DD291180A5 - Schaltungsanordnung zur erzeugung eines sinusaehnlichen signals - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die digital frequenzsteuerbare Erzeugung eines sinusaehnlichen Signals aus funktionsgerechten analogen Teilsignalen. Die Teilsignale werden in zwei Gruppen an mehreren hintereinanderliegenden Anschluszstellen abgegriffen und von in Schaltergruppen zusammengefaszten taktgesteuerten Signalschaltern auf eine Additionsschaltung durchgeschaltet, davon in einer der beiden Gruppen ueber eine Invertierschaltung. Bei jedem Approximationsschritt aendern ein abgeschalteter und ein gleichzeitig zugeschalteter anderer Signalschalter die Signalgroesze beider Gruppen von Teilsignalen in entgegengesetzter Richtung. Paare von Schaltergruppen und eine modifizierbare Reihenfolge der Schalteraktivierung ermoeglichen eine hohe und mit den Approximationsschritten zunehmende Naeherung an die genaue Sinusform infolge des eliminierten Einflusses unterschiedlicher Pegel und Polaritaeten der Teilsignale sowie einer niedrigen Schaltgrenzfrequenz der Signalschalter. Das Anwendungsgebiet der Erfindung sind digital frequenzsteuerbare Sinus-Funktionsgeneratoren. Fig. 1{Sinusform; Genauigkeit; Teilsignal; Mittenwert; Symmetrie; Teilsignalgruppe; Anschluszstellen; Signalschalter; Schaltergruppe; Additionsschaltung; Invertierschaltung; Schalteraktivierung; Schaltfrequenz}

Description

Signalschalters sowie durch gleichzeitiges Zuschalten eines bisher abgeschalteten Signalschalters geänderte Schaltergruppe wirksam und mit der geänderten ersten und zweiten Schaltergruppe eines Schaltergruppenpaares jeweils eine gegenläufig gerichtete Teilsignalgrößenfinderung vorgenommen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bei η Schaltergruppenpaaren und zugeordneten η Paaren Aktivlerungsschaltungen die Taktverteilerschaltung ein 2 η-stufiges rückgeführtes Schieberegister ist. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn als erste Gruppe und als zweite Gruppe der Anschlußstellen jeweils benachbarte Anschlußstellen auf die Additionsschaltung durchgeschaltet sind und in der geänderten Schaltergruppe der für die Abgriffreihenfolge zuständige letzte Signalschalter abgeschaltet und nächste Signalschalter zugeschaltet ist

Ein anderer Vorteil besteht dann, wenn anfangs als erste Gruppe und als zweite Gruppe der Anschlußstellen jeweils benachbarte Anschlußstellen auf die Additionsschaltung durchgeschaltet sind, während zweier Approximationsschritte in der jeweils geänderten Schaltergruppe der für die Abgriffreihenfolge zuständige vorderste Signalschalter abgeschaltet und nächste Signalschalter zugeschaltet ist und in den nachfolgenden Approximationsschritten jeweils der zuletzt abgeschaltete Signalschalter wieder zugeschaltet und dessen für die entgegengesetzte Abgriffreihenfolge zuständige benachbarte Signalschalter abgeschaltet ist.

Als Vorteil erweist sich auch, wenn über die geänderte jeweils erste Schaltergruppe beziehungsweise jeweils zweite Schaltergruppe des wenigstens einen Schaltergruppenpaares sukzessive alle Anschlußstellen der Teilsignalschaltung abwechselnd in der jeweiligen Abgriffreihenfolge und in der entgegengesetzten Abgriffreihenfolge mit der Additionsschaltung verbunden sind.

Schließlich ist die erfindungsgemäße Lösung in einer vorteilhaften Weise ausgestnltet, wenn in einer Schalteinrichtung jeweils zwei Signalschalter mit einer Anschlußstelle der Teilsignalschaltung verbunden sind, die zugeordnete Aktivierungsschaltung mit einer doppelten Anzahl von Ausgängen versehen ist, an jedem Ausgang der Aktivierungsschaltung einer der beiden Signalschalter angeschlossen ist und die den Anschlußstellen zugeordneten zweiten Signalschalter im Anschluß an die ersten Signalschalter schaltbar und in entgegengesetzter Reihenfolge wie die ersten Signalschalter mit den Anschlußstellen verbunden sind.

Ausführungsbeispiel Die erfindungsgemäße Lösung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig. 1: ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung; Fig. 2: einen Teil der Schaltungsanordnung in einer ersten Modifikation; Fig. 3: eine tabellarische Übersicht der mit der Schaltungsanordnung nach Figur 1 und Figur 2 an der Signalerzeugung in einer

ersten Art beteiligten Teilsignale; Fig.4: eine tabellarische Übersicht der mit der Schaltungsanordnung nach Figur 1 und Figur 2 an der Signalerzeugung in einer zweiten Art beteiligten Teilsignale;

Fig. 5: einen Teil der Schaltungsanordnung in einer zweiten Modifikation; Fig. 6: eine tabellarische Übersicht der mit der Schaltungsanordnung nach Figur 1 und Figur 5 an der Signalerzeugung in einer dritten Art beteiligten Teilsignale.

Gemäß Figur 1 ist in einer Bereitstellungsschaltung C für Teilsignale an einer Gleichspannungsquelle Q eine Teilsignalschaltung B angeschlossen, die beispielhaft aus sieben in Reihe geschalteten Festwiderständen zusammengesetzt ist und dadurch acht Anschlußstellen A1 bis A8 aufweist. Die Widerstände sind so dimensioniert, daß in gleichen Zeitabschnitten an den Anschlußstellen A1 bis A8 der Sinusfunktion entsprechende analoge Teilsignale 1 bis 8 abgenommen werden, wobei das Teilsignal 1 am kleinsten und für den Phasenwinkel -90° zuständig, hingegen das Teilsignal 8 am größten und für den Phasenwinkel +90° der Sinusfunktion zuständig ist. Jede Anschlußstelle A1 bis A8 ist über paarweise eingesetzte Anschaltbaugruppen H mit Signalschaltern S in paarweise eingesetzten Schalteinrichtungen E verbunden. Zu einem ersten Paar Anschaltbaugruppen H gehören die Anschaltbaugruppen H11 und H12, zu einem zweiten Paar die Anschaltbaugruppe H21 und eine nicht dargestellte Anschaltbaugruppe H 22. Jeweils zugeordnet sind Schalteinrichtungen E11, E12, E 21 und eine nicht dargestellte Schalteinrichtung E 22.

Die Signalschalter S sind an der Ausgangsseite der jeweils ersten Schalteinrichtung E11, E 21 eines Paares von Schalteinrichtungen direkt mit einer Additionsschaltung N verbunden. Von der Ausgangsseite der jeweils zweiten Schalteinrichtung E12, E 22 bestehen Verbindungen der Signalschalter S zu einem Addierglied Lund von dort besteht über eine Invertierschaltung M eine Verbindung zur Additionsschaltung N.

Ein Steuerwerk W enthält in Zuordnung zu den Paaren der Schalteinrichtung E Paare von Aktivierungsschaltungen K, in Zuordnung zur Schalteinrichtung E11 somit eine Aktivierungsschaltung K11 usw. Eine Taktverteilerschaltung V ist an einem Taktgenerator G angeschlossen. Sie ist als rückgeführtes Schieberegister ausgeführt, das bei η Paaren von Aktivierungsschaltungen 2 η Registerstufen aufweist. An der ersten Registerstufe ist die Aktivierungsschaltung K11 angeschlossen, an der zweiten Registerstufe die Aktivierungsschaltung K12, an der dritten Registerstufe die Aktivierungsschaltung K21 usw.

Figur 2 zeigt die Schalteinrichtungen E11 und E12 mit jeweils acht Signalschaltern S1 bis S8. Eine erste Variante für die Ansteuerung dieser Signalschalter und der dadurch an der Signalerzeugung beteiligten Teilsignale ist aus Figur 3 ersichtlich. In den Schalteinrichtungen E sind jeweils gleichzeitig vier Signalschalter S geschlossen. Sie bilden jeweils eine Schaltergruppe G. Wird von der Existenz der Schalteinrichtungen E11, E12, E21 und E 22 ausgegangen, dann bilden in ihnen die jeweils zugeordnete Schaltergruppe G11, G12, G 21 beziehungsweise G 22 die jeweils geschlossenen Signalschalter S

Über die Schaltergruppen G11 und G21 wird eine erste Gruppe von Anschlußstellen A mit der Additionsschaltung N verbunden. Dadurch gelangt eine erste Gruppe von Teilsignalen zur Additionsschaltung N. Die Schaltergruppen G12 und G 22 verbinden eine zweite Gruppe von Anschlußstellen A mit dem Addierglied L. Über sie wird eine zweite Gruppe von Teilsignalen dem

Addierglied L zugeführt. Das Summensignal der zweiten Gruppe von Teilsignalen gelangt nach erfolgter Invertierung ebenfalls zur Additionsschaltung N und wird dort der ersten Gruppe von Teileignalen hinzugefügt. Das Ausgangssignal der Additionsschaltung N setzt sich somit stets aus einer ersten Gruppe von Teilsignalen und aus einer invertierten zweiten Gruppe von Teilsignalen zusammen. Die beiden Schaltergruppen G11 und G12 bilden ein Schaltergruppenpaar, die beiden Schaltergruppen G 21 und G 22 ein anderes Schaltergruppenpaar. Das Ausgangssignal der Additionsschaltung N bedingt, daß die Teilsignale über wenigstens ein Schaltergruppenpaar zugeführt sind, das aus einer ersten Schaltergruppe G11 bzw. G21 usw. und aus einer zweiten Schaltergruppe G12 bzw. G 22 usw. besteht.

In der Anfangssituation schalten die ersten Schaltergruppen G11 und G 21 die Anschlußstellen A1 bis A4 und die zweiten Schaltergruppen G12 und G 22 die Anschlußstellen A5 bis A8. Auf diese Weise gelangen gemäß Figur 3 über die ersten Schaltergruppen G11 und G 21 als erste Gruppe von Teilsignalen die Teilsignale 1,2,3 und 4 zur Addition sowie über die zweiten Schaltergruppen G12 und G 22 als zweite Gruppe von Teilsignalen die Teilsignale 5,6,7 und 8. Die Anschlußstellen A1 bis A4 und die Anschlußstellen A5 bis A8 liegen symmetrisch zur Mitte doi Teilsignalschaltung B, die dem Phasenwinkel 0° der Sinusfunktion entspricht.

Der erste Takt beaufschlagt die Aktivierungsschaltung K11. Diese öffnet in der Schalteinrichtung E11 den Signalschalter S1 und schließt den Signalschalter S 5. Es ändert sich die Schaltergruppe G11. Über sie werden die Teilsignale 2,3,4 und 5 der Addition zugeführt. Die Schaltergruppen G12, G 21 und G 22 bleiben vorerst unverändert.

Der zweite Takt beaufschlagt die Aktivierungsschaltung K12. In der Schalteinrichtung E12 wird der Signalschalter S1 geöffnet und der Signalschalter S 5 geschlossen. Es ändert sich die Ochaltergruppe G12. Die Teilsignaio 4,5,6 und 7 werden der Addition zugeführt. Die Schaltergruppcn G11, G 21 und G 22 bleiben unverändert.

In Figur 3 sind die beim entsprechenden Takt jeweils abgegriffenen Teilsignaie in der betreffenden Schaltergruppe G dargestellt. In der Schaltergruppe G11 tritt eine Änderung im fünften Takt ein. Die eiste Gruppe von Teilsignalen bewegt sich von einer kleinsten Signalgröße zu einer größten Signalgröße, die in der ersten Schaltergruppe G11 im 13.Takt und in der ersten Schaltergruppe G 21 im 15.Takt erreicht wird. Die zweite Gruppe von Teilsignalen bewegt sich von der größten Signalgröße zur kleinsten Signalgröße. Diese wird in der zweiten Schaltergruppe G12 im 14. Takt und in der zweiten Schaltergruppe G12 im 14.Takt und in der zweiten Schaltergruppe G 22 im 16.Takt erreicht. Ab dem 17.Takt wird für jede der beiden Gruppen von Teilsignalen mit einer entgegengesetzten Abgriffreihenfolge begonnen und damit eine rückläufige Teilsignalgrößenänderung vorgenommen. Nach 32 Takten ist für die Schaltergruppen G11, G12, G 21 und G 22 der anfängliche Schaltzustand wieder erreicht. Während dieser 32 Takte erfährt ein Signalschalter S nur einmal eine Zuschaltung und einmal eine Abschaltung. Aus Figur 4 ist eine zweite Variante für die Ansteuerung der Signalschalter S1 bis S8 und der dadurch an der Signalerzeugung beteiligten Teilsignale ersichtlich. Dabei wird angenommen, daß nur die Schalteinrichtungen E11 und E12 vorhanden sind. Die erste bzw. zweite Gruppe von Teilsignalen wird '"iederum an der ersten bzw. zweiten Gruppe von Anschlußstellen A abgegriffen und über die erste Schaltergruppe G11 bzw. zweite Schaltergruppe G12 der Additionsschaltung N bzw. dem Addierglied L zugaführt.

Bei der gleichen Anfangssituation wie in Figur 3 wird von der Aktivierungsschaltung K11 beim ersten Takt in der Schaltergruppe G11 der Signalschalter S 4 geöffnet und der Signalschalter S 5 geschlossen. Anstelle der Teilsignale 1 bis 4 werden die Teilsignale 1 bis 3 sowie das Teilsignal 5 der Addition unterzogen. Das Teilsignal 4 bleibt unberücksichtigt, so daß an der zuständigen Stelle in der Schaltergruppe G11 eine Lücke entsteht. Die Schaltergruppe G12 bleibt vorerst unverändert. Beim zweiten Takt wird in der Schaltergruppe G12 der Signalschalter SS geöffnet und der Signalschalter S4 geschlossen. Anstelle der Teilsignale 5 bis 8 werden die Teilsignale 4 sowie 6 bis 8 der Addition unterzogen. Das Teilsignal 5 bleibt unberücksichtigt. In der Schaltergruppe G12 entsteht an der betreffenden Stelle eine Lücke. Die Schaltergruppe G11 bleibt unverändert.

Mit den folgenden Takten wird im Wechsel jeweils in der Schaltergruppe G11 und in der Schaltergruppe G12 eine Änderung in der Weise vorgenommen, daß die entstandene Lücke durch die Schaltergruppe wandert. Sie erreicht im 7.Takt in der Schaltergruppe G11 das Teilsignal 1 und im 8.Takt in der Schaltergruppe G12 das Teilsignal 8.

Im 9.Takt wird in der Schaltergruppe G11 der Signalschalter S 5 geöffnet und der Signalschalter S 6 geschlossen. Es werden die Teilsignale 2 bis 4 und das Teilsignal 6 wirksam. Die Lücke springt an die für das Teilsignal 5 zuständige Stelle. Analog hierzu wird im 10. Takt in der Schaltergruppe G12 der Signalschalter S 4 geöffnet und der Signalschalter S 3 geschlossen. Es werden die Teilsignale 3 sowie 6 bis 7 wirksam. Über die Schaltergruppe G11 tragen im 31 .Takt die Teilsignale 6 bis 8 und über die Schaltergruppe G12 im 32.Takt die Teilsignale 1 bis 4 zur Signalerzeugung bei. Ab dem 33.Takt werden die beschriebenen Änderungen der Schaltergruppen und wirksamen Teilsignale unter dor Maßgabe fortgesetzt, daß sich die Lücke in entgegengesetzter Richtung verschiebt. Auf diese Weise erreichen die Schaltergruppen G11 und G12 gemeinsam im 64.Takt den anfänglichen Schaltzustand.

Es kommt eine höhere Anzahl von Approximationsschritten zustande als bei der unter Figur 3 beschriebenen Art. Dafür ist die Schalthäufigkeit der Signalschalter S nicht so stark wie dort reduziert.

Figur 5 zeigt die wiederum angenommenen nur zwei Schalteinrichtungen E11 und E12, jetzt aber mit jeweils Signalschaltern S1 bis S16. Dabei sind die Signalschalter S1 bis S 8 mit denen gemäß Figur 2 identisch. Ihnen sind die Signalschalter S9 bis S 16als jeweils zweiter Signalschalter in umgekehrter Reihenfolge zugeordnet. Die gesonderte Ansteuerung der Signalschalter S9 bis S16 wird dadurch möglich, daß die jeweils zugeordnete Aktivierungsschaltung K mit der doppelten Anzahl von Ausgängen versehen ist. Die Aktivierungsschaltung K schaltet die Signalschalter S9 bis S16 im Anschluß an die Signalschalter S1 bis S8. Dabei sind die Signalschalter S16 und S1, S15 und S2 usw. bis S9 und S8 jeweils mit derselben Anschlußstelle A verbunden und schalten dasselbe Teilsignal durch.

Aus Figur 6 ist im oberen Teil links ersichtlich, wie in ausgewählten Takten die erste Gruppe von acht Teilsignalen zusammengesetzt ist, wenn in der Schaltergruppe G11 den Signalschaltern S 9 bis S16 formal bezeichnete Teilsignale 9 bis 16 zugeordnet werden. Im unteren Teil ist für ausgewählte Takte ausgewiesen, aus welchen acht Teilsignalen 1 bis S die erste Gruppe von Teilsignalen tatsächlich besteht. So ist das formal bezeichnete Teilsignal 16 tatsächlich nochmals das Teilsignal 1, das formal bezeichnete Teilsignal 15 tatsächlich nochmals das Teilsignal 2 usw. Unter dieser Betrachtung treten die an den Anschlußstellen A abgegriffenen Teilsignale 1 jis 8 häufig zweimal auf. In der Figur 6 rechts sind die entsprechenden

Verhältnisse für die zweite Gruppe von Teilsignalen sowie die Schaltergruppe G12 dargestellt. Der anfängliche Schaltzustand wird im 32.Takt erreicht. Während der 32 Takte eines Umlaufs wird jeder Signalschalter S nur einmal zugeschaltet und abgeschaltet.

In Figur 1 ist die Darstellung der Schaltungsanordnung auf die über die Taktfrequenz frequenzsteuerbare Erzeugung nur eines einueähnlichen Signals gerichtet. .0Ie Funktionsbaugruppen E, K, L; M und N lassen sich aber beispielsweise auch als nur der Sinuszweig einer Schaltungsanordnung für einen Sinus-Koslnus-Funktionsgenerator auffassen. Dazu wären an den unbelegt dargestellten Anschlüssen der Anschaltbaugruppen H und der Taktverteilerschaltung V nochmals die gleichen Funktionsbaugruppen E, K, L, M und N als ein Kosinuszweig anzuschließen und die Gruppen der Anschlußstellen A unter Berücksichtigung der erforderlichen Phasenverschiebung mit der zugehörigen Additionsschaltung N zu verbinden. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Taktverteilerschaltung V sind mit digitalen Schaltungsmitteln boliebige Phasenverschiebungen zwischen den erzeugten Signalen aus zwei oder mehr Kanälen einstell- und steuerbar.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sinusähnlichen Signals mit einer Teilsignalschaltung zur Bildung funktionsgerechter analogerTeilsignale, mit Signalschaltern, die die Teilsignale an den Anschlußstellen der Teilsignalschaltung abgreifen, einem Steuerwerk zum Aktivieren der Signalschalter in einer funktionsgerechten Reihenfolge, einem Taktgenerator für das Steuerwerk und mit einer Additionsschaltung für die von den Signalschaltern durchgeschalteten Teilsignale zur Erzeugung eines treppenförmigen Signalverlaufs, mit dem in Approximationsschritten ein sinusförmiges Signal angenähert wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere auf Durchgang geschaltete und zu einer Schaltergruppe (G) zusammengefaßte Signalschalter (S) in einer jeweiligen Schalteinrichtung (E) an einer ersten Gruppe und an einer zweiten Gruppe von hintereinander und bezüglich des Mittenwerts der Teilsignale symmetrisch liegenden Anschlußstellen (A) der Teilsignalschaltung (B) mittels einer jeweiligen Anschaltbaugruppe (H) angeschlossen sind, wobei die erste Gruppe der Anschlußstellen (A) über die jeweils erste Schaltergruppe (G 11; G 21) wenigsten eines Schaltergruppenpaares direkt mit der Additionsschaltung (N) verbunden ist und die zweite Gruppe der Anschlußstellen (A) über die jeweils zweite Schaltergruppe (G 12; G 22) des jeweiligen Schaltergruppenpaares, über ein daran angeschlossenes Addierglied (L) und eine dem Addierglied (L) nachgeschaltete Invertierschaltung (M) mit der Additionsschaltung (N) verbunden ist, daß das Steuerwerk (W) in wenigstens ein Paar Aktivierungsschaltungen (K) in jeweiliger Zuordnung zu einem Schaltergruppenpaar unterteilt ist, daß die Signalschalter (S) der jeweiligen Schalteinrichtung (E) steuerseitig an der jeweiligen Aktivierungsschaltung (K) und die Aktivierungsschaltungen (K) an eine dem Taktgenerator (T) nachgeschaltete Taktverteilerschaltung (V) angeschlossen sind, daß in aufeinanderfolgenden Approximationsschritten abwechselnd jeweils eine der beiden Gruppen der Anschlußstellen (A) verändert der Additionsschaltung (N) aufgeschaltet ist, wobei in der jeweils betroffenen Schalteinrichtung (E) eine durch Abschalten eines bisher zugeschalteten Signalschalters (S) sowie durch gleichzeitiges Zuschalten eines bisher abgeschalteten Signalschalters (S) geänderte Schaltergruppe (G) wirkss m und mit der geänderten ersten und zweiten Schaltergruppe (G 11; G12) eines Schaltergruppenpaares jeweils eine gegenläufig gerichtete Teilsignalgrößenänderung vorgenommen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei η Schaltergruppenpaaren und zugeordneten η Paaren Aktivierungsschaltungen (K) die Taktverteilerschaltung (V) ein 2n-stufiges rückgeführtes Schieberegister ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Gruppe und als zweite Gruppe der Anschlußstellen (A) jeweils benachbarte Anschlußstellen auf die Additionsschaltung (N) durchgeschaltet sind und in der geänderten Schaltergruppe (G) der für die Abgriffreihenfolge zuständige letzte Signalschalter (S) abgeschaltet und nächste Signalschalter (S) zugeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anfangs als erste Gruppe und als zweite Gruppe der Anschlußstellen (A) jeweils benachbarte Anschlußstellen auf die Additionsschaltung (N) durchgeschaltet sind, während zweier Approximationsschritte in der jeweils geänderten Schaltergruppe (G) der für die Abgriffreihenfolge zuständige vorderste Signalschalter (S) abgeschaltet und nächste Signalschalter (S) zugeschaltet ist und in den nachfolgenden Approximationsschritten jeweils der zuletzt abgeschaltete Signalschalter (S) wieder zugeschaltet und dessen für die entgegengesetzte Abgriffreihenfolge zuständige benachbarte Signalschalter (S) abgeschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die geänderte jeweils erste Schaltergruppe (G 11; G21) beziehungsweise jeweils zweite Schaltergruppe (G 12; G 22) des wenigstens einen Schaltergruppenpaares sukzessive alle Anschlußstellen (A) der Teilsignalschaltung (B) abwechselnd in der jeweiligen Abgriffreihenfolge und in der entgegengesetzten Abgriffreihenfolge mit der Additionsschaltung (N) verbunden sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schalteinrichtung (E) jeweils zwei Signalschalter (S) mit einer Anschlußstelle (A) der Teilsignalschaltung (B) verbunden sind, die zugeordnete Aktivierungschaltung (K) mit einer doppelten Anzahl von Ausgängen versehen ist, an jedem Ausgang der Aktivierungsschaltung (K) einer der beiden Signalschalter (S) angeschlossen ist und die den Anschlußstellen (A)

zugeordneten zweiten Signalschalter (S) im Anschluß an die ersten Signalschalter (S) schaltbar und in entgegengesetzter Reihenfolge wie die ersten Signalschalter (S) mit den Anschlußstellen (A) verbunden sind.

Hierzu 6 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die digital frequenzsteuerbare Erzeugung eines sinusähnlichen Signals aus funktionsgerechten analogen Teilsignalen, die in einer Teilsignalschaltung gebildet und an deren Anschlußstellen von Signalschaltern abgegriffen werden. Ein Steuerwerk aktiviert die Signalschalter in einer funktionsgerechten und getakteten Reihenfolge. Eine Additionsschaltung erzeugt aus den durchgeschalteten Teilsignalen einen treppenförmigen Signalverlauf, mit dem in Approximationsschritten ein sinusförmiges Signal angenähert wird. Die Anwendung der Erfindung ist bei digital frequenzsteuerbaren Sinus-Funktionsgeneratoren möglich.

Charakteristik des bekannten Standet der Technik

Aus DD 246644 A1 ist es bekannt, zur Erzeugung eines sinusähnlichen Signals einen Spannungsteiler vorzusehen und dessen Teilerwiderstände so auszubilden, daß an den Anschlußstellen funktionsgerechte Analogsignale abgegriffen werden. Jedes Analogsignal wird über jeweils einen taktgesteuerten Signalschalter auf ein Addierglied durchgeschaltet. Das treppenförmige Signal am Ausgang des Addierglieds stellt in Näherung ein sinusförmiges Signal dar. Derartige sinusähnliche Signale werden bei einem zyklisch absoluten Positionsgeber, wie einem Resolver bzw. einem Inductosyn, für die Sinus-/Kosinus-Speisespannung benötigt. Bei diesen PosWonsgebern schließt die Positionsermittlung eine Meßwertinterpolation ein. Eine stetige Approximation sinusförmiger Speisespannungssignale läßt sich durch eine hohe Anzahl von Teilerwiderständen und damit funktionsgerechten Analogsignalen erreichen. Dabei ist eine entsprechend hohe Anzahl Abtastschritte für eine hohe Interpolation einer Maßstabteilung erforderlich. Wenn die Meßdynamik nicht verschlechtert werden soll, muß dio Schaltfrequenz der Signalschalter um den gleichen Faktor wie die angewachsene Approximationsschrittzahl erhöht werden. Bei der angestrebten immer höheren Wegauflösung der Positionsmeßsysteme mit den hierfür erforderlichen höheren Interpolationsfaktoren sind Approximationsschrittzahlen erforderlich, bei denen die einsetzbaren Halbleitersignalschalter mit Schaltfrequenzen in der Größenordnung ihrer Grenzfrequenz betrieben werden müssen. Bei solchen hohen Schaltfrequenzen weichen die Halbleitersignalschalter wegen des zunehmenden Einflusses parasitärer Schaltelemente von ihrer normalen Arbeitsweise ab. Ein wesentlicher Einflußfaktor sind dabei unter anderem Kapazitätsänderungen, die in Abhängigkeit des zu schaltenden Spannungspegels und dessen Polarität an parasitären Kapazitäten des Signalschalters auftreten. Als Folge davon geht der symmetrische Verlauf beider Halbwellen des approximierten sinusförmigen Signals verloren.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, das sinusähnliche Signal besser an die exakte Sinusform anzunähern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Ursache des in der Charakteristik des bekannten Standes der Technik aufgezeigten Nachteiles besteht darin, daß die mit wachsender Approximationsschrittzahl immer bessere Näherung der Signalform an die genaue Sinusform durch die praktisch verwertbare Schaltfrequenz der Signalschalter begrenzt und in Abhängigkeit des zu schaltenden Signalpegels sowie dessen Polarität genauigkeitsmindernd boeinflußt wird.

Um diese Ursache zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sinusähnlichen Signals gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs so auszubilden, daß eine erhöhte Approximationsschrittzahl ermöglicht wird, ohne die Signalschalter mit einer erhöhten Schaltfrequenz betreiben zu müssen, und daß dabei der Einfluß des zu schaltenden Signalpegels sowie dessen Polarität weitgehend ausgeschlossen wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß jeweils mehrere auf Durchgang geschaltete und zu einer Schaltergruppe zusammengefaßte Signalschalter in einer jeweiligen Schalteinrichtung an einer ersten Gruppe und an einer zweiten Gruppe von hintereinander und bezüglich des Mittenwerts der Teilsignale symmetrisch liegenden Anschlußstellen der Teilsignalschaltung mittels einer jeweiligen Anschaltbaugruppe angeschlossen sind, wobei die erste Gruppe der Anschlußsteilen über die jeweils erste Schaltergruppe wenigstens eines Schaltergruppenpaares direkt mit der Additionsschaltung verbunden ist und die zweite Gruppe der Anschlußstellen über die jeweils zweite Schaltergruppe des jeweiligen Schaltergruppenpaares, über ein daran angeschlossenes Addierglied und eine dem Addierglied nachgeschaltete Invertierschaltung mit der Additionsschaltung verbunden ist, daß das Steuerwerk in wenigstens ein Paar Aktivierungsschaltungen in jeweiliger Zuordnung zu einem Schaltergruppenpaar unterteilt Ist, daß die Signalschalter der jeweiligen Schalteinrichtung steuerseitig an der jeweiligen Aktivierungsschaltung und die Aktivierungsschaltungen an eine dem Taktgenerator nachgeschaltete Taktverteilerschaltung angeschlossen sind, daß in aufeinanderfolgenden Approximationsschritten abwechselnd jeweils eine der beiden Gruppen der Anschlußstellen verändert der Additionsschaltung aufgeschaltet ist, wobei in der jeweils betroffenen Schalteinrichtung eine durch Abschalten eines bisher zugeschalteten