DE1298333C2

DE1298333C2 - PULSE GENERATOR ARRANGEMENT WITH A BISTABLE TILTING STAGE FOR REVOLUTION COUNTERS

Info

Publication number: DE1298333C2
Application number: DE19671298333
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 3251 Holtensen Weippert
Original assignee: Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH, 6OOO Frankfurt
Priority date: 1967-03-21
Filing date: 1967-03-21
Publication date: 1974-12-05
Also published as: DE1298333B

Description

„,„ _W1 „_lf._KJl„_lw .„w.w_öw.., ..„„„ .„ mit einer bistabilen Kippstufe für Umdrehungszähfortlaufende Impulsausgabe die Impulsflanken 3° lungen an Stelle der bekannten Hallgeneratoren als"," _W1 " _lf . _KJl " _lw ." Ww _ö w .., .. """." With a bistable multivibrator for continuous pulse output, the pulse edges 3 degrees instead of the well-known Hall generators as

~ " ""' ■ ■ Meßwandler zwei Oszillatoren vorzusehen, die von~ "" "'■ ■ transducers to provide two oscillators, from

der Kippstufe abwechselnd angesteuert und von dem Geber beeinflußt werden (schweizerische Patentschrift 402 474).the flip-flop are alternately controlled and influenced by the encoder (Swiss patent 402 474).

Bei dieser Impulsgeberanordnung dient die bistabile Kippstufe als Vorbereitungsstufe. Es werden Impulse über drehrichtungsabhängig gesperrte bzw. freigegebene Schmitt-Trigger abgegeben. Diese Impulsgeberanordnung ist wegen des durch das Funktionsprinzip begründeten niedrigen Auflösungsvermögens nachteilig. Hinzu kommt, daß die dynamische Ansteuerung der Vorbereiiungskippstufe über einen gemeinIn this pulse generator arrangement, the bistable multivibrator serves as a preparatory stage. There will be impulses issued via a Schmitt trigger that is blocked or enabled depending on the direction of rotation. This pulse generator arrangement is disadvantageous because of the low resolution due to the functional principle. In addition, the dynamic control of the preparatory tilting stage has a common

Die Erfindung betrifft eine Impulsgeberanordnung mit einer bistabilen Kippstufe für Umdrehungszählungen, insbesondere für Präzisionselektrizitätszähler, die durch einen drehbewegten Geber zur Erzeugung samen Eingang erfolgt, was die Herstellung einerThe invention relates to a pulse generator arrangement with a bistable multivibrator for counting revolutions, especially for precision electricity meters, which are generated by a rotary encoder seed input is what producing a

_Λ „_, _o _o drehrichtungsbezogenen Ausgangsstellung der bista- _Λ "_, _o _{o the} starting position of the bista-

zweier um eine halbe Impulsbreite gegeneinander 45 bilen Kippstufe vor Beginn der Messung und deshalb versetzter Impulsfolgen betrieben wird und bei der eine große Störungsempfindlichkeit bedingt.two by half a pulse width against each other 45 bil flip-flops before the start of the measurement and therefore staggered pulse trains is operated and in which a high sensitivity to interference caused.

Mit der Erfindung soll eine einfache Impulsgeberanordnung geschaffen werden, die eine fehlerhafte Abbildung der Impulsfernzählungsbilanz bei Läuferpendelungen vermeidet, die rückwirkungsfrei arbeitet, die die Meßwerterfassung für eine Energieflußrichtung am Meßort gestattet und die Mittel enthält, eine Weitergabe der Meßwerte an eine Auswertungszentrale zu ermöglichen.With the invention, a simple pulse generator is to be created, which is a faulty Mapping of the impulse remote metering balance in the case of rotor oscillations, which works without any retroactive effects, which allows the acquisition of measured values for a direction of energy flow at the measuring location and contains the means, a To enable the measured values to be passed on to an evaluation center.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit zwei Oszillatoren, die von dem Geber periodisch beeinflußt werden und denen jeweils eine Phasenumkehrstufe zugeordnet ist, die von den geglätteten Emitterpotentialen der Oszillatortransistoren gesteuert werden, von denen die eine Phasenumkehrstufe die beiden je einem der beiden komplementären Ausgänge der anderen Phasenumkehrstufe dynamisch zugeordneten Eingänge der bistabilen Kippstufe fürThis object is achieved according to the invention with two oscillators which are periodically influenced by the transmitter and to each of which a phase inversion stage is assigned that of the smoothed Emitter potentials of the oscillator transistors are controlled, one of which is a phase inversion stage the two each one of the two complementary outputs of the other phase inversion stage dynamically assigned inputs of the bistable multivibrator for

V4WW i,,,,,,_M,_lu,,_6M, „_1V, _{Iluoulllllll>6} „_W1J «_„..,w» „.„ die differentiierten Impulse besagter dynamisch an-Impulsgeberzähler erforderlich, um die Drehbewe- 65 gekoppelter Umkehrstufe abwechselnd öffnet und gung des Läufers in eine Impulsfolge umzuwandeln. sperrt, so daß Ausgangsimpulse für eine Drehrich-Da ein Impulsgeberzähler unabhängig von seiner tung an der bistabilen Kippstufe vorliegen, wobei für Drehrichtung immer gleichartige Impulse liefert, sind eine fortlaufende Impulsausgabe die ImpulsflankenV4WW i ,,,,,, _M , _lu ,, _6M , " _1V , _{Iluoulllllll> 6} " W1J "_" .., w "". "The differentiated impulses of the said dynamically coupled pulse _{encoder counter are required to make the rotary movement 65} Reversing stage alternately opens and converts the rotor's movement into a pulse train. blocks, so that output pulses for a direction of rotation. Since a pulse generator counter is present on the bistable multivibrator regardless of its direction, and always supplies the same type of pulses for the direction of rotation, the pulse edges are a continuous pulse output

die Impulsflankenrichtung (LO- bzw. OL-Ubergang) der einen Impulsfolge in bezug auf den stationären Zustand der anderen Impulsfolge als Kriterium zur Drehrichtungsbestimmung des Gebers dient.the pulse edge direction (LO or OL transition) of one pulse train in relation to the steady state of the other pulse train as a criterion for determining the direction of rotation of the encoder.

Bei bekannten Zählern, die zur Registrierung von Energielieferung und -bezug eingesetzt werden, wird die unterschiedliche Drehrichtung durch zwei Zählwerke erfaßt, die über ein Freilaufgetriebe mit Rücklaufsperre vom Zählerläufer angetrieben werden. Derartige Anordnungen sind auch dann, wenn die Rücklaufsperre nur Pendelungen des Zählerläufers um eine definierte Stellung verhindern soll (DT-AS 1 225 519), nachteilig, weil durch die mechanische Kupplung mit dem Zählerläufer Rückwirkungen auf den Zählerläufer ausgeübt werden. Wenn das Meßergebnis außerdem an eine entfernt liegende Auswertungszentrale weitergegeben werden soll, ist mittels besonderer Einrichtungen die Ausbildung des Zählers alsIn known meters that are used to register the supply and consumption of energy, the different directions of rotation are recorded by two counters which are driven by the counter rotor via a freewheel gear with a backstop. Such arrangements are also disadvantageous when the backstop is only intended to prevent the counter rotor from oscillating around a defined position (DT-AS 1 225 519), because the mechanical coupling with the counter rotor affects the counter rotor. If the measurement result is also to be passed on to a remote evaluation center, the formation of the counter is by means of special facilities as

i 298 333i 298 333

jeder der beiden Zustandsübergangsrichtungen der einen Impulsfolge jeweils nur einen Eingang der bistabilen Ausgabekippstufe steuern.each of the two state transition directions of the a pulse train can only control one input of the bistable output multivibrator.

Mit der Erfindung wird somit erreicht, daß die bei einer Drehung des Gebers in einer Drebricbtung erzeugten elektrischen Impulse alternierend auf zwei getrennte Leitungen gegeben werden, wobei jede Leitung mit je einem Eingang einer bistabilen Kippschaltung mit unsymmetrischer Tastung verbunden ist. Da bei entgegengesetzter Drebricbtung keine Eingangsimpulse an die Kippstufe gelangen, sind bei Läuferpendelungen um einen dynamischen Schaltpunkt —· sofern diese Läuferpendelungen nicht größer als eine halbe Periode der Impulsfolge sind — nur an einem der beiden Eingänge der bistabilen Kippstufe Eingangsimpulse vorhanden. Da aber mehrere innerhalb einer halben Periode der Impulsfolge an einen der beiden Eingänge der bistabilen Kipp stufe gegebene Eingangsimpulse nur eine Änderung des Schaltzustandes der bistabilen Kippstufe bewirken, können die genannten Läuferpendelungen auch keine Ausgangsimpulse an einem Ausgrag der bistabilen Kippstufe auslösen. With the invention it is thus achieved that the electrical pulses generated when the encoder is rotated in a Drebricbtung are given alternately on two separate lines, each line being connected to an input of a bistable multivibrator with asymmetrical keying. Since no input pulses reach the flip-flop stage with opposite rotation, input pulses are only available at one of the two inputs of the bistable flip-flop stage when the rotor oscillates around a dynamic switching point - provided that this rotor oscillations are not greater than half a period of the pulse train. But since several input pulses given to one of the two inputs of the bistable multivibrator within half a period of the pulse train only cause a change in the switching state of the bistable multivibrator, the rotor oscillations mentioned cannot trigger any output pulses at a Ausgrag of the bistable multivibrator.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert. Es sind zwei Geberhälften vorgesehen, die die Schaltfolgeverknüpfungen ermöglichen. Auslösende Organe sind zwei Schwingkreise W₁, C₁ und W₃, C₀, die je nach Drehrichtung einer Zählerläuferzahnscheibe L in entsprechender Folge und Versetzung be- und entdämpft werden. Das sich je nach Zustand der Oszillatoren an Transistoren T₁ und T₄ ändernde Emitterpotential bewirkt die Ansteuerung von Eingangstransistoren T„ bzw. T₅ von Schaltstufen über Spannungsteilerwiderstände R₅, R₆ und R₁₃, R_ir Die Transistoren T₂, T₃ und T₅, T₀ der Schaltstufen liegen mit ihren Kollektoren über Widerstände R₃, R₄ und R₁₁, R₁₂ an dem positiven Pol einer Spannungsque'Ie, während die Emitter am Minuspol angeschlossen sind. Die Kollektoren der Transistoren T.„ T₃ sind über Kondensatoren C₄, C₃ einerseits über Widerstände R₁₀, R₁. mit den Kollektoren der Transistoren T. und T₀ und andererseits über Dioden D₁ und D., an die Basen von Transistoren T₇ bzw. T₈ einer bistabilen Kippstufe angeschlossen. Um den Ausgang der Kippstufe zu entlasten, ist ein Verstärkertransistor T₉ über einen Widerstand R₂₂ nachgeschaltet. Die bei Drehung der Zählerläuferzahnscheibe entstehenden periodisch aufeinanderfolgenden Schwrogzustände der beiden Oszillatoren verstellen sprunghaft die Kollektorpotentiale der nachfolgenden Schaltstufen-Transistoren T₈, T₃ bzw, T_s, T„. Die Potentialsprünge der Transistoren T_?, T₃ werden überThe invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Two encoder halves are provided that enable the switching sequence to be linked. The triggering organs are two oscillating circuits W ₁ , C ₁ and W ₃ , C ₀ , which, depending on the direction of rotation of a counter rotor toothed disk L, are dampened and undamped in a corresponding sequence and offset. The emitter potential, which changes depending on the state of the oscillators at transistors T ₁ and T ₄ _{, controls input transistors T "and T 5} of switching stages via voltage divider resistors R ₅ , R ₆ and R ₁₃ , R _ir. The transistors T ₂ , T ₃ and T ₅ , T _{0 of} the switching stages are with their collectors via resistors R ₃ , R ₄ and R ₁₁ , R ₁₂ at the positive pole of a voltage source, while the emitters are connected to the negative pole. The collectors of the transistors T, T ₃ are connected via capacitors C ₄ , C ₃ on the one hand via resistors R ₁₀ , R ₁ . with the collectors of the transistors T. and T ₀ and on the other hand via diodes D ₁ and D., connected to the bases of transistors T ₇ and T _{8 of} a bistable multivibrator. In order to relieve the output of the multivibrator, an amplifier transistor T _{9 is} connected downstream via a resistor R _22. The periodically successive Schwrog states of the two oscillators that arise when the counter rotor toothed disc rotates abruptly shift the collector potentials of the subsequent switching stage transistors T ₈ , T ₃ or T _s , T ″. The jumps in potential of the transistors T _? , T ₃ will be over

S die Kondensatoren C₄, C₆ difEerentu'ert und steuern je nach Potentialfall an den Widerständen A₁₈ und A₁₇ die bistabile Kippstufe über die Dioden D₁ und D₂ an. Jede Basis der beiden Kippstufentransistoren wird aus eigensicheren Gründen separat von demS the capacitors C ₄ , C ₆ difEerentu'ert and control the bistable multivibrator via the diodes D ₁ and D ₂ depending on the potential at the resistors A ₁₈ and A ₁₇ . Each base of the two flip-flop transistors is separate from the for intrinsically safe reasons

ίο Kollektorpotential des jeweils anderen Transistors angesteuert. Dadurch wird erreicht, daß mehrere Potentialspriinge innerhalb einer halben Periode der Impulsfolge jeweils nur eine Zustandsänderung der Kippstufe bewirken können.ίο Collector potential of the respective other transistor controlled. This ensures that several potential jumps within half a period of the Pulse sequence can only cause a change in state of the multivibrator.

Im folgen sei die Wirkungsweise der Impulsgeberanordnung erläutert.The mode of operation of the pulse generator arrangement is explained below.

Liegt Rechtslauf des Zählerläufers vor, so ist bei L-Zustand des Oszillatortransistots T₄ der Transistor T₅ durchgeschaltet, d. h., sein KollektorpotentialIf the counter rotor is running clockwise, when the oscillator _{transistor T 4} is in the L state, the transistor T _{5 is switched} through, ie, its collector potential

ao liegt au/ Null. Das Potential des Kollektors von T_s führt einen negativen Potent■·.Lsprung durch, wenn der Oszillatortransistor T₁ in der L-Zustand übergeht. Der negative Potentialsprung wird über den Kondensator C₄, den Widerstand R₁₀ und den Transislor T₅ difTerentiiert und über die Diode D., der Kippschaltung zugeführt. Diese wird in den anderen Schaltzustand gekippt.ao is au / zero. The potential of the collector of T _s has a negative potential when the oscillator transistor T _{1 changes} to the L state. The negative potential jump is differentiated via the capacitor C ₄ , the resistor R ₁₀ and the transistor T ₅ and fed to the flip-flop circuit via the diode D. This is switched to the other switching state.

Die zweite gleichwertige Bedingung für Rechtslauf ist erfüllt, wenn der Kreis des Oszillatortransistors T₄ nicht schwingt, der Schaltstufentransistor T₆ durchgeschaltet ist und der Transistor T₁ bzw. T₃ in den Nullzustand springt. Der negative Potentialsprung wird über den Kondensator C₃ und den Transistor T₀ difTerentiiert und gelangt über die Diode D₁ auf die Basis des zweiten Transistors der Kippstufe, wobei diese zurückgekippt wird. Liegt Linkslauf vor. so ist in einem Falle der Eingangstransistor T₅, T₆ nicht leitend, wenn der Transistor T., der Stufe T₀, T₃ einen negativen Potentialsprung ausführt. Dieser Potentialsprung wird über den Differentiierkondensator C₄. dem Widerstand R₁₀ und dem Kollektorwidcrstand R_n auf das volle positive Potential bezogen, so daß kein Anteil des negativen Impulses über die Anstcucmngsdiode .0., zur Kippstufe gelangt. Bei der anderen Linkslaufbedingung ist die Wirkung ähnlich.The second equivalent condition for clockwise rotation is fulfilled when the circuit of the oscillator _{transistor T 4} does not oscillate, the switching stage _{transistor T 6} is switched on and the transistor T ₁ or T ₃ jumps to the zero state. The negative potential jump is differentiated via the capacitor C ₃ and the transistor T ₀ and reaches the base of the second transistor of the flip-flop via the diode D _{1, which is flipped back.} There is left-hand rotation. so in one case the input _{transistor T 5} , T _{6 is} not conductive when the transistor T., the stage T ₀ , T ₃ executes a negative potential jump. This potential jump is generated via the differentiating capacitor C ₄ . the resistor R ₁₀ and the collector resistor R _n based on the full positive potential, so that no portion of the negative pulse via the triggering diode .0., reaches the trigger stage. The effect is similar for the other counter-clockwise rotation condition.

Es ist somit eine rückwirkungsfreie Drehrichtungserfassung sowie eine Drehzahlerfassung in einer Drehrichtung gewährleistet.It is thus a reaction-free detection of the direction of rotation as well as a detection of the speed in one direction of rotation guaranteed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

Special facilities are required at the place of reception to distinguish between the one or the other enable other direction of rotation.

There is an arrangement known in which different Direction of rotation can be determined with the help of offset pulse trains. It will be here Counting stages are used to which the pulse trains are transmitted in a step-down manner, the

abus. »; * joujiiWuuigbu uwiwiai TTwu» «Μ« vi _u “Decoding of combinations of states that deliver absolute pulse edge direction (LO or OL over- io luten counts. Each counting level is a downfall) of the one. Impu.lsfplge in relation to the. differentiation of the counting direction with several as counting stationaries. £ us) and, p ^ sr 'other pulse train qfa f * - ^ pef ^ qf wiijcen / Jep provided bistable circuits. Criterion for determining the direction of rotation of this known arrangement is relatively

Claim:

Pulse generator arrangement with a bistable multivibrator for counting revolutions, in particular for precision electricity meters, which are generated by a rotary encoder to generate two is operated by half a pulse width mutually offset pulse trains and in the

bers serves, characterized by two This known arrangement is relatively expensive (German interpretation document 1224 070).

Oszillatoren ^W₁, C_x, T₁ und W₃, C₈, T₄), die von 15 Es ist femer eine Impulsgeberanordnung der ein» dem Geber (L) periodisch beeinflußt werden und gangs genannten Art bekannt Hierbei werden HaIl-Oscillators (W ₁ , C _x , T ₁ and W ₃ , C ₈ , T ₄ ), which are also periodically influenced by a pulse generator arrangement of the type mentioned at the beginning.

··■-■"-—· generatoren als Meßwandler sowie eine Verknüp·· ■ - ■ "-— · generators as transducers and a link

function logic with differentiators is used, whereby the generated when the encoder is rotated! electrical impulses via statically and dynamically controlled AND links, depending on the direction of rotation of the encoder, can each be given to an OR link. With rotor pendulum

each of which is assigned a phase reversal stage (Tj, T, or T ₅ , T ₆ ) which are controlled by the smoothed emitter potentials of the oscillator transponders (T ₁ , T ₄ ), of which a phase reversal stage (T ₅ , T ₀ ) the two inputs (diodes D ₁ , D.,) dynamically assigned to one of the two complementary outputs of the other phase reversing stage (T ₂ , T ₃ ) of a bistable tilting around a dynamic switching point occurs

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stage (T ₇ , T ₈ ) for the differentiated impulses resulted in impulse sequences that incorrectly map the balance of the impulse sayers dynamically coupled reverse stage remote counting (Siemens Zeitschrift, (T ₂ , T ₃ ) alternately opens and blocks, so that 1966, No. 1, pp. 28 to 31).
Output pulses for one direction of rotation on the
bistable flip-flop are present, with for a

each of the two state transition directions of the one pulse train control only one input of the bistable output flip-flop (T ₇ , T ₈ ). It is also known for a pulse generator arrangement