben

Anmelder:

Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,

6000 Frankfurt, Theodor-Stern-Kai 1

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Wolfgang Pabst, 6078 Neu-Isenburg

Lampenketten 1,2 dargestellt, die an ihren Enden an eine mit Plus und Minus bezeichnete Speisequelle geschaltet sind. Die Speisespannungsquelle besitzt ferner einen mit M bezeichneten Mittelabgriff. Die

ao Lampen 4 der Ketten 1 und 2 können beispielsweise eine normale Spannung von 6 Volt besitzen, wobei sie jedoch nur mit einer Spannung von beispielsweise 4 Volt betrieben werden. Es wird dadurch eine große Lebensdauer der Lampen erreicht.

Entsprechend der Zahl der vorliegenden Spuren der Codemaßstäbe können auch mehr als zwei Lampenketten gebildet werden. Die Lampenketten besitzen gleichfalls Mittelpunkte M₁, M₂. Der Mittelpunkt M der Lampenspeisequelle und die Mittelpunkte M₁, M₂ sind gemäß der Erfindung an eine aus Richtleitern und Transistoren bestehende logische Schaltung 3 geführt. Mittels dieser logischen Schaltung 3 ist eine Kontrolle möglich, ob Lampen der Lampenketten ausgefallen sind. Die logische Schaltung ermöglicht ferner die Feststellung, wenn innerhalb einer Lampenkette zwei Lampen ausfallen.

Potentialmäßig stimmen die Mittelpunkte M₁, M₂ der Lampenketten 1, 2 mit dem Mittelpunkt M der Lampenspeisequelle überein. Fällt nun eine der Lampen 4 aus, so ändert sich dadurch der dieser Lampenkette zugeordnete Mittelpunkt. Entsprechend wird durch die logische Schaltung der Ausgang A geändert, wobei diese Änderung als Anzeigesignal für den Ausfall benutzt wird. Um eine Anzeige zu erhalten, wenn zwei Lampen 4 einer Lampenkette ausgefallen sind, sind die Lampenkettenmittelpunkte M₁, M₂ über relativ hochohmige Widerstände 5, 6 mit einem Pol der Speisequelle für die Lampenketten verbunden. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Oderstufe auch dann definiert angesteuert wird, wenn beispielsweise zwei Lampen im positiven und negativen Bereich (zu beiden Seiten

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eines Mittelpunktes M₁, M₂) einer Lampenkette aus- die Zahl entsprechend. Gemäß der Erfindung sind fallen. Wären die Widerstände 5, 6 nicht vorhanden, hierfür eine entsprechende Zahl von Lampen, wie so wäre der offene Odereingang entsprechend einem sie in der F i g. 1 schematisch mit 4 dargestellt sind, Signal 0, und es ergäbe sich eine falsche Anzeige. vorgesehen. Sämtliche Lampen werden nun in ein-

Die logische Schaltung 3 besteht aus einem zwei- 5 fächer Weise durch die logische Schaltung 3 nach stufigen Transistorschaltverstärker mit den Tran- der F i g. 1 auf ihre Funktionsfähigkeit überwacht, sistoren 7, 8. Dem Transistor 7 ist eine Oderstufe 9 Die Lampenkette 1 kann bei Verwendung von vorgeschaltet, deren Eingang einmal von den 16 Lampen aus 8 Lampen und die Lampenkette 2 Lampenmittelpunkten M₁, M₂ und einem weiteren aus den weiteren 8 Lampen bestehen. Entsprechend Transistor 10 angesteuert werden. Dem Transistor 10 io mehr Ketten können gebildet werden, wenn mehr ist eine Undstufe 11 vorgeschaltet, deren Eingänge Lampen vorliegen. Es werden dann lediglich weitere gleichfalls von den Lampenmittelpunkten M₁, M₂ Lampenketten mit einem Mittelpunkt gebildet, wobei angesteuert werden. Die logische Schaltung 3 kann diese weiteren Lampenketten dann in gleicher Weise ihre Betriebsspannung gegebenenfalls gleich von der an die logische Schaltung 3 angeschaltet werden. Die Speisequelle für die Lampenketten beziehen, wie 15 Oderstufe 9 wird in diesem Fall mit weiteren Richtdies im Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Selbst- leitern ausgebildet, die mit einem Mittelpunkt dieser verständlich kann die logische Schaltung auch aus weiteren Lampenketten verbunden sind, und ebenso einer besonderen Quelle gespeist werden. In diesem wird die Undstufe 11 mit weiteren Richtleitern ver-FaIl kann auch die Quelle für die Lampen auf Span- sehen, die gleichfalls mit diesem Mittelpunkt der nungsausfall überwacht werden. 20 weiteren Lampenketten verbunden sind.

In der Ausgangsstellung der logischen Schaltung 3 In der F i g. 2 ist in schematischer Form ein

ist der Transistor 8 leitend, was dem Signal 0 ent- 4 Codescheiben verwendender Umsetzer dargestellt, sprechen möge. Der vorgeschaltete Transistor 7 ist Die Scheiben 21 bis 24 sind mit schematisch angegesperrt, so daß am Kollektor desselben das Signal L deuteten Spuren 25 versehen, die beispielsweise aus ansteht. Der Transistor 10 ist leitend, so daß an des- 25 einer Schwarz-Weiß-Teilung bestehen. Die Scheiben sen Kollektor ebenfalls das Signal 0 ansteht. Die selbst können aus Glas sein. Zu jeweils einer Seite Mittelpunkte M₁, M₂ der Lampenketten 1, 2 entspre- der Scheiben 21 bis 24 sind für jede Spur Glühchen bei einwandfreien Lampen 4 potentialmäßig lampen 26 angeordnet. Auf der anderen Seite dieser gleichfalls dem Signal 0. ^ Scheiben sind den Spuren 25 zugeordnete licht-

Fällt beispielsweise eine der unter M₁ angeord- 30 elektrische Abtastorgane 27, beispielsweise Fotoneten Lampen der Lampenkette 1 aus, so wird der dioden, angeordnet. Die Scheiben 21 und 22 sind bei mit dem Mittelpunkt M₁ verknüpfte Richtleiter der diesem Umsetzer beispielsweise auf einer Antriebs-Oderstufe 9 leitend. Der Eingang des Transistors 7 welle 28 angeordnet. Der Kopf der Welle kann wird damit negativ, so daß dieser Transistor 7 vom gegebenenfalls mit einem nicht dargestellten Ritzel gesperrten in den leitenden Zustand übergeht. Am 35 versehen sein, das mit einer gleichfalls nicht weiter Kollektor desselben tritt damit das Signal 0 auf, das dargestellten Zahnstange zusammenarbeitet, so daß wegen der galvanischen Kopplung auch an der Basis auch translatorisch gemessen werden kann. Wie erdes Transistors 8 wirkt. Am Ausgang A dieses sichtlich, haben alle Scheiben den gleichen DurchTransistors 8 entsteht damit das Kontrollsignal L. messer, und sie sind hintereinander angeordnet. Sie Fällt beispielsweise eine der über M₂ angeordneten 40 unterscheiden sich lediglich in ihren Segmenten der Lampen der Lampenketten 2 aus, so wird der Mittel- Schwarz-Weiß-Teilung. Vor den Glühlampen 26 punkt M₂ auf ein positives Potential gelegt. Ent- kann eine Optik angeordnet sein, die den Lampensprechend wird der mit dem Mittelpunkt M₂ verbun- faden auf die Fotodioden 27 projiziert. Vor den dene Richtleiter der Undstufe 11 leitend, wodurch Glühlampen 26 kann auch eine Schlitzmaske angeder Eingang des Transistors 10 positiv vorgespannt 45 ordnet sein, so daß sich ein schmaler Lichtspalt erwird. Dieser Transistor 10 wird dadurch gesperrt, gibt. Der Aufbau der jeder Scheibe zugeordneten und an seinem Kollektor tritt das Signal L auf. Da- Glühlampenköpfe und Fotodiodenköpfe ist volldurch wird der mit diesem Kollektor verbundene kommen einheitlich.

Richtleiter der Oderstufe 9 leitend, wodurch am Ein- Die Scheibe 23 ist mit der Scheibe 22 über ein

gang des Transistors 7 eine negative Vorspannung 50 Untersetzungsgetriebe 29 gekuppelt. Gleiches ist bei auftritt. Dieser geht damit von dem gesperrten in den Scheiben 23 und 24 der Fall. An die Scheibe 24 den leitenden Zustand, und an seinem Kollektor tritt könnten sich gegebenenfalls über weitere Getriebe das Signal 0 auf. Dieses wirkt auch an dem Eingang 29 weitere Codescheiben anschließen. Die Getriebe 29 des Transistors 8, so daß an dessen Ausgang A wie- sind derart ausgebildet, daß beispielsweise der Endder das Kontrollsignal L auftritt. 55 wert der Codescheiben 22 mit dem Anfangswert der

Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil bei angekuppelten nächsten Scheibe in Übereinstimmung einem nach der Fig. 2 ausgebildeten Analog-Digital- gebracht ist. Es erfolgt also sozusagen eine Anein-Umsetzer anwendbar, der von einer Mehrzahl von anderreihung von End- und Anfangswerten der über Codescheiben Gebrauch macht, wobei die Scheiben die Getriebe miteinander gekuppelten Scheiben, hintereinander angeordnet und über Umsetzer- 60 Gleiches gilt für die Scheiben 23 und 24. getriebe miteinander gekoppelt sind. Derartige Um- Im Ausführungsbeispiel sind für jede Codescheibe

setzer können beispielsweise mit Codescheiben aus- 4 Spuren gewählt. Selbstverständlich kann die Zahl gerüstet werden, die 4 Spuren tragen, was einer der Spuren auch erhöht werden. Das Ubersetzungs-Breite von 4 Bit entspricht. Es ist dabei möglich, bis verhältnis der Getriebe 29 ist in diesem Fall zu 5 Scheiben und mehr hintereinander anzuordnen. 65 1:16 (2⁴).

Bei einem derartigen Umsetzer mit 4 Scheiben müs- Wie ersichtlich, wird beim Ausführungsbeispiel

sen dann 16 Spuren abgetastet werden. Wird die be- nach der F i g. 2 das Baukastenprinzip verwendet, kannte Kliever-Abtastung angewendet, so erhöht sich Jede Scheibe 21 bis 24 bildet mit ihren zugeordneten

Lampenköpfen 26 und Abtastköpfen 27 eine Baueinheit, wie mit 40 angedeutet ist. Mehrere derartige Baueinheiten können in einfacher Weise aneinandergereiht werden. Der Umsetzer ist somit ganz individuell an die jeweils vorliegenden Gegebenheiten anpaßbar.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, besteht jede Baueinheit aus zwei Trägern 30, 31, wobei die Träger untereinander gleiche Form aufweisen. Diese Träger können quadratisch oder scheibenförmig ausgebildet sein, die gleichzeitig die Lager 32 für die Antriebswelle 28 und die Wellen der Getriebe 29 aufweisen. Auch die Lampenköpfe 26 und Abtastköpfe 27 sind in diese Träger 30, 31 eingelassen. Zweckmäßig ist auch die Lampenkontrollschaltung gleich in einen oder mehreren der Träger mit eingelassen, wie nicht weiter dargestellt ist. Die Träger sind in geeigneter Weise miteinander verbunden, wie dies bei 33 angedeutet ist. Zweckmäßig wird als Werkstoff für diese Träger ein härtbares Niederdruckgießharz verwendet.

Den Trägern kann selbstverständlich auch jede andere Gestalt gegeben werden. Es kommt lediglich darauf an, daß der Umsetzer in einfacher Weise aus mehreren Baueinheiten 40 zusammensetzbar ist. Die Träger können gegebenenfalls zwecks einfacher Montage des Umsetzers ein- oder auch mehrteilig

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Analog-Digital-Umsetzer mit als Lineale oder Scheiben ausgebildeten Codemaßstäben, die unter Verwendung von Gleichlicht lichtelektrisch abgetastet werden, wobei entsprechend der Zahl der Spuren des oder der Codemaßstäbe Lichtquellen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisestrom aller Lichtquellen herangezogen ist für die Ansteuerung einer logischen Schaltung, die bei Ausfall einer oder mehrerer Lichtquellen ein Signal abgibt.

2. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen Lampen sind, die zu einer oder mehreren Lampenketten zusammengefaßt sind, und daß die logische Schaltung zwischen den Mittelpunkt der Lampenspeisequelle (M) und den Mittelpunkt der Lampenkette(n) (M₁, M₂) geschaltet ist.

3. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt der Lampenkette(n) über einen Widerstand mit einem Spannungspol der Lichtquellenspeisequelle verbunden ist.

4. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung auch die Lichtquellenspeisequelle überwacht.

5. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Codescheiben verwendet ist, die gleiche Anzahl von Spuren und gleichen Durchmesser haben und über Getriebe miteinander gekoppelt sind, wobei die den Spuren zugeordneten Lampen durch eine einzige logische Schaltung überwacht wird.

6. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieser nach dem Baukastenprinzip ausgebildet ist.

7. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Codescheibe eine Baueinheit (40) zugeordnet ist, die aus zwei gleichen zu beiden Seiten der Scheibe angeordneten Trägern (30, 31) besteht, wobei die Träger die jeder Scheibe zugeordneten Lichtquellen, Abtasteinrichtungen und notwendigen Lagerungen aufnehmen.

8. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheiten miteinander kuppelbar (33) sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2436178, 2 272 921;
Elektronik, 5 (1956), Nr. 11, S. 307, 308;
Electronik Engineering, 32 (1960), H. 388 (Juni), . 359 bis 365.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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