DE1462644A1

DE1462644A1 - Schaltungsanordnung zur Ableitung eines Digitalsignals aus dem impulslaengenmodulierten Ausgangssignal einer Flip-Flop-Schaltung

Info

Publication number: DE1462644A1
Application number: DE19661462644
Authority: DE
Inventors: Groth William Henry
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1965-10-18
Filing date: 1966-10-12
Publication date: 1969-10-09
Also published as: US3447148A; GB1102120A; DE1462644B2; US3447149A; CH454217A

Description

H 60 725 Vllla/Sla¹ Prankfurt am Main,

H31 P28 · ^Avn^ P 14 62 644.9

HONEYWELL INC.
2701 Fourth Avenue South Minneapolis, Minn., USA

Schaltungsanordnung zur Ableitung eines Digitalsignals aus dem impulslängenmodulierten Ausgangssignal einer Fllp-Flop-Schaltung · ^!

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines .dem durch Integration aus dem impulslängenmodulierten Ausgangssignal einer durch Digitalsignale gesteuerten Flip-Flop-Schaltung gewonnenen Analogsignal entweiches z.B. dadurch erhalten werden sprechenden Digitalsignals, , kann, daß die Flip-Flop-Schaltung durch die Ausgangssignale zweier zyklischer, nach einer vorgegebenen Anzahl von Eingangsimpulsen einen Ausgangsimpuls abgebender Impulszähler abwechselnd von einem in den anderen Schaltzustand umgeschaltet wird und daß der relative zeitliche Abstand der Zählerausgangs-•signale durch Änderung der .Zählgeschwindigkeit eines .Zählers in Abhängigkeit von den digitalen Steuersignalen veränderbar ist. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß ein Taktgeber auf zwei Ausgangsleitungen abwechselnd Impulse aussendet und die Impulse der einen Eingangs leitung einem ersten-Impulszähler unmittelbar und einem zweiten Impulszähler üboi· eine erste Torschaltung zugeführt werden, welche durch ein Ausgangssignal einer Logikschaltung vorübergehend ge-

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sperrt wird, sobald der Logikschaltung ein die Veränderung des analogen Ausgangssignals in der einen Richtung (z.B. Vergrößerung) forderndes digitales Eingangssignal zugeführt wird. Die zweite Ausgangsleitung des Taktgebers ist dann über eine "zweite Torschaltung ebenfalls an den Eingang des zweiten Zählers angeschlossen. Sie wird durch ein Ausgangssignal der Logikschal'tung vorübergehend durchgeschaltet und damit wird dem zweiten Zähler wenigstens ein zusätzlicher Impuls zugeführt, sobald der Logikschaltung ein die Veränderung des analogen Ausgangssignals in der anderen Richtung (z.B. Verkleinerung) forderndes Eingangssignal zugeführt wird.

Bei der Regelung eines Prozesses mit Hilfe eines Rechners hat letzterer in erster Linie die Aufgabe, aus den von Temperatur^ruck- und sonstigen Fühlern zur Verfügung gestellten Meßgrößensignalen,gegebenenfalls einem vorgegebenen Programm und in den Rechner eingegebene Führungsgrößen, für die den Prozess beeinflussendsi Stellglieder jeweils die Stellgrößen so zu berechnen, daß die Regelgrößen auf den vorgeschriebenen Sollwert gebracht' oder gehalten werden. Im Rechner erfolgt also ein Vergleich von Ist- und Sollwert, deren Differenz als Regelabweichung digital dargestellt ist und in einem zur Beeinflussung der Stellglieder geeigneten Analogwert umgesetzt werden muß. Hierzu dient die bisher beschriebene in ihrem Grundaufbau für andere Zwecke an sich bekannte Schaltung.

Verfahrensregelstrecken weisen üblicherweise eine mehr oder weniger große Trägheit auf. Es genügt deshalb vielfach nicht, den jeweiligen Istwert einer Regelgröße mit dem Sollwert zu vergleichen, sondern es muß gleichzeitig bei der Berechnung der Stellgröße berücksichtigt werden, welches Stellgrößensignal gerade zugeführt wird, um den Prozess in Richtung auf den Sollwert zu beeinflussen. Es bedarf also einer Rückmeldung und Überwachung des am Ausgang des D/A-Umsetzers stehenden Analogsignals an den und durch den Rechner selbst. Aufgabe der Erfindung ist es, eine hierfür geeignete, mit großer Genauigkeit und Geschwindigkeit arbeitende Schaltungsanordnung anzugeben. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines solchen dem analogen Ausgangssignal entsprechenden digitalen RUckfUhrungssignals ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang eines UHD-Tores mit drei Eingängen an einen Ausgang der Flip-Flop-Schaltung, der zweite Eingang der Torschaltung an den einen Ausgang eines Taktgebers und der dritte Eingang an den Ausgang eines die Zahl der Zeitgeberimpulse während der Dauer eines Ausgangsimpulses ■der Flip-Flop-Schaltung feststellenden Periodenzählers angeschlossen ist, welcher mit seinem Eingang an den Ausgang eines vom Taktgeber direkt gesteuerten Zählers angeschlossen ist und nach einer vorgegebenen Anzahl von Zählperioden des Zählers ein Ausgangssignal abgibt. Ferner ist an den Ausgang der Torschaltung ein Frequenzteiler mit nachgeschaltetem weiteren Zähler angeschlossen, wobei der-Frequenzteiler während jeder Zählperiode jeweils nur. dann die Taktimpulse

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erhält, wenn sich die Flip-Flop-Schaltung in dem einen (oder dem anderen) Schaltzustand befindet, und Ausgangsimpulse liefert, welche dem Mittelwert der während eines Ausgangs impuls es der Flip-Flop-Schaltung (oder im Zeitraum* zwischen zwei Ausgangsimpulsen) auftretenden Taktgeberimpulse entsprechen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ausgang des Frequenzteilers mit dem einen Eingang eines dem weiteren Zähler vorgeschalteten UND-Tores verbunden, welches durch ein seinem zweiten Eingang über eine Leseleitung zugeführte Signal durchschaltbar ist. Dem Eingang ·' des weiteren Zählers kann ein zweites UND-Tor vorgeschaltet sein, dessen einem Eingang von einem Taktgeber Schaltimpulse zugeführt werden und welches an seinem zweiten Eingang durch ein über eine Schreibleitung .zugeführte Signal durchschal tbar ist. Der weitere Zähler ist vorzugsweise über eine Pufferschaltung mit einer digitalen Soll-Istwert-Vergleichsschaltung, vorzugsweise einem Prozessrechner, verbunden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Hierbei zeigt

Figur 1 das Blockschaltbild eines Digital-Analog-Umsetzers, Figur 2 schematisch die darin verwendete Logikschaltung und

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Figur 3 den Analog-Ausgabekreis eines Digital-Rechners mit der Schaltung zur Analog-Digital-Rückumsetzung gemäß der Erfindung.

In Figur 1 liefert ein Taktoszillator 1 Impulse mit einer vorbestimmten Frequenz, z.B. 1 MHz abwechselnd auf den beiden Ausgangsleitungen 2 und J>. Dabei ist die Ausgangsleitung 2 zu einem ersten Binärzähler 4 geführt, dessen Ausgangskreis so ausgebildet ist, daß er nach jedem beendeten Binärzyklus ein Ausgangssignal liefert, z.B. jeweils nach Erhalt von 1,024 Eingangssignalen. Die Ausgangsleitung 5 des Zählers 4 ist über das ODER-Tor β mit einem ersten Flip-Flop 7 verbunden, der von den Ausgangssignälen des Zählers 4 von einem Zustand in den anderen gekippt werden kann. Des weiteren ist die Ausgangsleitung 5 des Zählers 4 an den einen Eingang eines ersten und eines zweiten UND-Tors 8 bzw. 9 angeschlossen. Die Äusgangsleituhg 2 des Taktoszillators 1 ist mit einem dritten UND-Tor 11 verbunden, das somit ebenfalls mit einem Ausgangssignal des Taktoszillators " beaufschlagt wird. . "

Die zweite Ausgangsleitung J> des Taktoszillators 1 führt zu einem vierten UND-Tor 12, das sein erstes Eingangssignal über diese Leitung erhält. Die Ausgangssginale der UND-Tore-Il und 12 werden dem Eingangskreis eines zweiten zyklischen Binärzählers 15 zugeführt, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des ODER-Tores 6 verbunden ist, so daß die Ausgangssignale des Zählers 15 ebenfalls den Flip-Flop 7 steuern.

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Der Ausgang der einen Seite des Flip-Flops 7 ist mit dem Stromschalter oder Tor 17 verbunden, welches ein elektrisches Signal vorgegebener Größe aus einer BezugsSpannungsquelle 18 über den Widerstand 19 an die Integrations- und Verstärkerschaltung·20 liefert. Das Ausgangssignal der Integrationsschaltung 20 stellt an der Ausgangsklemme 20a das analoge Ausgangssignal zur Verfugung, welches dem Wert des umgewandelten Digital-Signals entspricht.

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Von der bereits erwähnten Ausgangsseite des Flip-Flops 7 führt eine Leitung 21 zu einem ersten Eingang des UND-Tores .8. In gleicher Weise ist von der anderen Ausgangsseite des Flip-Flops 7 über die Leitung 22 eine Verbindung zu einem Eingang des UND-Tores 9 hergestellt. Die Ausgangssignale der beiden UND-Tore 8 und 9 werden auf entgegengesetzten Seiten dem zweiten Flip—Flop 25 zugeführt. Das Ausgangssignal der einen Seite dieses Flip-Flops ist als erstes Eingangssignal für die UND-Tore 26 und 27 vorgesehen. Mit der anderen Seite des Flip-Flops 25 sind die UND-Tore 28 und 29 verbunden. Das zweite Eingangssignal für die UND-Tore 27 und 28 ist ein digitales Kommandosignal, das über die Leitung 30 zugeführt wird. Dementsprechend erhalten die UND-Tore 2β und 29 ihr zweites Eingangssignal über die Leitung Jl ebenfalls in Form, eines digitalen Kommandosignals. Die Ausgänge der beiden UND-Tore 26 und 28 sind zusammengeschaltet und mit einem ersten Eingangskreis einer Logikschaltung 33 verbunden; desgleichen die Ausgänge der UND-Tore 27 und 29 mit einem zweiten Eingangskreis. Die Aus-

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gangssignale der Logikschaltung 33 gelangen über die Leitungen 11a und 12a als Steuersignale zu den UND-Toren 11 und 12. Die Ausgangsleitungen 2 und 3 des Taktoszillators sind ebenfalls mit der Logikschaltung verbunden, so daß die Ausgangssignale dieser Schaltung synchronisiert sind.

Der Taktoszillator sendet auf seinen beiden Ausgangsleitungen 2 und 3 abwechselnd Impulse aus, wobei die Impulse auf der Ausgangsleitung 2 dem ersten Impulszähler 4 unmittelbar und einem zweiten Impulszähler 15 über die erste Torschaltung 11 zugeführt werden. Diese wird durch ein Ausgangssignal der Logikschaltung vorübergehend gesperrt, sobald der Logikschaltung ein die Veränderung des analogen Ausgangssignals in der einen Richtung, z.B. Vergrößerung, forderndes digitales Eingangssignal zugeführt wird.· Die zweite Ausgangs leitung 3 des Taktoszillators 1 ist über eine, zweite Torschaltung 12 ebenfalls an den Eingang des zweiten Zählers 15 angeschlossen. Sie wird durch ein Ausgangssignal der Logikschaltung 33 vorübergehend durchgeschaltet und damit wird dem zweiten Zähler 15 wenigstens ein zusätzlicher Impuls zugeführt, sobald der Logikschaltung ein die Veränderung des analogen Ausgangssignals in der anderen Richtung, z.B. eine Verkleinerung, forderndes Eingangssignal zugeführt wird. Je nachdem, ob der Lstwert größer ist als der Sollwert oder umgekehrt, die Regelabweichung also positiv oder negativ ist, liefert der Rechner entweder auf der Leitung 30 oder auf der Leitung 31 Impulse an die Logikschaltung 33* welche dann den Zähler 15

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entweder verzögert oder beschleunigt. Das Beschleunigen erfolgt dadurch, daß außer den von der Leitung 2 über das Tor

11 an den Zähler 15 gelangenden Taktgeberimpulsen zusätzlich noch über die Leitung 3 und das Tor 12 Impulse zum Zähler 15 gelangen. Die Impulse auf den Ausgangsleitungen 2 und 3 des Taktoszillators 1 erscheinen abwechselnd. Eine Verzögerung des Ausgangssignals des zyklischen Impulszählers 15 läßt sich dadurch erreichen, daß man den Weg der Impulse von der Leitung 2 zum Zähler 15 vorübergehend sperrt.

Die Logikschaltung 33 ist schematisch in Figur 2 dargestellt. Die erste Eingangsklemme 40 dieser Schaltung ist mit den UND-Toren 26 und 28 verbunden,und die zweite Eingangsklemme 41 ist an die UND-Tore 27 und 29 gelegt. Über die beiden Ausgangsklemmen 42 und 43 ist die Schaltung mit den UND-Toren 11 und

12 verbunden. Die Synchronisierimpulse der Leitung 2 des Taktoszillators gelangen an die Synchronisierklemme 45 und die Synchronisierimpulse der zweiten Ausgangsleitung 3 des Taktoszillators gelangen an die Synchronisierklemme 46. Mit den in der Schaltung der Figur 2 gezeigten Buchstaben sollen" die Stromwege aufgezeigt werden, z.B. A-A, B-B, S-S usw.

Am Ende eines jeden vollen binären Zählzyklus gibt jeder der beiden Zähler 4 und 15 ein Ausgangssignal ab, das über das ODER-Tor 6 in den Flip-Flop 7 gelangt, wodurch mit jedem. Ausgangsimpuls des ODER-Tores 6 der Zustand des Flip-Flop 7 umgekehrt wird. Er erzeugt an seinem ersten Ausgang eine Impulsfolge, deren Ausgangsimpulse eine Dauer aufweisen,

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die dem Intervall zwischen den Ausgangssignalen der beiden Zähler entspricht. Diese Impulsfolge wird dem Stromschalter 17 zugeführt und bewirkt einen Stromfluß von der 'Bezugsspannungsquelle 18 in den Integrator 20 während der Dauer eines jeden Impulses.

Soll das Analogsignal vergrößert werden, so werden die digitalen Kommandosignale über die Klemme ^O und bei Verkleinerung des Analogsignals über die·Klemme Jl den UND-Toren am Eingang der Logikschaltung zugeführt. Hierzu besitzt der Digital-Analog-Umsetzer eine Steuereinrichtung für die relative Zeitfolge der Ausgangssignale der beiden Zähler 4 und 15. Hierzu wird entweder dem Eingang des Zählers 15 ein zusätzlicher Impuls zugeführt oder ein Impuls vom Eingang dieses Zählers ferngehalten. Das Ausgangssignal des Zählers 15 wird dadurch im Bezug auf das Ausgangssignal des Zählers 4 zeitlich verschoben und steuert den Flip-Flop |so, daß sein Zustand mit unterschiedlichem Zeitabstand verändert wird. Dabei unterliegt natürlich auch die Dauer der Impulse in der Ausgangsimpulsfolge und die am Ausgang des Integrators stehende Analogspannung einer Veränderung. Die Stromkreise sind so aufgebaut, daß das Ausgangssignal des Zählers 4 den Flip-Flop 7 öffnet und das Aus gangs signal es Zählers I5 ihn schließt. Dadurch wird der Zyklus, in dem zusätzliche Impulse zum Eingang des Zählers I5 gelangen, schneller beendet sein, so ■ daß die Zykluszeit herabgesetzt wird und der Flip-Flop schneller umschaltet. Diese Verkürzung der Zykluszeit be-

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wirkt eine proportionale Verkleinerung des analogen Ausgangssignals. Wenn andererseits der Eingang des Zählers 15 für eine gewisse Zeit gesperrt wird, schaltet der Flip-Flop 7 langsamer um, die Impulsdauer wird länger und das analoge Ausgangssignal wird größer.

Der zweite Ausgang 3 des Taktoszillators 1 wird also für die zusätzliche Impulszufuhr zum Zähler 15 über das Tor 12 benutzt. Das Tor 11 hingegen dient dazu, den Zugang von Impulsen des Taktoszillators über die Leitung 2 zum Zähler 15 zu sperren. Dabei werden beide Tore 11 und 12 von der Logikschaltung 33 In Abhängigkeit von digitalen Kommandosignalen gesteuert, die entweder über die Klemme 30. oder 31 zugeführt werden. Die Logikschaltung hält normalerweise das Tor 11 offen, so daß alle Taktimpulse über die Leitung 2 in den Zähler 15 gelangen. Wie Figur 2 zeigt, enthält die Logikschaltung 33 drei Flip-Flops A, B und C. Mit Ausgangsimpulsen des Flip-Flops A an der Klemme 42 wird das UND-Tor 11 geöffnet. Ein Signal vom Flip-Flop B an der Klemme 43 wird das Tor 12 offenhalten und zusätzliche Impulse über die Leitung 3 des Taktoszillators.in den Zähler 15 einführen, wodurch das analoge Ausgangssginal verkleinert wird. Dabei stellt sich die Logikschaltung 33 nach Durchführung der geforderten Operation selbsttätig zurück, indem sie ent-· weder das Tor 11 wieder öffnet oder das Tor 12 wieder schließt. Nach der Rückstellung, gelangen wieder alle Taktoszillatorimpulse von der Leitung 2 zum Zähler I5. ■

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In Figur 1 stellen die Tore 8 und 9, der Flip-Flop 25 und die Tore 26 bis 29 ebenfalls eine logische Verknüpfungsschaltung dar, die dazu dient, falsche· Operationen des Umsetzers zu verhindern, wenn die Schaltung einen Grenzwert des korrekten analogen Ausgangssignals erreicht hat, d.h. wenn ein analoges Ausgangesignal die maximal mögliche Vergrößerung oder Verkleinerung erfahren hat. Die Grenzwerte werden durch den Zyklus der Zähler 4 und 15 bestimmt. Es ist ersichtlich, daß der Zähler 15 normalerweise ein Ausgangssignal zwischen dem Erscheinen von zwei Ausgangssignalen des Zählers 4 liefert und daß das erste der beiden Signale des Zählers 4 den Flip-Floj^inschaltet, während das Signal vom Zähler 15 den Flip-Flop zurückschaltet. Wird nun das. Signal vom Zähler 15 soweit verzögert, bis es mit dem zweiten Signal vom Zähler 4 zusammenfällt, so erreichen die Impulse vom Flip-Flop 7 eine maximale Länge, die dem Maximalwert des analogen Ausgangssignals entspricht. Wird dann ein weiteres Kommandosignal an der Klemme 50 wirksam, so werden die Impulse vom Zähler wiederum verzögert mit dem Resultat, daß das zweite der Ausgangssignale des Zählers 4 den Flip-Flop schließt und der darauf folgende Impuls des Zählers 15 erneut den Flip-Flop öffnet, so daß die näehsten vom Flip-Flop gelieferten Impulse im Gegensatz zur vorherigen Verlängerung verkürzt werden. Eine gleiche Umkehr der Betriebsweise würde geschehen, wenn das Ausgangssignal vom Zähler 15 so sehr beschleunigt würde, daß es vor dem ersten der beiden Ausgangssignale des Zählers 4 erscheint.

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Um eine solche zu Fehlern führende Betriebsweise zu vermeiden, ist eine Begrenzerschaltung mit dem UND-Tor 8 und der Flip-Flop-Schaltung 25 vorgesehen. Das Tor 8 spricht an, wenn der Flip-Flop 7 auf seinem oberen Ausgang ein Signal führt und während ,dieser Zeit auf der^ Ausgangsleitung 5 des Zählers 4 ein Impuls erscheint. Normalerweise dürfte nämlich dieser Impuls erst erscheinen, wenn der Ausgangsimpuls des Zählers 15 den Flip-Flop so umgeschaltet hat, daß sein unterer Ausgang Spannung führt. Wenn Jedoch die gegebene Situation eintritt und das über die Leitung 21 an den oberen Ausgang des Flip-Flops7 angeschlossene Tor 8 durchschaltet, so wird der Flip-Flop 25 so eingestellt,.daß das Eingangssignal auf der Leitung 30, welches normalerweise einer Vergrößerung des erzeugten Analogsignals zur Folge haben soll, nicht mehr über das Tor 28 an den oberen Eingang 40 der Logikschaltung 33* sondern über das Tor· 27 an deren unteren Eingang 41 gelangt. Umgekehrt wird die Steuerleitung 31 über das Tor 26 mit dem oberen Eingang 40 der Logikschaltung 33 verbunden, statt wie bisher über das Tor 29 mit dem unteren. Der Flip-Flop 25 bewirkt also über die Tore 26 bis 29 eine kreuzweise Umschaltung der Eingangsleitungen 30 und 31 und verhindert damit, daß die Impulse des Zählers 15 noch weiter verzögert oder im entgegengesetzten Fall beschleunigt werden. Sobald diese Koinzidenz der Impulse auf der oberen Ausgangsleitung des Flip-Flops 7 und der Ausgangsleitung 5 des Zählers 4 wegfällt, wird über das Tor 9 der Flip-Flop 25 wieder in die Normallage umgeschaltet und die Logikschaltung 33 folgt ohne Inversion den

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Eingangssignalen auf den Leitungen 30 und 31· Während der Inversion der digitalen Kommandosignale verharrt das analoge Ausgangssignal auf seinem Grenzwert.

Anhand von Figur 3 wird im folgenden beschrieben, wie das am Ausgang des Flip-Flops 7 stehende pulslängenmodulierte Signal in ein.digitales Rückführungssignal für einen Digitalrechner oder eine ähnliche Vorrichtung umgesetzt wird. In Figur 3 werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen benutzt wie in den Figuren 1 und 2. Der zuvor anhand der Figuren 1 und 2 beschriebene Umsetzer

einschließlich der Logikschaltun'g 33* ist in Figur 3 als Block 50 wiedergegeben.

Zur Erzeugung des Rückführungssignals wird die Zahl der während jeder Einsehaltdauer des Flip-Flops 7 über die Leitung 2 fließenden Ausgangsimpulse des Taktoszillators 1 gezählt. Die Zählung erstreckt sich über ein vorbestimmte Anzahl von Impulsen des Flip-Flops 7, z.B. 16 .Impulsen, damit ein Zählsignal erzeugt wird, das für die nachfolgende übertragung durch die Anzahl der Zählzyklen geteilt werden kann. Das" Zählsignal wird dem Zähler |j>l · zugeführt, der auch die digitalen,Kommandosignale für den Umsetzer 50 erzeugt. Der Zählerstand dieses Zählers wird nach der Zählung der Rückführungsimpulse als digitale Darstellung des Wertes des analogen Ausgangssignals in den Rechner übertragen. Der Binärzähler 51 wird dazu benutzt, die gewünschte änderung des Analogsignals in Form eines

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Digitalsignals zu speichern, welches die Zahl der Schritte wiedergibt, die nötig sind, um das gerade vorhandene Analogsignal auf den gewünschten Wert zu bringen. Der Digitalwert wird beim Anlegen eines Verschiebesignals an die Klemme 53 von der Pufferschaltung 52 des Rechners in den Zähler 51 übertragen. Die Pufferschaltung arbeitet mit dem Zähler 51 in beiden Richtungen zusammen; es werden also entweder die vom Rechner über die Leitung 53 in die Pufferschaltung 52 eingegebenen Digitalsignale in den Zähler 51 übertragen oder der im Zähler 51 vorhandene Digitalwert wird über die Pufferschaltung 52 in den Rechner geleitet. Mit einem Taktgeber wird der Zähler 51 auf Null zugeschaltet. Dabei durchlaufen die Impulse des Taktgebers 54 das UND-Tor 55» dessen zweiter Eingang mit der Schreibleitung 56 des Rechners verbunden ist. Durch die schrittweise Verstellung des Zählers 51 werden digitale Kommandosignale für die.Logikschaltung des Umsetzers 50 gebildet und über die Tore 57 und 58 zugeführt, die dazu dienen, die Impulse entweder an die Leitung 30 oder die Leitung 31 zu legen. Dabei werden die Tore 57 und 58 mit Signalen des Digitalrechners gesteuert, die Über die Leitungen \6o und 6l zugeführt werden und bestimmen, ob das analoge Ausgangssignal in der oben beschriebenen Weise vergrößert öder verkleinert werden muß. Wenn der Zähler.51 auf Null gestellt ist, hat die Änderung des Analogsignals ihren Abschluß ge- · funden, und das Signal wird nun auf dem abgeglichenen Zustand gehalten. Der W-ert des Analogsignals im abgeglichenen Zustand kann jederzeit durch ein digitales RUckführungs-' system, wie es in Figur 3 gezeigt ist, festgestellt werden.

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Zum Ablesen des Wertes eines analogen Ausgangssignals wird die Anzahl der Impulse, die auf der Leitung 2 des Taktoszillators 1 für Jeden Einschaltzustand des Flip-Flops 7 erzeugt werden, in den Zähler 51 verschoben. Der Zähler 51 wird für den Empfang dieser Signale mit einem Einsteilsignal vorbereitet, welches vom Rechner über die Leitung 65 zugeführt wird. Dieses Signal hat. die Eigenschaft, den Zähler auf den maximalen Zählerstand einzustellen, z.B. alle Stufen auf 1. Dabei wird auch das· Tor 55 geschlossen und das Rückführungslesetor 66 durch ein Signal vom Rechner über die Leitung 67 geöffnet. Die.Taktsignale des Taktoszillators

von der Leitung 2 fließjtfen nun über die Leitung 68 an den einen Eingang des Tores 69, das drei Eingänge hat. Das zweite Eingangssignal für das UND-Tor 69 kommt vom Ausgang des Zählers 4 über die Leitung 5 und djrfen Periodenzähler Dieser Zähler wird dazu benutzt, die Anzahl der Zählzyklen des Zählers 4 in der Zeit zu zählen, in der auch die Taktoszillatorimpulse gezählt werden. Wenn der Zähler 70 die festgesetzte Zahl erreicht hat, wird das Tor 69 geschlossen.

Um die Anzahl der Taktimpulse ^u zählen, die innerhalb der Zeit entstehen, in welcher der Flip-Flop 7 einen Impuls erzeugt und an den Stromschalter 17 tiberträgt, werden die Taktoszillatorimpulse während der Einsehaltzeit des Flip-Flop (z.B. zwischen zwei Ausgangsimpulsen des Flip-Flop 7. an den Stromschalter 17) dazu benutzt, den Zähler 51 von seinem Endstand in Richtung auf Null zurückzustellen. Der im Zähler 51 verbleibende Wert stellt dann die Anzahl der

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Taktimpulse dar, die innerhalb eines Flip-Flop-Ausgangs-Impulses entstanden sind und damit dem Wert des Analogsignals entsprechen. Das Tor 69 kann nur innerhalb der Zeit offen sein, in welcher sich der Flip-Flop 7 im Alternativzustand zum Durchschalten 9es Stromschalters .17 befindet, weil der zweite Ausgang des Flip-Flop über die Leitung 72 mit dem dritten Eingang des Tores 69 und gleichzeitig über die Leitung 22 mit dem Eingang des Um-

t setzers 50 verbunden ist. Daher ist das Tor 69 für die Taktoszillatorimpulse auch nur dann und für. die Zeit offen, in der der Flip-Flop 7 geschlossen ist, und zwar innerhalb

einer bestimmten Anzahl von Zählzyklen des Zählers 4.

Nach Ablauf einer bestimmten Anzahl von Zählperioden veranlaßt der Periodenzähler 70 die Schließung des Tores und die Beendigung der RUckführungszählung. Mit einem Startsignal vom Digitalrechner über die Startleitung 73 kann der Zähler 70 wieder eingeschal-tet und der RUckführungszyklus wieder ausgelöst werden in der Zeit, wenn das Lesetor 66 geöffnet ist. Das Ausgangssignal vom Tor 69 wird dem Frequenzteiler 71 zugeleitet, der die über das Tor 69 zugeführten Impulse durch eine eingestellte Zahl von Zählperioden teilt und damit ein digitales Rückführungssignal bildet, das dem Mittelwert der Zahl von Taktimpulsen entspricht, die auf der Leitung 2 des Taktoszillators innerhalb eines Ausgangsimpulses des Flip-Flops 7 auftreten. Dieses Rückführungssignal wird über die"Rückführungsleitung

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74 dem Tor 66 zugeleitet. Der Zählerstand des Zählers 51 wird am Ende.eines RÜckwandlungszyklus in den Pufferspeicher 52 übertragen und gleichzeitig zurück in den Rechner. Er bildet das dem analogen Ausgangssignal entsprechende Digitälsignal. Somit ist der Rechner in der Lage, stets das analoge Ausgangssignal zu prüfen und, falls erforderlich, eine Korrektur einzuleiten. Es ist hierbei zu bemerken, daß die erfindungsgemäße Rückführungsanordnung mit einer Anzahl von Digital-Analog-Umsetzern eine Multiplex-Schaltung bilden kann, um ein bestimmtes Umsetzersignal der Rückführschaltung zuzuleiten. Dabei wird der Zähler 51 für. jeden Prüf Vorgang über die Leitung 65 voreingestellt.

Die Zählung der Taktoszillatorimpulse, die auf der Leitung 2 innerhalb eines Ausgangsimpulses des Flip-Flop 7 entstehen, erübrigt es, die Taktoszillatorimpulse zu zählen, die in dem Intervall zwischen zwei Flip-Flop-Ausgängen entstehen, zu zählen. Die Zählung kann alternativ direkt durch Anschluß der Leitung 72 an die Leitung 21 anstatt an die Leitung 22 erfolgen.

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Claims

" 18~ U62644 Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines dem durch Integration aus dem impulslängenmodulierten Ausgangssignal einer durch Digitalsignale gesteuerten Flip-Flop-Schaltung gewonnenen Analogsignal .entsprechenden Digitalsignals, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang eines UND-Tores. (69) mit drei Eingängen an einen Ausgang (22) der Flip-Flop-Schaltung (7), der zweite Eingang der Torschaltung an den einen Ausgang (2) eines Taktgebers (Ϊ) und der dritte Eingang an den Ausgang eines die Anzahl der Zeitgeberimpulse während der Dauer eines Ausgangsimpulses der Flip-Flop-Schaltung (7) feststellenden Periodenzählers (70) angeschlossen ist, welcher mit seinem Eingang and^n Ausgang (5) eines vom Taktgeber direkt gesteuerten Zählers (4) angeschlossen ist und nach einer vorgegebenen Anzahl von Zählperioden dieses Zählers ein Ausgangssignal abgibt, und daß an den Ausgang der Torschaltung (69) ein Frequenzteiler (71) mit nachgeschaltetem weiteren Zähler·(51) angeschlossen ist, wobei der Frequenzteiler während jeder Zählperiode jeweils nur dann die Taktimpulse erhält, wenn sich die Flip-Flop-Schaltung in dem einen (oder dem anderen) Schaltzustand befindet und Ausgangsimpulse liefert, deren Anzahl dem Mittelwert der Zahl der während eines Ausgangsimpulses der Flip-Flop-Schaltung (oder im Zeitraum zwischen zwei Ausgangs impulsen) auftretenden Taktgeberimpulse entsprechen.

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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Frequenzteilers (71) mit dem einen Eingang eines, dem weiteren Zähler (51) vorgeschaltetem UNB-Tores·(66) verbunden ist, welches durch ein seinem zweiten Eingang über.eine Leseleitung (6?) zugeführtes Signal durchschaltbar ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingang des weiteren Zählers (51) ein zweites UND-Tor (55) vorgeschaltet ist, dessen einem Eingang von einem Taktgeber (54) Schaltimpulse zugeführt werden und welches an seinem zweiten Eingang durch ein über eine Schreibleitung (56) zuge-

• fUhrtes Signal durchschaltbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Zähler (51) über eine Pufferschaltung (52) mit einer digitalen SoIl-Istwert-Vergleichsschaltung, vorzugsweise einem Prozess- . rechner,verbunden ist. .

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