DE2524050A1

DE2524050A1 - Quantising forward and backward integrator - is for film editing and rewinding tables and for film readers and projectors

Info

Publication number: DE2524050A1
Application number: DE19752524050
Authority: DE
Inventors: Arthur Dipl Ing Heller; Karl-Heinz Dipl Phys Trissl
Original assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Current assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Priority date: 1975-05-30
Filing date: 1975-05-30
Publication date: 1976-12-02
Also published as: DE2524050B2

Abstract

The integrator has an angle quantiser rolling on the section to be measured, consisting of a mechanical pickup with a uniform graduation corresponding to the required resolution. It controls two mechanical-electric transducers whose effective scanning point distance is smaller than the pickup in and out sector. In-state (W+1) of the first transducer (W1), correlating with the insector unlocks a reversible counter (Z), while the second transducer (W2) signal positive edge increases during the in-state (W+1) the counter reading by one, and its negative edge reduces it during the in-state (W+1) by one.

Description

Digitaler Vor/Rück - Streckenintegrator Die Erfindung betrifft einen quantisierenden Vor/Rück - Streckenintegrator insbesondere Filmbildzähler für Schneide- und Uxnrolltische sowie Filmabtaster und -projektoren mit einem auf der zu messenden Strecke abrollenden Winkelquantisierer, bestehend aus einem mechanischen Geber mit einer der zu Grunde liegenden Auflösung entsprechenden regelmäßigen Teilung, der auf zwei mechanisch-elektrische Wandler wirkt, deren wirksamer Abtastpunktabstand kleiner ist als der Ein-Sektor und auch kleiner ist als der Aus-Sektor des mechanischen Gebers. Front / Back Digital Link Integrator The invention relates to one quantizing front / back line integrator, especially film frame counter for cutting and roll tables as well as film scanners and projectors with one to be measured Distance rolling angle quantizer, consisting of a mechanical encoder with a regular division corresponding to the underlying resolution, the acts on two mechanical-electrical converters, their effective sampling point spacing is smaller than the on-sector and is also smaller than the off-sector of the mechanical Donor.

Der mechanische Geber kann beispielsweise aus einem Flügelrad oder einer Schlitzrolle bestehen, wobei die regelmä13ige Teilung, bestehend aus den Flügeln bzw. den Stegen zwischen den Schlitzen, von einem Lichtschrankenpaar als mechanischelektrischem Wandler abgetastet wird.The mechanical encoder can for example consist of an impeller or consist of a slotted roll, the regular division consisting of the wings or the webs between the slots, from a pair of light barriers as a mechanical-electrical one Transducer is scanned.

Eine derartige Anordnung wird dazu benötigt, um den Gesamte vorschub eines bewegten Mediums, wie z. B. eines Filmes, unabhängig von zwischenzeitlichen Hin- und Herbewegungen messen zu können.Such an arrangement is required in order to advance the whole a moving medium, such as B. a film, regardless of interim To be able to measure back and forth movements.

Entsprechend der hier im allgemeinen verlangten filmbildgenauen Auflösung, wählt man die regelmäßige Teilung so, daß pro Filmbild genau ein E flügel bzw. Schlitz des Gebers von dem Lichtschrankenpaar abgetastet wird.Corresponding to the resolution of the film frame that is generally required here, one chooses the regular division so that exactly one E wing or slot per film frame of the giver of the Light barrier pair is scanned.

Es ist bekannt, zur elektronischen Auswertung des Signals der beiden W andler, eine getrennte Aufbereitung der für einen Vor/ Rückzähler erforderlichen Signale "CLOCK" und "UP DOWN" durchzuführen. Dabei kann das Signal des einen Gebers als Taktinformation für den Clock-Eingang des Zählers verwendet werden, während z. B. über eine D-Flipflop die Zusatzinformation "Vor/Rück" für den UP/DOWN-Eingang davon abgeleitet wird, in welcher Reihenfolge die beiden Wandler abgetastet werden Das aus einer solchen Anordnung abgeleitete Zählergebnis kann alLerdings im Moment einer Richtungsänderung Fehler aufweisen, die sich bei häufiger Richtungsumkehr aufaddieren können. Die Fehlerwahrscheinlichkeit nimmt vor allem dann stark zu, wenn häufige Hin- und Herbewegungen des Winkelquantisierers vorkommen, die kleiner als eine Quantisierungsstufe sind.It is known for the electronic evaluation of the signal from the two Converter, a separate processing of the required for an up / down counter Carry out signals "CLOCK" and "UP DOWN". The signal from one encoder can be used can be used as clock information for the clock input of the counter, while z. B. the additional information "forward / backward" for the UP / DOWN input via a D flip-flop is derived from the order in which the two transducers are scanned The counting result derived from such an arrangement can, however, at the moment a change of direction have errors that occur with frequent reversals of direction can add up. The probability of errors increases particularly strongly, when there are frequent reciprocal movements of the angle quantizer, the smaller as a quantization level.

Will man demgegenüber einen schlupffrei integrierenden Streckenmesser aufbauen, so wird der dazu erforderliche elektronische Aufwand mit den bisher üblichen Auswertungsmethoden schnell sehr hoch. Zudem weisen die dann gefundenen Lösungen eine Hysterese auf, die in der Gröenordnnng einer uantsierucgsstufe liegt.On the other hand, if you want a slip-free integrating distance meter build up, the electronic effort required for this will be compared to the previously usual Evaluation methods quickly very high. In addition, the solutions found then point a hysteresis which is in the order of magnitude of a level of reduction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand einen Streckenmesser zu konzipieren, der trotzdem völlig schlupffrei und phasenstarr arbeiten soll Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß der mit dem Ein-Sektor korrelierende Ein-Status W1+ des 4usgangssignals des einen mechanisch-elektrischen Wandlers W1 eines Vor/ Rückwärtszähler Z entriegelt, wobei das Signal des anderen Wandlers Wz mit einer positiven Flanke während des Status W1 + den Zähler stand des Zählers Z um eins erhöht und mit einer negativen + Flanke während des Ein-Status W1 den Zählerstand des Zählers Z um eins erniedrigt oder umgekehrt.The invention is based on the object with as little effort as possible To design a distance meter that is still completely slip-free and phase-locked should work The object is achieved according to the invention in that the one-sector Correlating on-status W1 + of the 4 output signal of the one mechanical-electrical Converter W1 of an up / down counter Z unlocked, with the signal of the other Converter Wz with a positive edge during the status W1 + den Counter was the counter Z increased by one and with a negative + edge during of the on status W1 decreases the count of the counter Z by one or vice versa.

Als Vor/Rückwärtszähler wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein integrierter Vor/Rückwärtszähler Z, der je einen separaten Eingang "ENABLEI', 'rUP/DOWN" und "CLOCK" besitzt, oder eine Kaskade solcher Zähler verwendet. Dabei wird das Signal des einen Wandlers W1 auf den ENABLE-Eingang dieses Zählers gegeben. Das Signal des anderen Wandlers W2 wird einerseits über ein Zeitglied T1 dem UP/DOWN-Eingang des Zählers sowie andererseits einer Differenzierstufe D zugeführt, die aus beiden Signalflanken wirksame Clock-Impulse für den Zähler Z erzeugt.As an up / down counter, in a preferred embodiment the invention an integrated up / down counter Z, each with a separate input "ENABLEI", "rUP / DOWN" and "CLOCK", or a cascade of such counters is used. The signal from one converter W1 is sent to the ENABLE input of this counter given. The signal from the other converter W2 is on the one hand via a timing element T1 fed to the UP / DOWN input of the counter and, on the other hand, to a differentiating stage D, which generates effective clock pulses for the counter Z from both signal edges.

Diese Differentiation wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch bewerkstelligt, daß das Signal des Wandlers W2 über zwei Wege auf je einen Eingang eines Exklusiv-Oder-Gatters geschickt wird, und zwar über einen direkten und einen verzögerten.This differentiation is made according to a further embodiment of the invention achieved by the fact that the signal from the transducer W2 via two paths to one each Input of an exclusive-or-gate is sent, via a direct one and a delayed one.

Letzterer enthält einen Inverter I und ein Zeitglied T2.The latter contains an inverter I and a timing element T2.

Der Aufwand wird dann besonders gering, wenn man für das Exklusiv-Oder-Gatter G, den Inverter I und die Zeitglieder T1 und T2 jeweils Exklusiv-Oder-Gatter benutzt, die alle vier in einem einzigen integrierten Baustein enthalten sind.The effort is particularly low if you go for the exclusive-or gate G, the inverter I and the timers T1 and T2 each use exclusive-or gates, all four of which are contained in a single integrated building block.

Über den zweiten Gattereingang des als Zeitglied T1 geschalteten Gatters G3 besteht in dem letzteren Fall zudem die Möglichkeit, durch ein externes Logiksignal oder einen Schalter die Zuordnung zwischen Vorschubrichtung des Mediums und Zählrichtung des Zählers beliebig umzukehren.Via the second gate input of the gate connected as a timing element T1 In the latter case, G3 also has the option of using an external logic signal or a switch to assign the direction of advance of the medium and the direction of counting of the counter can be reversed at will.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß infolge des geringen Bauelementeaufwandes die Realisierung äußerst preisgünstig ist, obwohl die digitale Streckenintegration absolut schlupffrei ist und der Umschaltpunkt unabhängig von der Vorschubrichtung exakt phasengenau, hysteresefrei und reproduzierbar ist.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that the implementation is extremely inexpensive due to the low number of components is, although the digital route integration is absolutely slip-free and the switchover point regardless of the feed direction, exactly phase-accurate, hysteresis-free and reproducible is.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.

Fig. 1 zeigt die Impulsdiagramme der Wandler W1 und W2, der daraus aufzubereitenden Signale "UP/DOWN" und "CLOCK" sowie die Auswirkungen auf den Zählerstand.Fig. 1 shows the timing diagrams of the transducers W1 and W2, the resulting "UP / DOWN" and "CLOCK" signals to be processed and the effects on the counter reading.

Fig. 2 zeigt das prinzipielle Funktionsschaltbild der Zählerelektronik.Fig. 2 shows the basic functional diagram of the counter electronics.

Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform der in Fig. 2 gezeichneten Differenzierstufe.FIG. 3 shows a possible embodiment of the one shown in FIG Differentiation level.

Fig. 4 zeigt den praktischen Aufbau der gesamten Impulsaufbereitung mit nur einer integrierten Schaltung.Fig. 4 shows the practical structure of the entire pulse processing with only one integrated circuit.

Ein Beispiel für eine Imptilsfolge, die eine den obengenannten Bedingungen entsprechende Anordnung eines mechanischen Gebers mit zwei mechanisch-elektrischen Wandlern liefert, ist in Fig. 1, Zeile a und b dargestellt. Das in Zeile a gezeichnete Signal des Wand-+ lers W1 entriegelt, soglange es sich im Ein-Status W1 befindet einen Zähler. Gleichzeitig wird das in Zeile b gezeichnete Signal von W2 dazu verwendet, jeweils mit jeder seiner positiven Flanken das Aufwärtszählen um je eine Stelle zu veranlassen, wie in Zeile b angedeutet. Bei Vorwärtsbewegung des abgetasteten Mediums, z.B. des Filmes, bewirkt das Signal von W1, daß der Zähler stets nur während der positiven Flanken des Signals von W2 entriegelt, während der negativen Flanken aber verriegelt ist (eingeklammerte W erte in Zeile a), d. h. es wird pro Teilung des mechanischen Gebers um genau eins aufwärtsgezählt.An example of an imptile sequence that meets one of the above conditions Corresponding arrangement of a mechanical encoder with two mechanical-electrical ones Converter supplies is shown in Fig. 1, lines a and b. The one drawn in line a Signal of converter + converter W1 unlocked as long as it is in the on status W1 a counter. At the same time, the signal from W2 shown in line b is used to counting up by one digit each with each of its positive flanks as indicated in line b. When moving the scanned forward Medium, e.g. the film, the signal from W1 causes the counter to only ever run during the positive edges of the signal from W2 unlocked during the negative edges is locked (values in brackets in line a), i.e. H. it is counted up by exactly one per division of the mechanical encoder.

Liest man das Impulsdiagramm von Fig. 1 von rechts nach links, so erhält man den zeitlichen Ablauf der Signale bei Rückwärtsbewegung des Mediums. Da die bei Vorwärtsbewegungen von W2 erhaltenen positiven F lanken bei Rückwärtsbewegung zu negativen Flanken werden, ist in diesem Fall der Zähler genau während der negativen Flanken des Signals von W2 entriegelt, zählt also abwärts.Reading the timing diagram of Fig. 1 from right to left, so one obtains the time sequence of the signals when the medium moves backwards. Since the positive F obtained when W2 moves forward, flanks when moving backward become negative edges, in this case the counter is exactly during the negative The edges of the signal from W2 are unlocked, so counts down.

Der Umschaltpunkt liegt, unabhängig von der Zählrichtung, stets an der selben Stelle, anders ausgedrückt, die Zählung geschieht phasenstarr und hysteresefrei.The switchover point is always present, regardless of the counting direction the same place, in other words, the counting is phase-locked and hysteresis-free.

Angewandt auf die Filmbildzählung ist es möglich, diesen Umschaltpunkt genau auf die Stclle des Bildwochsels legen, so daß ausnahmslos immer die Bildnummer des gerade betrachteten Bildes angezeigt wird.Applied to the film frame count, it is possible to set this switching point place exactly on the pieces of the picture week, so that without exception always the picture number of the image currently being viewed is displayed.

Besonders bemerkenswert ist, daß auch bei häufigem Wechsel der Bewegungsrichtung, insbesondere bei kleinen Hin- und Herbewegungen um den Umschaltpunkt, kein "elektronischer Schlupf" auftritt, ein Stolpern des Zählers um einen oder mehrere Schritte also ausgeschlossen ist.It is particularly noteworthy that even with frequent changes in the direction of movement, especially with small back and forth movements around the switching point, not an "electronic one Slip "occurs, that is, the counter stumbles by one or more steps is excluded.

Das elektronische Schaltungsprinzip, das die soeben beschriebene Eigenschaften aufweist, zeigt Fig. 2.The electronic circuit principle that has the properties just described 2 shows.

Als Zähler wird ein integrierter Vor/Rückwärts zähler Z verwendet, der einen separaten Eingang "ENABLE", "UP/DOWN" und "CLOCK besitzt. Verwendet werden kann demnach z.B.An integrated up / down counter Z is used as a counter, the separate input "ENABLE", "UP / DOWN" and "CLOCK owns. Accordingly, e.g.

ein SN 74 LS 168 N, SN 74 S 168 N, SN 74 LS 190 N oder SN 74 190 N für dezimale Zählung bzw. ein SN 74 LS 169 N, SN 74 S 169 N, SN 74 LS 191 N, oder SN 74 191 N für binäre Zählung.a SN 74 LS 168 N, SN 74 S 168 N, SN 74 LS 190 N or SN 74 190 N for decimal counting or a SN 74 LS 169 N, SN 74 S 169 N, SN 74 LS 191 N, or SN 74 191 N for binary counting.

Alle genannten Zähler sind in der in Fig. 2 gezeichneten Weise kaskadierbar und unterscheiden sich im wesentlichen in ihrer Grenzfrequenz, den Setzeingängen sowie den logischen Steuerwerten für den UP/DOWN-Eingang.All of the counters mentioned can be cascaded in the manner shown in FIG and differ essentially in their cut-off frequency, the set inputs as well as the logical control values for the UP / DOWN input.

Das Signal von W1 kann direkt auf den Enable-Eingang des ersten Zählers gegeben werden. Das Signal von W2 wird in der Stufe D in geeigneter Weise so differenziert, daß aus beiden Signalflanken wirksame Clock-Impulse für den Zähler oder die Zählerkette abgeleitet werden, wie sie in Fig. 1 Zeile d gekennzeichnet sind. Ferner wird das Signal von W2 über ein Zeitglied T1, auf den UP/DOWN-Eingang des Zählers geleitet (vgl. Fig. 1 Zeile c), Die zeitliche Verzögerung von T1 ist so bemessen, daß sie mindestens derJenigen Verzögerung entspricht, die das ock-Signal in der Differenzierstufe D erfährt.The signal from W1 can be sent directly to the enable input of the first counter are given. The signal from W2 is appropriately differentiated in stage D so that that from both signal edges effective clock pulses for the counter or the counter chain can be derived as they are marked in Fig. 1 line d. Furthermore, the Signal from W2 via a timer T1, passed to the UP / DOWN input of the counter (See. Fig. 1 line c), the time delay of T1 is such that it at least corresponds to the delay that the ock signal in the differentiating stage D learns.

Die Differenzierstufe D wird gemäß Fig. 3 zweckmäßigerweise so aufgebaut, daß das Signal von W, einerseits direkt, andererseits über ein Zeitglied T2 und einen Inverter 1 auf die zwei Eingänge eines Exkiusv-Oder-Gatters G geführt wird Diese Anordnung bewirkt, daß bei jedem Pegelwechsel des Signals von die Vgikpegel an den beiden Eingän-gen- von G für eine kurze Zeitdauer gleich werden, und zwar für diejenige Zeit, die der Signallaufze it über das Zeitglied T2 und den Inverter I entspricht Durch die Exklusiv-Oder-Funktion von G nimmt der Ausgang von G für genau diese kurze Zeit den Status O an Dieser kurze negative Impuls wird als Clock-Impuis für den Zähler verwendet.The differentiating stage D is expediently constructed according to FIG. 3 in such a way that that the signal from W, on the one hand directly, on the other hand via a timing element T2 and an inverter 1 is fed to the two inputs of an Exkiusv-OR gate G. This arrangement has the effect that with each level change of the signal from the Vgik level at the two inputs of G become the same for a short period of time, namely for the time that the signal run time it via the timing element T2 and the inverter I corresponds to G's exclusive-or function, the output of G assumes for status O for exactly this short time That short negative impulse is used as a clock pulse for the counter.

Die gesamte beschriebene Signalaufbereitung läßt sich mit Hilfe eines einzigen integrierten Bausteines verwirklichen. Wenn man für das Exklusiv-Oder-Gatter G, den Inverter I und die Zeitglieder T und T jeweils Exklusiv-Oder-Gatter benutzt, läßt 1 2 sich die gesamte Signalaufbereitung gemäß Fig. 4 mit einem einzigen integrierten Baustein (z. B. SN 74 LS 86 N oder SN 74 86 N) verwirklichen.The entire described signal processing can be done with the help of a realize a single integrated module. If you go for the exclusive-or gate G, the inverter I and the timers T and T each use exclusive-or gates, 1 2 can be the entire signal processing according to FIG. 4 with a single integrated Realize module (e.g. SN 74 LS 86 N or SN 74 86 N).

In diesem Fall besteht über das Gatter G3 die Möglichkeit, den Logikstatus des UP/DOWN-Signals zu invertieren, so daß die Zuordnung zwischen Vorschubrichtung und Zählrichtung beliebig umgekehrt werden kann.In this case there is the possibility of the logic status via the gate G3 of the UP / DOWN signal to invert, so that the assignment between the feed direction and counting direction can be reversed at will.

Claims

1. Quantizing front / back link integrator, especially film image counter for cutting and rewinding tables as well as film scanners and projectors with one Angular quantizer rolling on the line to be measured, consisting of a mechanical encoder with a regular resolution corresponding to the underlying resolution Division that acts on two mechanical-electrical converters, their effective sampling point spacing is smaller than the on-sector and is also smaller than the off-sector of the mechanical Encoder, characterized in that the on-status correlating with the on-sector (W1) of the output signal of a converter (m1) an up / down counter (Z) unlocked, the signal of the other converter (W2) having a positive edge during the on status (W1) the counter reading of the counter (Z) is increased by one and with a negative edge during the on status (W1 +) the counter reading of the counter (Z) decreased by one or vice versa.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that as an up / down counter an integrated up / down counter (Z), each with a separate input "ENABLEI", "UP / DOWN" and "CLOCK", or a cascade of such counters (Z) is used, the signal of the one mechanical-electrical converter (W1) on the ENABLE input this counter (Z) is given and the signal of the other converter (W2) on the one hand via a timer (T1) to the UP / DOWN input of the counter and, on the other hand, one Differentiation stage (D) supplied that from both signal edges effective CLOCK pulses generated for the counter (Z).

3. A circuit according to claim 2, characterized in that as a differentiating stage an exclusive-OR gate (G) is used, both inputs of which receive the signal of the first converter is given in two different ways, a direct one and a second via an inverter (I) and a timer (T2).

4. A circuit according to claim 3, characterized in that for the Exclusive-OR gate (G), the inverter (I), and the timing elements (T1 and T2) gates (G1, G2, G3, G4) 4 of a single integrated quadruple exclusive OR module be used.

5. A circuit according to claim 4, characterized in that the second Input of the exclusive-or gate (b3) used as a timing element (T1) from a external logic signal is controlled.

L e r s e i t e