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Die Erfindung betrifft eine Vorsatzschaltung für einen elektronischen
Differenzzähler zum laufenden Vergleich zweier vorzeichenbehafteter Impulsreihen,
insbesondere Sollwert- und Istwertimpulse einer digitalen Lageregelung.
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Es ist bereits eine Anordnung zum laufenden Vergleich zweier Pulsreihen
(deutsche Auslegeschrift 1191858) bekannt, bei welcher die Impulse in je einem für
jede Impulsreihe vorgesehenen ersten Speicher eingespeichert werden und zu einem
bestimmten Zeitpunkt abgerufen und in einen zweiten Speicher übernommen werden.
Die Inhalte der zweiten -Speicher werden im Takt einer unabhängigen Taktfrequenz-in
einer Vergleicherschaltung miteinander verglichen. Die aus dem Vergleich resultierenden
positiven oder negativen Zählimpulse werden dann einem vor- und rückwärts zählenden
Differenzzähler zugeführt. Zur Summenbildung wird für jedes Vorzeichen einer Impulsreihe
eine weitere Speichergruppe vorgesehen, die von der Taktfrequenz alternierend getastet
wird, derart, daß die Taktfrequenz für die erste Impulsreihe um 90° gegenüber der
Taktfrequenz für die zweite Impulsreihe phasenverschoben ist.
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Ein wesentlicher Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß bei
längere Zeit anstehenden Impulsen oder bei hoher Taktfrequenz der gleiche Impuls
mehr als einmal gezählt werden kann, was daraus resultiert, daß der erste Speicher
nach der Abfrage gelöscht wird und danach wieder speicherbereit ist, wenn der gleiche
Impuls noch am Eingang des Speichers ansteht. Ein weiterer Nachteil ist, daß bei
vorzeichenbehafteten Impulsen die Speichergruppen für jede Impulsreihe alternierend,
mit einer um 90° phasenverschobenen Taktfrequenz, getastet werden, wozu eine besondere
Anordnung zur Phasenverschiebung benötigt wird.
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Zweck der Erfindung ist es, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorsatzschaltung für einen elektronischen
Differenzzähler zum laufenden Vergleich zweier vorzeichenbehafteter Impulsreihen,
insbesondere Sollwert- und Istwertimpulse einer digitalen Lageregelung zu schaffen,
die mit einer in digitalen Lageregeleinrichtungen üblichen hohen Taktfrequenz und
unabhängig von der Zeitdauer der Impulse jeder Impulsreihe sicher arbeitet.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein erster, für
jede Impulsreihe vorgesehener Speicher mit dem ersten Takt einer einheitlichen Taktfrequenz
gestellt wird und daß mit dem zweiten Takt ein zweiter Speicher, der mit dem ersten
Speicher in Reihe geschaltet ist, gestellt wird und daß der direkte Ausgang des
ersten Speichers jeder Impulsreihe und der negierte Ausgang des zweiten Speichers
jeder Impulsreihe auf die Eingänge je eines für jede Impulsreihe vorgesehenen UND-Gliedes
geführt ist, derart, daß am Ausgang des UND-Gliedes nur ein Signal erscheint, wenn
nur der erste Speicher gestellt ist. Zur Summenbildung (bei ungleichen Vorzeichen
= Addition) sind die Ausgänge der UND-Glieder, die parallel mit einer Koinzidenzsperre
und einer Vorzeichenauswerteschaltung verbunden sind, gleichzeitig auf die Eingänge
eines UND-Gliedes und auf die Eingänge eines ODER-Gliedes geführt, wobei der Ausgang
des UND-Gliedes auf den Eingang und über einen Negator auf den inversen Eingang
eines Speichers zur Summenbildung geführt ist, dessen direkter Ausgang mit einem
weiteren Eingang des ODER-Gliedes verbunden ist, und daß der Ausgang des ODER Gliedes
mit einem Eingang eines UND-Gliedes verbunden ist, dessen zweiter Eingang von der
Vorzeichenauswerteschaltung aufgerufen wird, wenn ungleiche Vorzeichen der Eingangsimpulse
erkannt werden (Addition).
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Nach einer besonderen Ausbildung der Erfindung ist das Verhältnis
von Dauer der Eingangsimpulse tE zu den Taktimpulsen t T
tE>2.tT und das Verhältnis
von Dauer der Eingangsimpulspause tEP zu den Taktimpulsen tT tEP>2.tT. Neich
einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden der Ausgang eines weiteren UND-Gliedes,
dessen erster Eingang mit dem Ausgang der bekannten Koinzidenzsperre verbunden ist
und dessen zweiter Eingang von dem Ausgang-Vorzeichen »gleich« (Subtraktion)- der
Vorzeichenauswerteschaltung aufgerufen wird, und der Ausgang des UND-Gliedes, das
vom Ausgang-Vorzeichen »ungleich« (Addition) der Vorzeichenauswerteschaltung aufgerufen
wird, über ein weiteres - ODER-Glied- auf einen Eingang eines Impulstores geführt,
dessen Impulseingang von der gemeinsamen Taktfrequenz aufgerufen wird.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß einmal mit einer
in der digitalen Lageregelung mit Interpolator--üblichen hohen Taktfrequenz ein
Vergleich zweier fortlaufend anfallender Impulsreihen durchgeführt -werden kann,
ohne daß die Gefahr besteht, daß bei längerer Zeit anstehenden Vergleichsimpulsen
eine Fehlzählung durch Doppelzählung des gleichen Impulses zustande kommt und zum
anderen der Differenzzähler mit genau definierten Zählimpulsen beaufschlagt wird,
da das Impulstor bei Anliegen eines Signals nur für die Zeit des Taktimpulses geöffnet
wird.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. Die Zeichnung zeigt den Schaltungsaufbau der erfindungsgemäßen
Lösung.
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Die Schaltungsanordnung ist wie folgt aufgebaut: Die Eingangsimpulse
A, B stehen am Eingang der Speicher A 1, B 1 und negiert am inversen Eingang
der Speicher A 1, B 1 an. Die Speicher A 1, A 2 sowie die Speicher
B 1, B 2 sind in Reihe geschaltet, derart, daß der direkte Ausgang des Speichers
A 1 bzw. B 1
mit dem Eingang des Speichers A 2 bzw.
B 2 und der negierte Ausgang des Speichers A 1 bzw. B 1 mit
dem inversen Eingang der Speicher A 2 bzw. B 2 verbunden ist. Der direkte Ausgang
des Speichers A 1 bzw. B 1 und der negierte Ausgang des Speichers A 2 bzw.
B 2 ist auf die Eingänge des UND-Gliedes A 3 bzw. B 3 geführt.
Der Ausgang der UND-Glieder A 3, B 3
ist auf ein weiteres UND-Glied 4 und
parallel auf zwei Eingänge des ODER-Gliedes 6 sowie auf die Eingänge der Vorzeichenauswerteschaltung
V 2 und auf die Eingänge der Koinzidenzsperre V 1 geführt. Der Ausgang des UND-Gliedes
4 ist mit dem Eingang des Speichers S 1 und über den Negator 5 mit dem inversen
Eingang des Speichers S1 verbunden, dessen direkter Ausgang mit dem dritten Eingang
des ODER-Gliedes 6 verbunden ist.
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Der Ausgang des ODER-Gliedes 6 ist mit einem
Eingang
des UND-Gliedes 8 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang b der Vorzeichenauswerteschaltung
V 2 in Verbindung steht. Der Ausgang a (1= 2) der Vorzeichenauswerteschaltung
V 2
ist mit einem Eingang des UND-Gliedes 7 verbunden, dessen zweiter Eingang
vom Ausgang der Koinzidenzsperre V 1 belegt ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 8 ist
über ein ODER-Glied 9 mit einem Eingang des Impulstores 10 verbunden, dessen
Impulseingang mit der Taktfrequenzleitung 3, die gleichzeitig mit den Impulseingängen
des Vorzeichenspeichers V 3 sowie der Speicher A 1, B 1; A 2, B 2; S 1 in
Verbindung steht, verbunden. Das Vorzeichen für die Impulse des Impulseinganges
A wird über die Leitung 1 und das Vorzeichen für die Impulse des Impulseinganges
B wird über die Leitung 2 in den Vorzeichenspeicher V 3 eingegeben. Die Ausgänge
des Vorzeichenspeichers V 3 sind mit zwei Eingängen der Vorzeichenauswerteschaltung
V 2 verbunden, über dessen Ausgang c die Zählrichtung »Vorwärts« und über dessen
Ausgang d die Zählrichtung »Rückwärts« des Differenzzählers aufgerufen wird.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist folgende:
Es sei angenommen, an den Impulseingängen A (Sollwert); B (Istwert) steht je ein
Impuls an. Als Vorzeichen steht für den Impuls A » -F- « und für den Impuls B »-«
an. Das heißt, beide Impulse müssen im Differenzzähler addiert werden, da der positive
Sollwert die Differenz erhöht und der negative Istwert die Differenz ebenfalls erhöht.
Mit dem ersten Takt der einheitlichen Taktfrequenz wird der Impuls A in den Speicher
A 1 übernommen, d. h., der Speicher wird gestellt, gleichzeitig wird der Impuls
B in den Speicher B 1 übernommen. Die Signale zur Kennzeichnung der Vorzeichen,
die an Leitung 1, 2 anstehen, werden gleichfalls in den Vorzeichenspeicher V 3 übernommen.
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Sind die Speicher A 1, B 1 gestellt, die Speicher
A 2,
B 2 aber noch in Ruhelage, so führt der Ausgang der Speicher
A 1 bzw. B 1 und der negierte Ausgang der Speicher A 2 bzw.
B 2 L-Signal, womit das UND-Glied A 3 bzw. B 3 durchgängig
wird und das Signal an die Vorzeichenauswerteschaltung V 2, an die Koinzidenzsperre
V 1, die bei gleichzeitigem Anliegen der Signale von den UND-Gliedern A 3, B 3 kein
Signal ausgibt, und gleichzeitig auf das UND-Glied 4 sowie über das ODER-Glied 6
an einem Eingang des UND-Gliedes 8 gibt. Die Vorzeichenauswerteschaltung V 2 erkennt,
daß die Vorzeichen »ungleich« sind, dadurch wird über den Ausgang b der Vorzeichenauswerteschaltung
V 2 ein Signal auf den zweiten Eingang des UND-Gliedes 8 geleitet, das nun durchgängig
wird und das Signal über das ODER-Glied 9 auf einen Eingang des Impulstores 10 leitet.
Mit dem zweiten Taktimpuls werden die Speicher A 2, B 2 sowie der Speicher
S1, der vom Ausgang des UND-Gliedes vorbereitet wurde, gestellt. Ebenfalls wird
das Impulstor 10 durch den zweiten Taktimpuls geöffnet, und der Impuls Z1 gelangt
an den Differenzzähler, dessen Zählrichtung durch die Vorzeichenauswerteschaltung
V2 festgelegt wurde. Da mit dem zweiten Taktimpuls die Speicher A 2, B 2
gestellt wurden, verschwindet das Signal am Ausgang der UND-Glieder A 3, B 3,
und der Speicher S 1 wird über den Negator 5 am inversen Eingang vorbereitet.
Am direkten Ausgang des Speichers S1 steht aber noch das Signal an, das über das
ODER-Glied 6, das UND-Glied 8 sowie das ODER-Glied 9 an das Impulstor
10 geleitet wird, das mit dem nächsten Taktimpuls geöffnet wird, wodurch
ein weiterer Zählimpuls Z1 an den Differenzzähler gelangt. Mit dem dritten Taktimpuls
wird dann der Speicher S 1 wieder in die Ruhelage zurückgekippt. Ebenfalls werden
die Speicher A 1, B 1 mit dem dritten Taktimpuls und die Speicher A 2, B 2
mit dem vierten Taktimpuls in ihre Ruhestellung zurückgekippt, wenn die Eingangsimpulse
verschwunden sind.
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Daraus ergibt sich das Verhältnis von Eingangsimpulszeit tE zu Taktimpuls
t T: tE>2-tT, und Eingangsimpulspausenzeiten tEP zu Taktimpuls
t T:
tEP>2.tT. Sind die Vorzeichen an den Vorzeicheneingängen gleich, d. h.
Impuls A » -1- « und Impuls B » -I- «, so wird das UND-Glied
7 vom Ausgang a der Vorzeichenauswerteschaltung V 2 aufgerufen, und es gelangt das
Ergebnis der Koinzidenzsperre V 1 über UND-Glied 7 und ODER-Glied 9 an das Impulstor
10, aber nur dann, wenn nur an A oder B ein Impuls ansteht,
da die Koinzidenzsperre V 1 bei gleichzeitigem Anstehen zweier Impulse kein Signal
durchläßt. Die Zählrichtung wird dann wieder in bekannter Art von der Vorzeichenauswerteschaltung
V 2 festgelegt.