DD230687A3 - Schaltungsanordnung zum digitalen impulsvergleich mit interner referenzimpulsquelle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine digitale Schaltungsanordnung unter Verwendung von Flipflops zur Impulslaengenbestimmung mit und ohne Toleranzaussage. Um schaltungstechnischen Aufwand zu senken, erfolgt der Impulsvergleich mittels einer internen Referenzimpulsquelle der Anordnung. Bei Impulslaengenmessung ohne Toleranzaussage erfolgt das Anlegen des Ist- und des Referenzimpulses an je einen Eingang eines ersten flankengesteuerten Flipflops. Der Schaltungseingang ist direkt auf den Takteingang und ueber einen ersten Widerstand, der von einer Diode ueberbrueckt ist, auf den Informationseingang des ersten Flipflops gefuehrt, wobei dieser ueber einen Kondensator, der mit dem Widerstand ein Zeitglied bildet, an eine Spannungsquelle angeschlossen ist. Soll aber eine exakte Aussage ueber die Impulslaengentoleranz getroffen werden, so wird ein zweiter flankengesteuerter Flipflop mit seinem Takteingang dem ersten Flipflop parallelgeschaltet. Dabei ist der Widerstand als Spannungsteiler ausgefuehrt und mit seinem Abgriff am Informationseingang des zweiten Flipflops gelegt. Anwendungsgebiet ist vorzugsweise die Nachrichten- und Messtechnik.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum digitalen Vergleich von einzelnen, auf einer Leitung ankommenden Impulsen mit einem intern gebildeten Normimpuls vorzugsweise zur Impulslängenmessung in der Nachrichten- und Meßtechnik.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Durch DE-OS 2607993 ist eine Schaltungsanordnung zur Signalisierung der gegenseitigen Lage zweier gleichartiger Rechteckspannungszüge, die in solcher gegenseitigen zeitlichen Versetzung auftreten, daß von zwei aufeinanderfolgenden Anstiegs- bzw. Abfallflanken entweder die des ersten oder die des zweiten Rechteckspannungszuges zuerst erscheint, bekannt geworden.

Der Impulsvergleich erfolgt mit einem J-K-Flipflop, dessen Takteingang von der ersten Rechteckspannung, der J-Eingang von der zweiten Rechteckspannung und der K-Eingang von der zweiten Spannung in invertierter Form angesteuert werden. Als Ergebnis erscheint an den Ausgängen des Flipflops die Phasenlage der Flanken.

Der Nachteil dieser Schaltungsordnung liegt darin, daß zum Impulslängenvergleich eine separate Schaltungsordnung zur Referenzimpulserzeugung benötigt wird.

Weiterhin ist durch DD-WP 150332 eine Impulsvergleichsspannung bekannt, die den Vergleich zwischen zwei Impulsfolgen unter zur Hilfenahme einer dritten, separaten Impulsfolge vornimmt. Diese Anordnung ist ebenfalls zum Impulslängenvergleich geeignet. Sie enthält zwei erste getaktete Flipflops mit Rücksetzeingängen, deren Takteingänge mit dem ersten bzw. dem zweiten Eingang der Impulsvergleichsschaltung verbunden sind. Der Informationseingang dieser Flipflops ist an den direkten .bzw. inversen Ausgang eines RS-Flipflops und ihre Ausgänge an die D-Eingänge der zwei weiteren Flipflops angeschlossen. Diese Flipflops wiederum sind mit ihren Takteingängen an den zusätzlichen Eingang und mit ihren direkten Ausgängen an die Ausgänge der Impulsvergleichsschaltung gekoppelt. Die inversiven Ausgänge der beiden Flipflops dagegen sind mit den Rücksetzeingängen der beiden ersten getakteten Flipflops verknüpft, deren Takteingänge mit dem Setzeingang bzw. Rücksetzeingang des RS-Flipflops verbunden sind. Der Nachteil dieser Impulsvergleichsschaltung besteht wiederum in dem Erfordernis des Vorhandenseins eines Referenzimpulses zum Vergleich, der zur Impulslängenmessung durch eine zusätzliche Schaltungsanordnung erzeugt werden muß.

Mit der CH-PS 474916 wurde gleichfalls eine digitale Impulsvergleichsschaltung bekannt gemacht, die für den Impulslängenvergleich eine Logikschaltung verwendet, die aus einem triggerbaren monostabilen Multivibrator mit nachgestalteter Gatterschaltung und einem Flipflop besteht.

Diese Schaltungsanordnung benötigt im Gegensatz zu den vorher erwähnten für die Impulslängenmessung nur noch einen Impuls am Eingang, da der Referenzimpuls vom monostabilen Multivibrator zur Verfügung gestellt wird. Diese Anordnung ist jedoch mit einem unvertretbaren hohen schaltungstechnischen Aufwand verbunden. Weiterhin sind alle bekannten digitalen Impulsvergleichsschaltungen mit dem Nachteil behaftet, daß sie die Toleranzabweichung der Impulslänge vom vorgegebenen Sollimpuls nicht erkennen können.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist eine ökonomische Realisierung für eine integrationsfähige digitale Impulsvergleichsschaltung, die sich gegenüber herkömmlichen Anordnungen durch geringeren schaltungstechnischen Aufwand und hoher Zuverlässigkeit auszeichnet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine digitale Impulsvergleicbsschaltung zu schaffen, die mittels einer internen Referenzimpulserzeugung eine exakte Aussage über die Impulslänge und deren Toleranz zuläßt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum digitalen Impulslängenvergleich eine Schaltungsanordnung mit einem flankengesteuerten Flipflop und einer internen Referenzimulsquelle verwendet wird, wobei der Eingangsimpuls direkt als Istimpuls auf den Takteingang des Flipflops geführt ist und der Referenzimpuls mit der internen Referenzimpulsquelle in Form eines Zeitgliedes, das aus einem Widerstand, der von einer Diode überbrückt ist, zwischen Eingang der Anordnung und Informationseingang des Flipflops und einem Kondensatorzwischen Informationseingang des Flipflops und einer Spannungsquelle besteht, erzeugt wird.

Die Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß mit der Vorderflanke des Istimpulses der Kondensator des Zeitgliedes umgeladen wird. Damit ergibt sich eine Änderung am Informationseingang des Flipflops. Die Rückflanke des Istimpulses übernimmt das Potential am Informationseingang. Ist die Länge des Istimpulses größer als die des Referenzimpulses, kommt es zum Überschreiten der Umschaltschwelle am Informationseingang des Flipflops und somit zu einer Aussage über die Impulslänge.

-ζ- tat υυ

Soll eine exakte Aussage über die Toleranz der Impulslänge getroffen werden, so ist erfindungsgemäß ein zusätzlicher zweiter flankengesteuerter Flipflop mit seinem Takteingang dem ersten flankengesteuerten Flipflop parallelgeschaltet, wobei der erste Widerstand als Spannungsteiler realisiert ist und mit seinem Abgriff am Informationseingang des zweiten flankengesteuerten Flipflops liegt.

Erscheint zum Impulslängenvergleich ein Impuls am Eingang dieser Schaltung, so wird der Kondensator über die Widerstände des Zeitgliedes, welches die Referenzimpulslänge bestimmt, aufgeladen. Während der Rückflanke des Impulses übernehmen die Flipflops das Potential, das an ihren Informationseingängen anliegt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Widerstände des Zeitgliedeä als Spannungsteiler ergeben sich unterschiedliche Potentiale an den Informationseingängen der beiden Flipflops. Dadurch können die drei Fälle Istimpuls kleiner, Istimpuls gleich mit einer Toleranzvorgabe und Istimpuls größer als der Referenzimpuls unterschieden werden.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 Anordnung zur digitalen Impulslängenmessung ohne Toleranzerkennung Fig.2 Anordnung zur digitalen Impulslängenmessung mit Toleranzerkennung Erfindungsgemäß besteht nach Fig. 1 die Schaltungsanordnung zum digitalen Impulsvergleich mit interner Referenzimpulsquelle für die Impulslängenmessung ohne Toleranzerkennung aus dem flankengesteuerten D-Flipflop FF1 und dem Zeitglied, das aus dem Widerstand R1 und dem Kondensator C gebildet ist.

Der Eingang E der digitalen Impulsvergleichsschaltung ist mit der Anode der Diode D, dem Widerstand R1 und dem Takteingang des D-Flipflops FF1 verbunden. Weiterhin sind Informations- und Takteingang des D-Flipflops FF1 über den Widerstand R1, der von der Diode D überbrückt ist, zusammengeschaltet.

Zwischen dem Informationseingang des D-Flipflops FF1 und der Spannungsquelle U liegt der Kondensator C des Zeitgliedes.

•Die Funktionsweise dieser Anordnung ist derart, daß, wen'n ein Impuls mit dem Potential „Low" am Eingang E erscheint, sich der Kondensator C über den Widerstand R1 aufläd. Beim „Low-High"-Potentialübergang des Impulses wird das Potential am Informationseingang in den D-Flipflop FF1 übernommen. Ist der Istimpuls kürzer als der Referenzimpuls, der durch die Zeitkonstante aus dem Widerstand R1 und dem Kondensator C bestimmt wird, so liegt am Informationseingang des D-Flipfiops FF1 zum Zeitpunkt der Übernahme das Potential oberhalb der Umschaltschwelle. Am Ausgang A der Impulsvergleichsschaltung erscheint dadurch ein „High"-Potential. Ist der IstimpuJs länger als der Referenzimpuls, so liegt das Potential zum Übernahmezeitpunkt unterhalb der Umschaltschwelle. Die Diode D dient der schnellen Umladung des Kondensators C bei „High"-Potential am Eingang E der Anordnung.

Soll die Impulslängenmessung mit Toleranzaussage erfolgen, so ist gemäß Fig.2 eine Anordnung mit interner Referenzimpulsquelle aus zwei flankengesteuerten D-Flipflops FF1 und FF2, dem Zeitglied, das aus dem Kondensator C und den in Reihe geschalteten ohmschen Widerständen R2 und R3 sowie der Diode D zum schnellen Rückladen des Kondensators C besteht, vorgesehen. Der Eingang E dieser Impulsvergleichsschaltung ist mit der Anode der Diode, dem Widerstand R 2 und den Takteingängen der D-Flipflops FF1 und FF2 verbunden. Die Diode D überbrückt die Reihenschaltung der Widerstände R 2 und R3. Der Widerstand R2 liegt zwischen Takt- und Informationseingang des D-Flipflops FF1. Zwischen den

Informationseingängen der D-Flipflops FF1 und FF2 ist der Widerstand R3 angeordnet. Der kondensator C des Zeitgliedes liegt zwischen einer Spannungsquelle U und dem Informationseingang des D-Flipflops FF2. Der Ausgang A1 der Impulsvergleichsschaltung wird durch den Q-Ausgang des D-Flipflops FF1 und der Ausgang A2 durch den Q-Ausgang des D-Flipflops FF1 gebildet.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise dieser Impulsvergleichsschaltung beschrieben. Wird an den Eingang E der Impulsvergleichsschaltung ein Impuls mit dem Potential „Low" angelegt,so wird der Kondensator C des Zeitgliedes, dessen Zeitkonstante erfindungsgemäß die Referenzimpulslänge festlegt, über die Reihenschaltung der Widerstände R2 und R3 aufgeladen. Die Widerstände R2 und R 3 bilden einen Spannungsteiler für die Informationseingänge der D-Flipflops FF1 und FF2. Mit dem „Low-High"-Potentialübergang des Eingansimpulses werden die Potentiale an den Informationseingängen der D-Flipf!ops FF1 und FF2 in die Speicher übernommen, wobei erfindungsgemäß das Schwellwertverhalten der Informationseingänge ausgenutzt werden. Je nach dem Zeitpunkt des „Low-High"-Potentialübergangs ergeben sich unterschiedliche Potentiale an den Informationseing'ängen und damit drei verschiedene Zustände der D-Flipflops FF1 und FF2, die dann das Ergebnis des Impulslängenvergleichs charakterisieren:

1. Fall: Der Istimpuls ist kurzer als der Referenzimpuls, so liegen die Potentiale an den Informationseingängen der D-Flipflops

FF1 und FF2zum Zeitpunkt der Übernahme oberhalb der Umschaltschwellen und es erscheint an den Ausgängen A1 und A2 „HigtV'-Potential.

2. Fall: Der Istimpuls fällt in den Toleranzbereich des Referenzimpulses, dann liegt das Potential an dem Informationseingang

des D-Flipflops FF1 unterhalb der Schaltschwelle, wodurch am Ausgang A1 „Low"-Potential und am Ausgang A2 „High"-Potential erscheint.

3. Fall: Ist der Istimpuls größer als der Referenzimpuls, liegen die Potentiale zum Abtastzeitpunkt an den Informationseingängen

der D-Flipflops FF1 und FF2 unterhalb der Schaltschwelle und an den Ausgängen A1 und A2 erscheint „Low"-Potential.

Somit ist eine exakte Aussage über die Impulslänge und deren Toleranz mit dieser erfindungsgemäßen Impulsvergleichsschaltung realisierbar, die dann durch eine nachfolgende herkömmliche Auswertelogik ausgewiesen werden kann.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Schaltungsanordnung zum digitalen Impulsvergleich mit interner Referenzimpulsquelle unter Verwendung von Flipflops, wobei der Ist- und der Referenzimpuls auf je einen Eingang eines ersten Flipflops geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungseingang (E) direkt auf den Takteingang und über einen ersten Widerstand (R 1), der von einer Diode (D) überbrückt ist, auf den Informationseingang des ersten flankengesteuerten Flipflops (FF 1) geführt ist, wobei letzterer über einen Kondensator (C), der mit dem ersten Widerstand (R 1) ein Zeitglied bildet, an eine Spannungsquelle (U) angeschlossen ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1 mit Toleranzerkennung, dadurph gekennzeichnet, daß ein zweiter flankengesteuerter Flipflop (FF2) mit seinem Takteingang dem ersten flankengesteuerten Flipflop (FF 1) parallelgeschaltet ist, wobei der erste Widerstand (R 1) als Spannungsteiler (R 2; R3) realisiert ist und mit seinem Abgriff am Informationseingang des zweiten flankengesteuerten Flipflops (FF2) liegt.

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