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Anordnung zur Summen- oder Differenzbildung zweier Pulsreihen Das
Hauptpatent bezieht sich auf eine Anordnung zum laufenden Vergleich zweier Pulsreihen
mit einem die Differenz und das Vorzeichen derselben anzeigenden Differenzzähler.
Hierbei wird jeder ankommende Puls der zu vergleichenden Pulsreihen in einem jeder
Pulsreihe zugeordneten ersten Speicher zunächst gespeichert und mit Hilfe einer
Tastfrequenz zu einem bestimmten Zeitpunkt abgerufen und über einen zweiten Speicher
mittelbar oder unmittelbar in einen Differenzzähler übergeführt. Derartige Anordnungen
werden vorwiegend bei stetig wirkenden digitalen Regelanordnungen zum Soll-Ist-Wertvergleich
benötigt.
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Bei Regelanordnungen, insbesondere bei Drehzahlregelungen kann es
vorkommen, daß das Vorzeichen der beiden zu vergleichenden Pulsreihen nicht gleich
ist, beispielsweise wenn bei einer Drehzahlregelung ein Sollwert in der entgegengesetzten
Drehrichtung vorgegeben wird. In diesem Falle ist es erforderlich, daß mit den Pulsreihen
auch das Vorzeichen eingegeben wird, wobei die Anordnung derart ausgebildet sein
muß, daß Pulsreihen mit gleichem Vorzeichen eine Subtraktion und Pulsreihen mit
verschiedenem Vorzeichen eine Addition erfahren. Wenn also die Pulsreihen mit Vorzeichen
eingegeben werden sollen, müssen pro Pulsreihe zwei Speichergruppen (Abfrageschaltungen)
vorgesehen sein, die sich gegenseitig ausschließen. Dies kann in einfacher Weise
durch entsprechende Eingänge mit Und-Bedingungen erfolgen. Bei der vorgeschlagenen
Schaltung werden die den Pulsreihen zugeordneten Speichergruppen wechselweise abgefragt.
Das hat aber den Nachteil, daß man praktisch nur mit der halben Abfragefrequenz
arbeiten kann, es sein denn, man sieht zusätzliche Maßnahmen vor, damit bei dicht
aufeinanderfolgender Pulsfolge kein Puls verloren gehen kann. Solche zusätzlichen
Bedingungen erfordern aber einen recht erheblichen Aufwand.
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Es ist bereits eine Einrichtung zur Subtraktion von zwei Impulsfolgen
bekannt, bei der bei Vorhandensein je eines Impulses in jeder Impulsfolge kein Ausgangsimpuls
an nachgeschaltete Zählwerke abgegeben wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Summen-
oder Differenzbildung zweier Pulsreihen derart zu verbessern, daß auch bei der Summenbildung
mit maximaler Abfragefrequenz gearbeitet werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Ausgänge der Speichergruppen über logische Funktionen derart
miteinander verknüpft sind, daß bei gleichen Vorzeichen der Pulse ein vorzeichenbehafteter
Zählimpuls auf die zweite Stufe des nachgeschalteten Zählers gegeben wird (zweiwertiger
Zählimpuls).
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An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt im Prinzip eine Schaltungsanordnung, bei der mit zwei
um 90° phasenverschobenen Tastfrequenzen die Speichergruppen wechselweise abgefragt
werden; F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Anordnung zur Summen-Differenz-Bildung
mit gleichzeitiger Abfrage mittels einer Frequenz.
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In F i g. 1 sind mit 1 und 1' die beiden Speichergruppen für die Pulsfrequenz
f 1 bezeichnet, wobei die Speichergruppe 1 dem positiven Vorzeichen und die Speichergruppe
1' dem negativen Vorzeichen zugeordnet ist. Die entsprechenden Eingänge sind mit
» -I- « und » - « bezeichnet. In entsprechender Weise sind für die Pulsfrequenz
f 2 Speichergruppen 2 und 2' vorgesehen. Die Auswahl der entsprechenden Speichergruppen
kann in einfacher Weise durch eine Und-Verknüpfung der entsprechenden Eingänge vorgenommen
werden. Mit 5 ist ferner noch ein Gedächtnis zur Festlegung der Zählrichtung für
das nachgeschaltete Zählwerk (nicht dargestellt) bezeichnet. Die Kippschaltung 6
dient zur Formung der auf das Zählwerk gegebenen Pulse. Da die einzelnen Pulse mit
unterschiedlichem zeitlichem Abstand eintreffen können, müssen sie zunächst zeitlich
geordnet werden. Dies erfolgt in den Speichergruppen, wo jeder ankommende Puls zunächst
gespeichert und zu einem gegebenen Zeitpunkt abgerufen wird. Der
Abruf
erfolgt mit Hilfe einer Tastfrequenz f 0. Ist in einer Speichergruppe ein Puls gespeichert,
so wird beim Eintreffen eines Abfragepulses am Ausgang der Speichergruppe ein einzelner
Puls abgegeben. Bei der in F i g. 1 dargestellten Schaltung können bei Verwendung
ein und derselben Tastfrequenz gleichzeitig an den Speichergruppen zwei Ausgangsimpulse
auftreten. Da aber nur ein Zählwerk im nachgeschalteten Summen-Differenz-Zähler
verarbeitet werden kann, würde ein Impuls verlorengehen. Aus diesem Grunde taktet
man die Speichergruppen 1 und 1' bzw. 2 und 2' wechselweise. Es müssen also aus
der Tastfrequenz f 0 zwei um 90° in der Phase verschobene Tastfrequenzen f 0' und
f 0" gebildet werden. Dies kann in bekannter Weise durch kontaktlose Schaltungen
vorgenommen werden. Da die in der Regel verwendeten logischen Schaltungen nur mit
einer Frequenz bis 10 000 Hz betrieben werden können, leuchtet es ein, daß bei einer
wechselweise Tastung der Speichergruppen praktisch nur mit der halben Abfragefrequenz
gearbeitet werden kann. Bei den heute verwendeten digitalen Regelanordnungen ist
dies aber meist nicht mehr ausreichend.
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In F i g. 2 ist nur eine Anordnung zur Summen-oder Differenzbildung
zweier Pulsreihen dargestellt, bei der die Abfrage der Speichergruppen gleichzeitig
erfolgt und daher mit der maximalen Abfragefrequenz gearbeitet werden kann. Mit
1 und 1' sowie 2 und 2' sind wieder die den Pulsreihen f 1 und f 2 zugeordneten
Speichergruppen bezeichnet, die nunmehr von ein und derselben Abfragefrequenz f
0 gleichzeitig getaktet werden. Die Arbeitsweise der einzelnen Speichergruppen ist
die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1. Die Ausgänge der Speichergruppen
sind über logische Schaltungen 7 bis 12 derart miteinander verknüpft, daß bei Vorhandensein
je eines Pulses in den Speichergruppen 1 und 2 bzw. 1' und 2' ein Zählimpuls auf
die zweite Stufe des nachgeschalteten Zählwerkes 13 gegeben wird. Man spricht in
diesem Fall von einem zweiwertigen Zählimpuls. Befinden sich aber in den Speichern
1 und 2' bzw. 1' und 2 je ein Zählimpuls, so wird die Differenz dieser beiden Pulse
gebildet, d. h., es wird auf das nachgeschaltete Zählwerk überhaupt kein Puls gegeben.
Ist nur in einem der Speicher 1, 1', 2 oder 2' ein Puls gespeichert, so wird dieser
Puls durch die zugeordnete logische Schaltung 7, 8, 9 oder 10 auf die erste Stufe
des Zählwerkes gegeben. Mit 5' ist - der F i g. 1 entsprechend - ein Gedächtnis
bezeichnet, das Signale an das nachgeschaltete Zählwerk 13 zur Festlegung der Zählrichtung
gibt. Mit 6' ist ein Pulsformer für die einwertigen Zählimpulse bezeichnet. Die
Umkehrstufen 11 und 12 sind den zweiwertigen Zählimpulsen zugeordnet, die über eine
Pulsformerstufe 14, wie die F i g. 2 zeigt, auf die zweite Stufe des Zählwerkes
13 gegeben werden. Von dem Zählwerk 13 sind lediglich die beiden ersten Stufen dargestellt.
Das Zählwerk kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein. Vorzugsweise wird
ein Schieberegister verwendet.