DE1290961B - Verfahren zur Umsetzung von Analogwerten in Digitalwerte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umsetzen von Analogwerten in Digitalwerte unter Verwendung eines Umsetzersystems mit einer Mehrzahl von untereinander über Untersetzungsgetriebe verbundenen Kodierplatten, von denen jede einer Stelle des digitalen Ausgangssignals in einem bestimmten Zahlensystem entspricht und m unterschiedliche, jeweils einer bestimmten Ziffer in diesem Zahlensystem entsprechende Hauptkodes aus je η Bits trägt, aus denen nach Abtastung von Spuren auf den Kodierplatten über einen binären Zwischenkode die einem analogen Eingangssignal entsprechenden digitalen Ausgangssignale mittels logischer Schaltkreise gewonnen werden.

Bei einem derartigen Verfahren besteht die Erfindung darin, daß bei Übereinstimmung eines der Signale im binären Zwischenkode mit einer einem Hauptkode entsprechenden Ziffer dieses Signal als Ausgangssignal abgegeben wird, während dann, wenn das Signal im binären Zwischenkode zu einem von gleichfalls m unterschiedlichen, von jedem der Hauptkodes abweichenden und die bitweise ODER-Verknüpfung von jeweils zwei benachbarten Hauptkodes darstellenden Unterkodes aus je η Bits gehört, für die Lieferung des Ausgangssignals unter Benutzung eines Ubertragsignals der nächsttieferen Stelle einer der beiden benachbarten Hauptkodes ausgewählt wird, und daß der Aufbau der Hauptkodes so getroffen wird, daß jede bitweise ODER-Verknüpfung eines Hauptkodes mit einem durch Änderung eines Teiles der Bits aus einem benachbarten Hauptkode hervorgehenden mangelhaften Kode zu dem Hauptkode selbst oder zu dem zwischen den benachbarten Hauptkodes liegenden Unterkode führt.

Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Funktion üblicher V-Bürsten zur Ableitung der Haupt- und Unterkodes benutzt, wobei ein logisches Kodesystem geschaffen wird, das im wesentlichen eine Erweiterung des bekannten Gray-Kode-Systems darstellt.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor. In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 und 2 je ein Schema einer bekannten Kodierplatte mit zwei unterschiedlichen Bürstenanordnungen,

F i g. 3 und 4 je ein Schema zweier bekannter Analog-Digital-Umformer,

F i g. 5 und 6 Schemadarstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der erwähnten Kodierplatte, F i g. 7 Schemadarstellungen von zwei erfindungsgemäßen Kodierplatten,

F i g. 8 das Prinzipschema eines logischen Diskriminierkreises zur Verwendung in Verbindung mit der Kodierplatte gemäß F i g. 7.

Zur Umformung von Analogsignalen, die geradlinige Verschiebungen, Drehwinkel oder ähnliche Bewegungsgrößen beweglicher Körper darstellen, in entsprechende Digitalsignale wurden bereits verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen. Eine bekannte Einrichtung dieser Art enthält eine Kombination einer Kodierplatte und Bürsten. Unter diesen Einrichtungen gibt es eine, bei der Informationen von einigen Bits in Abhängigkeit von Analogsignalen so geliefert werden, daß der Wert der geradlinigen Verschiebung oder des Drehwinkels des beweglichen Körpers zu einem bestimmten Zeitpunkt während der kontinuierlichen Bewegung in einen besonderen Kode umgeformt werden kann.
F i g. 1 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel einer bekannten Kodierplatte zur Umformung derartiger Analogsignale in einen 4-Bit-Binärkode. Die Kodierplatte 1 gemäß F i g. 1 enthält eine Vielzahl leitender Segmente, die durch gestrichelte Flächen dargestellt sind und der »1« des Binärkodes entsprechen. Ferner enthält die Kodierplatte 1 eine Vielzahl von elektrisch isolierten Segmenten, die durch nicht gestrichelte Flächenteile gekennzeichnet sind und der »0« des Binärkodes entsprechen. In den einzelnen Sektoren 2 werden die Zahlen 0 bis 15, die den Drehwinkeln der Kodierplatte 1 entsprechen, durch einen 4-Bit-Binärkode dargestellt. Der Kodierplatte 1 sind Bürsten 3 zugeordnet, die auf den vier Spuren der Kodierplatte 1 gleiten.

Eine Schwierigkeit, die bei dieser Kombination der Kodierplatte und der Bürsten auftritt, liegt in den erheblichen Fehlern infolge einer leichten Verschiebung der Bürsten. Um diese Fehler zu vermeiden, wurde die sogenannte »V-Bürstenmethode« vorgeschlagen, bei der — wie in F i g. 2 veranschaulicht — jedem Bit zwei Bürsten 3, 3' zugeordnet sind, um die Kodierung der in üblicher Weise nach einem gewöhnlichen Binärsystem kodierten Kodierplatte zu entnehmen. Bei dieser V-Bürstenmethode wird eines der beiden Ausgangssignale der Bürsten einer bestimmten Zahl in Abhängigkeit davon gewählt, ob die Bürsten an einer weniger wichtigen Stelle das Ausgangssignal »1« oder »0« liefern. Auf diese Weise kann man den Einfluß einer Verschiebung der Bürsten eliminieren.

Bei dieser V-Bürstenmethode muß jedoch ein Signal 4 von einer unteren benachbarten Stelle in der durch F i g. 3 veranschaulichten Weise geliefert werden, um das eine der beiden von den beiden Gleitkontakten einer V-Bürste gelieferte Signal auszuwählen, wenn ein Signal an einer bestimmten Stelle von einem Kode zum nächsten übergeht. In diesem Falle müssen acht Ubertragungsdrähte 6 pro Kodierstelle vorgesehen werden, um das Signal zu einem Empfänger zu übertragen, wenn ein Auswahlkreis 5 im Empfänger zum Auswählen eines der beiden zwei Signale vorgesehen ist. Will man statt dessen nur vier Ubertragungsdrähte statt acht haben, so muß der Auswahlkreis 5 im Umformer angeordnet werden. Um die Verwendung von V-Bürsten zur Signalerzeugung zu vermeiden, ist ein System bekannt, das das sogenannte Gray-Kode-System benutzt. Hierbei ist die Kodierung so vorgesehen, daß ein Wechsel nur eines Bits zwischen benachbarten Kodierungen stattfindet. Da bei diesem System das Ausgangssignal nicht die Form eines üblichen Binärsystems aufweist, muß im Empfänger eine logische Diskriminierung vorgesehen werden, um den gewünschten Kode zu erhalten. Wenn jedoch mehr als zwei Kodierplatten miteinander über Getriebe verbunden sind, so müssen auch bei Verwendung eines Gray - Kode - Systems V-Bürsten für die Kodierplatten der Ziffern mit Ausnahme der der niedrigsten Stellen verwendet werden. Die Nachteile der bekannten Systeme werden vollständig durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umformung eines Analogsignals in ein Digitalsignal vermieden. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung einer Kodierplatte für jede Speicherstelle, wobei diese Kodierplatten m unterschiedliche Hauptkodes mit η Bits anzeigen sowie ebenfalls m Unterkodes mit η Bits, die das bitweise »oder« von je zwei Hauptkodes darstellen, die benachbarten Zahlen der m-kodierten Notierung entsprechen

und von jedem der erwähnten Hauptkodes unterschiedlich sind. Erfindungsgemäß unterscheidet eine Einrichtung, die eine Diskriminierung eines kodierten Signais bewirkt, das von der Kodierplatte in Abhängigkeit von der in ein Digitalsignal umzuformenden mechanischen Größe abgenommen wird, ob dieses Signal zum Hauptkode oder zum Unterkode gehört, so daß das Signal als wahres Ausgangssignal abgenommen wird, wenn es zum Hauptkode gehört, während dann, wenn dieses Signal zum Unterkode gefrört, eine der benachbarten Zahlen der »!-kodierten Notierung als wahres Ausgangssignal in Abhängigkeit vom wahren Ausgangssignal der unteren benachbarten Stelle gewählt wird.

im folgenden wird zunächst die Funktion der erwähnten V-Biirste von einem anderen Gesichtspunkt aus analysiert. Man kann sagen, daß eine V-Biirste auf ein diskriminierendes Signal anspricht, das von der unteren benachbarten Stelle geliefert wird, um einen der beiden benachbarten Kodes der betrachteten Stelle auszuwählen. Es versteht sich, daß ein solches Signal auch der höheren benachbarten Stelle von der betrachteten Stelle gewünschtenfalis zugeführt werden kann. Diese Funktion der V-Bürste ist in der Tat dem Auf- bzw. Abrunden bei der Dezimaliiotierung ähnlich.

An Hand von F i g. 4 sei die Strukturanalyse eines Analog-Digital-Umformers unter Anwendung einer Dezimalnotierang gegeben. Die Ziffer in der nächsthöheren Stelle wird um eine Einheit vergrößert bzw. verkleinert, wenn die Ziffer in der betrachteten Stelle von 9 auf 0 bzw. von 0 auf 9 übergeht. Wenn dagegen in einer Stelle eine Ziffer sich von 4 in 5 oder von 5 in 4 ändert, ergibt sich in der Ziffer der nächsthöheren Stelle selbstverständlich keine Änderung; eine Bürste 3'" bleibt dann in der vorhandenen Steifung, in der sie mil einem Segment in Kontakt steht, das eine bestimmte Ziffer darstellt. Immer dann, \\ enn eine Ziffer von 9 auf 0 oder von 0 auf 9 sich in irgendeiner Steife ändert, beeinflußt dies die nächsthöhere Stelle; dieser Augenblick sei im folgenden als Übertragszeitpunkt bezeichnet.

In jeder Stelle sind 0 und 9 benachbarte Ziffern; 0 stellt ferner gegenüber 9 die höhere Ziffer dar. Wie erwähnt, tritt ferner bei einer Dezimalnoiierung in einer Stelle keine Änderung der dort vorhandenen Ziffer ein, wenn in der benachbarten niedrigeren Steile die Ziffer 4 sich in 5 oder 5 sich in 4 ändert. Daraus ergibt sich, daß eine V-Bürste in einer bestimmten Stelle eine der beiden benachbarten Ziffern der Steile (nämlich die größere oder die kleinere) auswählen kann, je nach der Lage der V-Bürste in der nächsttieferen SteUe, d. h. je nachdem, ob diese V-Biirste in Kontakt mit 0, 1, 2, 3 oder 4 oder in Kontakt mit 5,6,7,8 oder 9 steht. Anders ausgedrückt, kann in der nächsthöheren Stelle die nächstgrößere Ziffer gewählt werden, wenn sich die V-Bürste in der tieferen Stelle im Gebiet mit den Ziffern 0,1, 2, 3 und 4 befindet und wenn Signale von zwei Ziffern in der höheren Stelle geliefert werden, während in der nächsthöheren Stelle die kleinere Ziffer gewählt wird, wenn sich die V-Bürste in der tieferen Stelle im Bereich mit den Ziffern 5, 6, 7, 8 und 9 befindet und wenn in der höheren Stelle Signale von zwei Ziffern geliefert werden. Wie bereits erwähnt, besteht keine Möglichkeit, daß Signale von zwei Ziffern geliefert werden, wenn sich in der. nächsttieferen Stelle eine Ziffer von 4 in 5 oder von 5 in 4 ändert; die Umschaltfunktion zur Auswahl einer von zwei Ziffern wird nur benötigt, wenn sich in der nächsttieferen Stelle eine Ziffer von 0 in 9 oder von 9 in 0 ändert. Es liegt auf der Hand, daß die Art der Diskriminierung gerade umgekehrt wie ein Auf- oder Abrunden erfolgt. Auf der Grundlage der obigen Theorie, bei der die Funktion der V-Bürste von einem neuen Gesichtspunkt aus analysiert wird, erfolgt eine allgemeine Erläuterung für den Fall, daß n-Bit-Signale zur Herstellung von Kodes einer ro-kodierten Notierung benutzt werden. In diesem Falle sind m und η positive ganze Zahlen nicht kleiner als 2, wobei zwischen m und η die Beziehung besteht 2" 2: m. Es sei nun angenommen, daß ein «-Bit-Kode die Form 00... 100 besitzt und einer Zahl / (0 5Ξ / < m) der m-kodierten Notierung entspricht. Ferner sei angenommen, daß ein Kode α, für dieses Signal ausgedrückt wird mit

α,- = 00... 100.

Da die m Kodes voneinander verschieden sind, muß folgende Beziehung bestehen:

ο. ψ aj (i φ ./, 0 ^ i < 1», 0 £ j < m). (1)

Diese m Kodes werden im folgenden Hauptkodes genannt und sind auf einer Hauptkodierscheibe angeordnet.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß auch dann, wenn die Kodes α, und a_i+l noch so genau geformt sind, eine Bürste im Hinblick auf ihre Breite nicht innerhalb eines Augenblicks die Grenze zwischen den beiden Kodes überschreiten kann. Der erwähnte Index /+1 kann nicht größer als m werden; in einem derartigen Fall wird m subtrahiert, so daß das Ergebnis zwischen 0 und m — 1 fallt.

Auf der Grundlage der erwähnten Interpretation der Funktion der V-Bürste läßt sich für die Wirkungsweise der V-Bürste folgendes Prinzip aufstellen. Befindet sich ein Signal in einer Stelle in der Ubertragszeitspanne, so können von der nächsthöheren Stelle Signale, die zwei benachbarten Ziffern entsprechen, geliefert werden, wobei ein Diskriminierungskreis eine Unterscheidung dieser Signale vornimmt; ist dagegen die nächsttiefere Stelle sehr weit vom Übertragszeitpunkt entfernt, so kann von der betrachteten Stelle ein Signal entsprechend einer Ziffer geliefert werden.

Gemäß diesem Prinzip ist es bekannt, daß ein weiteres Signal zwischen den Signalen der Hauptkodes α_; und «_i+1 vorhanden sein muß. Dieser Kode sei als α_ί+'₂ bezeichnet. Es sei hier in Erinnerung gerufen, daß ein Kode, der zwischen den Kodes «_m_i und a₀ liegt, ö_ra_, + > ₂ ist. F i g. 5 zeigt in vergrößertem Maßstab den übergang zwischen zwei Kodes auf einer Kodierscheibe. Hierbei betrachtet man zweckmäßig den Kodea_i+i₂ als das bitweise »oder« der beiden Kodes α, und a_i+l. Nimmt man an, daß das Symbol © das bitweise »oder« bezeichnet, so läßt sich der Kodea_i+>₂ wie folgt ausdrücken:

öj 0 α_/+ι = α_ί+.₂. (2)

In 5-Bit-Kodes lassen sich diese Kodes wie folgt ausdrücken:

a,	1	1	0	0	0
ai+i =	0	1	1	1	0
"I+V2 =	1	1	1	1	0

Da der Kode a_i+'₂ auch ein «-Bit- oder 5-Bit-Kode ist, muß zur Unterscheidung all dieser Kodes voneinander durch logische Diskriminierung die Zahl dieser Kodes gleich m sein. Diese im folgenden als Unterkodes bezeichneten Kodes müssen voneinander und auch von jedem der Hauptkodes verschieden sein, d. h.

'₂ Φ

<*i Φ

(3)

IO benachbarten tieferen Stelle entweder 0, 1 ... oder -^-— ist oder eines von .'" ⁺ * ... m — 1. Anders ausgedrückt:

Das wahre Ausgangssignal ist f, wenn das Ausgangssignal der Kodierscheibe in Form des Hauptkodes a_; gegeben wird; das wahre Ausgangssignal ist /+1, wenn das Ausgangssignal der Kodierscheibe in Form des Unterkodes a_i+'_z gegeben wird und das wahre Ausgangssignal der benach-

wobei / und j irgendeine ganze Zahl sind.

Dies ist jedoch der Zustand, wenn sich eine Bürste gerade in der Mitte des Überganges von einem Hauptkode zum nächsten befindet. Es sei nun angenommen, daß sich eine Bürste auf dem Hauptkode a,- für /, der mindestens zwei »O«-Bits aufweist, .,befindet und sich dem Hauptkode a_i+1 für /+1 nähert. und weiter, daß der Hauptkode a_i+i für /+ 1 zwei oder mehr »1«-Bits aufweist, wo der Hauptkode α,- für / »O«-Bits enthält. Dann besteht die Möglichkeit, daß nur eines der »I «-Bits die Bürste während des Überganges berührt. Daher ist ein in diesem Zeitpunkt auftretender Kode durch den Ausdruck α,· - ä_i+1 gegeben. In diesem Ausdruck bezeichnet der Teil ä_i+1 einen Kode, der aus dem Hauptkode α,₊₁ durch Änderung einiger »1 «-Bits in »O«-Bits hervorgeht und als mangelhafter Kode des Hauptkodes a_i+1 bezeichnet werden kann.

Ein solcher Kode α, ■ ä_i+l kann, wie oben erwähnt, im Augenblick des Überganges einer Bürste von einem Hauptkode a_{ zu einem Hauptkode a_i+1 auftreten, jedoch stört dies nicht, wenn die Hauptkodes der Kodierplatte so aufgebaut sind, daß der so entstehende Kode a_; ~ 5_i+1 gleich dem Hauptkode a_t selbst oder gleich dem zwischen den Hauptkodes α, und a_I+1 liegenden Unterkode a_i+'₂ ist, da sowohl der Hauptkode selbst als auch dieser Unterkode auf jeden Fall die oben unter (1) bis (3) aufgeführten Bedingungen erfüllt. Dementsprechend müssen für den Kode a, ä_i+l die Bedingung barten tieferen Stelle 0,1... oder

m-\

ist;

ö,₊₁ = ti,- oder ei,+.,

(4)

bzw. in ähnlicher Weise für den Fall des Übergangs einer Bürste von dem Hauptkode a_i+1 zu dem Hauptkode α,- und den dabei auftretenden Kode ä, a_i+l die Bedingung

45

= α,+ι, oder a_i+1

(5)

gelten.

Da aus der Ungleichung (3) folgt, daß 2 »!-Kodes von η Bits Verwendung finden, wird die frühere Beziehung 2" ^ m nun korrigiert in 2" ^ 2m.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß das Signal einer Stelle der »»!-kodierten Notierung entweder ein Signal der Hauptkodes oder eines der Unterkodes ist. Kommt von der Stelle einer der Hauptkodes, so ist das wahre Ausgangssignal der Stelle eine dem Hauptkode entsprechende Ziffer. Kommt anderseits einer der Unterkodes von der Stelle, so ist das wahre Ausgangssignal der Stelle eine der beiden Ziffern entsprechend den beiden Hauptkodes auf entgegengesetzten Seiten des Unterkodes. In diesem Falle wird das wahre Ausgangssignal danach bestimmt, ob das wahre Ausgangssignal der das wahre Ausgangssignal ist z, wenn das Ausgangssignal der Kodierscheibe in Form des Unterkodes «,·+>, gegeben wird und das wahre Ausgangssignal der benachbarten tieferen Stelle ^m + ¹ ... oder m — 1 ist.

Da unter der niedrigsten Stelle keine weitere Stelle vorhanden ist, gibt es auch insoweit kein Ubertragsignal. Im Hinblick hierauf kann man ein Signal von einer darunterliegenden imaginären Ziffer annehmen; für diese besondere Stelle kann daher statt der obigen Bedingung (6) eine der beiden folgenden Bedingungen gewählt werden: Das wahre Ausgangssignal ist / + 1, wenn das Ausgangssignal von der Kombination der Kodierscheibe und der Bürsten a_; oder a_i+i_z ist.

oder davon abweichend ist das wahre Ausgangssignal /, wenn

das Ausgangssignal von der Kombination der Kodierscheibe und der Bürsten α, oder a_i+>₂ ist.

Das wahre Ausgangssignal läßt sich daher leicht durch Verwendung eines elektronischen Kreises bestimmen, der die logische Unterscheidung der in den Gleichungen (6), (6') und (6") gegebenen Bedingungen trifft.

Aus den Gleichungen und Ungleichungen (1) bis (5) lassen sich verschiedene Tatsachen ableiten, von denen die wesentlichsten folgende sind:

a) Die Hauptkodes haben unveränderlich dieselbe Zahl von »!«-Bits, während die Zahl von »!«-Bits in den Unterkodes um Eins größer als die Zahl der »1«-Bits in Hauptkodes ist.

b) Wenn sich zwei benachbarte Hauptkodes. a_; und a_;+1 und ein dazwischenliegender Unterkode a_{i +} >₂ nur in ihren beiden ersten Bits unterscheiden, so besitzen diese Kodes die Form

55

_a. ₌

Mit *** ... * ist hierbei der Teil bezeichnet, in dem die drei Kodes identisch sind. Hieraus ergibt sich, daß eine Gruppe solcher Haupt- und Unterkodes einen sogenannten »Gray-Kode« bildet. Die Gray-Bedingung ist beim erfindungsgemäßen System jedoch nicht erfüllt, da es erfindungsgemäß allein um die Hauptkodes geht. Ein noch wesentlicherer Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Kode und dem Gray-Kode-System besteht darin, daß erfindungsgemäß die Breite der Bürste 3 beim

übergang von einem Kode zum anderen keinerlei Problem aufwirft.

Beim Gray-Kode-System erfolgt der Ziffernwechsel tatsächlich dann, wenn das hintere Ende der Bürste 3 die Grenze zwischen benachbarten Kodes berührt oder verläßt, wenn die Bürste 3 in einer Richtung wandert, in der ein »!«-Bit wechselt (vgl. Fig. 6a). Dieser Wechsel erfolgt, wenn die vordere Kante der Bürste 3 die Grenze berührt oder verläßt, wenn sich die Bürste in einer Richtung bewegt, in der ein »!«-Bit hinzukommt (vgl. Fig. 6b). Haben die einzelnen Kodes auf der Kodierscheibe gleiche Breite bzw. bei einer rotierenden Kodierscheibe gleiche Bogenwinkel, so ergibt sich zwischen dem Fall einer Erhöhung um ein »!«-Bit und dem Fall einer Verringerung um ein »!«-Bit eine Phasendifferenz, die der doppelten Bürstenbreite entspricht; man muß daher bei Herstellung der Kodes auf der Kodierplatte die Bürstenbreite berücksichtigen, was angesichts des auftretenden Verschleißes an der Bürste sowie im Hinblick auf einen Bürstenaustausch nachteilig ist. Beim Gray-Kode-System ist somit hinsichtlich der Bürstenbreite keine vernünftige Lösung möglich.

Beim erfindungsgemäßen System kann eine der erwähnten Bedingungen (6') und (6") so gewählt werden, daß die Ziffernänderung tatsächlich stets dann erfolgt, wenn eine Bürstenkante die Kodegrenze berührt oder verläßt, so daß jegliche Änderungen in der Bürstenbreite keinen Einfluß auf den Ziffernwechselvorgang ausüben. An der Grenze zwischen zwei benachbarten Hauptkodes kann auch ein kodefreier Bereich vorgesehen werden, dessen Breite kleiner als die Bürstenbreite ist. Auch kann an der Grenze zwischen zwei Hauptkodes ein Unterkode vorgesehen werden.

Erfindungsgemäß erfolgt somit eine Analog-Digital-Umformung durch Verwendung von Kodes, die die Beziehung 2" Ξ> 2m und die Bedingungen der Gleichungen (1), (2), (3), (4) und (5). erfolgen, wobei die Kodeumformung durch geeignete Wahl der Bedingungen der Gleichungen (6), (6') und (6") bewirkt wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kodierung sei im folgenden näher erläutert. Eine Anzahl von 5-Bit-Kodes läßt sich wie folgt ausdrücken:

O₀ = 00011
ö, = 00110
α, = 01010

«3 = 11000
«4 = 01100
α₅ = 01001

Die Fig. 7a und 7b zeigen eine rotierende Kodierscheibe und.eine geradlinig bewegliche Kodierplatte, die mit diesen Kodes versehen sind.

Ein in Verbindung mit diesen Kodierplatten geeigneter logischer Diskriminierkreis ist in F i g. 8 veranschaulicht. Er enthält ODER-Kreise OR, UND-Kreise AND und NICHT-Kreise NOT Mit S₁ und S₂ sind das Ubertragsignal von der nächsttieferen Stelle und das Ubertragsignal zur nächsthöheren Stelle bezeichnet. Die Symbole O₀ bis a₅ bezeichnen die Ausgangssignale in Abhängigkeit von den Eingangssignalen « bis f.

Wenngleich bei diesem Ausführungsbeispiel fl, und a,+', einem einzigen Kode entsprechen, so kann slatt dessen die Anordnung auch so getroffen werden.

daß derselben Ziffer i verschiedene Kodes entsprechen, so daß auf diese Weise die Fehlerkorrekturfunktion hinzugefügt wird. Diese Fehlerkorrekturfunktion läßt sich im einzelnen wie folgt erreichen. Es sei angenommen, daß statt des Kodes α,- eine Gruppe von Kodes A₁ verwendet wird und daß die zu dieser Kodegruppe/4,- gehörenden Kodes durch a_x,k ausgedrückt werden, wobei 0 ^ k < k; ist und k_x die Gesamtzahl der in der Kodegruppe A₁ enthaltenen

,ο Kodevariationen bedeutet. Dann erhält man folgende Gleichungen:

«ι., Φ «;.,(' ^J. 0 ύ P < h 0 ^ q < kj) + «,-.„ (0 g P < h 0 g q < k_b Jf φ q) s äj+i,_g e(Ai -r

In den obigen Beziehungen bedeutet e, daß der Teil auf der linken Seite im Teil auf der rechten Seite enthalten ist. Die durch diese Ausdrücke gegebenen Bedingungen ersetzen jetzt die Bedingungen in den früher erläuterten Gleichungen und Ungleichungen (2), (3) und (4). Auf der Basis dieser neuen Bedingungen lassen sich 6-Bit-Ternärkodes beispielsweise wie folgt ausdrücken:

A₀:

A₂:

000001,

001111,
001011,
000111,

001000,

111100,
101100,
011100,

100000,

110011,
110010,
110001,

000010,

001101,
001001,
000101,

000100,

110100,
100100,
010100,

010000,

010011,
010010,
010001,

000011

001110,
001010,
000110

001100

111000,
101000,
011000

110000

100011,
100010,
100001

Eine Kodierplatte kann zweckmäßig mit Kodes ausgerüstet werden, die die größte Zahl von »1«-Bits unter den obigen Kodes enthalten. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß sich selbst dann kein Fehler ergibt, wenn ein »!«-Bit in den Kodes fehlt. Eine Störung, die häufig bei der Kombination einer Kodierplatte und Bürsten auftritt, besteht darin, daß ein »!«-Bit fehlerhaft durch einen schlechten Kontakt oder durch eine sonstige Ursache zu einem »O«-Bit geändert wird. Ein derartiger Fehler wird jedoch automatisch durch Verwendung der Kodes des erläuterten Systems korrigiert. Diese Kodes können also mit einer Fehlerkorrekturfunktion versehen werden.

In der nächsten Stelle ist eine Gruppe von Hauptkodes und Unterkodes spezieller Art für die niedrigste Ziffer zu beachten. Es sei in Erinnerung gerufen, daß man α,+·., in der geringsten Ziffer in der Art wie 0, oder a_i+l behandeln kann. Prinzipiell kann man daher die Kodegruppe/J_{1 +} ^ in gleicher Weise

behandeln wie A_x oder /Ij _{+ 1}.

Die obige Beschreibung bezog sich auf eine Analog-Digital-Umformung unter Verwendung einer Kombination von Kodierplatten und Bürsten. Es versteht

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sich jedoch, daß die Erfindung auch für andere Umformer geeignet ist, beispielsweise solche, die auf elektromagnetischer Basis oder mit photoelektrischen Elementen arbeiten.

Die Verwendung von Unterkodes ergibt selbst bei Verwendung von vierteiligen Kodiereinrichtungen eine große zulässige Toleranz bei der Kodeherstellung; die Lage der Detektorelemente (beispielsweise Bürsten) zur Abnahme des umgeformten Signals läßt sich leicht einstellen; bei einer Einrichtung mit einer Vielzahl von beispielsweise durch Getriebe miteinander verbundenen Kodierplatten ist ein beträchtliches Getriebespiel zulässig. Im Umformer ist ferner kein logischer Diskriminierkreis für V-Bürsten erforderlich. Es genügt weiterhin die geringstmögliche Zahl von Leitungen zur übertragung des umgeformten Signals. Schließlich kann ein einfacher logischer Diskriminierkreis jede gewünschte Kodeumformung durchführen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   20

   Verfahren zum Umsetzen von Analogwerten in Digitalwerte unter Verwendung eines Umsetzersystems mit einer Mehrzahl von untereinander über Untersetzungsgetriebe verbundenen Kodierplatten, von denen jede einer Stelle des digitalen Ausgangssignals in einem bestimmten Zahlensystem entspricht und m unterschiedliche, jeweils

   einer bestimmten Ziffer in diesem Zahlensystem entsprechende Hauptkodes aus je η Bits trägt, aus denen nach Abtastung von Spuren auf den Kodierplatten über einen binären Zwischenkode die einem analogen Eingangssignal entsprechenden digitalen Ausgangssignale mittels logischer Schaltkreise gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Übereinstimmung eines der Signale im binären Zwischenkode mit einer einem Hauptkode entsprechenden Ziffer dieses Signal als Ausgangssignai abgegeben wird, während dann, wenn das Signal im binären Zwischenkode zu einem von gleichfalls m unterschiedlichen, von jedem der Hauptkodes abweichenden und die bitweise ODER-Verknüpfung von jeweils zwei benachbarten Hauptkodes darstellenden Unterkodes aus je η Bits gehört, für die Lieferung des Ausgangssignals unter Benutzung eines Ubertragsignals der nächsttieferen Stelle einer der beiden benachbarten Hauptkodes ausgewählt wird, und daß der Aufbau der Hauptkodes so getroffen wird, daß jede bitweise ODER-Verknüpfung eines Hauptkodes mit einem durch Änderung eines Teiles der Bits aus einem benachbarten Hauptkode hervorgehenden mangelhaften Kode zu dem Hauptkode selbst oder zu dem zwischen den benachbarten Hauptkodes liegenden Unterkode führt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen