角度增量电信号的示意图200(分别见210或220)，例如那些由增 量编码器180在驱动轴171以恒定角速度转动中所输出的。在210、220中示意作图示出的信 号曲线表明，在驱动轴171的恒定角速度下，随时间输出等间距脉冲，从而使得脉冲A和B错 开四分之一周期。如果考虑信号线A、B的侧边，则获得就像在230中所得到的那样的信息，每 个侧边代表一个关于驱动轴位置变化的信息，即所谓的当前位置变化的信息。
[0028] 驱动轴171的角速度、导纱器120的转动方向和相对位置可都由增量编码器所提供 的这些信号来确定。例如如果增量位置5被分配给驱动轴第一位置，则可看到该驱动轴已随 着每个信号侧边转动到下个角度增量(见240)。
[0029] 所述驱动轴的转速（即角速度)或回转速度可以按照已知方式从作为时间函数的 角度φ变化中确定，其中，φ可以由所经历的角度增量的数量来确定：
[0030] φ=角度增量_2 π /增量数量
[0031] 这产生作为角度Φ的时间导数的角速度ω，
[0032] (& = ?φ/dt
[0033] 如果在固定的扫描时间间隔Tas中输入的角度增量信息被累加而产生△角度增 量，则这给出针对角速度ω的以下关系
[0035]或者，驱动轴的角速度可以通过在两个固定事件的发生之间的时间Τ事牛，即已被经 历的多个角度增量，来确定。因而，则可以如下获得角速度：
[0037] 应该指出上述两种确定方法均可以被采用。
[0038] 驱动轴转动方向可以按照实质已知的方式由线A和B的信号时序来确定。如果信号 编码器的两条线A和B的电平(分别见图2中的信号210或220)处于逻辑0,则转动方向可以根 据，作为下个信号，逻辑1最先在线A还是线B的情况下被通报来确定。通过分析所述线A和B 的各自信号状态，因此可以明确分别确定该转动方向。
[0039] 首先，可以通过所谓的启动运动确定驱动轴的绝对位置，在启动运动中该导纱器 接近某个位置，其随后用作用于后面的相对位置确定的基准位置。在一个实施例中，这样的 基准位置可以是导纱器的转换点。在一个替代实施例中，增量编码器可以在某个位置提供 基准信号，从而可以通过这种方式确定基准位置。一旦导纱器的绝对位置已被确定，与基准 位置相关的位置就可以通过上述方法被确定。
[0040] 于是，如此确定的位置的可根据角度增量所确定的最大角度误差是角度增量的角 度宽度：
[0041 ] φ=2 π /增量数量
[0042]因此，此角度误差与该增量编码器在轴每转中所输出的增量数量成反比。此角度 误差于是通过与导纱器的机械联接的形状，即通过在本文所述的实施例中的驱动轮半径直 接确定导纱器位置误差。
[0043]但实际上无法获得该误差，而是该误差实际较大，因为附加误差必须归结于原理 地被加到该误差上。这些误差尤其包括增量编码器中的机械误差，例如机械误差或阻止立 即处理的信号转换时间。这些误差可能导致在确定事件时间Τ事牛时的关于理论值波动。由于 角度增量信号的时钟频率的变化(这在该技术领域是被称为抖动的现象），因此实际状态中 存在波动。就此而目，针对T：iits小和存在不同的事件时间。所谓的抖动时间1??取决于 许多影响变量，例如角度增量编码器质量和分析装置的时钟频率。因为关于事件时间来测 量转速，因此在确定角速度时要考虑这样的效果。
[0044] 另外在实践中有另一个问题，即，针对增量编码器所提供的信号的扫描时间是否 大于用以实际提供增量信号的时钟时间。例如如果增量值的扫描以扫描率20kHz发生，则存 在扫描间隔T挪=50ys，而电动机以最大角速度或17Hz的转速转动，且增量编码器提供上述 的8000信息增量比特/转，这产生在以下两个增量之间的事件时间
[0045] T事牛=1/(8000 · 17Hz) =7.35ys
[0046] 结果，在一个扫描时间间隔中有多个增量信息（信号侧边）比特。它们可通过分析 装置被输入，但分析装置将只在其存储器内保留最后的事件时间，从而使得由分析装置重 新确定的事件时间将覆写最后所确定和保存的事件时间。如果扫描间隔大于该事件时间， 则控制装置只读取由该分析装置最后所存储的事件时间。因此，不是所有的事件时间在电 动机高转速下被控制装置从分析装置中被读出。但如果选择较大的待分析增量数量，从而 使得在两个角度增量信号之间的时间间隔在相同转速下变得更大，则可获得的角度误差 和/或位置误差变得更大。但关于多个角度增量的这样的分析在反向操作时是不利的，因为 角速度在这里是低的，因而较高的分辨率是可能的。较高的分辨率在反向操作中是所期望 的，因为在那里需要更精确的控制。
[Ο 04 7 ]图3示出用于解决该问题的本发明的横动单元的示意图3 Ο Ο。电动机17 Ο在此被连 接至增量编码器180,该增量编码器产生作为电动机170的驱动轴171的转速的函数的增量 信号。增量编码器180所输出的角度增量信号在信号处理装置310内被处理并接着在复制之 后被发送至所谓的第一 QEP分析装置320-l(QEP =正交编码器脉冲）（QEP1)和第二QEP分析 装置320-2(QEP2)。因此信号处理装置310具有光耦合器370,使得增量编码器180与QEP分析 装置320-l、320-2电流隔离。QEP分析装置320-l、320-2处理增量编码器180所发送的角度增 量信号并将由此产生的角度信息数据流送至控制装置330 4EP分析装置能以单独功能单元 形式实现或可以是控制装置330的整体组成部分。如果可行，由增量编码器180产生的角度 增量信号和/或由其转换得到的电信号可以无需首先被复制地发送至QEP分析装置。
[0048] QEP分析装置320-1、320-2可以利用这种时钟频率来编程，从而使得它能将在两个 或者任何增量数量的增量之间的时间T裏牛作为信号输出和/或可以例如作为角度增量输出 当前角位和/或可以输出转动方向。为此，QEP分析装置一般利用时钟频率被编程且随后根 据该程序提供角度增量信息的数据流，其随后将被该控制装置在操作过程中读取，即将被 扫描。
[0049]由QEP分析装置320-1和320-2所提供的数据流因此由一般包含处理器360的控制 装置330读取并且如下所述被进一步处理。于是，增量编码器180所产生的角度增量信号分 别被传输给QEP分析装置320-1、320-2。
[0050] 控制装置330通过导线340被电连接至电动机170且控制电动机。首先，控制装置 330控制电动机170;其次，控制装置330通过增量编码器180、信号处理器310和两个QEP分析 装置320-1、320-2接收关于被控制的电动机170的信息。控制装置本身可以被设计成数字电 路形式，即所谓的CPU(中央处理单元)和用于信号转换的相应的外部电路元件，如D/A和/或 A/D元件以及用于产生电动机用控制信号的功率半导体。
[0051 ]第一 QEP分析装置即320-1配设有第一时钟频率，从而它确定在第零个和第N个增 量之间的时间间隔并可作为数据流供控制装置330使用，其中，N大于或等于2,从而QEP分析 装置320-1确定用于经历N个增量的时间段，其中，N2 2。于是，第一QEP分析装置320-1不发 出信号表示在前后即相邻两个角度增量之间的时间间隔，相反，它发出信号表示在N2 2个 前后角度增量之间的距离。
[0052]第二QEP分析装置即320-2配设有时钟频率，从而它产生在两个前后紧接的角度增 量之间有时间间隔的数据流，即它发出信号表示在线A和B的两个信号侧边之间的时间间 隔。第二QEP分析装置320-2因此按照比第一 QEP分析装置320-1的时间间隔更短的时间间隔 传输如此确定的角度增量信息给该控制装置。
[0053]作为其替代方式，QEP分析装置可以均发出信号表示在不同数量的增量之间的时 间间隔，在此，数量N均可以大于2。
[0054]在横动单元工作过程中，控制装置330根据上述等式之一确定转速或角速度ω。另 外，控制装置330从与上述基准位置相关所经历的角度增量的数量来确定导纱器120的位 置。当电动机170的驱动轴171的角速度超过角速度阈值时，第一QEP分析装置320-1的角度 增量信息被用作这些值的计算基础。为此，QEP分析装置320-1和320-2的数据流被发送至控 制装置330内的数据流耦合器350，以便根据角速度阈值来选择这两个QEP分析装置320-1和 320-2的数据流