DE1174362B - Anordnung zur Impulsuntersetzung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 03 k

Deutsche Kl.: 21 al-36/22

Nummer: 1174 362

Aktenzeichen: L 38852 VIII a/21 al

Anmeldetag: 28. April 1961

Auslegetag: 23. Juli 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Impulsuntersetzung einer festen Eingangsimpulsfolgefrequenz mit Hilfe vorzugsweise dekadisch einstellbarer Wahlschalter. Es ist bekannt, von einer festen Eingangsimpulsfolgefrequenz untersetzte Impulsfolgen dadurch abzuleiten, daß ganzzahlige Teiler verwendet werden. Eine solche Teilerschaltung betrifft z.B. das britische Patent 639 724: es wird eine Impulsfolge in einen Zähler eingezählt und gleichzeitig einer Torschaltung zugeführt. Das Tor ίο ist normalerweise geschlossen und wird etwa erst beim η-ten Zählschritt mit Hilfe des Zählers geöffnet; es gelangt dann ein Impuls auf den Ausgang, gleichzeitig erfolgt eine Rückstellung des Zählers, und der Vorgang beginnt von neuem. Man kann mit dieser Anordnung Ausgangsimpulsfolgen mit der Frequenz f_0/n ■ η — 2,3,4 . . ., erhalten, wenn f₀ die Frequenz der Eingangsimpulsfolge ist, d. h. 50%, 3373%, 25% usf. von f₀. Beliebige % oder %o-Sätze, wie man sie etwa bei Mischungsregelungen oder Drehzahlregelungen gerne einstellen möchte, sind nicht möglich, auch dann nicht, wenn man /₀ vorher noch etwa mit einem Faktor, etwa 1000, grundsätzlich multipliziert und nur den Bereich kleiner %-Zahlen benutzt. Das Arbeiten mit höheren Frequenzen ist zudem dabei noch mit größerem Aufwand der Zähler verbunden, sofern nicht überhaupt die Grenzfrequenz vorhandener Zähler das Arbeiten mit höheren Frequenzen verbietet.

Diese Anordnung kann geringfügig abgeändert werden, indem das Tor von Anfang an geöffnet und jetzt durch den «-ten Zählschritt des Zählers geschlossen wird; läßt man die obengenannte Zählerrückstellung nach dem 72-ten Schritt fort, läßt also den Zähler weiterzählen und ihn beim Übergang von der höchsten Stelle, etwa m, zur Nullstellung das Tor wieder öffnen, so erhält man eine Ausgangsimpulsfolge folgender Form: von m Eingangsimpulsen kommen η Impulse nacheinander auf die Ausgangsleitungen, dann werden m — n ausgeblendet, dann kommen wieder η usf. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist die Möglichkeit einer prozentualen Einstellung. Der Nachteil einer solchen Anordnung besteht jedoch darin, daß die in der Zeiteinheit am Impulsuntersetzerausgang erscheinenden Impulse nicht gleichmäßig erscheinen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Impulsuntersetzer in möglichst einfacher und billiger Weise aufzubauen, der von einer festen Eingangsimpulsfolgefrequenz untersetzte Impulsfolgen ableitet, deren Impulsabstände annähernd konstant bleiben. Es ist weiterhin mit Rücksicht auf ein sicheres Anordnung zur Impulsuntersetzung

Anmelder:

Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,

Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Wilfried Fritzsche,
Conrad Helmcke, Berlin

Schalten erwünscht, statisch zu schalten und nicht zu differenzieren. Es liegt daher der Erfindung die weitere Aufgabe zugrunde, die eben genannten Bedingungen im statischen Betrieb zu erfüllen.

Es sind bereits Anordnungen zur Frequenzteilung bekannt, bei denen eine Impulsfolge einem Impulsverteiler mit einer Kette elektrisch gekoppelter Stufen mit je zwei stabilen Zuständen, etwa einem Zähler, zugeführt wird und die Ausgangsfrequenz dann von einer oder mehreren Ausgangsleitungen abgenommen wird. Solch eine Anordnung ist z. B. in der deutschen Patentanmeldung T 9226 VIII a/21 a¹, bekanntgemacht am 9. 8. 1956, auf S. 4, erster Absatz, beschrieben. Bei dieser Anordnung bestehen jedoch Schwierigkeiten, wenn man beliebige Verteilungen der Ausgangsimpulse einstellen will: will man nämlich die Ausgangsimpulse von zwei oder mehreren direkt aufeinanderfolgenden Stufen haben, so muß man Vorkehrungen treffen, damit die Ausgangssignale zeitlich getrennt erscheinen. Mit den Mitteln gemäß der deutschen Patentanmeldung T 9226 VIII .a/'21. a¹ ist das ohne weiteres nicht möglich. In der Anordnung gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 100 084, die nach dem gleichen Prinzip aufgebaut ist, sind daher Differenzierglieder in die Ausgangsleitungen der einzelnen Stufen gelegt. Zwar erreicht man damit eine Trennung aufeinanderfolgender Ausgangssignale (es wird immer nur eine, und zwar im Ausführungsbeispiel der deutschen Auslegeschrift 1 100 084 die positive Flanke benutzt, die andere unterdrückt), jedoch kann für die Lösung kein gebräuchlicher dekadischer Zähler mehr benutzt werden: übliche, aus vier bistabilen Stufen aufgebaute dekadische Zähler haben im allgemeinen zwei Rückführungen, um die sechzehn möglichen Schaltzustände auf zehn Schaltzustände zu reduzie-

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ren. Aus Stromverteilungsgründen sind diese Rückführungen so angeordnet, daß beim Durchlaufen der sechzehn Schaltzustände zwischendurch einige Schritte (etwa vom vierten zum achten und zehnten zum zwölften Schritt) im Verhältnis zu den einlaufenden Impulsen sehr schnell durchlaufen werden, also statisch nicht wirksam sind. Da aber dennoch reale Umschaltungen vorliegen, würden an nachfolgenden Differenziergliedern Fehlimpulse auftreten,

durch die Zählgeschwindigkeit der Dekaden festgesetzt. Dazu muß aber das Weiterschalten der Dekaden und das Durchschalten der Impulse zeitlich voneinander getrennt sein.

Gemäß der Erfindung werden nun bei einer Anordnung zur Impulsuntersetzung einer festen Eingangsimpulsfolgefrequenz mit Hilfe vorzugsweise dekadisch einstellbarer Wahlschalter alle genannten Forderungen dadurch erreicht, daß die einlaufenden

und man ist daher gezwungen, wie dies in der deut- 10 Impulse je Dekade einer nach dem anderen einem sehen Auslegeschrift 1 100 084 geschieht, eine solche System von UND- und ODER-Gattern zugeführt spezielle Zählapparatur aufzubauen, die bei jedem werden, das der eingestellten Wahlschalterstellung Zählschritt nur einen Schaltzustand ändert. Dies ge- entsprechende, insbesondere möglichst gleichmäßig schient bei der Zählanordnung gemäß der deutschen verteilte Rechteckimpulsfolgen dem Ausgang des Auslegeschrift 1 100 084 mit Hilfe von zwei Koinzi- 15 Impulsuntersetzers zuleitet.

denzgattern in den Zählerrückführungen. Diese hier In der Figur ist das Grundschaltbild des Impulsnotwendige Einschränkung hat aber erhebliche Untersetzers gemäß der Erfindung dargestellt: Nachteile: gebräuchliche Zähler sind nicht verwend- Die zu untersetzende Impulsfolge wird einem Im-

bar, was vor allem beim Einsatz in industriellen An- pulsformer 1 mit wenigstens zwei Ausgängen zugelagen kritisch ist; die Stromverteilung des Zählers 20 führt. Ein Ausgang ist an eine erste Zähldekade 2 ist ungünstig, die zwei Koinzidenzgatter im Zähler geführt, die gegebenenfalls weitere Zähldekaden 2' sind aufwendiger (übliche Zähler haben nur ein steuert. Jede Zähldekade besteht aus bistabilen Kipp-Gatter). stufen mit zwei Ausgängen. Die acht Ausgänge jeder

Die ganze Frequenzteilerschaltung gemäß der deut- Zähldekade sind an ein System von UND-Gattern sehen Auslegeschrift 1100 084 arbeitet nicht statisch 25 2 a, 2 a' geführt, das zehn Ausgänge 70 ... 79 hat. und ist deshalb sehr störanfällig, insbesondere, weil Je nach dem in der Zähldekade aufgelaufenen Wert nicht die Schaltzustände des Zählers die Impulsaus- tritt an einem dieser Ausgänge ein Signal auf. Diese wahl bestimmen, indem etwa statische Freigabesignale Ausgänge sind einem System von ODER-Gatdes Zählers die Weiterleitung oder Nichtweiterleitung tern 3, 3' zugeführt. Dieses System von ODER-der Impulse der vorgegebenen Impulsfolge bestim- 30 Gattern hat eine Reihe von Ausgängen, vorzugsweise men, sondern die Änderungen der Zählerschalt- zehn Ausgänge 80 ... 89. Neun Ausgänge von ihnen zustände als neue, gewünschte Impulsfolgen benutzt sind dabei so an die ODER-Gatter 3 (bzw. 3') gewerden. Häufig ist es erforderlich, die Wahlschalter schaltet, daß an ihnen, wenn die Zähldekade einmal räumlich von der Anlage zu trennen, etwa in einem durchlaufen wird, eine vorbestimmte Zahl von Imzentralen Bedienungsfeld unterzubringen, wodurch 35 pulsen auftritt. Beispielsweise kann an der ersten erhebliche Leitungslängen in den Signalfluß einge- Ausgangsleitung bei einem Durchlauf der Zählschaltet würden, wenn nach dem System von der dekade ein Impuls, an der zweiten Ausgangsleitung deutschen Auslegeschrift 1 100 084 gearbeitet wird. können zwei Impulse usw. und an der neunten Aus-Dabei ist es dann durchaus möglich, daß durch gangsleitung neun Impulse auftreten. Diese beispielskapazitive bzw. magnetische Einstreuung auf benach- 40 weise neun Ausgangsleitungen 81... 89 sind an barte Leitungen neue Impulse erzeugt oder wichtige einen Wahlschalter 4 (bzw. 4') geführt, über den Impulse verloren gehen. Da es erwünscht ist, Fre- jeweils eine der Ausgangsleitungen mit einem UND-quenzteiler für hochgenaue, digitale Regelungen usw. Gatter 5 (bzw. 5') verbunden werden kann. Dieses einzusetzen, ist es unbedingt erforderlich, solche Un- UND-Gatter 5 (bzw. 5') ist mit dem zweiten Aussicherheiten auszuschalten. Ferner wird durch die 45 gang des Impulsformers 1 verbunden. Ist der Wahl-Differenzierglieder ein unzulässig hoher Quellwider- schalter 4 beispielsweise auf die zweite Ausgangsleistand gebildet, der einer Ansteuerung mehrerer par- tung des ODER-Gatters 3 geschaltet, an dem bei alleler Regelkreise entgegensteht und die Störanfäl- einem Durchlauf der Zähldekade 2 zwei Impulse ligkeit ebenfalls nachteilig beeinflußt. Bei digitalen auftreten, so tritt dabei eine entsprechend untersetzte Regelungen sind hohe Frequenzen und Genauigkei- 5° Anzahl von Impulsen an dem UND-Gatter S auf. In ten (besser als 10-⁴) häufig erforderlich. Gerade diese entsprechender Weise werden die Ausgänge einer Eigenschaften sind es, die den erheblich höheren zweiten Zähldekade 2', die von der ersten Zahl-Aufwand der Digitaltechnik gegenüber der Analog- dekade 2 gesteuert wird, geschaltet. Das letzte UND-technik erst rechtfertigen. Diese hohen Frequenzen Gatter 5', das an diese Zähldekade 2' angeschlossen und Genauigkeiten sind mit der Anordnung gemäß 55 ist, wird dabei noch zusätzlich mit dem zehnten Ausder deutschen Auslegeschrift 1 100 084 aber nicht gang 80 des der ersten Zähldekade nachgeschalteten zu verwirklichen, da die Durchlaufzeiten der Zähler ODER-Gatters 3 verbunden. Die UND-Gatter 5 eine steigende Verzögerung der Impulse mit steigen- und 5' in den beiden Zähldekadenkreisen werden der Dekadenzahl hervorrufen und deshalb Impulse ausgangsseitig über ein ODER-Gatter 6 verbunden, höherer Dekaden mit Impulsen niedrigerer Dekaden 60 an dem die gewünschte Ausgangsimpulsfolge aufzusammenfallen können. Es schließen sich somit fei- tritt, die den Vorteil einer gleichmäßigen Verteilung nere Untersetzungen sowie höhere Frequenzen der Impulse über ein Zähldekadenintervall besitzt, gegenseitig aus. Entsprechend können weitere Zähldekaden vor-

Es ist daher hinsichtlich gewünschter hoher Fre- gesehen werden. Durch entsprechende Schaltung der quenzen erforderlich, daß die Bewertung der höheren 65 ODER-Gatter 3, 3' usf. lassen sich beliebige Fre-Dekaden stets erst zu einem Zeitpunkt erfolgt, in quenzuntersetzungsverhältnisse herstellen. Die Schaldem die Durchlaufverzögerung bereits abgeschlossen tung kann auch als Multiplizierschaltung mit Fakist. Dann ist die obere Frequenzgrenze lediglich toren kleiner als 1 aufgefaßt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Impulsuntersetzung einer festen Eingangsimpulsfolgefrequenz mit Hilfe vorzugsweise dekadisch einstellbarer Wahlschalter, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaufenden Impulse je Dekade einer nach dem anderen einem System von UND- und ODER-Gattern zugeführt werden, das der eingestellten Wahlschalterstellung entsprechende, insbesondere möglichst gleichmäßig verteilte Rechteckimpulsfolgen dem Ausgang des Impulsuntersetzers zuleitet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaufenden Impulse über einen Impulsformer einem aus vorzugsweise jeweils vier bistabilen Stufen aufgebauten Zähler oder mehreren derartigen Zählern zugeführt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 100 084.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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