DE1293343B

DE1293343B - Phasendetektor

Info

Publication number: DE1293343B
Application number: DEB84723A
Authority: DE
Inventors: Gabor Robert James
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1964-11-27
Filing date: 1965-11-26
Publication date: 1969-04-24
Also published as: US3312884A; FR1462530A; GB1121538A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Phasen- quenz von 200 Hertz aufweist. Dieses Rechteckdetektor zur Feststellung von Phasengleichheit wellensignal wird einem Sinus-Kosinus-Wellenzwischen einer Bezugssignalwelle und mehreren dem- generator 22 zugeführt und durch diesen in eine gegenüber phasenmodulierten Befehlssignalwellen. Sinuswelle, die am Ausgang 23 auftritt, und in eine

Bei einer bekannten elektronischen Steuerung für 5 Kosinuswelle die am Ausgang 24 auftritt, umge-Werkzeugmaschinen ist zur Verstellung von beispiels- wandelt. Die Grundfrequenz der Sinuswelle und der weise des Werkzeugtisches entlang jeder Koordinaten- Kosinuswelle beträgt 200 Hertz. Diese Ausgangsachse jeweils ein Positionierungsregelkreis vor- signale werden zur Erregung von normalen Rückgesehen, dem als Führungsgröße eine Befehlssignal- kopplungsfunktionsgebern 27 bis 29 verwendet,
welle zugeführt wird, die im Bezug auf eine io Die von den Befehlsimpulsquellen 14 bis 16 Bezugssignalwelle phasenmoduliert ist. Die Größe stammenden modulierten Impulszüge werden den und das Vorzeichen der Phasenmodulation der Be- Befehlsfrequenzteilern 34 bis 36 zugeführt, die Rechtfehlssignalwelle gegenüber der Bezugssdgnalwelle ist eckwellen mit einer dem Ausgangssignal des Wellenproportional der gewünschten Verstellung. generators 22 entsprechenden Trägerfrequenz liefern,

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, 15 beispielsweise mit einer Trägerfrequenz von

einen Phasendetektor zur Feststellung von Phasen- 200 Hertz.

gleichheit zwischen einer Bezugssignalwelle und Die Ausgangssignale des Rückkopplungsfunktions-

mehreren demgegenüber phasenmodulierten Be- gebers 27 und des Befehlsfrequenzteilers 34 werden

fehlssignalwellen zu schaffen. der Servoschaltung 44 für die X-Achse zugeführt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Und-Schal- 20 Die Ausgangssignale des Rückkopplungsfunktions-

tung, an deren Eingänge die Bezugs- und Befehls- gebers 28 und des Befehlsfrequenzteilers 34 werden

signalwellen angelegt sind und deren Ausgang mit der Servoschaltung 44 für die X-Achse zugeführt,

einem Sichtmelder in Verbindung steht, der auf die Die Ausgangssignale des Rückkopplungsfunktions-

von der Und-Schaltung gelieferten Koinzidenzsignale gebers 28 und des Befehlsfrequenzteilers 35 werden

anspricht. 25 der Servoschaltung 45 für die F-Achse zugeführt.

Der Phasendetektor nach der Erfindung liefert Die Ausgangssignale des Rückkopplungsfunktions-

also eine sichtbare Anzeige und zeichnet sich durch gebers 29 und des Befehlsfrequenzteilers 36 werden

außerordentlich einfachen Aufbau aus. der Servoschaltung 46 für die Z-Achse zugeführt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden Die Servoschaltung 44 steuert den Steller 48 für die

die Bezugssignalwelle und die Befehlssignalwelle über 30 X-Achse, die Servoschaltung 45 den Steller 49 für die

Frequenzuntersetzer mit gleichem Untersetzungsver- Y-Achse und die Servoschaltung 46 den Steller 50

hältnis an die Eingänge der Und-Schaltung gelegt. für die Z-Achse. Die Steller 48 bis 50 sind be-

Dadurch wird gewährleistet, daß der Phasendetektor wegungsschlüssig mit den Rückkopplungsfunktions-

auch bei Signalwellen mit einer Frequenz von gebern27 bis 29 gekoppelt, damit die von den

200 Hertz einwandfrei zwischen Phasengleichheit 35 Rückkopplungsfunktionsgebern gelieferten Rück-

und einer Phasenverschiebung um 360° unter- kopplungssignale eine Funktion der momentanen

scheiden kann. Lage der Steller sind.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung Erfindungsgemäß soll nun eine Anzeige geliefert ist vor jedem Eingang der Und-Schaltung ein Im- werden, wenn der Phasenunterschied zwischen der pulsformer angeordnet, dessen Ausgangsimpulse eine 40 vom Bezugsfrequenzteiler 12 gelieferten Bezug-Impulsbreite aufweisen, die nicht größer ist als der signalwelle und den Befehlssignalwellen von den Mindestabstand von aufeinanderfolgenden Befehls- Befehlsfrequenzteilern 34 bis 36 im wesentlichen impulsen. Damit wird eine Verbreiterung der für die Null ist.

Und-Schaltung vorgesehenen Eingangssignale und Vorzugsweise wird die Frequenz jeder dieser

somit ein einwandfreies Ansprechen der Und- 45 Signalquellen durch die gleiche Zahl geteilt. In dem

Schaltung gewährleistet. beschriebenen Beispiel werden die Frequenzen mit

Gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung ist Hilfe von hintereinandergeschalteten Flipflops der Ausgang der Und-Schaltung mit dem Setzeingang 61-62, 63-64, 65-66 und 67-68 durch die Zahl 4 geeines Flipflops verbunden, an dessen Rücksetz- teilt. Der Setzausgang des Flipflops 62 wird dem eingang die Bezugssignalwelle Hegt und dessen Aus- 50 Rücksetzeingang eines Flipflops 70 zugeführt. Jeder gang mit dem Sichtmelder verbunden ist. Dadurch Setzausgang der Flipflops 62, 64, 66 und 68 steht mit wird erreicht, daß dem Sichtmelder bei Phasengleich- einem der Impulsformer (Nip. 72 bis 75) in Verheit ein Rechteckwellensignal mit einem Tastverhält- bindung. Die Impulsformer 72 bis 75 liefern einen nis von 1 zugeführt wird, während bei Phasen- positiven Impuls, dessen Dauer geringer ist als der Ungleichheit dem Sichtmelder kein Signal zugeführt 55 Mindestabstand zwischen aufeinanderfolgenden Bewird, fehlsimpulsen von den Befehlsimpulsgebern 14 bis 16.

Die Erfindung wird nun an Hand einer Zeichnung Wenn beispielsweise der Befehlsimpuls-Mindesterläutert, die ein Blockschaltbild einer mit einem abstand fünf Mikrosekunden beträgt (und die Be-Phasendetektor nach der Erfindung ausgerüsteten fehlsimpulsfrequenz 100 Hertz ist) kann die Impuls-Steuereinrichtung zeigt. 60 dauer der von den Impulsformern 72 bis 75 geliefer-

Die in der Zeichnung dargestellte Steuereinrich- ten Impulse vier Mikrosekunden sein,
rung weist einen Haupttaktimpulsgeber 10 auf, der Die Ausgangssignale der Impulsgeber 72 bis 75 einen Bezugsfrequenzteiler 12 und für die drei werden einer durch die Dioden 82 bis 85 gebildeten Koordinatenachsen vorgesehene Befehlsimpulsquellen Und-Schaltung zugeführt. Wenn die Ausgangsspeist, denen über die Eingänge 18,19 und 20 Be- 65 signale der Frequenzteiler in Phase sind, liefert das fehlssignale zugeführt werden. durch die Dioden 82 bis 85 gebildete Und-Gatter ein Der Bezugsfrequenzteiler 12 liefert ein Bezugs- Ausgangssignal, durch welches der Flipflop 70 gesetzt rechteckwellensignal, das beispielsweise eine Fre- wird. Falls zu Beginn des nächsten Zyklus die

Frequenzteiler 12 und 34 bis 36 noch in Phase sind, wird der durch das Setzausgangssignal des Flipflops 62 zurückgesetzte Flipflop 70 wieder gesetzt. Solange also Phasengleichheit herrscht ist das Ausgangssignal des Flipflops 70 eine Rechteckwelle mit einem Tastverhältnis von 1. Falls in einem oder mehreren der Befehlsfrequenzteiler eine Phasenverschiebung auftritt, wird der Flipflop 70 nicht mehr gesetzt, nachdem er durch das Ausgangssignal des Flipflops 62 zurückgesetzt worden ist. Das Ausgangssignal des Flipflops 70 wird einem Leistungsverstärker 90 zugeführt, in dessen Ausgangskreis eine Fadenanzeigelampe 92 liegt, die am Steuerpult der Steuereinrichtung angeordnet sein kann. Falls die von den Frequenzteilern gelieferten Rechteckwellen eine Frequenz von 200 Hertz aufweisen, könnte eine Phasenverschiebung um 360° einer Strecke von 2,5 mm entsprechen. Dies bedeutet, daß durch den Phasendetektor nicht festgestellt werden könnte, ob die Frequenzteiler genau um 360° außer Phase sind, falls die Impulsformer 72 bis 75 unmittelbar mit den Ausgängen der Frequenzteiler 22 und 34 bis 36 in Verbindung stehen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird jedoch der Maximalbereich dadurch vergrößert, daß die Frequenz der von den Frequenzteilern 12 und 34 bis 36 gelieferten Signale wesentlich verringert wird, beispielsweise durch Verwendung der Flipflops 61 bis 68. Durch Division mit dem Faktor 4 kann der Bereich auf 10 mm vergrößert werden. Bei Verwendung von vier Flipflops kann der Bereich auf 40 mm vergrößert werden.

Der Phasendetektor liefert ein Phasengleichheit anzeigendes Signal, wenn alle Signalwellen in Phase sind. Der Phasendetektor kann auch so ausgebildet werden, daß er ein Signal liefert, wenn jede Befehlssignalwelle mit den anderen Befehlssignalwellen und den Rückkopplungssignalwellen von den entsprechen

den Funktionsgebern oder Positionsmeldern in Phase ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Phasendetektor zur Feststellung von Phasengleichheit zwischen einer Bezugssignalwelle und mehreren demgegenüber phasenmodulierten Befehlssignalwellen, gekennzeichnet durch eine Und-Schaltung (82,83, 84, 85) an deren Eingängen die Bezugs- und Befehlssignalwellen angelegt sind und deren Ausgang mit einem Sichtmelder (92) in Verbindung steht, der auf die von der Und-Schaltung gelieferten Koinzidenzsignale anspricht.

2. Phasendetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignalwelle und die Befehlssignalwellen über Frequenzuntersetzer (61, 62-63, 64-65, 66-67, 68) mit vorzugsweise gleichem Untersetzungsverhältnis an die Eingänge der Und-Schaltung (82, 83, 84, 85) gelegt sind.

3. Phasendetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem Eingang der Und-Schaltung (82,83,84,85) ein Impulsformer (NIP, 72 bzw. 73 bzw. 74 bzw. 75) angeordnet ist, dessen Ausgangsimpulse eine Impulsbreite aufweisen, die nicht größer ist als der Mindestabstand von aufeinanderfolgenden Befehlsimpulsen.

4. Phasendetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Und-Schaltung (82,83,84,85) mit dem Setzeingang (S) eines Flipflops (70) verbunden ist, an dessen Rücksetzeingang (R) die Bezugssignalwelle liegt und dessen Ausgang mit dem Sichtmelder (92) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen