DE3149151C2

DE3149151C2 - Optischer Drehwinkelkodierer

Info

Publication number: DE3149151C2
Application number: DE3149151A
Authority: DE
Inventors: George Douglas Santa Barbara Calif. Haville
Original assignee: BEI ELECTRONICS Inc SANTA BARBARA CALIF US
Current assignee: BEI ELECTRONICS Inc SANTA BARBARA CALIF US
Priority date: 1980-12-12
Filing date: 1981-12-11
Publication date: 1986-02-27
Also published as: IT1194126B; JPS57123496A; GB2089605A; GB2089605B; CA1184306A; JPH0254598B2; DE3149151A1; US4445112A; FR2496255B1; IT8125556A0; FR2496255A1

Abstract

Ein Kodierer für die Erzeugung eines mehrziffrigen Codewortes entsprechend der Position und Bewegung einer Welle oder irgendeines anderen beweglichen Gliedes umfaßt ein Gehäuse, eine Fotozellenplatine oder irgendeine andere signalerzeugende Platine, die auf dem Gehäuse angeordnet ist und eine Fotozelle oder irgendwelche anderen signalerzeugenden Mittel trägt. Mehrere Kanäle liefern mehrere elektrische Signale, die die Position und Bewegung des Codiergliedes anzeigen. Eine Vielzahl von Schaltkreisplatinen ist auf dem Gehäuse gestapelt in bezug auf die signalerzeugende Platine angeordnet. Die Schaltkreisplatinen umfassen Mittel für die Verarbeitung der Signale von den signalerzeugenden Mitteln und eine Vielzahl von Steckern und Stiften, die auf den Platinen angeordnet sind und ineinandergesteckt werden, um elektrische Verbindungen zwischen aufeinanderfolgenden Platinen herzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehwinkelkodierer mit einem Gehäuse, einer Lichtquelle in dem Gehäuse, einem optischen Kodierelement, das mit einer Drehachse verbunden beweglich in dem Gehäuse gelagert ist und mehrere Spuren zur Modulation des Lichtes von der Lichtquelle aufweist, Fotozellen zur Aufnahme des von dem Kodierelement modulierten Lichtes in mehreren Spuren, wobei diese Fotozellen mehrere Signalkanäle für die Lieferung mehrerer die Position des Kodierelementes anzeigender elektrischer Signale aufweisen, wenigstens erste und zweite in dem Gehäuse in Achsrichtung der Drehachse hintereinanderfolgend gestapelte Module, die Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung der Signale von den Fotozellen aufweisen.

Derartige Kodierer dienen der Erzeugung von elektrischen Signalen entsprechend eines mehrziffrigen Codewortes, das die Position und Bewegung einer drehbaren Welle oder irgendeines anderen beweglichen Eingangsgliedcs vorgibt. Die vorliegende Erfindung betrifft Drehwinkelkodierer vom optischen Typ, wobei eine rotierbare optische Codescheibe oder ein anderes Glied mit mehreren Spuren zur Modulation des Lichtes einer oder mehrerer Lichtquellen vorgesehen ist und das modulierte Licht in elektrische Signale durch Fotozellen in mehreren Spuren umgewandelt wird, wobei die Fotozellen zu mehreren Ausgangskanälen zur Lieferung eines mehrziffrigen Codewortes in Form von elektrischen Signalen und in einigen Fällen such zur Lieferung von Sinus- und Kosinus-Signalen zusammengefaßt sind.

ίο Derartige optische Kodierer umfassen eine oder mehrere Schaltkreisplatinen bzw. andere Module für die Verarbeitung der elektrischen Signale.

Aus der US-PS 32 47 505 ist ein Drehwinkelkodierer der eingangs charakterisierten Art bekannt. Dieser Drehwinkelkodierer weist verschiedene Platinen mit diskreten Bauteilen auf, die mittels Abstandshaltern und Bolzen übereinander angeordnet sind.

Für Rundfunkempfänger ist aus der Zeitschrift »Funkschau«, 1975, Heft 5, Seiten 49—51, bekannt, einzelne Platinen mittels Steckverbindungen elektrisch miteinander zu verbinden, um einen leichten Austausch der Platinen zu ermöglichen. Dabei hat jede Platine eine spezielle Funktion, wobei gleichzeitig auch eine Verbindungsplatine vorgesehen ist, die die Funktionsplatinen über Steckverbindungen verbindet.

Gegenüber diesem bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuen und verbesserten Drehwinkelkodierer der eingangs genannten Art zu schaffen, der mehrere Platinen bzw. Module umfaßt, welche derart zusammengesteckt werden können, daß viele unterschiedliche Kodierer mit unterschiedlichen Eigenschaften durch Zusammenstecken einer Reihe von unterschiedlichen Modulen, die aus einer Gruppe von Standardmodnlen ausgewählt werden, vorgegeben werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Auf diese Weise können eine große Vielzahl von Kodierer mit unterschiedlichen Eigenschaften sehr leicht hergestellt werden, indem eine Auswahl von Standardmodulen zusammengebaut wird. Beispielsweise kann die Anzahl der Ziffern in dem Ausgangs-Codewort entsprechend den Auflösungsanforderungen an den Kodicrer ausgewählt werden. Darüber hinaus können verschiedene Codes, wie beispielsweise der Graycode, der natürliche Binärcode, der Binär/Dezimalcode usw. ausgewählt werden. Ferner kann eine Auswahl zwischen einem unsymmetrischen und einem abgeglichenen Ausgang und eine Auswahl zwischen verschiedenen Ausgangsverbindern getroffen werden.

Bestimmte Stifte und Buchsen sind vorzugsweise zu Stift/Buchsen kombiniert, welche in andere Buchsen eingesteckt werden und andere Stifte aufnehmen können, um Signale und Spannungen an die zugeordneten Module zu liefern, während sie gleichfalls Signale und Spannungen zu den benachbarten Modulen übertragen. Bestimmte Module können Signalmodifizierungsmittel umfassen, die eine Gruppe von Eingangsverbindungen und eine unterschiedliche Gruppe von Ausgangsverbindungen aufweisen, wobei die Signalkanalgruppen eine Signalkanalgruppe umfassen, welche Buchsen und Stifte zur Lieferung von Eingangssignalen an die Eines gangs-Signalverbindungen aufweist und wobei die Signalkanalgruppen ferner eine andere Signalkanalgruppe umfassen, welche Buchsen aufweist, die an die Ausgangs-Signalverbindungen angeschlossen sind.

Die Module besitzen vorzugsweise die Form von Schaltungsplatinen, auf denen die Stifte und Buchsen in ausgewählten Positionen angeordnet sind.

Die gemeinsame Verbindungsgruppe umfaßt vorzugsweise eine elektrische Verbindung für die Lieferung eines Steuersignals an bestimmte Platinen. Ein solches Steuersignal kann beispielsweise ein Torsteuersignal sein.

Es können eine Vielzahl von Platinen bzw. Modulen vorgesehen sein, die verschiedene Signalmodifizierungsmittel umfassen, beispielsweise eine Gruppe von Verstärkern für die Verstärkung der Signale, eine Gruppe von Gattern zur Schaltung der Signale, mehrere Logikelemente, ein System von Logikelementen zur Umwandlung der Signale zwischen dem Graycode und dem natürlichen Binärcode, Multiplizierer für die Multiplikation der Frequenz bestimmter Signale, oder Phasenteiler zur Phasenunterteilung bestimmter Signale in Phasensignale.

Mehrere Bolzen können zwischen den gestapelten Platinen angeordnet sein, um deren gegenseitige Abstützung zu gewährleisten.

Der Kodierer kann einen Verbinder mit mehreren Kontakten umfassen, wobei eine der Platinen als Ausgangspialine dient und die gemeinsame Verbindungsgruppe mehrere Buchsen auf der Ausgangsplatine und Mittel zur Verbindung der zuletzt erwähnten Buchsen mit bestimmten Kontakten des Verbinders umfaßt und wobei eine der Signalkanalgruppen mehrere Buchsen auf der Ausgangsplatine und Mittel zur Verbindung der zuletzt erwähnten Buchsen mit anderen Kontakten des Verbinders umfaßt.

Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen optischen Kodierer, der als erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zu beschreiben sein wird,

F i g. 2 eine Endansichl des Verbinderendes des Kodierers gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine der Platinen bzw. Module des Kodierers zur Veranschaulichung der Standardpositionen der Stifte und Buchsen, die verwendet werden, um Signale und Spannungen zwischen den verschiedenen Platinen des Kodierers zu übertragen,

F i g. 4 eine vergrößerte Seitenansicht einer der Stift/ Buchsen des Kodierers,

F i g. 5 eine vergrößerte Seitenansicht einer der Buchsen des Kodierers,

F i g. 6 eine vergrößerte teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht einer der Stift/Buchsen,

Fig. 7 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Fotozellenplatine, die ein Codewort mit elf Bi; sowie Sinus- und Kosinus-Signale der nächst höheren 'Kuflösungsordnung erzeugt,

Fig.8 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer modifizierten Fotozellenplatine für die Erzeugung eines Codeworles mit dreizehn Bit,

F i g. 9 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Multipli/.ier-Schaltkreisplatine für die Frequenzmultiplikation der Sinus- und Kosinus-Signale mit dem Faktor 2,

Fig. 10 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Phitsenteilerplatine. die Sinus- und Kosinus-Signale in phiisenuntcrteilte Signale mit regelmäßigen Abständen von 22,5° unterteilt,

Fig. 11 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Logikplatine zur Umwandlung der phasengeteilten Signale in Signale höherer Ordnung,

Fig. 12 ein schematisches Schallungsdiagramm einer Galterplatine zur Durchhaltung der mehrziffrigen elektrischen Signale,

Fi g. 13 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Wanalerplatine zur Umwandlung von Graycodesignalen in Signale im natürlichen Binärcode,

Fig. 14 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer zweiten modifizierten Wandlerplatine ähnlich derjenigen in Fig. 13, mit der Ausnahme, daß die beiden Gruppen von Signalkanälen zwischen dem Eingang und dem Ausgang umgekehrt sind,

Fig. 15 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Treiberplatine, welche Treiberverstärker zur Verstärkung der mehrziffrigen Codesignale umfaßt,

Fi g. 16 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer zweiten modifizierten Treiberplatine ähnlich derjenigen in Fig. 15, mit der Ausnahme, daß die beiden Gruppen von Signalkanälen zwischen dem Eingang und dem Ausgang umgekehrt sind.

Fig. 17 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Spannungsversorgungsplatine,

Fig. 18a und 18b ein Verbindungsdiagramm für einen Kodierer gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

der eine Fotozellenplatine, eine Multiplizierplatine, eine Phasenteilerplatine, eine Logikplatine, eine Gaiterplatine. eine Wandlerplatine, eine Treiberplatine, eine Spannungsversorgungsplatine und einen Verbinder verwendet, um einen natürlichen Binärcode mit fünfzehn Bit zu

erzeugen.

F i g. 1 zeigt einen Kodierer 30 für die Erzeugung eines mehrziffrigen Codewortes in Form von elektrischen Signalen entsprechend der Position oder Bewegung eines Eingangsgliedes. Der dargestellte Kodierer ist ein Winkelkodierer des optischen Typs, obgleich die vorliegende Erfindung auch auf andere Arten von Kodierern anwendbar ist.

Gemäß Fig. 1 besitzt der optische Kodierer 30 ein Eingangsglied in Form einer drehbaren Welle 32, die durch Lager 34 und 36 in einem Gehäuse bzw. einem Rahmen 38 abgestützt ist. Der allgemeine Zweck des Kodierers 30 dient der Erzeugung elektrischer Signale, die die Position oder Bewegung der Welle 32 mit einem hohen Maß an Genauigkeit anzeigen. Der Kodierer 30 kann somit in einem Telemetriesystem für die elektrische Überwachung der Position oder Bewegung irgendeines drehbaren oder verschiebbaren Gliedes, mit dem die Welle 32 verbunden ist, verwendet werden.

Der optische Kodierer 30 besitzt ein bewegliches Codeglied, das als eine optische Kodierscheibe 40 dargestellt ist und das mit der mechanischen Eingangswelle 32 rotierbar verbunden ist. Die optische Codescheibe 40 kann einen bekannten geeigneten Aufbau aufweisen und sie ist vorzugsweise mehrspurig ausgeführt, wobei mehrere optische Codespuren 42 der Modulation von Licht entsprechend der Position bzw. Bewegung der Codescheibe 40 dienen. Derartige optische Codescheiben sind dem Fachmann wohlbekannt. Beispielsweise kann eine typische Codierscheibe digitaler Art sein und aus transparentem Material, wie beispielsweise Glas, hergestellt werden, wobei mehrere konzentrische kreisförmige Spuren vorgesehen sind, die aufeinanderfolgende lichtundurchlässige und lichtdurchlässige Segmente oder Unterteilungen aufweisen. Auf diese Weise wird das auftreffende Licht durch die Spur moduliert, wenn die Scheibe gedreht wird. Die Anzahl der Unterteilungen oder Zyklen in den aufeinanderfolgenden konzentrischen Souren können eemäft pinpm Rinärr^rit. «·«·.(

felt sein. So kann beispielsweise die Anzahl der Zyklen oder Unterteilungen in den aufeinanderfolgenden Spuren durch 1, 2, 4, 8, 16. 32 usw. vorgegeben sein. Die Unterteilungen geben daher eine aufeinanderfolgende Wertigkeit von 2 in der folgenden Weise vor: 2°, 2¹, 2², 2³. 2⁴, 2' usw. Die Codescheibe 40 kann so angeordnet sein, daß sie entweder Licht überträgt oder reflektiert. In einigen Fällen kann die Codescheibe 40 Sinus- und Kosinus-Spuren zusätzlich zu den digitalen Codespuren aufweisen. Die Sinus- und Kosinus-Spuren sind im allgemeinen von höherer Auflösungs- oder Zyklusordnung. Beispielsweise können die optischen Codescheiben der vorstehend genannten Art den US-Patentschriften 36 18 074 und 37 10 375 entnommen werden.

Gemäß Fig. 1 wird die optische Codescheibe 40 durch eine Lichtquelle 44 in Form einer lichtemittierenden Diode beleuchtet. Eine Sammellinse 46 und eine Objektivlinse 48 sind angeordnet, um das Licht zu einer feinen Linie auf den Spuren 42 der Codescheibe 40 zu bündeln.

Gemäß F i g. 1 umfaßt der Kodierer 30 Fotodetektoren oder Fotozellen 50 in mehreren Kanälen zur Umwandlung des von den Codespuren 42 auf der Codescheibe 40 modulierten Lichtes in mehrere entsprechende elektrische Signale. Der Mehrkanal-Fotodetektor 50 ist dicht benachbart zu der optischen Codescheibe 40 angeordnet, um das von den Codespuren 42 modulierte Licht aufnehmen zu können.

Der Mehrkanal-Fotodetektor 50 ist gemäß F i g. 1 als eine Komponente auf einer Fotozellenplatine 52 angeordnet, die ihrerseits auf dem Gehäuse 38 angeordnet ist. Die Fotozellenplatine 52 erzeugt mehrere elektrische Signale, die ein veränderliches mehrziffriges Codewort definieren können und die die Winkelposition der Codescheibe 40 anzeigen. Die Signale von der Fotozellenplatine 52 können in einigen Fällen ebenfalls Sinus- und Kosinus-Signale umfassen.

Der Kodierer 30 gemäß F i g. 1 umfaßt ferner mehrere .Schaltkreisplatinen für die Verarbeitung bzw. Modifizierung der Signale von der Fotozellenplatine 52. Sieben solche Schaltkreisplatinen 54, 56, 58, 60, 62, 64 und 66 sind in dem dargestellten Kodierer 30 vorgesehen. Die Platinen bzw. Module 52—66 sind gemäß Fig. 1 zueinander gestapelt angeordnet. Bolzen 68 können verwendet werden, um eine mechanische Abstützung zwischen den gestapelten Platinen 52—66 zu erzielen. Im vorliegenden Fall werden drei solcher Bolzen 68 verwendet. Die Bolzen 68 können Abstandshülsen 70 zwischen aufeinanderfolgenden Platinen 52—66 umfassen.

Gemäß den F i g. 1 und 2 kann ein elektrischer Mehrkontakt-Verbinder 72 verwendet werden, um mehrere elektrische Verbindungen mit den Platinen bzw. Modulen 52—66 des Kodierers 30 und ebenfalls mit der Lichtquelle 44 herzustellen. Der Verbinder 72 ist auf einer Hülse 74 angeordnet, die die Platinen 52—66 umgibt und die von dem Gehäuse 38 entfernt werden kann. Die Hülse 74 besteht vorzugsweise aus Metall, um eine elektrische Abschirmung der Platinen 52—66 vorzugeben.

Bei dem Kodierer 30 gemäß den Fig. 1—6 sind die verschiedenen Platinen bzw. Module 52—66 elektrisch miteinander durch Kontaktelemente verbunden, die ineinandergesteckt werden, so daß es äußerst leicht ist, die Platinen zusammenzumontieren. Darüber hinaus kann eine große Vielzahl von Platinen bzw. Modulen auswechselbar verwendet werden, um Kodierer mit unterschiedlichen Eigenschaften und Spezifikationen herzustellen. Die einzelnen Kontaktelemente können verschiedene Formen einnehmen. Gemäß den F i g. 4,5 und 6 können die Kontaktelemente die Form von Stiften 76 und Buchsen 78 aufweisen. Andere Formen von Kontaktelementen (Stiften und Buchsen) können ebenfalls verwendet werden. Einige Buchsen 78 können die Form getrennter Elemente aufweisen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. während andere Buchsen 78 mit Stiften 76 kombiniert werden können, um Stift/Buchsen 80 gemäß Fig.4 zu bilden. Jede der Stift/Buchsen 80 besitzt an einem Ende einen Stift 76 und am anderen Ende eine Buchse 78, wobei dazwischen ein Abstandselemenl 82 angeordnet ist. Die Stifte 76, die Buchsen 78 und die Abstandselemente 82 sind aus Metall hergestellt, so daß sie elektrisch leiten. Gemäß F i g. 6 können die Buchsen 78 mit federnden Fingern 84 ausgestattet sein, um die Stifte 76 aufzunehmen und festzuhalten.

Die verschiedenen Platinen bzw. Module 52—66 des

Kodierers 30 können mit einer großen Anzahl von Buchsen 78 und Stift/Buchsen 80 versehen sein. Es vcrsteht sich, daß die Buchsen 78 und Stift/Buchsen 80 in Löchern angeordnet sind, die in den einzelnen Platinen 52—66 gebildet werden. Es ist erkennbar, daß jede Buchse 78 einen vergrößerten Kopf 86 aufweist, der auf einer Seite der Platinen 52—66 angreifen kann. Jede Buchse 78 besitzt eine Schulter 88, durch die sie in der Bohrung in einer der Platinen gehalten wird.

Gemäß F i g. 3 besitzt jede Platine bzw. Modul 52—66 eine große Anzahl von Standardpositionen, in denen die Buchsen 78 oder Stift/Buchsen 80 angeordnet sind. Im allgemeinen werden nur einige der Standardpositionen für eine bestimmte Platine verwendet. Bei dem Aufbau gemäß Fig. 3 gibt es 55 Standardpositionen für die Buchsen 78 und die Stift/Buchsen 80. Diese 55 Positionen sind mit Al bis A21, Bl bis B13 und Cl bis C21 beziffert. Die 55 Positionen sind auf einem Kreis im Abstand angeordnet. Im vorliegenden Fall sind die Platinen bzw. Module 52—66 kreisförmig ausgebildet. Es versteht sich, daß Buchsen 78 oder Stift/Buchsen 80 an jeder der 55 Standardpositionen angeordnet sein können.

In Fig. 1 sind beispielhaft Positionen von einigen der B, chsen 78 und Stift/Buchsen 80 dargestellt. Es ist erkennbar, daß alle Buchsen 78 vom Wellenende des Kodierers 30 abgewandt und zu dem Verbinderende hin gerichtet sind. Die Stifte 76 erstrecken sich zu dem Wellenende des Kodierers 30 und sie können in entsprechende Buchsen 78 der benachbarten Platinen eingreifen. Auf der Fotozellenplatine 52 werden nur Buchsen 78 verwendet. Auf den anderen Platinen 54—66 können jedoch sowohl Buchsen 78 als auch Stift/Buchsen 80 verwendet werden.

Zum besseren Verständnis der Verbindungen zwischen den verschiedenen Platinen 52—66 des Kodierers 30 ist es von Vorteil, bestimmte Einzelheiten der einzclnen Platinen zu beschreiben. Schematische Schaltungsdiagramme der Platinen 52—66 sind in den Zeichnungen dargestellt und sollen nunmehr beschrieben werden. Die Verbindungen zwischen den Platinen 52—66 sind in dem Diagramm bzw. der Tabelle gemäß den F i g. 18a und 18b dargestellt.

Die in Fi g. 7 dargestellte Platine 52 ist eine Mehrka-

nal-Fotozellenplatine, die mehrere elektrische Signale entsprechend einem binären Codewort mit 11 Bit sowie Sinus- und Kosinus-Signale der nächst höheren Ordnung erzeugt.

Die in Fig. 9 dargeslellie Platine 54 ist eine Frcquenzmultiplizierplatine, die die Sinus- und Kosinus-Signale verwendet, um zusätzliche Sinus- und Kosinus-Si-

gnale mit der doppelten Frequenz der ursprünglichen Signale der Platine 52 zu erzeugen. Die 11 Bit-Digitalsignale werden einfach von der Platine 54 ohne Änderung übertragen.

Die Schaltkreisplatine 56 gemäß Fig. 10 ist eine Phascnteilcrplatine, die die Sinus- und Kosinus-Signale mit doppelter Frequenz verwendet, um aus diesen Signalen sin 2* und cos 2a der Pialine 54 phasenunterteilte Signale mit Phasenwinkeln von 22,5°, 45°, 67,5°, 112,5°, 135° und 157,5° zu erzeugen. Die 11 Bit-Digitalsignale werden einfach ohne Änderung durch die Platine 56 übertragen.

Die Platine 58 gemäß F i g. 11 ist eine Logikplatine, die die phasenunterteilten Signale der Platine 56 kombiniert, um zwei zusätzliche Bits für das Codewort zu erzeugen. Die ursprünglichen 11 Bit-Digitalsignale werden durch die Platine 58 ohne Änderung einfach übertragen. Die elektrischen Ausgangssignale der Logikplaline 58 geben ein digitales Codewort mit 15 Bit vor, wobei der Gray-Code verwendet wird.

Die Platine 60 gemäß Fig. 12 ist eine Gatterplatine, die der Steuerung bzw. Verriegelung der 15 Bit-Signale aufgrund eines Steuersignals dient.

Die Platine 62 gemäß F i g. 14 ist eine Wandlerplatine, die die 15 Bit-Gray-Code-Signale in 15 Bit-Signale des natürlichen Binärcodes umwandelt.

Die Platine 64 gemäß Fig. 15 ist eine Treiberplatine zur Verstärkung der 15 Bit-Signale des natürlichen Binärcodes und zur Vorgabe von verstärkten Ausgangssignalen.

Die Platine 66 gemäß F i g. 17 ist eine Spannungsversorgungsplatine zur Erzeugung einer Spannungsversorgung mit + 12 Volt und —12 Volt zusätzlich zu der Eingangsspannungsversorgung von + 5 Volt. Die digitalen 15 Bit-Ausgangssignale werden von der Platine 66 ohne Änderung übertragen und dem Ausgangsverbinder 72 über Leitungen 89 zugeführt.

Es sei in Erinnerung gerufen, daß jede der Platinen 52—66 55 Standardpositionen für die Verbindung von Buchsen 78 und Stift/Buchsen 80 aufweist. Die Platinen 52—66 umfassen eine gemeinsame Verbindungsgruppe 90 solcher Standard Positionen, wobei die Gruppe 90 für Buchsen 78 und Stift/Buchsen 80 verwendet wird, die eine gemeinsame elektrische Verbindung mit allen oder einigen der Platine 52—66 vorgeben. Eine solche gemeinsame Verbindung kann die Spannungsversorgung und ein oder mehrere Steuersignale umfassen. Im allgemeinen werden diese Spannungsversorgungs- und Steuersignalverbindungen zu allen oder einigen der Platine geführt, um an diese die Spannung und die Steuersignale anzulegen.

Gemäß Fi g. 17 umfaßt in Verbindung mit der Spannungsvcrsorgungsplatine 66 die gemeinsame Verbindungsgruppe 20 Spannungsversorgungsverbindungen, die mit +5VoIt, Masse, +12VoIt und —12 Volt bezeichnet sind. Die gemeinsame Verbindungsgruppe 20 umfaßt ferner eine Steuersignalverbindung, die mit GATTER bezeichnet ist. Wie in Fig. 17 und ebenfalls in der Spalte SPANNUNGSVERSORGUNG in den F i g. 20a und 20b gezeigt, umfaßt die Spannungsversorgungsplatine 66 Stift/Buchsen 80 in den Positionen Al, A21 und CI für die Spannung von +5 Volt; in den Positionen BI. B13 und C21 für MASSE; in der Position A20 für +12 Volt; in der Position C2 für —12 Volt; und in der Position B6 für GATTER.

Die 55 Verbindungspositionen umfassen ferner zwei Signalkanalgruppen 92 und 94, die beispielsweise in Fig. 15 im Zusammenhang mit der Treiberplatine 64 dargestellt sind, die verschiedene Eingangs- und Ausgangsverbindungen aufweist. Die erste Signal-Kanalgruppe 92 gibt die Eingangsverbindungen für die Treiberplatine 64 vor, während die zweite Signal-Kanalgruppe 94 die Ausgangsverbindungen für diese Platine vorgibt. Wie aus Fig. 15 und ebenfalls aus der Spalte TREIBER in den Fig. 18a und 18b hervorgeht, umfaßt die erste Signal-Kanalgruppe 92 Stift/Buchsen 80 in den Positionen A9, A4, A6, CI8, A7, A5, C20, A3. CI9, A2. C17, B11.C12, A13 und A14. Die zweite Signal-Kanalgruppe 94 umfaßt Buchsen 78 in den Positionen B7, C3, A18, C4, A17, A16. A12, A15. All, AIO, C5, C6. A19. B3 und B4.

Wie in Fig. 17 im Zusammenhang mit der Spannungsversorgungsplatine 66 dargestellt, umfaßt die zweite Signal-Kanalgruppc 94 Stift/Buchsen 80. die die mehrziffrigen Digitalsignale durch die Spannungsversorgungsplatine 66 übertragen. Diese Stift/Buchsen sind in entsprechende Buchsen 78 der zweiten Signal-Kanalgruppe auf der Treiberplatine 64 eingesetzt. Die Buchsenkomponenten 78 der Stift/Buchsen 80 auf der Spannungsversorgungsplatine nehmen Leitungen auf, die mit entsprechenden Kontakten des Verbinders 72 verbunden sind. Derartige Verbinderkontakte sind in der Spalte VERBINDER in den Fig. 18a und 18b aufgelistet. Die Spalte VERBINDER listet ebenfalls die Verbinderkontakte auf, die mit den Stift/Buchsen 80 der gemeinsamen Verbindungsgruppe 90 verbunden sind und die Anschlüsse von + 5VoIt, Masse. +12VoIt, -12VoIt und GATTER umfaßt. Einer der Verbinderkontakte, der mit S bezeichnet ist, ist ebenfalls an eine Buchse 78 angeschlossen, die mit CG bezeichnet ist und der CHASSISMASSE entspricht, die an das Gehäuse 38 über die Bolzen 68 angelegt ist.

Wie zuvor erwähnt, zeigen die Fig. 7—17 schematische Schaltungsdiagramme verschiedener Module bzw. Platinen, die zusammengebaut werden können, um den Kodierer 30 und verschiedene andere ähnliche Kodierer vorzugeben. Es mag von Vorteil sein, zusätzliche Einzelheiten der Module bzw. Platinen zu beschreiben. Es versteht sich, daß die Module bzw. Platinen gedruckte Schaltungsplatinen sind, auf denen verschiedene Widerstände, Kondensatoren, integrierte Schaltkreise und andere Komponenten angeordnet sind. Die Platinen umfassen gedruckte Schaltkreise zur Vorgabe elektrischer Verbindungen zwischen den verschiedenen Komponenten und ebenfalls zur Vorgabe von Verbindungen mit den Buchsen 78 und Stift/Buchsen 80.

Wie zuvor erwähnt, veranschaulicht Fig. 7 die Fotozellenplatine 52, welche die Mehrspur-Fotozelle 50 umfaßt. In diesem Fall besitzt die Fotozelle 50 14 Spuren. die in F i g. 7 beziffert sind und denen moduliertes Licht über 14 Spuren der optischen Codescheibe 40 zugeführt wird. Jede Spur der Fotozelle 50 weist einen Fotodetektor 100 auf, der zwischen einem +5 Volt-Anschluß und einem Ausgangskanal bzw. einer Leitung 102 angeordnet ist. Ein Lastwiderstand 104 ist zwischen jeder Leitung 102 und Masse angeordnet.

Eine der Spuren der Fotozelle 50, in diesem Fall die Spur 9, empfängt unmoduliertes Licht von einer transparenten Spur auf der Codescheibe 40, um ein Vorspannungs- bzw. Referenzsignal zu erzeugen, das verwendet wird, um irgendwelche Veränderungen in dem durch die Lichtquelle 44 erzeugten Lichtpegel auszugleichen. Gemäß F i g. 7 wird das Referenzsignal von der Leitung 102 der Reihe nach durch einen Folgeverstärker 106. ein variables Potentiometer 108 zur Verstärkungssteuerung, und einen weiteren Folgeverstärker 110 verarbei-

tet, dessen Ausgang an einen Ausgangskanal bzw. einen Anschluß 112 angeschlossen ist, auf dem die gewünschte Vorspannung bzw. ein Nullspannungspegel vorgegeben wird. Der Referenzkanal BRS-112 ist an eine Ausgangsbuchse 78 in der Standardposition C7 angeschlossen.

Gemäß F i g. 7 erzeugen die Spuren 7 und 8 der Fotozellenreihe 50 die Sinus- und Kosinus-Signale mit einer Spurenauflösung von 2". Die Sinus- und Kosinus-Signale von den Spuren 7 und 8 werden durch Folgeverstärker 114 und 115 verarbeitet, deren Ausgänge an Buchsen 78 in den Standardpositionen A8 und Cl6 angeschlossen sind. Es sei in Erinnerung gerufen, daß die Position A8 ein Glied in der ersten Signalgruppe 92 bildet. Die Position C16 kann als ein gesondertes Glied der ersten Signalgruppe 92 angesehen werden. In F i g. 7 sind die Sinus- und Kosinus-Ausgangssignale mit sin 2" und cos 2'' bezeichnet, um anzuzeigen, daß die Spurenauflösung dieser Signale 2¹' beträgt.

Gemäß F i g. 7 erzeugen die anderen Spuren 1 —6 und 10—14 der Fotozellenreihe 50 Digitalsignale mit einer Auflösung von 2° bis 2¹⁰. Das Digitalsignal jeder dieser Spuren wird durch einen individuellen Triggerschaltkreis 116 verarbeitet, der einen Operationsverstärker 118 mit einer positiven Rückführung aufweist, um den Verstärker bistabil auszubilden. Der Verstärker 118 eines jeden Triggerschaltkreises 116 erhält eine Vorspannung von dem Referenzkanal 112 zugeführt. Jeder Triggerschaltkreis 116 erzeugt ein digitales Ausgangssignal in Form einer definierten Rechteckwelle mit genormter Größe, so daß der Ausgang des Triggerschaltkreises zwischen einem hohen und einem niedrigen Pegelzustand entsprechend den Werten 1 und 0 hin- und herschaltet. Die Ausgangssignale der 11 Triggerschaltkreise 116 sind mit 2° bis 2¹⁰ bezeichnet und sie sind mit Buchsen 78 in den Positionen A9, A4, A6, CI8, A7, A5, C20, A3, CI9, A2 und CI7 verbunden, die Glieder der ersten Signalgruppe 92 bilden.

Fig.8 veranschaulicht eine modifizierte Fotozellenplatine 122, die die gleiche wie die Fotozellenplatine 52 in F i g. 7 ist. mit der Ausnahme, daß die Sinus- und Kosinus-Spuren mit den Spurnummern 7 und 8 durch zusätzliche Digitalspuren mit den Auflösungen 2" und 2¹² ersetzt sind. Zusätzliche Triggerschaltkreise 116 werden verwendet, um die zusätzlichen Digitalsignale zu verarbeiten. Die Ausgänge der zwei zusätzlichen Triggerschaltkreise 116 sind mit 2" und 2¹² bezeichnet, um die Auflösung der Spur anzuzeigen und sie sind in den Positionen A8 und CI6 mit Ausgangsbuchsen 78 verbunden. Die Fotozellenplatine 122 gemäß Fig. 8 erzeugt somit ein digitales 13 Bit-Ausgangssignal, das entsprechend dem Gray-Code codiert ist.

Wie zuvor erwähnt, veranschaulicht F i g. 9 eine Multipliziererplatine 54, die die Frequenz der Sinus- und Kosinus-Eingangssignale sin χ und cos χ mit einem Faktor von 2 multipliziert, um Sinus- und Kosinus-Ausgangssignale sin 2x una cos 2x mit doppelter Frequenz zu erzeugen. Die Multipliziererplatine 54 umfaßt einen dualen Multiplizierschaltkreis 126, der die Frequenz der Sinus- und Kosinus-Eingangssignale multipliziert. Der Multiplizierschaltkreis 126 kann gemäß der älteren US-Patentanmeldung mit der Serial Nr. 202,166 vom 30. 10.1980 (US-PS 43 59 688) ausgebildet sein, oder irgendeine andere bekannte Bauart aufweisen. Der Multiplizierschaltkreis 126 wird mit den Sinus- und Kosinus-Eingangssignalen sin .v und cos χ gespeist, die von der Folozellenplatine 52 abgeleitet werden, wobei dies über Stift/Buchsen 80 geschieht, die in den Positionen A8 und CI6 angeordnet sind. Die Signale sin χ und cos χ sind die gleichen wie die in Fig. 7 mit sin 2" und cos 2" bezeichneten Signale. Dem Multiplizierschaltkreis 126 wird ferner das Vorspannungssignal BRS zugeführt, wobei dies über eine Stift/Buchse 80 in der Position C7 geschieht.

Die Ausgänge des Multiplizierschaltkreises 126 liefern Sinus- und Kosinus-Signale mit doppelter Frequenz, die mit sin 2x und cos Ix bezeichnet sind und die den Buchsen 78 in den Positionen A14 und ClI zugeführt werden. Der Multiplizierschaltkreis 126 liefert ferner ein invertiertes Ausgangssignal cosx, das einer Buchse 78 in der Position B9 zugeführt wird. Der Multiplizierschaltkreis 126 wird an Spannung von +12 Volt und —12 Volt durch die Buchsen 78 in den Positionen A20 und C2 gelegt, wobei diese Betriebsspannung von dem Spannungsversorgungsmodul 66 gemäß Fig. 17 abgenommen wird.

Gemäß F i g. 9 werden die digitalen Signalkanäle entsprechend den Spurenauflösungen 2° bis 2'° über die Multipliziererplatine 54 durch Stift/Buchsen 80 in den Positionen A9, A4, A6, CI8, A7, A5, C20, A3. CI9. A2 und CI7 geführt, welche sich in den gleichen Positionen befinden, wie dies im Zusammenhang mit der Fotozellenplatine 52 in F i g. 7 der Fall war. Die aufgelisteten Stift/ Buchsen 80 gemäß F i g. 9 greifen in die entsprechenden Buchsen 78 gemäß F i g. 7.

Es versteht sich, daß die Multipliziererplatine 54 gemäß F i g. 9 verwendet werden kann, um die Frequenz von irgendeinem Paar von Sinus- und Kosinus-Signalen zu multiplizieren. Zwei oder mehr Multipliziererplatinen 54 können hintereinander geschaltet werden, um gewünschtenfalls aufeinanderfolgende Stufen der Frequenzmultiplikation zu schaffen.

F i g. 10 veranschaulicht in der zuvor erwähnten Weise die Phasenteilerplatine 56, die die Phasen der Sinus- und Kosinus-Eingangssignale aufteilt, um Signale mit Zwischenphasen entsprechend den Phasenwinkeln von 22,5°, 45°, 67,5°, 112,5° 135° und 157,5° zu erzeugen. In diesem Fall erhält die Phasenteilerplatine 56 ihre Sinus- und Kosinus-Eingangssignale sin 2x und cos 2x von den Ausgängen der Multipliziererplatine 54 mittels Stift/ Buchsen 80 in den Positionen A14 und ClI zugeführt, wobei diese Stift/Buchsen in entsprechende Buchsen 78 der Multipliziererplatine eingreifen.

Bei dem Phasenteiler 56 gemäß F i g. 10 wird das Sinus-Eingangssignal sin 2x der Reihe nach durch ein veränderliches Potentiometer 130, einen Verstärker 132 mit negativer Rückführung und einen phaseninvertierenden Verstärker 134 verarbeitet. In gleicher Weise wird das Kosinus-Eingangssignal cos 2x der Reihe nach durch ein veränderliches Potentiometer 136, einen Verstärker 138 mit negativer Rückführung und einen phaseninvertierenden Verstärker 140 verarbeitet. Zu Abgleichzwecken werden veränderliche Vorspannungen über den Referenzkanal BRS-112 den Verstärkern 132 und 138 über die veränderlichen Potentiometer 142 und 144 zugeführt. Eine Vorspannung für die phaseninvertierenden Verstärker 134 und 140 wird an eine Leitung 146 durch einen Spannungsteiler 148 angelegt, der zwischen der Leitung +5 Volt ujid Masse angeordnet ist.

Bei dem Phasenteiler 56 gemäß F i g. 10 weist das Ausgangssignal des Phaseninverters 140 einen Phasenwinkel von 0° auf. während das Eingangssignal einen Phasenwinkel von 180° besitzt. Das Ausgangssignal des anderen Phaseninverters 134 weist einen Phasenwinkel von 90° auf, während das Eingangssignal einen Phasenwinkel von 270° besitzt Diese in vier Quadranten lie-

genden Spannungen werden einem Phasenteilerschaltkreis 150 zugeführt, der in Form eines Phasenteiler-Widerstands-Brückenschaltkreises dargestellt ist, wobei in den vier Eckpunkten die vier Quadrantenspannungen zugeführt werden. Durch geeignete Auswahl der in dem Brückenschaltkreis verwendeten Widerstandswerte werden an den Abgriffen die Phasenteiler-Ausgangsspannungen mit den Winkein 22,5°, 45°, 67,5°, 112,5^C, 135° und 157,5° zusätzlich zu den Eingangsspannungen in den vier Quadranten erzeugt. Nur die Eingangsspannung unter dem Phasenwinkel von 0° wird als ein Ausgangssignal verwendet. Das Ausgangssignal unter dem Phasenwinkel von 45° wird in seiner invertierten Form verwendet und kann daher mit 45° bezeichnet werden.

Gemäß Fig. 10 werden die sieben Phasenteiler-Ausgangssignale durch sieben einzelne Triggerschaltkreise 160 verarbeitet, von denen jeder einen Verstärker 162 mit positiver Rückführung verwendet, so daß der Verstärker bistabil wird und ein wohldefiniertes Rechteckwcllen-Ausgangssignal mit normierter Größe erzeugt. Somit wird das Ausgangssignal eines jeden Triggerschaltkreises 160 zwischen einem hohen und einem niedrigen Pegel entsprechend den Werten 1 und 0 hin- und hergeschaltet. Jeder Triggerschaltkreis 160 besitzt ein Paar von Eingangsanschlüssen, die an ein Paar von gegenüberliegenden Abgriffen an dem Phasenteiler-Brückenschaltkreis 150 angeschlossen sind. Die Eingänge der sieben Triggerschaltkkreise 160 sind an geeignete Abgriffe angeschlossen, um Rechteckwellen-Ausgangssignale mit den Phasenwinkeln von 0°. 22,5°, 45° invertiert, 67,5°, 112,5°, 135° und 157,5° zu erzeugen, die Buchsen in den Positionen C12, AlO, Al 1, BIO, C14, C13 und Cl5 zugeführt werden. Es sei der Auflistung gemäß Fig. 15 entnommen, daß die Positionen AlO und All zu der zweiten Signalgruppe 94 gehören. Die anderen Positionen BIO, C14, C13, C15 und C12 können als Extrapositionen der zweiten Signalgruppe 94 angesehen werden. Die Triggerschaltkreise 160 gemäß Fig. 10 erhalten Vorspannungen von der Leitung 146 zugeführt.

Auf die Phasenteilerplatine 56 gemäß Fig. 10 folgt die Logikplatine58gemäß Fig. lj_,derdie Phasenteilersignale mit den Winkeln 22,5°, 45°, 67,5°, 112,5°, 135° und 157,5' mittels Stift/Buchsen 80 in den Positionen AlO, All. BIO, C14, Cl5 und Cl3 zugeführt werden, wobei diese Stift/Buchsen in entsprechend angeordnete Buchsen gemäß Fig. 10 eingesetzt werden. Die sechs Phasenteilersignale werden durch ein Logiksystem verarbeitet, das vier Exklusiv-ODER-Gatter 170, 172, 174 und 176 umfaßt. Insbesondere werden die Eingangssignale mit den Phasenwinkeln 45° und 135° dem Gatter 170 zugeführt, welches ein Ausgangssignal erzeugt, das mit η cos Ax bzw. 2'³ bezeichnet ist und einer Buchse in der Position A13 zugeführt wird. Dies ist ein Rechteckwellen-Ausgangssignai mit einer Frequenz entsprechend dem Vierfachen der ursprünglichen Kosinus-Frequenz der Fotozellenplatine 52 und der zweifachen Frequenz des Signals cos 2x von der Multipliziererplatine 54. Dieses Ausgangssignal entspricht einem direkten digitalen Ausgangssignal entsprechend einer Spurenauflösung von 2¹³.

Gemäß Fig. 11 werden die mit 112,5° und 157,5° bezeichneten Eingangssignale den Eingängen des Gatters 172 zugeführt. Die mit 67.5° und 22,5" bezeichneten Eingangssignale werden den Eingängen des Gatters 174 zugeführt. Die Ausgangssignale der Gatter 172 und 174 werden den Eingängen des Gatters 176 zugeführt, welches ein Ausgangssignal erzeugt, das mit π cos 8a: bzw. 2^H bezeichnet ist und einer Buchse 78 in der Position A14 zugeführt wird. Dieses Signal stellt ein Rechteckwellen-Ausgangssignal mit der 8fachen ursprünglichen Kosinus-Frequenz der Fotozellenplatine 52 und der 4fachen Ausgangsfrequenz 2x von der Multipliziererplatine 54 dar. Dieses Ausgangssignal entspricht einem digitalen Ausgangssignal mit einer Spurenauflösung von 2^M.

In der Logikplatine 58 gemäß F i g. 11 wird das mit cos χ bezeichnete und über eine Stift/Buchse 80 in der

ίο Position B9 empfangene Signal durch eine Diode 178. einen Lastwiderstand 180 und einen Triggerschaltkreis 182 verarbeitet, der ein Ausgangssignal liefen, welches mit η cos χ bzw. 2¹' bezeichnet ist und das einer Buchse 78 in der Position BI1 zugeführt wird. Dies ist ein Rechteckwellen-Signal mit der gleichen Frequenz wie das ursprüngliche Kosinus-Signal von der Fotozcllcnplatine 52, das einem Digitalsignal mit einer Spurenauflösung von 2" entspricht.

Das Signal mit dem Phasenwinkel 0°, das in den Fig. 10 und 11 mit π cos 2v bzw. 2'² bezeichnet ist, wird über die Logikplatine 58 durch eine Stift/Buchse 80 in der Position Cl2 übertragen. Dieses Signal ist ein Rechteckwellensignal mit dem zweifachen der ursprünglichen Kosinus-Frequenz, welches einem Digitalsignal mit der Spurenauflösung von 2^U entspricht. Die ursprünglichen Digitalsignale. die mit 2° bis 2'° bezeichnet sind, werden über die Phasenteilerplatine 56 gemäß Fig. 10 und die Logikplatine 58 gemäß Fig. 11 über Stift/Buchsen 80 in den Positionen A9, A4, A6. Cl8, A7, A5, C20, A3, C19, A12 und Cl7 geführt, die Mitglieder der ersten Signalgruppe 92 bilden, was aus der Auflistung gemäß Fig. 15 erkennbar ist. Die Ausgänge in den Positionen BIl. C12, A13 und A14 sind ebenfalls Mitglieder der ersten Signalgruppe 92. Somit sind sowohl die durchgeführten Ausgangssignale und die unabhängigen Ausgangssignale der Logikplatine 58 über Positionen geführt, die Mitglieder der ersten Signalgruppe 92 bilden. Die unabhängigen Eingangssignale der Logikplatine 58 werden an Positionen eingegeben, die Mhglieder der zweiten Signalgruppe 94 bilden.

Wie zuvor angezeigt, veranschaulicht Fig. 12 eine Gatterplatine 60, die die mehrziffrigen binären Signale verriegelt. Im vorliegenden Fall umfaßt die Gatterplatine 60 vier Quadropol-Gattermodule 190, die die Form von handelsüblichen integrierten Schallkreisen aufweisen können. Die vier Gattermodule 190 bilden 16 Kanäle, von denen 15 verwendet werden, um die 15 Bit-Digital-Signale von der Logikplatine 58 zu verriegeln. Die Gattermodule 190 verriegeln die Digitalsignale aufgrund von Steuersignalen von der Gatterleitung 192, wobei diese Steuersignale über eine Buchse 78 in der Posiiiüfi Bd empfangen werden, die zuvor im Zusammenhang mit F i g. 17 erwähnt wurde. Bei der Gatterplatine 60 gemäß Fig. 12 werden die 15 Bit-Digitalsignale von der Logikplatine 58 über Stift/Buchsen 80 in den Positionen A9, A4, A6, C18, A7, A5, C20_? A3, C19. A2, C17, BIl, C12. A13 und A14 empfangen, die in entsprechende Stift/Buchsen 80 und Buchsen 78 auf der Logikplatine 58 eingesetzt sind. Alle diese Positionen bilden Mitglieder der ersten Signalgruppe 92, wie dies in Fig. 15 aufgelistet ist. Die Gatter-Ausgangssignale für die Spuren 2° bis 2¹⁴ werden Buchsen in den Positionen B7, C3, A18, C4, A17, A16. A12, A15, A11, A10, C5, C6. A19, B3 und B4 zugeführt, welche alle Mitglieder der zweiten Signalgruppe 94 bilden, wie dies in F i g. 15 aufgelistet ist.

Fig. 13 veranschaulicht die Wandlerplatine 62, die verwendet wird, um die Binärsignale im Crav-Code in

Signale im natürlichen Binärcode umzuwandeln. Die Wandlerplatine 62 umfaßt eine kette von 16 Exklusiv-ODER-Gattern 200, wöbe; 14 dieser Gatter in dem 15 Bit-Kodierer 30 verwendet werden. Die anderen beiden Gatter 200 bilden Sonderelemente, durch die die Wandlerpiatine 66 erforderlichenfalls in der Lage ist, 17 Bit zu behandeln.

In Fig. 13 sind die ersten 15 Eingangssignale mit 2° bis 2¹⁴ bezeichnet, entsprechend der Spurenauflösung, wobei diese Eingänge mit der gleichen Bezeichnung den 15 Ausgängen der vorangehenden Gatterplatine 60 gemäß F i g. ^entsprechen. Diese 15 Eingänge der Wandlerplatine 62 in F i g. 13 sind an Stift/Buchsen 80 in den Positionen B7, C3, A18, C4, A17, A16, A12, A15, All, AlO, C5. C6, Al 9, B3 und B4 angeschlossen. Diese Stift/ Buchsen 80 sind in Buchsen 78 an den gleichen Positionen auf der Gatterplatine 60 eingesetzt. Diese Positionen bilden Mitglieder der zweiten Signalgruppe 94.

Bei der Wandlerplatine 62 gemäß Fig. 13 sind die ersten beiden Eingänge 2° und 2¹ an die Eingänge des ersten Gatters 200 angeschlossen. Der Ausgang des ersten Gatters 200 ist mit dem einen Eingang des zweiten Gatters 200 der Kette verbunden. In gleicher Weise ist der Ausgang eines jeden anderen Gatters 200 mit dem einen Eingang des folgenden Gatters in der Kette, verbunden. Die anderen Signaleingänge 2² bis 2¹⁴ sind an die entsprechenden zweiten Eingänge des zweiten bis vierzehnten Gatters 200 in der Kette angeschlossen.

Die Wandlerplatine 62 gemäß F i g. 13 besitzt 17 Ausgänge, von denen 15 bei dem 15 Bit-Kodierer 30 verwendet werden. In Übereinstimmung mit der Tabelle in den Fig. 18a und 18b sind diese 15 Ausgänge mit 2° bis 2¹⁴ bezeichnet entsprechend der Wertigkeit des Ausgangswortes im natürlichen Binärcode mit 15 Bit. Die Bitwertigkeit des Wortes ist entgegengesetzt der Spurenauflösung, die bei der Bezeichnung der 15 Eingänge verwendet wurde. Somit ist beispielsweise die Spurenauflösung für das signifikanteste Eingangsbit mit 2° vorgegeben, während die Bitwertigkeit des Wortes für das entsprechende signifikanteste Ausgangsbit durch 2^M vorgegeben ist. Am anderen Ende der Folge beträgt die Spurenauflösung für das Eingangsbit mit der geringsten Wertigkeit 2¹⁴, während das geringstwertige Bit für das Wort mit 2° vorgegeben ist. Der erste Ausgang 2¹⁴ ist direkt mit dem ersten Eingang 2° verbunden. Der zweite Ausgang 2¹³ ist mit dem Ausgang des ersten Gatters 200 in der Kette verbunden. Die anderen aufeinanderfolgenden Ausgänge von 2¹² abwärts bis 2° sind an die Ausgänge der aufeinanderfolgenden Gatter in der Kette angeschlossen. Die 15 Ausgänge von 2¹⁴ herunter bis zu 2° sind an Buchsen 78 in den Positionen A9, A4, A6, Cl8. A7. A5, C20, A3, Cl9, A2, Cl7, BIl, Cl2, Al3 und AH angeschlossen, die Mitglieder der ersten Signalgruppe 92 bilden.

Fig. 14 zeigt eine modifizierte Wandierplatine 202, die der Wandlerplatine 62 in F i g. 13 mit der Ausnahme entspricht, daß die Eingangs- und Ausgangspositionen vertauscht sind. Somit bilden die Eingangspositionen der modifizierten Wandlerplatine 202 Mitglieder der ersten Signalgruppe 92, während die Ausgangspositionen Mitglieder der zweiten Signalgruppe 94 bilden. Bei der Herstellung verschiedener Kodierer werden die ersten und zweiten Signalgruppen abwechselnd zwischen bestimmten Platinen verwendet, so daß beide Arten von Platinen im Hinblick auf eine maximale Flexibilität und Austauschbarkeit erforderlich sind.

Wie zuvor erwähnt, veranschaulicht Fig. 15 die Treibcrplatine 64. die 17 Treiberverstärker 210 umfaßt, wobei 15 diese«· Verstärker bei dem 15 Bit-Kodierer 30 verwendet werden. Die Verstärker 210 können aus integrierten Schaltkreisen bestehen. Wie zuvor erwähnt, sind die Eingänge der Verstärker an Stift/Buchsen 80 an den zuvor aufgelisteten Positionen angeschlossen, die Mitglieder der ersten Signalkanalgruppe 92 bilden, wobei diese Stift/Buchsen 80 in entsprechende Buchsen 78 der Wandlerplatine 62 gemäß Fig. 13 eingesetzt werden können. Die Ausgänge der Verstärker 210 sind an Buchsen 78 in den zuvor aufgelisteten Positionen angeschlossen, die Mitglieder der zweiten Sichtkanalgruppe 94 bilden. Die Eingangs- und Ausgangspositionen sind in F i g. 15 entsprechend der Bitwertigkeit des Wortes mit 2¹⁴ bis 2° in Übereinstimmung mit dem Diagramm in den F i g. 18a und 18b bezeichnet.

F i g. 16 zeigt eine modifizierte Treiberplatine 212, die mit der Treiberplatine 64 in F i g. 15 mit der Ausnahme übereinstimmt, daß die Eingangs- und Ausgangspositionen vertauscht sind. Wie zuvor herausgestellt, ist es von Vorteil, diese zwei Arten von Treiberplatinen im Hinblick auf eine maximale Flexibilität und Nützlichkeit bei dem Zusammenbau verschiedener Kodierer vorzusehen.
Fig. 17 zeigt die Spannungsversorgungsplatine 66, welche einen har. !eisüblichen erhältlichen integrierten Schaltkreis 220 umfaßt, durch den Versorgungsspannungen mit +12 Volt und —12 Volt aus einer Eingangsspannung von +5VoIt abgeleitet werden. Die Spannungsversorgungsplatine 66 weist eine Vielzahl von Stift/Buchsen 80 auf, die unverändert die elektrischen 15 Bit-Binärsignale durch die Platine übertragen. Derartige Stift/Buchsen 80 sind auf der Platine 66 in den zuvor aufgelisteten Positionen der zweiten Signalkanalgruppe 94 angeordnet. Wie in dem Verbindungsdiagramm gemaß den F i g. 20a und 20b aufgelistet, greifen die Stift·' Buchsen 80 der Spannungsversorgungsplatine 66 in entsprechende Buchsen 78 auf der Treiberplatine 64 ein. Die Leitungen 89 der verschiedenen Kontakte des Verbinders 72 sind in entsprechende Buchsen 80 auf der Spannungsversorgungsplatine 66 eingesetzt.

Wie bereits erwähnt, ergeben die Fig. 18a und 18b zusammen ein vollständiges Verbindungsdiagramm für den 15 Bit-Kodierer gemäß Fig. 1. Die Positionen der Buchsen 78 und der Stift/Buchsen 80 sind in diesem Diagramm für alle Eingänge und Ausgänge aller Platinen 52—66 und ebenfalls für den Verbinder 72 in dem Kodierer 30 angegeben.

Viele unterschiedliche Kodierer können durch Zusammenbau verschiedener Kombinationen von Platinen hergestellt werden. Unter Bezugnahme auf den 15 Bit-Kodierer gemäß den Fig. 18a und 18b können einige Module weggelassen werden, wenn weniger aufwendige Kodierer gefordert sind. Wenn ein 14 Bit-Kodiercr gefordert ist, so kann die Multipliziererplatine 54 weggelassen werden. Wenn andererseits ein 16 Bit-Kodierer gefordert ist, so kann eine zweite Multipliziererplaline in Reihe zu der ersten Multipliziererplatine 54 verwendet werden.
Wenn ein 13 Bit-Kodierer gefordert ist, so können die Phasenteilerplatine 56 und die Logikplatine 58 weggelassen werden. Wenn die Verriegelungsfunktion nicht gefordert ist, so kann die Gatterplatine 60 weggelassen werden. Wenn ein Ausgangssignal gemäß einem Gray-Code gefordert ist, so kann die Wandlerplatine 62 wcggelassen werden. Wenn eine Verstärkung der Ausgangssignale nicht erforderlich ist, so kann die Treiberplatine 64 weggelassen werden. Wenn die Multipli/.iererplatine 54 weggelassen wird, so kann die Spannungs-

15 16

versorgungsplatine 66 ebenfalls weggelassen werden. Verschiedene Verbinder der unterschiedlichsten Art können gewünschtenfalls verwendet werden.

Hierzu 16 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Optischer Drehwinkelkodierer mit
einem Gehäuse,

einer Lichtquelle in dem Gehäuse,
einem optischen Kodierelement, das mit einer Drehachse verbunden beweglich in dem Gehäuse gelagert ist und mehrere Spuren zur Modulation des Lichtes von der Lichtquelle aufweist,
Fotozellen zur Aufnahme des von dem Kodierelement modulierten Lichtes in mehreren Spuren, wobei diese Fotozellen mehrere Signalkanäle für die Lieferung mehrerer die Position des Kodierelementes anzeigender elektrischer Signale aufweisen,
wenigstens erste und zweite in dem Gehäuse in Achsrichtung der Drehachse hintereinanderfo'gend gestapelte Module, die Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung der Signale von den Fotozellen aufweisen, gekennzeichnet durch mehrere auf den Modulen (52—66) angeordnete Buchsen (78) und Stifte (80), die ineinandergesteckt werden, um elektrische Verbindungen zwischen den Modulen herzustellen, wobei jeder Modul mehrere Standardpositionen zur wahlweisen Aufnahme der Buchsen und Stifte aufweist, und wobei die Standardpositionen aus mehreren, allen oder mehreren der Module gemeinsamen Verbindungsgruppen (A, B, C) bestehen.

2. Optischer Drehwinkelkodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die gemeinsamen Verbindungsgruppen die Spannungsversorgung erfolgt.

3. Optischer Drehwinkelkodierer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die gemeinsamen Verbindungsgruppen die Signalübertragung erfolgt.

4. Optischer Drehwinkelkodierer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragung über zwei Sätze von Verbindungen der gemeinsamen Verbindungsgruppen (A, B, C) erfolgt, wobei die Verbindungssätze zwischen den aufeinanderfolgenden Modulen abwechselnd verwendet werden, um die Signale zu und von den Modulen zu übertragen.