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Digital-Analog-Umsetzer
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setzer) sind so aufgebaut, dass sie als analoge Grösse eine Spannung oder einen Strom liefern. Häufig werden die analogen Grössen zum Antrieb von Stellmotoren bei digitalen Steuerungen oder Regelungen oder aber auch zur Speisung von Analog-Anzeigegeräten benötigt, was aber einer erheblichen Leistung bedarf.
Eine entsprechende Leistung durch Gleichstromverstärker zu erzielen, ist teuer und umständlich.
Es ist ein Digital-Analog-Umsetzer bekanntgeworden, bei dem die Ausgangsgrösse eine veränderliche Spannung ist, deren Grösse dem umzusetzenden Digitalwert proportional ist. Mittels bistabiler Kippstufen, deren Ladezustände den umzusetzenden Digitalwert speichern, wird eine fünfteilige Gatterschaltung gesteuert ; jedes Gatter dieser Gatterschaltung entspricht einem Binärstellenwert der umzusetzenden Zahl. Über die jeweils geöffneten Gatter werden Impulse von der Länge der entsprechenden Stellenwerteinheit an eine Integrationsschaltung geliefert, die aus der Spannungszeitfläche der einlaufenden Impulse den zeitlichen Mittelwert einer Spannung bildet.
Ferner ist bekannt, für einen Digital-Analog-Umsetzer Kaltkathodenröhren in einer Stufenschaltung anzuwenden, bei denen eine dem Zählsystem entsprechende Anzahl von Kathoden einer gemeinsamen Anode pro Röhrensystem zugeordnet ist. Je Zähldekade ist eine Kaltkathodenröhre vorgesehen, deren Kathoden an die Anzapfungen eines Belastungswiderstandes angeschlossen sind. Jede Kaltkathodenröhre besitzt Steuerelektroden, die den Röhrenstrom mittels des in digitaler Form vorliegenden Signals von einer Kathode zur nächsten Kathode übergeben. An den den Kathoden zugeordneten, in Serie geschalteten Widerständen entsteht ein Spannungsabfall, dessen Höhe abhängig ist von jener Kathode, die in Abhängigkeit von dem digitalen Signal durchgesteuert ist und den Röhrenstrom führt.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Umsetzung vorgegebener digitaler Grössen in dem Zahlenwert analoge Grössen, die eine praktisch beliebig starke Ausgangsleistung aufweist und die zum Antrieb von Stellmotoren bei digitalen Steuerungen oder Regelungen besonders geeignet ist ; bei der Enrichtung sind ein von einem Impulsgenerator fortlaufend gespeiste, periodisch von Null bis zum Maximalwert durchlaufendes Zählwerk und ein entsprechend den digitalen Grössen gesetztes Speicherwerk vorgesehen.
Gemäss der Erfindung ist zur Erzeugung von Impulsen mit einer der umzusetzenden digitalen Grösse proportionalen Impulsbreite einerseits an den Ausgang des Zählwerkes und anderseits an den Ausgang des Speicherwerkes eine Koinzidenzschaltung angeschlossen, der schliesslich ein Impulsspannungsschalter nachgeschaltet ist, wobei dieser vom Zählwerk in der Nullstellung in einem Sinn und von der Koinzidenzschaltung bei Koinzidenz der im Speicherwerk enthaltenen Zahl mit der laufenden Zahl des Zählwerkes im entgegengesetzten Sinn geschaltet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Die in eine analoge Grösse umzusetzende digitale Grösse wird den Eingängen von UND-Gattern GO, Gl, G2, G3 zugeführt, deren jedes einem Stellenwert jenes Zahlensystems entspricht, in dem die digitale Zahl gegeben ist. Die Gatter G0... G3 sind in der Zeichnung als einfache Gatter dargestellt, wie sie zur Bildung von binären Zahlen geeignet sind und je einem Stellenwert der Zahl entsprechen ; die erfindungsgemässe Einrichtung ist aber nicht auf die Umsetzung von binären Zahlen beschränkt. Es können vielmehr Zahlen beliebiger Zahlensysteme, also auch die des dekadischen Systems, die beispielsweise im tetradischen Code gegeben sein können, umgesetzt werden, wenn die Gatter GO... G3 und die übrigen
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zahlenspeichemden bzw. zahlenverarbeitenden Einrichtungen einen entsprechenden, z.
B. zur Verarbeitung von Zahlen des tetradischen Code geeigneten Aufbau aufweisen.
DieAusgänge der Gatter GO... G3 sind an ein Speicherwerk mit den einzelnen Stellenwerten entsprechenden Speicherstufen S0, Si, S2, S3 geschaltet, in das die umzusetzende Zahl eingespeichert wird, sobald die zweiten Eingänge je einen Schaltimpuls, der über eine Leitung L allen Gattern GO... G3 gemeinsam zugeführt wird, erhalten.
Mit KO, Kl, K2 und K3 sind den einzelnen Stellenwerten der umzusetzenden Zahl entsprechende Teile einer Koinzidenzschaltung bezeichnet, die an die Ausgänge der zugehörigen Speicherstufen SO... S3 geschaltet sind. Jeder Teil der Koinzidenzschaltung hat einen zweiten Eingang, der an eine entsprechende Zählstufe Zo, ZI, Z2 oder Z3 eines Zählwerkes geschaltet ist. Dieses Zählwerk wird von einem Impulsgenerator 1 fortlaufend mit Impulsen gespeist und stellt demgemäss mit jedem Impuls von Null anfangend die nächst höhere Zahl ein, bis die grösstmögliche Zahl erreicht ist ; danach springt das Zählwerk wieder auf den Wert Null und beginnt die Zählung von neuem.
Bei einem vierstufigen Zahl- werk für dekadisches Zahlensystem, dessen Zählstufe Z3 also die Vielfachen von 103 zählt, ergibt sich somit eine Zählung bis 104.
Beim Sprung des Zählwerkes auf den Wert Null wird über einen zusätzlichen Ausgang ein Schaltimpuls ausgesendet, der über die Leitung L an die Gatter GO... G3 gelangt und mittels dieser die Einspeisung der jeweils gegebenen Zahl in das Speicherwerk SO... S3 bewirkt.
Mit S ist ein impulsgesteuerter Impulsspannungsschalter bezeichnet, der zum An- und Abschalten einer Impulsspannung U andenAusgang A des erfindungsgemässen Digital-Analog-Umsetzers dient.
Zum Schliessen des Schalters S dienen die Schaltimpulse des Zählwerkes Z0...Z3, während zum Öffnen des Schalters S von der Koinzidenzschaltung KO... K3 ausgehende Impulse dienen, die immer dann ausgelöst werden, wenn der Zählerstand jeweils die im Speicherwerk S0...S3 eingespeicherte Zahl erreicht hat.
Am Ausgang A tritt somit eine Impulsspannung auf, deren Periode gleich der Zeitdauer ist, die der Zähler ZO... Z3 bei gegebener Frequenz der Impulse des Impulsgenerators I zu einem einmaligen Durchlauf benötigt. Die Länge der Impulse ist hingegen proportional der jeweils im Speicherwerk SO... S3 eingespeicherten Zahl. Der Mittelwert der am Ausgang A auftretenden Impulsspannung entspricht somit dem jeweiligen Zahlenwert der umzusetzenden digitalen Zahl.
Da der Schalter S praktisch für beliebig grosse Leistungen ausgelegt werden kann, eignet sich der
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- und RegelungsvorgängeLeistungsbedarf ohne Zuhilfenahme besonderer Verstärker.