DE1273573B - Analog-Digitalumsetzer mit Stellungstransformatoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al-36/00

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 73 573.8-31 (J 24341)

29. August 1963

25. Juli 1968

Die Erfindung betrifft einen Analog-Digitalumsetzer mit Fein- und Grobstellungstransformatoren, von denen jeder ein stationäres und ein bewegliches Glied aufweist, mit mehrphasigen Eingangswindungen auf dem einen Glied und mindestens einer einphasigen Ausgangswindung auf dem anderen Glied, mit einer ersten Vorrichtung, mit deren Hilfe mehrphasige Spannungen an die Eingangswindung anlegbar sind und mit einer zweiten Vorrichtung, mit der eine mechanisch analoge Bewegung an die bewegliehen Glieder anlegbar ist.

Bei Bekannten Vorrichtungen dieser Art gibt es Mehrdeutigkeiten beim Zuordnen der Ausgangssignale aus den Fein- und Grobstellungstransformatoren.

Aufgabe der Erfindung ist es, solche Mehrdeutigkeiten zu vermeiden und die Phasen der obengenannten Spannungen miteinander zu synchronisieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die erste Vorrichtung einen Impulsgenerator umfaßt, von dem ein hochfrequenter Impulszug zur Erzeugung einer die Feinstellung angebenden Zahl abgeleitet ist, von dem ein niederfrequenter Impulszug zur Erzeugung einer die Grobstellung angebenden Zahl abgeleitet ist und von dem die mehrphasigen Spannungen noch niedrigerer Frequenz abgeleitet sind, daß Feindaten- und Grobdatenzähler und Feindaten- und Grobdatentore vorgesehen sind, die der niederfrequente und der hochfrequente Impulszug passieren müssen, um zu den Zählern zu gelangen, daß ein Bezugs-Nulldurchgangsdetektor durch eine der Spannungen niedrigerer Frequenz betätigbar ist, daß getrennte Feindaten- und Grobdaten-Nulldurchgangsdetektoren von Signalen der Ausgangswicklungen der Fein- und Grobstellungstransformatoren ansteuerbar sind und daß jedes der Feindaten- und Grobdatentore in der Zeit zwischen dem Betätigen des Bezugs-Nulldurchgangsdetektors und dem Betätigen des entsprechenden Feindaten- und Grobdaten-Nulldurchgangsdetektors offengehalten ist.

Bei Analog-Digitalumsetzern ist es bekannt, einen Impulsgenerator und eine Torschaltung vorzusehen, die für einen Zeitraum geöffnet ist, der dem umzusetzenden Analogsignal entspricht und das die Impulse einem Zähler zuführt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen. Darin zeigt

F i g. 1 eine erste Hälfte einer Blockschaltung,

F i g. 2 eine zweite Hälfte einer Blockschaltung.

Es wird nun näher auf die Schaltungen eingegangen. Die F i g. 1 und 2 zeigen einen 256poligen Analog-Digitalumsetzer
mit Stellungstransformatoren

Anmelder:

Inductosyn Corporation,

Carson City, Nev. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Höger

und Dipl.-Ing. W. Stellrecht M. Sc,

Patentanwälte, 7000 Stuttgart 1, Uhlandstr. 16

Als Erfinder benannt:

Robert Washburn Tripp, Eastchester, N. Y.;

Robert Zigfried Geller, Wantagh, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. September 1962
(222151)

(128er - Geschwindigkeit) Rotations - Feinstellungstransformator 1 mit einem Stator 2 und einem Rotor 3. Der Rotor 3 und der Rotor eines Ein-Geschwindigkeits-Grobstellungstransformators 4 sind auf einer Welle 5 befestigt, die strichpunktiert angedeutet ist. Die Bezugszahl 5 bezeichnet die Welle, deren Stellung gemessen oder angezeigt werden soll, wie dies vorstehend beschrieben ist.

Die Statorwicklungen 6 und 7 des Feinstellungstransformators 1 werden von 1-kHz-Spannungen, die um 90° phasenverschoben sind, gespeist, wobei diese Spannungen aus dem kristallgesteuerten Taktgeber 8 abgeleitet sind, der außerdem die im System benötigten Grundfrequenzen liefert.

Aus weiter unten erläuterten Gründen hat der impulserzeugende Taktgeber 8 eine Frequenz von 8,192MHz. Der Frequenzteiler 9 teilt diese Frequenz durch 2⁶, wodurch man ein Ausgangssignal von 128 kHz erhält, welches Taktimpulse in Form eines niederfrequenten Impulszugs darstellt, welcher über die Leitung 10 zu der V-Abtastlogik 11 und außerdem über die Leitung 12 zum Frequenzteiler 13 zwecks weiterer Teilung um den Faktor 2⁵ geschickt wird. Dessen Ausgangssignal von 4 kHz wird, wie

809 587/477

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gezeigt, über die Leitung 14 zum Frequenzteiler und die aus 128-kHz-Impulsen auf der Leitung 10 be-90°-Phasenschieber 15 geleitet, der Rechteckimpulse stehen und die durch den Grobzähler 31 gezählt von 1 kHz auf den Leitungen 16 und 17 abgibt, wo- werden.

bei eines dieser Ausgangssignale zeitlich um 90° zum Der Grobstellungstransformator 4 wird genauso

anderen phasenverschoben ist. Die Spannungen auf 5 betrieben, wie dies im Zusammenhang mit der Schalden Leitungen 16 und 17 werden an die Bandpaß- tung des Feinstellungstransformators 1 oben befilter 18 und 19 gelegt, welche ihre Ausgangssignale schrieben wurde, wobei man berücksichtigen muß, an die Leitungen 20 und 21 geben, welche zu den daß diese Einer-Geschwindigkeitsschaltung Teile den Stator speisenden Leistungsverstärkern 22 und einer Umdrehung (360°) zählt, während der Fein-23 führen. Der Frequenzteiler und 90°-Phasen- io stellungstransformator Teile einer Umdrehung um schieber 15 und die Bandpaßfilter 18 und 19 bilden V₁₂₈ zählt (2¹³/₁₆°). Die Arbeitsfrequenz des Zählers einen Mehrphasengenerator, der bei 26 angedeutet 31 ist 128 kHz und wird auf die gleiche Weise, wie ist, zur Erzeugung von mehrphasigen Spannungen dies oben für die Feineinrichtung beschrieben wurde, auf den Leitungen 20 und 21 und für die 1-kHz- durch Frequenzteilung erhalten. Rechteckwelle für das niederfrequente Bezugssignal 15

auf Leitung 27. Der Leistungsverstärker 23 be- Schaltung der V-Abtastlogik

sitzt eine Leitung 24 für seine Ausgangssignale, die Die Schaltung für die V-Abtastlogik liefert zwei

zur Statorwicklung 6 führt, und der Leistungsverstär- Impulszüge der gleichen Frequenz, welche dazu beker 22 gibt seine Ausgangssignale über die Leitung nutzt werden, die Grob- und Feindaten miteinander 25 zur Statorwicklung 7 ab. 20 in Beziehung zu setzen. Diese Impulszüge werden

Das Stellsignal aus dem Rotor 3 des Induktosyns Vorzug und Nachzug genannt. Der Nachzug ist um hat eine konstante Amplitude und ist eine 1-kHz- einen halben Impulsabstand oder 3,9 μβεο in bezug Sinusspannung, deren Phase sich als Funktion des auf den Vorzug phasenverschoben. Diese Verschie-Drehwinkels der Welle 5 ändert. Als Ergebnis erhält bung wird durch die Verzögerungsleitung 53 erreicht, man eine 360°-Phasenverschiebung für jeden elek- 25 deren Eingang durch die Vorzugleitung 55 und deren irischen Zyklus des Induktosyns 1. Da das Indukto- Ausgang durch die Nachzugleitung 54 gebildet wird, syn 1 256 Pole, d. h. 128 Polpaare hat, so beträgt der Die Verzögerung beträgt etwa einen halben Zyklus Zyklus V₁₂₈ einer Umdrehung oder 2¹³/₁₆° einer Um- der niedrigen Frequenz, d. h. 3,9 μδ&ο (ein halber drehung der Welle 5. Um auf 2²⁰ zählen zu können, Zyklus = 1: 256 000 see). Sowohl die Leitung 55 für ist der elektrische Zyklus in 2¹³ Teile der 8,192 MHz 30 den Vorzug als die Leitung 54 für den Nachzug unterteilt. Der Grobstellungstransformator 4 be- führen zur Impulszug-Auswahlschaltung 56, die entstimmt den Zyklus des Feinstellungstransformators weder den Vorzug oder den Nachzug zur Torschal- und liefert noch den zusätzlichen Betrag von 2⁷. Bei tung 57 für die niederfrequenten Nulldurchgänge in einer Trägerfrequenz von 1 kHz beträgt die erf order- Fig. 6 auf der Leitung 58 durchläßt. Die Ausgangsliche Taktfrequenz deshalb 8,192 MHz. Den 1-kHz- 35 spannung der Impulszug-Auswahlschaltung 56 wird Träger erhält man, indem man vom Taktimpulsgene- durch die Spannung gesteuert, die auf den Leitungen rator 8 aus abwärts zählt. Dadurch wird die Un- 59 und 60 am Eingang der Impulszug-Auswahlschalsicherheit beseitigt, die hinsichtlich der ersten Zäh- tung 56 vorhanden ist. Eine Spannung von — 4VoIt lung bestehen würde, wenn der Träger und die Takt- auf der Leitung 60 verhindert, daß der Vorimpulszug frequenzen nicht miteinander synchronisiert wären. 40 auf Leitung 55 die Impulszug-Auswahlschaltung Außerdem erhält man dadurch auf einfache Weise 56 passieren kann. In gleicher Weise verhindert eine einen um 90° phasenverschobenen Träger. Spannung von —4 Volt auf der Leitung 59 die Über-

Der ins Positive gehende Nulldurchgang der tragung des Nachimpulszuges auf Leitung 54. Wenn O°-Rechteckbezugsspannung auf Leitung 27 öffnet ein Erdpotential entweder auf Leitung 59 oder die Torschaltung 28 für die Nulldurchgänge des 45 60 auftritt, läßt die Impulszug-Auswahlschaltung 56 hochfrequenten Impulszugs und ermöglicht dadurch, auf derjenigen Seite durch, auf welcher Erdpotential daß Impulse aus dem Taktgenerator zum Feinzähler anliegt. Auf diese Weise wird entweder der Vorgeschickt werden können. Das Tor 28 wird durch oder der Nachimpulszug über die Impulszug-Ausden ins Positive gehenden Nulldurchgang des Fein- wahlschaltung 56 über die Leitung 58 zu dem Tor 57 stellungstransformator-Signals aus dem Rotor 3 auf 50 für die niederfrequenten Nulldurchgänge übertragen. Leitung 69 geschlossen, nachdem dieses Signal über Die Spannungen von Null oder — 4VoIt für die Leidie Verstärker und den Filter geschickt worden ist, tungen 59 und 60 werden durch die Flip-Flop-Schaldie durch die Baueinheit 30 angedeutet sind, wo- tung 61 in F i g. 7 geliefert. Je nach dem Zustand des durch Taktimpulse gesperrt werden, die zum Fein- Flip-Flops 62 haben die Null- oder Eins-Ausgangszähler 29 gelangen könnten. 55 klemmen Erdpotential oder — 4VoIt. Der Zustand Die Gesamtzahl der Impulse des hochfrequenten des Flip-Flops wird von den Impulsumkehrstufen 63 Impulszugs, die vom Taktgeber 8 zum Zähler 29 ge- und 64 in der Schaltung 61 gesteuert. Die Eingangsschickt werden, stellen deshalb auf digitale Weise die klemmen der Torschaltungen der Impulsumkehr-Phasenverschiebung dar, die zwischen dem Null- stufen 63 und 64 sind auf Erdpotential 65 gelegt und durchgang der Rechteckbezugsspannung auf Leitung 60 sprechen deshalb auf Impulse an, die entweder auf und dem ins Positive gehenden Nulldurchgang der Leitung 66 oder der Leitung 67 ankommen, und des Stellsignals auf der Leitung 69 besteht, und des- übertragen diese, um damit den Zustand des Fliphalb ist die Gesamtzahl der Impulse ein direktes Maß Flops 62 zu steuern. Zu Beginn einer Ablesung erfür den Winkel, den die Welle 5 zurückgelegt hat scheint ein Impuls auf der Leitung 67 dank dem und wodurch die Phasenverschiebung verursacht 65 Rückstell-Startimpuls. Dieser Impuls wird durch wurde. die Umkehrstufe 64 übertragen und stellt das Flip-Derselbe Vorgang gilt für den Grobstellungstrans- Flop 62 auf den Nullzustand zurück, wobei an der formator 4, der für digitale Grobdaten vorgesehen ist, Nullausgangsklemme 62 Erdpotential auftritt, Dieses

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Erdpotential wird über die Leitung 60 zur Torschal- terer Lese-Einstellbefehl auf der Leitung 70 gegeben tung für den Vorimpulszug in der Impulszug-Aus- wird. Wenn der Zählerinhalt des Feinzählers 29 nicht wahlschaltung 56 übertragen. Dies versetzt die Im- größer als die Hälfte seiner gesamten Zählkapazität pulszug-Auswahlschaltung 56 in einen Zustand, in ist, erscheint kein Impuls auf der Leitung 66, und das dem sie den Vorimpulszug überträgt. Nach jedem 5 Flip-Flop 62 bleibt im Nullzustand, in den es durch Rückstellimpuls auf Leitung 67 überträgt die Impuls- die Rückstelleitung 70 eingestellt wurde. In diesem zug-Auswahlschaltung 56 den Vorimpulszug zum Tor Zustand gelangt über 65 ein Erdpotential an die NuIl-57 für die niederfrequenten Nulldurchgänge. klemme des Flip-Flops 62 und wird über die Leitung

Jedoch ist dieses Tor 57 gesperrt, weshalb der 60 zu dem Toreingang auf der Vorimpulsseite der Grobdatenzähler 31 nicht zählt. Das Tor 57 wird io Impulszug-Auswahlschaltung 56 geschickt. Unter diedurch die Grobansteuerleitung 68 geöffnet. Das Grob- sen Umständen wird der Vorimpulszug zum Groböffnungssignal auf der Leitung 68 erhält man aus der zähler 31 durchgelassen. Daher wird, je nachdem, Torschaltung 28 für die niederfrequenten Nulldurch- welche Summe im Feinzähler 29 steht, entweder der gänge. Nachdem der Feinzähler 29 seine Zählung Vor- oder der Nachimpulszug zum Grobzähler 31 beendet hat, wird ein Impuls über die Leitung 68 zu 15 geschickt. Bei jedem Startimpuls auf der Leitung 71 dem Tor 57 für die niederfrequenten Nulldurchgänge wird ein Impuls erzeugt, und zwar durch den Impulsgeschickt, wodurch dieses in die Lage versetzt wird, generator 84, der genügend lang ist, um den ersten den nächsten Startimpuls zu berücksichtigen und mit Impuls des Nachimpulszugs durch Sperrung des Tors der Grobzählung zu beginnen. Die Leitung 66 ver- der Umkehrstufe 77 zu unterdrücken. Dies ist deshalb bindet die Ausgangsklemmen des Feinzählers 29 mit 20 notwendig, um die Mehrdeutigkeit auszuschließen, der Umkehrstufe 63. Am Beginn eines Rückstell- welche in der V-Abtastlogik vorhanden ist, bevor die Auslesebefehls auf Leitung 70 (F i g. 6) wird der Welle ihre erste 2¹³/ie°-Umdrehung zurückgelegt hat Feinzähler auf Null zurückgestellt, und das Tor 28 (2¹³/ie° entsprechen einem vollständigen Feinstelfür die niederfrequenten Nulldurchgänge wird in lungstransformatorzyklus). Die Verzögerungsleitung einen Zustand versetzt, in dem es den nächsten Start- 25 80 dient dazu, den Grobstopimpuls auf Leitung 71 impuls auf Leitung 71 vom Nulldurchgangdetektor so zu verschieben, daß er außer Synchronismus mit 79 durchläßt. Damit wird das Tor 28 für die nieder- dem Vor- oder dem Nachimpulszug kommt. Indem frequenten Nulldurchgänge geöffnet, und die 8,192- man den Betrag dieser Verzögerung abgleicht, kann MHz-Impulse aus dem Taktgeber 8 werden über die man erreichen, daß der Vorimpulszug so liegt, daß Leitung 72 durch das Tor 28 für die niederfrequenten 30 aufeinanderfolgende Impulse nahe der negativen Nulldurchgänge hindurchgeschickt und von dort aus Spitze des Bezugssignals für den Feinstellungstransüber die Leitung 73 zu dem Feinzähler 29. Der Fein- formator liegen und daß deshalb die Nachimpulse in zähler 29 zeigt diese Impulse an, bis der nächste der Nähe der positiven Spitze des Bezugssignals für Stopbefehl ankommt. Dieser Stopbefehl wird aus den Feinstellungstransformator liegen. Daher liegt dem Feindaten-Nulldurchgangsdetektor 74 über die 35 der Schaltzeitpunkt der V-Abtastlogik im zeitlichen Leitung 75 abgeleitet. Damit wird der Feinzähler 29 Zwischenraum zwischen dem Vor- und dem Nachgestoppt. Wenn der Zählerinhalt des Feinzählers 29 impulszug. Der Grobstellungstransformator 4 und der größer als die Hälfte seiner gesamten Zählerkapazität Feinstellungstransformator 1 werden mechanisch und ist, wird ein Signal über die Leitung 66 zur Umkehr- elektrisch auf Null gestellt. Deshalb treten Grob- und stufe 63 geschickt, wodurch das Flip-Flop 62 in sei- 40 Feinstellsignal-Nulldurchgänge etwa synchron innernen Einszustand versetzt wird. Diese Spannung wird halb der Genauigkeit des Grobstellungstransformaüber die Leitung 76 zur Impulsumkehr-Torschaltung tors 4 auf. Mit den Nulldurchgängen des Feinsteller-77 geschickt. Die Impulsumkehr-Torschaltung 77 ist signals wird ein Impulszug mit Hilfe der V-Abtastgeöffnet, da ihre Eingangsleitung 78 eine negative logik 11 ausgewählt, durch welchen der Grobstop-Spannung aufweist. Diese Spannung wird über die 45 impuls zeitlich so gelegt wird, daß er auf keinen Fall Leitung 59 zur Nachimpuls-Eingangsseite der Impuls- synchron mit einem Impuls aus den Vor- oder Nachzug-Auswahlschaltung 56 geschickt. Deshalb läßt impulszügen auftritt. Auf diese Weise beseitigt der die Impulszug-Auswahlschaltung 56 den Nachimpuls- Feinzähler 29 die Doppeldeutigkeit, die möglicherzug zum Tor 57 für die niederfrequenten Nulldurch- weise bei der Grobzählung auftreten könnte, und gänge durch. Beim nächsten Nulldurchgang der 50 wählt automatisch den Impulszug aus, welcher die 1-kHz-Bezugsspannung erhält man einen Impuls aus richtige Anzahl der Impulse für die Grobzählung aufdem Nulldurchgangsdetektor 79 für die Bezugsspan- weist. Die Genauigkeit des Grobstellungstransformanung, und dieser Impuls wird über die Leitung 71 tors 4 muß so groß sein, daß der Grobstopimpuls durch die Verzögerungsleitung 80 und die Leitung 81 zeitlich innerhalb der Zeitpunkte liegt, zu welchen zu der Torschaltung 57 für den niederfrequenten 55 die V-Abtastung schaltet. Da die Schaltzeitpunkte Nulldurchgang geschickt. Dadurch wird das Tor 57 der V-Abtastung etwa in der Hälfte des Feinstellungsgeöffnet, und der Nachimpulszug passiert das Tor 57 transformatorzyklus auftreten, ist es klar, daß der über die Leitung 81 und gelangt zum Grobzähler 31. Grobstellungstransformator nur eine Genauigkeit von Beim nächsten Nulldurchgang der Grobzählerspan- einem halben Feinstellungstransformatorzyklus hanung auf der Leitung 27 wird durch den Grobnull- 60 ben muß.

durchgangsdetektor 82 ein Impuls erzeugt der über Auslesen der Wellenstellung

die Leitung 83 zur Torschaltung 57 fur die Grobnulldurchgänge geschickt wird. Dadurch wird das Tor 57 Die Wellenstellung wird auf folgende Art und gesperrt, und es verhindert somit das Passieren der Weise ausgelesen. Die Rechteckbezugsspannung auf Grobimpulse zum Grobzähler 31. Zu diesem Zeit- 65 Leitung 27, die sinusförmige Stellsignalspannung aus punkt werden die Grob- und Feinzählerinhalte in dem Feinstellungstransformator auf Leitung 69 und ihren jeweiligen Zählern 29 und 31 festgehalten. die sinusförmige Stellsignalspannung aus dem Grob-Diese Zähler halten die Information fest, bis ein wei- Stellungstransformator auf Leitung 85 liegen stets an

den jeweiligen Nulldurchgangsdetektoren 79,74 und 82 an, wenn die Leistungsverstärker 22 und 23 für den Stator angesteuert werden. Immer dann, wenn ein Nulldurchgang auftritt, erhält man einen Impuls aus den Nulldurchgangsdetektoren 79,74 und 82. Die Nulldurchgangs-Torschaltungen 28 und 57 sind so angesteuert, daß sie auf die Startimpulse auf Leitung 71 oder die Stopimpulse auf Leitung 75 und 83 nicht ansprechen, bis ein Lesebefehl auf Leitung 70 vorliegt, welcher sie in den richtigen Zustand bringt. Die Nulldurchgangs-Torschaltungen 28 und 57 bestehen aus Flip-Flops mit Impulsumkehrstufen, die so geschaltet sind, daß — wenn sie einen Lesebefehl auf Leitung 70 erhalten — das Tor 28 für die Fein-Durchgänge den nächsten Startimpuls auf Leitung 71 durchläßt. Auf diesen Startimpuls hin werden 8,192-MHz-Impulse aus dem Taktgeber 8 über die Leitung 72 zu dem Tor 28 für die niederfrequenten Nulldurchgänge geschickt und dann über die Leitung 73 zum Feinzähler 29 weitergeleitet. Der nächste Feinstopimpuls auf Leitung 75, der vom Grobstellungstransformator über die Leitung 69 und den Nulldurchgangsdetektor 74 kommt, sperrt dieses Tor und stoppt den Feinzähler. Zur gleichen Zeit bereitet dieser Stopimpuls auf Leitung 75 die Torschaltung 57 für die niederfrequenten Nulldurchgänge über die Leitung 68 für den nächsten verzögerten Startimpuls auf Leitung 81 aus dem Nulldurchgangsdetektor 79 für die Rechteckbezugsspannung vor. Dieser Impuls auf Leitung 81 öffnet das Tor 57 für die niederfrequenten Nulldurchgänge und gestattet so, daß der richtige Impulszug auf Leitung 58 über die Leitung 81 zum Grobzähler 31 übertragen wird. Der richtige Impuls auf der Leitung 58 ist entweder ein Vorimpulszug mit 128 kHz aus der Eingangsleitung 55 oder ein Nachimpulszug der gleichen Frequenz aus der Eingangsleitung 54. Der nächste Nulldurchgang des Grobfehlersignals auf der Leitung 85 erzeugt einen Stopimpuls im Grobnulldurchgangsdetektor 82, welcher über die Leitung 83 zu der Torschaltung 57 für den niederfrequenten Nulldurchgang geschickt wird, wodurch die Impulse zum Grobzähler 31 gesperrt werden. Nunmehr ist die Zählung zu Ende. Nachdem die Grobzählung beendigt ist, wird das System ausgeschaltet und hält den Zählbetrag fest, bis ein neuer Lese-Einstellbefehl auf Leitung 70 erscheint. Im zeitlichen Zwischenraum zwischen dem letzten Feinstopimpuls und dem nächsten Grobstartimpuls wird der Zählerinhalt des Feinzählers 29 über die Leitung 66 zu der V-Abtastschaltung 11 des Systems geschickt, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Der Feinzähler 29 und der Grobzähler 31 der F i g. 6 enthalten eine geeignete Anzahl Flip-Flops, um die Fein- und Grobzählerinhalte zu speichern. Der Feinzähler 29 muß in der Lage sein, auf 2¹³ zu zählen, und deshalb werden 13 Flip-Flops für die Feinzählung benötigt. Wenn alle 13 Flip-Flops ihren Inhalt abgegeben haben, so ist die gezählte Gesamtsumme gleich einer gesamten Feinzählung minus eins. Erscheint noch ein weiterer Feinzählimpuls, so werden alle 13 Flip-Flops auf Null zurückgestellt und stellen nun einen Zählerinhalt von 2¹³ oder Null dar. Ähnlich sind beim Grobzähler 31 ebenfalls Flip-Flops vorgesehen, die einen Zählerinhalt von 2⁷ oder aufnehmen können. Wenn alle 7 Flip-Flops den Einszustand haben, so bedeutet dies, daß auf den gesamten Grobzählerinhalt minus eins gezählt wurde. Ein weiterer Impuls stellt alle Flip-Flops in den Nullzustand zurück und zeigt wiederum Null oder die gesamte mögliche Grobsumme an.

Die binären Ausgangssignale des Grob- oder Feinzählers 29 und 31 können — wenn gewünscht — sichtbar gemacht werden, wie bei 86 angezeigt, oder sie können dazu benutzt werden, einen Computer oder eine ähnliche Vorrichtung anzusteuern. Serienmäßig können die Daten ausgegeben werden, wenn man ein zusätzliches Schieberegister vorsieht, welches in der Blockschaltung nicht gezeigt wird.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Analog-Digitalumsetzer mit Fein- und Grobstellungstransformatoren, von denen jeder ein stationäres und ein bewegliches Glied aufweist, mit mehrphasigen Eingangswindungen auf dem einen Glied und mindestens einer einphasigen Ausgangswindung auf dem anderen Glied, mit einer ersten Vorrichtung, mit deren Hilfe mehrphasige Spannungen an die Eingangswindungen anlegbar sind und mit einer zweiten Vorrichtung, mit der eine mechanisch analoge Bewegung an die beweglichen Glieder anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung einen Impulsgenerator (8) umfaßt, von dem ein hochfrequenter Impulszug (bei 72) zur Erzeugung einer die Feinstellung angebenden Zahl abgeleitet ist, von dem ein niederfrequenter Impulszug (bei 10 und 58) zur Erzeugung einer die Grobstellung angebenden Zahl abgeleitet ist und von dem die mehrphasigen Spannungen noch niedrigerer Frequenz abgeleitet sind, daß Feindaten- und Grobdatenzähler (29, 31) und Feindaten- und Grobdatentore (29, 57) vorgesehen sind, die der niederfrequente und der hochfrequente Impulszug passieren müssen, um zu den Zählern zu gelangen, daß ein Bezugsnulldurchgangsdetektor (79) durch eine der Spannungen niedrigerer Frequenz betätigbar ist, daß getrennte Feindaten- und Grobdatennulldurchgangsdetektoren (74, 82) von Signalen der Ausgangswicklungen der Fein- und Grobstellungstransformatoren ansteuerbar sind und daß jedes der Feindaten- und Grobdatentore (28, 57) in der Zeit zwischen dem Betätigen des Bezugsnulldurchgangsdetektors und dem Betätigen des entsprechenden Feindaten- und Grobdatennulldurchgangsdetektors offengehalten ist.

2. Analog-Digitalumsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Impulsgenerator (8) abgeleitete und vom Grobdatentor (57) gesteuerte niederfrequente Impulszug Vor- und/oder Nachimpulszüge aufweist, die wahlweise mit Hilfe einer Schaltvorrichtung (1) dem Grobdatenzähler (57) entsprechend dem aufgelaufenen Zählbetrag des Feindatenzählers (29) zugeführt werden, wobei eine Sperrvorrichtung zum Sperren des Grobdatenzählers (31) bis zu einem Zeitpunkt vorgesehen ist, an dem der Feindatenzähler (29) seine Zählung vollendet hat.

3. Analog-Digitalumsetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung den Vorimpulszug an den Grobdatenzähler (31) dann weitergibt, wenn der Feindatenzähler (29) noch nicht mehr als die Hälfte seines gesamtmöglichen Zählerinhalts erreicht hat, und daß die Schaltvorrichtung den Nachimpulszug an den Grobdatenzähler (31) weitergibt, wenn der

Feindatenzähler (29) über die Hälfte der gesamtmöglichen Zählerkapazität hinausgegangen ist.

4. Analog-Digitalumsetzer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Asynchronvorrichtung vorgesehen ist, um den Schalt-Zeitpunkt der Schaltvorrichtung außer Synchronismus mit den Vor- und Nachimpulszügen zu bringen.

5. Analog-Digitalumsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (8) Impulse an einen Frequenzteiler (9, 13) gibt, dessen Ausgangssignal subharmonischer Frequenz als Eingangssignal für einen Mehrphasengenerator (26) dient, dessen Ausgangssignale aus Mehrphasensignalen als Eingangssignale für die Mehrphasenwicklungen (6, 7) und aus einem Bezugssignal als Eingangssignal für einen ersten Nulldurchgangsdetektor (74J zusammengesetzt sind.

6. Analog-Digitalumsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stellungstransformatoren (1, 4) Glieder mit Mehrphasenwicklungen und Glieder mit Einphasenwicklungen aufweisen, wobei die letzteren ein erstes bzw. zweites die Phasenverschiebung enthaltendes Relativstellungsignal aufweisen, wobei die Phasenänderung des ersten Signals bei einer bestimmten Änderung der Analogeingabe ein ganzes Vielfaches der Phasenänderung des zweiten Signals ist, die durch die gleiche Änderung der Analogeingabe erzeugt wurde.

7. Analog-Digitalumsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch-analoge Eingabe eine drehbare Welle (5) ist.

8. Analog-Digitalumsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Grob- und Feintransformatorglieder mindestens eines Stellungstransformators (1, 4) auf dieser Welle (5) drehbar angeordnet sind.

9. Analog-Digitalumsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch-analoge Eingabe linear beweglich ist.

10. Analog-Digitalumsetzer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die relativ stationären Fein- und Grobglieder als Wicklungen der Transformatorglieder auf einem ersten Träger (2) und die relativ beweglichen Wicklungen der Transformatorglieder auf einem aweiten Träger (3) angeordnet sind, der in bezug auf den ersten Träger linear beweglich ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Instruments and Automation, Mai 1956, S. 911 bis 917.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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