DD150528A1

DD150528A1 - Ansteuerschaltung fuer einen vor-rueckwaertszaehler

Info

Publication number: DD150528A1
Application number: DD21027478A
Authority: DD
Inventors: Matthias Hoch
Original assignee: Matthias Hoch
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1981-09-02

Abstract

Die Ansteuerschaltung ermoeglicht Impulse, in Vor- und Rueckwaertsrichtung mathematisch richtig zu zaehlen. Dabei soll mit geringem Bauelementeaufwand die Auswertung von Zaehlimpulsen auf zwei unabhaengigen Eingangsleitungen,insbesondere die vorzeichenrichtige Anzeige der Differenz beim Ueberschreiten der Null ermoeglicht werden. Die Zaehlimpulse sind mit einer Ansteuerschaltung, von der jeweils ein Ausgang mit dem Vorwaertseingang und ein Ausgang mit dem Rueckwaertseingang der Zaehler in Verbindung steht, elektrisch verbunden. Die Ansteuerschaltung selbst besteht aus einem Steuerblock, der zwei Steuereinheiten mit jeweils einem RS-Flip-Flop und einem Nand-Gatter enthalten. Zwischen Steuerblock und -zaehler sind zwei 2 And/Nor-Gatter angeordnet, die die Zaehlimpulse auf den richtigen Zaehlereingang schalten. Diese Ansteuerschaltung kann ueberall dort angewendet werden, wo die Differenz zweiter unabhaengiger Impulsfolgen, z.B. als Drehzahlen rotierender Teile an Werkzeugmaschinen, gebildet werden musz, um Regelkreise und Nachlaufsteuerungen richtungsgenau ansteuern zu koennen.

Description

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Titel;

Ansteuerschaltung für einen Vor-Rückv,ärtszähler

Anwendungsgebiet der Erfindung!

Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für einen Vor-Rückwärtszähler, die es ermöglicht, Impulse in Vor- und Rückwürtsrichtung mathematische richtig zu addieren«, Sie ist anwendbar für die Auswertung zweier unabhängiger Impulsfolgen, die auf zwei Eingängen anliegen. Auf eine der Eingangsleitungen können Vorwärts- und auf den anderen Rückwärtsimpuise gelegt werden. Der Zählerinhalt entspricht stets der Zähldifferens der Impulsreihen. Das ermöglicht die Auswertung der Drehzahldifferenz zweier Impulsgeber, wie das bei der Nachlaufe, teuerung an Werkzeugmaschinen erforderlich ist«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: In der Erfindungsbeschreibung D/3-AS 11ЬЬ82б wird eine Anordnung zur Differenzbildung von Impulsfolgen beschrieben, die so arbeitet, daß wechselseitig einlaufende Impulse gelöscht werden und nur der Überhang auf der einen oder anderen Folge gezählt wird. Diese Anordnung hat den Nachteil eines hohen Bauclementeauf/vandes. Die mathematisch richtige Zähl/,eise beim Überschreiten der ITuIl ist nicht gewährleistet. Die Zrfiridungsbeschreibung DU-AS 1299323 zeigt ein Verfahren und Schaltungeanordnung zur Bildung der

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Differenz der Impulse zweier von einander unabhängiger Impulsfolgen. Hierbei ist notwendig die Impulse der Vor- oder Rückwärtszählrichtung zu speichern und zu verzögern. Erst dann kann eine durch Steuereinrichtung der Vor- oder Rückwärtszähleingang angewählt werden. Auch hier wird beim Überschreiten der Hull mathematisch nicht richtig gezählt.

Bekannt ist aus der Erfindungsbeschreibung DD-WP 1152276 eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines digitalen Vor-Rückwärtszählers durch zwei voneinander unabhängige Vorzeichen behaftete Impulsreihen. Pur die Auswertung muß eine der Impulsreihen eine Priosität zugeordnet werden, die dann die Sollimpulsfolge darstellt. Die ankommenden Impulse v/erden zwischengespeichert und nacheinander verarbeitet, Hat der Zähler den Stand JTuIl erreicht, wird in einer nicht beschriebenen Auswerteschaltung das Vorzeichen der Zählrichtung entsprechend geändert und der nächste folgende Impuls addiert. Die Priositätsfestlegung hat zur Folge, daß die Impulse beider Eingänge nacheinander bearbeitet werden und beim ausbleiben des Ist-Impulses immer das Vorzeichen des Sollimpulses in den Vorzeichenspeicher gegeben wird· Zur Realisierung dieses Erfindungsvorschlages ist ein relativ hoher Bauelementeaurwand erforderlich· Weiterhin muß extern ein Signal zur Vorzeichenfestlegung angelegt werden·

Die meisten bekannten Zähler zeigen beim Überschreiten der Null in negative Richtung den inversen Zählerstand an, nämlich statt -1 die 9. Möglichkeiten diBses Ergebnis zu korrigieren sind in "Radio, Fernsehen, Elektronik" 26 (1977) H 11, 572 aufgezeigt. Dazu ist es notwendig, zwischen Zähler und Anzeige ein Netzwerk zu schalten, das die Komplementrückbildung verursacht. Für rein binäre Zähler negiert man die Signale jeder Binärstelle. Für dekadische Zähler ist die Möglichkeit der Komplementrückbildung in der

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Anzeigeeinheit dargestellt. Dazu werden Transistoren zwischen angezeigter und komplementärer Zahl geschaltet und über ein Oder-Glied von Vorzeichen Flip-Flop angesteuert.

Diese Anzeige ist mit einem höhen BE- Aufwand verbunden und auch nur mit bestimmten Zählertypen möglich.

Ziel der Erfindung:

Eine Ansteuerschaltung für einen Vcr-Rückwärtszähler soll mit relativ geringen BE- Aufwand die mathematisch richtige Auswertung von Ziihlimpulsen auf zwei unabhängigen Eingangsleitungen ermöglichen. Insbesondere sollen die Differenzwerte beider Eingangsleitungen beim Überschreiten der Null so ausgewertet werden, wie das der Darstellung auf dem Zahlenstrahl entspricht,

Wesen der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Zuordnen der Eingangsieitungen zu den Zähleingängen und die Bildung der Steuersignale neu zu gestalten.

Die Aufgabe wird bei einer Steuerschaltung für einen Vor-Rückwärtszähler, von der jeweils ein Ausgang mit dem Vorwärtseingang und ein weiterer mit dem Rückwärtseingang des Zählers in Verbindung steht und die zwei seperate Eingangsleitungen besitzt, an denen voneinander unabhängige Zählimpulse anliegen, dadurch gelöst, daß an den beiden Ausgängen der Steuerschaltung jeweils ein 2 -AUTO/HOR- Gatter angeordnet ist, wobei jedes, der beiden AbTD- Gatter eines jeden 2 -AlTO/NOR-Gatter s mit einer der beiden Eingangsleitungen in elektrischer Verbindung steht und elektrische Verbindungsleitungen vorhanden sind zwischen den jeweils anderen Eingängen der vier AlID- Gatter und den Ausgängen eines Steuerblockes, daß der Steuerblock aus zwei НАШ)- Gliedern und zwei RS-Flip-FlopG besteht, wobei jeweils ein

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ПАЖ)- Glied und ein RS-Flip-Flop eine Steuereinheit bilden und jeweils einer Eingangsleitung zugeordnet sind, daß eine elektrische Verbindung von der jeweiligen Eingangsleitung zu einem Eingang des zugehörigen NAND-Gliedes besteht, daß der andere Eingang des MITD- Gliedes über eine Verbindungoleitung dem Q- Ausgang des RS-Plip-Flops der jeweils anderen Steuereinheit zugeordnet ist, daß der Ausgang des HAND- Gliedes mit dem S- Eingang des RS-Flip-Flops der jeweils gleichen Steuereinheit verbunden ist, daß eine elektrische Verbindung vow einer Nullerkennungsschaltung des Zählers zu jedem der R- Eingänge des RS-Flip-Flops vorhanden ist, daß die elektrischen Verbindungsieitungen zwischen dem Steuerblock und dem anderen Eingängen der 2 -AND- NOR-Glieder aus elektrischen Verbindungen zwischen den Q-Ausgängen des RS-Flip-Flops und den Eingängen derjenigen AND- Gatter des 2 -AUD-NOR- Gliedes am Rückwärtseingang des Zählers besteht, an deren jeweils anderen Eingang die sich aus der Zuordnung der Steuerleitung zu den Eingangsleitungen ergeben denzugehörigen Eingangsleitungen anliegt, und aus elektrischen Verbindungen zwischen den Q- Ausgängen des RS-Flip-Flops und den Eingängen derjenigen AND-'Gatter des 2 -AHD-NOR-Gliedes am Vorwärtseingang des Zählers, an deren jeweils anderen Eingang die zugehörige Eingangleitung anliegt.

Die Nullerkennung kann dabei aus einer Vergleichsschaltung für jede Zähldekade und einer UND-Verknüpfung am Ausgang der Vergleichsschaltung bestehen. Zur Erhöhung der Funktionstüchtigkeit sollte іл beiden Eingangsleitungen zwischen den 2 -AND-NQR-Gliedern und dem Abzweig zu den NAKD- Gliedern jeweils eine Verzögerungsleitung zum Laufzeitausgleich für den Steuerblock eingeschalten sein. Ein Leuchtbauelement zusätzlich an jedem Q- Ausgang des 2 - AND-NOR-Gliedes dient der Vorzeichenanzeige für den Zähler.

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Der Vor.teil der Erfindung Gesteht darin, daß der-Zähler beim Überschreiten der 0 vorzeichenrichtig Lm Sinne des Zahlenstrahles zählt und dazu ein sehr geringer Bauelementeaufwand nötig ist. Das Vorzeichen des Zählerinhalts wird ohne zusätzlichen Aufwand in der Ansteuerschaltung mit gebildet. Vorteilhaft ist auch das breite Anwendungsgebiet der Erfindung, Die Ansteuerschaltung läßt sich sowohl zur Differenzbildungzweier Zählimpulsreihen, als auch zur Darstellung des Zählerergehnisses einer einzelnen Eingangsleitung verwenden.

Ausführungsbeispiel;

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung in ihrem Zusammenwirken mit dem Zähler,

Die Ansteuerschaltung für einen Zähler 1 besteht aus einem Steuerblock 2, jeweils einem 2 AND/ITOR- Gattern 3 und 4 an jedem Eingang des Zählers 1 und einer Null-Erkennungsschaltung 5. Zwei Eingangsleitungen 6, 7 sind über Verzögerungsglieder 8, 9 mit den 2 AlJD/ NOR- Gattern 3, 4 verbunden. Ein verzögertes Signal 10 der Eingangsleitung 6 liegt dabei an einem ArTD- Gatter 11 des 2 AITD/NOR- Gatters 3 und ebenso auch an einem AND- Gatter 12 des 2 AND/NOR- Gatters 4 an. Die verbleibenden АІЯ)- Gatter nämlich ein AND- Gatter 13 des 2 AND/NOR- Gliedes 3 und ein AiE)- Gatter 14 des 2 AND/ NOR- Gliedes 4 sind mit einem verzögerten Signal 15 der Eingangsleitung 7 verbunden. Die jeweils anderen Eingänge der AND- Gatter 11, 12, 13, 14 sind mit Ausgangssignalen des Steuerblockes 2 belegt.

Der Steuerblock 2 besteht aus zwei Steuereinheiten 16 und 17» von denen jede wiederum ein NAlTD- Glied 18 beziehungsweise 19 und ein RS-Plip-Plop 20 beziehungsweise 21 enthält. Im Ausgangszustand liegen Q- Ausgänge der RS-Flip-Flops 20, 21 auf "LoW" - Pegel, während am

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Q- Ausgang jeweils ein "High" - Signal anliegt. Die Q-Ausgänge sind mit den ITAHD- Gliedern 18, 19 über Kreuz verbunden, d.h.» der "High" - Pegel des Q₂ Ausgangs vom RS-Flip-Flop 21 liegt am НАШ)- Glied 13 an. Umgekehrt besteht eine Verbindung vom NAIID- Glied 19 zum Q₁- Ausgang des RS-Flip-Flops 20. Das NAND- Glied ist zusätzlich noch mit der Eingangsleitung 6 belegt, während die Eingangsleitung 7 dem NAND- Glied 19 zugeordnet ist, Die ITAND- Glieder 18, 19 sind also vorbereitet, so daß der erste ankommende Impuls auf einer der Eingangsleitungen 6 oder 7 die zugeordnete Steuereinheit 16 beziehungsweise 17 umsteuern kann. Trifft also das Signal 10 auf der Eingangsleitung 6 zuerst ein, wird über das NAND- Glied 18 das RS-Flip-Flop 20 gesetzt und der Pegel an Q₁ ändert sich von "High'! auf "Low".. Folglich wird das NAND-Glied 19 gesperrt und die Impulse auf der Eingangsleitung 7 sind nicht in der Lage, irgendwelche Änderungen am Zustand des RS-Flip-Flops 21 hervorzurufen. Ebenso bleibt bei weiteren Impulsen auf der Eingangsleitung 6 auch der Setzzustand des RS-Flip-Flops 20 erhalten.

Der Q₁- Ausgang des RS-Flip-Flops 20 ist mit dein AND- Gatter 11 verbunden und der Q₁- Ausgang mit dem AND- Gatter 12. Vom RS-Flip-Flop 21 gehen Verbindungsleitungen von dessen Q₂- Ausgang zum AND- Gatter 13 und vom Q₂- Ausgang zum AND- Gatter 14. Die genannten Ausgangszustände der RS-Flip-Flops 20 und 21 bewirken, daß das Eingangssignal 10 über das 2 AND/NOR- Gatter 3 dem Vorwärtseingang des Zählers 1 zugeschalten ist. Der Rückwärtseingang ist dagegen über das Verzögerungsglied 9 mit der Eingangsleitung 7 verbunden, denn der Q₂- Ausgang besitzt "Low"- Pegel und sperrt das AND- Gatter 12. Signale auf der Eingangsleitung 6 zählen jetzt ständig in den Vorwärtseingang des -Zählers 1 ein. Signale auf der Ein-

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gangsleitung 7 bewirken dagegen immer wieder ein Rücksetzen der Zählposition. 'Der absolute Zählerstand entspricht jeweils der momentanen Zähldifferenz der Impulsfolgen auf den Eingangsleitungen b, Y. Wird zu irgendeinem Zeitpunkt im Zähler 1 die Nullposition erreicht, dann liefert die Nullerkennungsschaltung ein Nullsignal. Dieses Signal liegt über eine Verbindungsleitung an den Rücksetzeingängen der RS-Flip-Flops 20, 21 an und setzt beide wieder in den Ausgangszu-

-JD stand. Es hängt jetzt erneut davon ab, über welche Eingangsleitung 6 oder 7 zuerst ein Signal anliegt. Der zugehörige RS-Flip-Flop 20 oder 21 wird gesetzt und die jeweils andere Steuereinheit 17 oder 16 gesperrt. Die Eingangsleitung 6 oder 7 mit dem ersten Impuls w^rd stets auf den Vorwärtseingang, die andere auf den Rückwärtseingang geschalten. Dieser Schaltzustand kann bereits mit dem nächsten Impuls über die andere Eingangsleitung 6 oder 7 wieder aufgehoben sein, weil dann wieder Nullposition erreicht ist. Letztlich setzt sich die Leitung auf dem Vorwärtseingang durch, auf dem die größere Anzahl von Eingangssignalen 10, 15 ankommt. Zur optischen Anzeige des Setzzustandes des RS-Flip-ü'lop 20, 21 sind an den Q- Ausgängen Anzeigeelemente vorgesehen.

So ist am Q₁- Ausgang des RS-Flip-Flops 20 ein Leuchtelement 22 angeordnet und am Q₂- Ausgang an der anderen Steuereinheit 17 ein Leuchtelement 23. Mit diesen Leuchtelementen 22, 23 läßt sich das Anschalten einer bestimmten Eingangsieitung 6 oder 7 an den Vorwärts beziehungsweise P.ückwärtceingang des Zählers 1 kennzeichnen.

Die Verzögerungsglieder 8, 9 sollen Signallaufzeiten in den Steuereinheiten 16, 17 ausgleichen.

Der Zähler 1 besteht aus mehreren Zähldekaden 24, 25, 26. Der Zählerzustand jeder Dekade 24, 25, 26 Wird in der üiullerkennungsschaltung 5 ausgewertet.

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Dazu ist den Zähldekaden 24, 2.5, 26 eine ШШ- Verknüpfung 27, 28 zugeordnet, die von den BCD- Ausgängen angesteuert v/erden. Im Nullzustand liegen alle BCD- Ausgänge auf dem gleichen Potential und bewirken eine Änderung des Ausgangszustandes der UTID- Verknüpfung 27, 28_e Die Ausgänge aller UND-Verknüpfungen 27, 28 liegen gemeinsam am Eingang eines Impulsbilaners 29 an. Dieser Impulsbildner 29 liefert im Nullstand des Zählers 1 des Setzsignal an die Rücksetzeingänge des RS-^'lip-Ji'lops 20, 21,

Claims

1. Ansteuereсhaltung für einen Yor-Rückwärtszähler, von der jeweils ein Ausgang mit dem Vorwärtseingang und ein weiterer Ausgang mit dem Rückwärtseingang des Zählers in Verbindung steht und die zwei seperate Eingangsleitungen besitzt, an denen voneinander unabhängige Zählimpulse anliegen, gekennzeichnet dadurch, daß an den beiden Ausgängen der Steuerschaltung jeweils ein 2 -AND/SfOR- Gatter angeordnet ist, wobei jedes der beiden AND- Gatter eines jeden 2 -AIü)/L^TOR- Gatters mit einer der beiden Eingangsleitungen in elektrischer Verbindung steht und elektrische Verbindungsleitungen vorhanden sind zwischen den jeweils anderen Eingängen der vier AUD-·Gatter und den Ausgängen eines Steuerblockes, daß der Steuerblock aus zwei ІШГО- Gliedern und zwei RS-Flip-Flops besteht, wobei jeweils ein 1ШШ- Glied und ein RS-Flip-Flop eine Steuereinheit bilden und jeweils einer Eingangsleitung zugeordnet sind, daß eine elektrische Verbindung von der jeweiligen Eingangsleitung zu einem Eingang des zugehörigen MlID- Gliedes besteht, daß der andere Eingang des NAHD- Gliedes über eine Verbindungsleitung dem Q- Ausgang des RS-Flip-Flops der jeweils anderen Steuereinheit zugeordnet ist, daß der Ausgang des ITAM)- Gliedes mit dem S- Eingang des RS-Flip-Flops der jeweils gleichen Steuereinheit verbunden ist, daß eine elektrische Verbindung von einer Nullerkenjiungöschaltung des Zählers au jedem der R-Eingänge des RS-Flip-Flops vorhanden ist, daß die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen dem Steuerblock

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und den anderen Eingängen der 2· -AIiD-HOR- Glieder aus elektrischen Verbindungen zwischen den Q- Ausgängen des RS-Plip-Flops und den Eingängen derjenigen AND-Gatter des' 2 -AIiD-UOR- Gliedes am Rückwärtseingang des Zählers besteht, an deren jeweils anderen Eingang die sich aus der Zuordnung der Steuerleitung zu den Eingangsleitungen ergeben den zugehörigen Eingangsleitungen anliegt, und aus elektrischen Verbindungen zwischen den Q- Ausgängen des RS-Elip-Plops und den Eingängen derjenigen AND- Gatter des 2 -AND-NOR- Gliedes am Vorwärtseingang des Zählers, an deren jeweils anderen Eingang die zugehörige Eingangsleitung anliegt.

2· Ansteuerschaltung nach Punkt 1. gekennzeichnet dadurch, daß die Nullerkennungsschaltung aus einer UND- Verknüpfung und einer Impulsformertufe besteht.

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Erfindungsanspruch:

3. Ansteuerschaltung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß in beiden Eingangsleitungen zwischen den 2 -AND-NOR- Gliedern und dem Abzweig zu den NAND-Gliedern jeweils eine Verzögerungsleitung zum Laufzeitausgleich für den Steuerblock eingeschalten ist.

4. Ansteuerschaltung nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß an den Q- Ausgängen jedes 2 AIiD-NOR-Gliedes zusätzlich eine Leuchtelement angeordnet ist.

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