DE1236572B

DE1236572B - Zaehlanordnung fuer Impulse, die aus verschiedenen Quellen regellos eintreffen

Info

Publication number: DE1236572B
Application number: DE1964S0091993
Authority: DE
Inventors: Edwin Schmid
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-07-10
Filing date: 1964-07-10
Publication date: 1967-03-16

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H 03 k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/22

Nummer: 1236 572

Aktenzeichen: S 91993 VIII a/21 al

Anmeldetag: 10. Juli 1964

Auslegetag: 16. März 1967

Der zeitliche Abstand von Impulsen, welche an den Eingang eines elektronischen Zählers gelangen, darf einen bestimmten Grenzwert nicht unterschreiten, d. h., die Impulse dürfen eine obere Grenzfrequenz nicht überschreiten. Die Impulspause muß in einem solchen Verhältnis zur Zeitkonstante der Zählereingangsschaltung stehen, daß die Wiederherstellung der Anfangsbedingungen vor dem Eintreffen des nächsten Impulses sichergestellt ist. Dieser Impuls soll je nachdem, auf welchen Zählereingang eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers er gelangt, die Addition oder Subtraktion einer Eins zum bisherigen Zählerstand bewirken. Würde man beispielsweise Impulse, die auf Leitungen von verschiedenen Impulsquellen her mit beliebiger zeitlicher Lage zueinander eintreffen, einfach durch Mischung dem Eingang eines Zählers zuführen, so wäre die obige Bedingung sicherlich nicht immer erfüllt. Dies würde aber den Verlust von Impulsen für die Zählung bedeuten. Sollen daher alle Impulse, die beispielsweise auf zwei Leitungen eintreffen, in einem einfachen Vorwärtszähler addiert oder in einem einfachen Rückwärtszähler subtrahiert werden, oder soll in einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler die Differenz zwischen den Impulszählen zweier Impulsserien gebildet werden, so müssen besondere Maßnahmen ergriffen werden. Diese können darin bestehen, einen Speicher vorzusehen, der die Impulse beider Quellen speichert und sie nach Abfragen der Speicher entsprechend zweier ihnen zugeordneter Taktimpulse an den Zählereingang weitergibt. Diese Taktimpulse für die beiden Impulseingänge des Speichers sind im Falle zweier vorhandener Quellen um einen halben Taktimpulsabstand gegeneinander phasenverschoben. Der zeitliche Abstand zweier Eingangsimpulse muß dabei größer sein als der Taktimpulsabstand. Das heißt, daß die Grenzfrequenz des nachfolgenden Zählers größer als die doppelte Taktimpulsfrequenz sein muß.

Ein Anwendungsfall ist die elektronische Bahnsteuerung von Werkzeugmaschinen mit Digitaltechnik nach dem Inkrementverfahren. Jeder von einem Steuergerät gelieferte Impuls fordert eine Verschiebung des Werkzeuges um ein bestimmtes Wegstück, dem Sollwert. Ein digital arbeitendes Meßsystem zur Bestimmung der Verschiebung gibt nach Zurücklegen eines solchen Sollwertwegstücks einen Impuls ab. Die Anzahl der abgegebenen Impulse ist dann dem zurückgelegten Weg proportional. Je nach dem Übergangsverhalten der Regelkreisglieder kann dieser Impuls zu beliebigen Zeiten eintreffen. Zur Bildung einer Regelabweichung muß die Differenz aus der Kommandoimpulszähl und der Zahl der vom Meß-Zählanordnung für Impulse,

die aus verschiedenen Quellen regellos eintreffen

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, München 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:
Edwin Schmid, München

system gelieferten Impulse erzeugt werden. Diese Differenz führt dann zu den Signalen für den Servomotor, der die Verschiebung des Werkzeuges relativ zum Werkstück bewirkt.

Trennschaltungen, die der Aufgabe gerecht werden Impulse zu zählen, deren Impulsfolgefrequenz höher ist als ihre obere Grenzfrequenz, sind bereits bekannt. So zeigt die F i g. 1 ein allgemeines Prinzip einer Trennschaltung für zwei Impulsquellen. Der dazugehörige Iinpulsplan ist in F i g. 2 für eine Anordnung mit zwei Impulsquellen gezeigt. Sie sei z. B. einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler (VR-Z) vorgeschaltet. Ein Impuls am Eingang El wird im Speicher S so lange gespeichert, bis ein Taktimpuls des Taktes Tl erscheint. In diesem Augenblick wird der gespeicherte Impuls am Ausgang A1 abgegeben. Ein beispielsweise gleichzeitig mit dem Impuls am Eingang El eintreffender Impuls an Eingang E 2 wird mit dem folgenden Impuls des Taktpulses T 2 im Abstand eines halben Taktpulses von Taktpuls Ί2 an den Ausgang A 2 gegeben. Additionsimpulse am Vorwärts-Rückwärts-Zähler haben von den Subtraktionsimpulsen also den Abstand 1/2 T₁ > T₂ oder ein Vielfaches davon, wenn T_z die Periodendauer für die obere Grenzfrequenz des Vorwärts-Rückwärts-Zählers ist. Eine Schaltungsmöglichkeit dieses allgemeinen Prinzips ist in F i g. 3 gezeigt. Ein Impuls am Eingang El wirft die bistabile Kippstufe Bl in ihre andere Lage um. Die am Ausgang entstehende Spannung gelangt damit an das Koinzidenzgatter Kl. Zu dieser Spannung tritt am anderen Eingang des Gatters Kl einige Zeit später ein differenzierter Impuls aus der Serie der Taktimpulse vom oberen Ausgang der mit A bezeichneten astabilen Kippstufe. Vom Gatter Kl gelangt daher ein Ausgangsimpuls an die monostabile Kippschaltung Ml. Sie liefert einen für

709 519/501

die nachfolgende Zählerschaltung genügend langen Impuls, der gleichzeitig zum Rücksetzen der bistabilen Kippstufe 51 in die Ausgangsstellung dient. Treffen nun beispielsweise am Eingang El und Eingang E 2 gleichzeitig Impulse ein, so werden beide in demselben Augenblick in die Kippstufen Bl und B2 eingespeichert. Eine Koinzidenz im Gatter K2 kann aber erst beim Eintreffen eines differenzierten Impulses vom unteren Ausgang der astabilen Kippstufe A entstehen, welcher um die halbe Periodendauer der Taktimpulsfolge später eintrifft als der Impuls aus dem oberen Ausgang. Zu dieser Zeit wird die monostabile Kippschaltung M2 angesteuert, die einen Impuls an die Zählschaltung abgibt und gleichzeitig den Speicher B 2 zurücksetzt.

Eine weitere bekannte Schaltung ist in F i g. 4 dargestellt. Ein am Eingang El eintreffender Impuls löst eine monostabile Kippstufe Ml aus. Diese gibt einen Impuls ab, dessen Länge das l,5fache der Periodendauer der Taktfolge des Taktimpulsgenerators A beträgt. Von letzterem treffen dann mit Sicherheit mindestens ein Impuls, höchstens aber zwei Impulse mit einem Impuls der monostabilen Kippstufe Ml am Koinzidenzgatter Kl zusammen. Dieses Gatter gibt dann einen Impuls an die bistabile Kippstufe Bl, welcher gezählt wird. Die bistabile Kippstufe B1 wird beim Zurückkippen der monostabilen Kippstufe Ml in die Ruhelage gesetzt. Eine andere Schaltung ist durch die deutsche Auslegeschrift 1165 661 bekanntgeworden. Diese dient zur Zählung mehrerer nicht kohärenter Impulsfolgen. Bei diesem Zähler wird jede Impulsfolge einem löschbaren Speicher zugeführt, deren Abfragezeiten nicht einfach zyklisch, sondern dem Mindestzeitintervall der entsprechenden Impulsfolge jeweils angepaßt ist. Das Einschreiben in die Speicher erfolgt durch die zu zählenden Impulse, während das Lesen von einem Taktgenerator über je ein Koinzidenzgatter und eine Verzögerungsschaltung bewirkt wird.

Der Nachteil aller dieser bekannten Schaltungen ist der große Aufwand. Dieser wird durch die Schaltung gemäß der Erfindung vermieden. Diese ist unter Verwendung bistabiler Kippstufen und einer Anzahl von Taktimpulsquellen zum Zurücksetzen der bistabilen Kippstufen dadurch gekennzeichnet, daß die als Speicher dienenden bistabilen Kippstufen zwei Eingänge mit unterschiedlicher Zeitkonstante besitzen, von denen die Zähleingänge, denen die zu zählenden Impulse zugeführt werden, eine Zeitkonstante besitzen, die mindestens gleich der Taktimpulsdauer ist, und daß die Zeitkonstante der Rücksetzeingänge dagegen vergleichsweise klein ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun an Hand der F i g. 5 und 6 erläutert. Die bistabilen Kippstufen besitzen Eingänge mit kleinen Zeitkonstanten, nämlich die, welche mit dem Taktgenerator ,4 verbunden sind. Dagegen besitzen die Eingänge El und E2 große Zeitkonstanten. Die Eingangsimpulse mögen beispielsweise die in F i g. 6 gezeigten Impulslängen und Impulspausen besitzen (Zeile El und El). In den Zeilen Tl und T2 sind

ίο die beiden um 180° versetzten Taktimpulse, die der Generator A liefert, gezeigt. Die Impulsverhältnisse an den Ausgängen A 1 und A 2 werden in den Zeilen A 1 und A 2 dargestellt. Aus dem Impulsdiagramm ist deutlich zu entnehmen, daß ein Taktimpuls die bistabilen Kippstufen B nur dann zurücksetzen und damit einen Impuls an den Ausgängen A 1 und A 2 erzeugen kann, wenn die Überdeckungszeit, die im Diagramm schraffiert gezeichnet ist, abgelaufen ist. Die Überdeckungszeit ist dabei etwa gleich der Länge der Zeitkonstante der Eingänge El und E2. Zur Erzeugung der Ausgangsimpulse an den Ausgängen A1 und A 2 werden die positiven Impulsflanken, die jeweils durch einen Pfeil markiert sind, herangezogen. Am Ausgang erscheint also jeweils nur dann ein Impuls, wenn die Wirkung der Eingänge El oder E2 so weit abgeklungen ist, daß die bistabilen Kippstufen durch den Taktgenerator zurückgesetzt werden können. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht an ein Ausführungsbeispiel mit nur zwei Eingängen gebunden, es sind auch Anordnungen mit mehreren Eingängen denkbar.

Claims

Patentanspruch:

Zählanordnung für aus verschiedenen Quellen regellos eintreffende Impulse, die in bistabilen Kippstufen gespeichert und durch eine der Anzahl der Impulsquellen entsprechende Anzahl von Taktimpulsquellen ausgespeichert werden, deren Taktimpulse gegeneinander so phasenverschoben sind, daß die Grenzfrequenz des Zählers nicht überschritten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die als Speicher dienenden bistabilen Kippstufen zwei Eingänge mit unterschiedlicher Zeitkonstante besitzen, von denen die Zähleingänge, denen die zu zählenden Impulse zugeführt werden, eine Zeitkonstante besitzen, die mindestens gleich der Taktimpulsdauer ist, und daß die Zeitkonstante der Rücksetzeingänge dagegen vergleichsweise klein ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 165 661.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 519/501 3.67 © Bundesdruckerei Berlin