DE1537492B2

DE1537492B2 - Analog-Digital-Umsetzer

Info

Publication number: DE1537492B2
Application number: DE19671537492
Authority: DE
Inventors: Anthony Leonard London Isaacs
Original assignee: Thorn Electronics Ltd
Current assignee: Thorn Electronics Ltd
Priority date: 1966-10-21
Filing date: 1967-10-23
Publication date: 1970-12-10
Also published as: NL139642B; DE1537492A1; SE335150B; GB1171913A; US3624639A; NL6714352A

Description

Die Erfindung betrifft einen Analog-Digital-Umsetzer mit einem Vergleicher zum Vergleichen eines analogen Eingangssignals mit einer zyklisch wiederholten Folge diskreter Pegel zum Erzeugen von Impulsfolgen, wobei die Impulszahl pro Zyklus abhängt von der Größe des analogen Eingangssignals.

Bei derartigen Analog-Digital-Umsetzern treten die erzeugten Impulse normalerweise ungleichmäßig verteilt über den Zyklus auf, was bei vielen Anwendungen von Nachteil ist. Wird ein derartiger Analog-Digital-Umsetzer beispielsweise bei Bühnen- und Studiobeleuchtungsanlagen benutzt, bei denen die Ausgangsimpulse zum Steuern des Abdunkeins oder Aufhellens der Lampen dienen, dann bringt das Auftreten einer Impulshäufung eine sichtbare Stufe in der Helligkeitsänderung der Lampen mit sich.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Analog-Digital-Umsetzer der eingangs erwähnten Art derart zu verbessern, daß die erzeugten Ausgangsimpulse in regelmäßiger Verteilung über den ganzen Zyklus auftreten.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch einen mit einem Impulsgenerator verbundenen Zähler mit mehreren Binärstufen, von denen jede über einen zugeordneten Widerstand mit einer gemeinsamen die diskreten Pegel dem Vergleicher zuführenden Ausgangsklemme verbunden ist, wobei die Widerstandswerte der Widerstände in umgekehrtem Verhältnis zu der Wertigkeit der Zählerstufen bemessen sind, mit denen sie verbunden sind.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Bühnenbeleuchtungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Analog-Digital-Umsetzer,

F i g. 2 ein Teilschaltbild in Blockform eines erfindungsgemäßen Analog-Digital-Umsetzers,

F i g. 3 eine Tabelle der Folge von Ausgangsimpulsen aus dem Analog-Digital-Umsetzer nach F i g. 2,

F i g. 4 einen Ausschnitt aus F i g. 1 mit einer Abänderung für eine veränderbare Lampenverdunklungsregelung.

In der Bühnenbeleuchtungsanlage nach Fig. 1 steuert ein Satz 10 von Verdunklern Gruppen nicht gezeichneter Lampen. Die Lichtintensität jeder beliebigen Lampengruppe läßt sich durch Verstellen des Schleifers eines von zehn Lichtreglern verändern, die mit 0 bis 9 numeriert sind und von denen die beiden 8 und 9 in F i g. 1 dargestellt sind. Wenn ein Schleifer in einer Richtung bewegt wird, wird die Helligkeit einer von einem Kanalwähler 13 gewählten Lampengruppe kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit erhöht, die von der Stellung des Schleifers abhängt, bis die maximale Intensität erreicht ist. Durch Bewegen des Schleifers in der anderen Richtung werden die Lampen kontinuierlich abgedunkelt.

Jede Lampengruppe ist einem Kanal und acht Kernen in einem Kernspeicher 14 zugeordnet. Einer der Kerne registriert ein 1-Bit-ÄEin-AusK-Signal, und die anderen sieben registrieren eine 7-Bit-Helligkeitszahl, die die erforderliche Helligkeit für die Lampengruppe angibt. Die Kanäle werden zeitlich mehrfachgenutzt, und ein 40-kHz-Steueroszillator 15 sendet Impulse an einen Frequenzteiler oder Teilerschaltung 16, der zwei kaskadengeschaltete Zehnerstufen und zwei kaskadengeschaltete Zweierstufen aufweist. Die erste Zehnerstufe liefert Ausgangssignale für die Einer, die zweite Ausgangssignale für die Zehner, und die beiden Zweierstufen liefern vier Ausgangssignale für die Hunderter. Die Kanäle sind von Null bis Dreihundertneunzig beziffert und erstrecken sich über je 25 Mikrosekunden. Die Ausgänge des Teilerkreises werden auf die Kerntreiber 17 gegeben, die zu Beginn jeder Kanalperiode von 25 Mikrosekunden Länge unter Benutzung der üblichen Halbstromimpulse, die auf die X- und Y-Achsen-Drähte der Matrix des Speichers 14 gegeben werden, die acht Kerne auswählen, die einem der Kanäle zugeordnet sind, und übertragen ihren Inhalt auf einen Pufferspeicher 18. Der Inhalt des Pufferspeichers wird dann von einem Digital-Analog-Umsetzer 19 in eine Analogspannung umgewandelt. Die resultierende Spannung gelangt zu einem ausgewählten Verdunklerantrieb 20 über einen Ausgangs-Abtaster 21, der eine Abtastmatrix von UND-Gattern aufweist, die gesteuert werden von den Ausgangssignalen des Frequenzteilers 16 und die vierhundert Speicherkondensatoren speisen. Die Abtastmatrix, die von den Teilerwellenformen zeitgesteuert wird, wandelt das 400-Kanal-Zeitfolgesignal des Digital-Analog-Umsetzers 19 um in 400 parallele Signale auf die 400 Speicherkondensatoren. Diese Signale, je eines für jeden Beleuchtungskanal, werden in den Verdunklerantrieben 20 zu Signalen umgeformt, die die 400 Verdunkler, je einen für jeden Beleuchtungskanal, steuern.

Am Ende jeder 25-Mikrosekunden-Periode wird der Inhalt des Pufferspeichers in den Kernspeicher zurückgelesen, und der Inhalt der folgenden acht Kerne, die dem nächsten Kanal entsprechen, werden in den Pufferspeicher eingelesen.

Die zehn Lichtregler werden benutzt, um die erforderlichen Helligkeitszahlen in den Speicher 14 einzugeben und sie nach Bedarf zu ändern. Zunächst wird unter Benutzung des Kanalwählers 13 und eines Eingangsabtasters 22 ein Kanal gewählt. Die Schalttafel des Kanalwählers weist zehn Zehnerköpfe auf, die mit 0, 10, 20 ... 80 und 90 bezeichnet sind, sowie vier Hunderterknöpfe, die mit 0, 100, 200 und 300 bezeichnet sind. Es gibt zwei Register oder Speicher in dem Kanalwähler 13, ein zehnteiliges Zehner-Register (Zustände 0, 10, 20 ... 80 und 90) und ein vierteiliges Hunderter-Register (Zustände 0, 100, 200 und 300). Wenn der Knopf »200« gedrückt und wieder losgelassen wird, ist das Hunderter-Register in den Zustand 200 gesetzt, wodurch eine Signallampe in dem Knopf »200« oder in seiner Nähe aufleuchtet und alle anderen Hunderter-Lampen ausgelöscht werden. Dieser Zustand bleibt erhalten, bis ein anderer Hunderter-Knopf gedrückt wird. Wenn nun der Knopf »70« gedrückt und wieder losgelassen wird, ist das Zehner-Register in den Zustand 70 gesetzt, wobei eine Signallampe in dem Knopf »70« oder in seiner Nähe aufleuchtet und alle anderen Zehner-Signallampen ausgelöscht werden. Die Steuereinheiten 0 bis 9 arbeiten nun auf den zugehörigen Kanälen 270 bis 279 der 400 verfügbaren Kanäle und steuern die Lampen in den Beleuchtungskanälen 270 bis 279. Wenn nun der Zehnerknopf »0« gedrückt wird, wird das Zehnerregister in den Zustand 0 gebracht, der Zehner-Knopf »0« wird an Stelle des Zehner-Knopfs »70« erleuchtet, und die Steuereinheiten 0 bis 9 arbeiten auf den zugehörigen Kanälen 200 bis 209. Wenn anschließend der Hunderter-Knopf »0« gedrückt wird, wird das Hunderter-Register in den Zustand 0

gebracht, der Hunderter-Knopf »0« wird an Stelle des Knopfs »200« erleuchtet, und die Steuereinheiten 0 bis 9 arbeiten auf den zugehörigen Kanälen 0 bis 9.

Ist der Kanalwähler auf 270 eingestellt, so werden die Hunderter- und Zehner-Register in dem Kanalwähler in einer UND-Gatter-Matrix verglichen mit den zugehörigen Zählern der Teilerschaltung 16, um einen Ausgangsimpuls zu erzeugen, wenn sich die Teilerschaltung in den Zuständen 270 bis 279 befindet.

In dem Eingangsabtaster 22 werden die Einer-Ausgänge der Teilerschaltung 16 einer UND-Gatter-Matrix zugeführt mit den Analogspannungsausgängen der zehn Lichtregler und mit den Ausgängen des Kanalwählers. Bei erleuchteten Knöpfen »200« und »70« besteht der kombinierte Ausgang aus Abtastungen vom Ausgang des Lichtreglers 0, wenn die Teilerschaltung sich im Zustand 270 befindet, vom Ausgang des Lichtreglers 1, wenn der Hauptteiler sich im Zustand 271 befindet, usf., und vom Ausgang des Lichtreglers 9, wenn der Hauptteiler sich im Zustand 279 befindet.

Das Ausgangssignal des Eingangsabtasters 22 setzt sich zusammen aus einer Reihe aufeinanderfolgender Abtastungen der Analogeingangsspannungen von den Lichtreglern, die je einmal während jedes Zyklus der Teilerschaltung vorgenommen sind, wobei die Abtastwerte nur in denjenigen der 400 verfügbaren Kanalperioden erscheinen, die der Einstellung des Kanalwählers entsprechen.

Jeder Lichtregler ist in Richtung auf seine mechanische Mitte schwach vorgespannt, und sein Schleifer wird in die eine Richtung zur Erhöhung der Lampenhelligkeit und in die entgegengesetzte Richtung zur Verminderung der Helligkeit bewegt. Der Eingangsabtaster besitzt einen Zweileiterausgang 23 und 24, wobei die Leitung 23 nur durch solche Regler beschickt wird, die aus der Mittelruhelage in der »Heller«-Richtung verstellt werden, während der andere Leiter 24 nur beschickt wird von Reglern, die aus der Mittelruhelage in der »Dunkler«-Richtung verstellt werden. Die Richtung der Reglerbetätigung wird daher durch Signale auf dem einen bzw. dem anderen der beiden Leiter 23 und 24 angegeben. Die Abtastungen ändern sich in ihrer Größe mit der Verstellung der Regler aus der Mittelruhelage; es entsteht keine Ausgangsgröße aus einem in der Mittelruhelage stehenden Regler.

Ein Analog-Digital-Umsetzer (A/D) 25, der in Fig. 2 als Blockschaltbild dargestellt ist, benutzt einen Zähler 26 mit 128 Zuständen, der von einem 100-Hz-Signal der Teilerschaltung 16 geschaltet wird, um eine analoge Ausgangsspannung mit 128 unterschiedlichen Pegeln zu erzeugen. Jeder Pegel wird während eines vollständigen 400-Kanal-Zyklus der Teilerschaltung 16 aufrechterhalten, so daß ein vollständiger Zyklus von 128 Analog-Spannungs-Pegeln 1,28 Sekunden dauert.

Eine Anzahl Widerstände Rl bis R7 — je einer für jede Stufe des Zählers 26 — ist mit ihren zugehörigen Stufen verbunden. Wenn der Zähler Impulse aufnimmt, werden die Widerstände an eine (nicht gezeichnete) Batterie angeschlossen und von ihr getrennt entsprechend der Anzahl der empfangenen Impulse. Der Strom durch den Widerstand RS und damit die Spannung an dem Widerstand ändern sich daher entsprechend der Zahl, die die 128 Einzelpegel liefern. Ein Komparator 27 vergleicht diese Pegel mit den Ausgängen des Eingangsabtasters an den Leitungen 23 und 24. Wenn die Spannung an einem der beiden Ausgangsleiter des Eingangsabtasters größer ist als die am Widerstand R8 während einer vorgegebenen Kanalperiode, erzeugt der A/D-Umsetzer aus einem von dem Steueroszillator 15 herrührenden 40-kHz-Eingang einen Impuls in jener Kanalperiode auf dem in Frage kommenden Ausgangsleiter. Wenn etwa der Kanal 273 gewählt ist und der Lichtregler 3 in der Mittellage steht, liegt jeder Ausgang des Eingangsabtasters bei (oder unter) Null während der Kanalperiode 273 des Hauptteilerzyklus, d. h., er ist niedriger als jeder der 128 Analogspannungspegel vom Widerstand R8. Während der Kanalperiode 273 erfolgt daher von keinem der beiden Ausgänge 28 und 29 des A/D-Umsetzers ein Impuls. Wenn der Schleifer des Reglers 3 ganz in Richtung »Aufblenden« oder »Abblenden« gesetzt ist, wird der eine oder der andere Kanalwählerausgang größer sein (während der Kanalperiode 273) als alle 128 Pegel der V. C. O.Zähler-Analogspannung, und der V. C. O. erzeugt daher einen Impuls entweder an seinem »Aufblenden«-Ausgang 28 oder seinem »Abblenden«-Ausgang 29 in der Kanalperiode 273 jedes vollständigen Zyklus der Teilerschaltung 16. Wenn der Regler 3 in einer der beiden Richtungen nur die halbe Strecke weit verstellt ist, wird der eine Ausgang des Eingangsabtasters in der Kanalperiode 273 größer sein als etwa die Hälfte der Analog-Pegel, und am entsprechenden Ausgang wird ein Ausgangsimpuls in der Kanalperiode 273 erzeugt bei etwa der Hälfte der 128 vollständigen Zyklen der Teilerschaltung, die erforderlich sind, um einen vollständigen Zyklus der A/D-Umsetzer mit 128 Zuständen zu erzielen. Die »Aufblenden«- und »Abblenden«-Ausgangssignale des A/D-Umsetzers sind somit Folgen von Impulsen, die in jeder vorgegebenen Kanalperiode mit einer Anzahl pro Zyklus erscheinen, die von der Stellung des Schleifers aus der Mittellage bei dem in Frage kommenden Regler abhängt. Die Richtung der Verlagerung wird dadurch gekennzeichnet, daß Signale entweder auf der Leitung 28 oder 29 auftreten.

Die Impulszahl pro Zyklus in einer beliebigen vorgegebenen Kanalperiode bestimmt die Geschwindigkeit der Helligkeitsänderung der Lampen in dem betreffenden Beleuchtungskanal. Wenn die 128 Pegel eine regelmäßige stufenförmige Spannung bilden würden, erschienen die A/D-Umsetzer-Ausgangs-Impulse gehäuft, wobei die Einzelimpulse einer Häufung um einen Zyklus der Teilerschaltung, d. h. um 10 ms, voneinander getrennt wären und die Häufungsperiode einem vollständigen Zyklus des Zählers des A/D-Umsetzers entspräche, d. h. 1,28 Sekunden. Wenn auch einzelne Impulse Helligkeitsänderungen erzeugen, die für sich nicht erkennbar sind, so würden doch beispielsweise zehn solcher Impulse in Intervallen von 1,28 Sekunden merkbare stufenförmige Helligkeitsänderungen hervorrufen.

Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, ist die Zählerstufe 30 mit der niedrigsten Wertigkeit Rl verbunden, das den niedrigsten Widerstandswert besitzt. Der Unterschied zwischen einem üblichen Analog-Digital-Umsetzer mit Zählerstufen und Widerständen und dem Zähler 26 mit den Widerständen Al bis Rl liegt darin, daß die Widerstands-

schaltung gegenüber den Zählerstufen vertauscht ist. Wenn die Zahl in dem Zähler 26 zunimmt, fließen Ströme durch die Widerstände R1 bis Rl in der folgenden Reihenfolge:

R2,

Rl und R2,

A3,

i?lundi?3, usf.

Wenn zur einfachen Erläuterung ein Zähler mit acht Zuständen angenommen wird, würde die normale Anordnung, bei der Rl dem geringsten Ausgang entspräche, zu einem stufenweisen Anwachsen des Ausgangs:

1, 2, 1 + 2 = 3, 4, 4 + 1 = 5, usw.

führen. Wenn die Widerstände entgegengesetzt angeordnet sind, so daß Rl dem bedeutsamsten Ausgang entspricht, ist das Ergebnis eine Ausgangsfolge dieser Art:

4, 2, 4 + 2 = 6, 1, 1 + 4 = 5,
1 + 2 = 3, 1 + 2 + 4 = 7, 0;
d.h.: 4, 2, 6, 1, 5, 3, 7, 0.

Es wird die gleiche Anzahl von Pegeln erzeugt, aber ihre Größen ändern sich in einer Art »Pseudostreuungs«-Folge. Wenn der Analogeingang zum Komparator 27 zunimmt, wird er erst den Pegel 0 des Zustands 0 des Zählers übersteigen und dann den Pegel 1 des Zustahds 4, anschließend den Pegel 2 des Zustands 2 usf. Die vollständige Tabelle der Zustände des Zählers mit acht Zuständen, für die Impulse bei unterschiedlichen Analogeingangswerten entstehen, ist in Fig. 3 wiedergegeben. Wenn das Analogeingangssignal am Komparator 27 anwächst, erscheint jeder neue Impuls im Ausgang des Komparators in der Mitte zwischen einem bestehenden Paar von Impulsen, aber kein kleineres Impulsintervall wird halbiert, ehe nicht alle größeren Impulsintervalle halbiert sind.

Wenn die Helligkeitszabl einer Lampengruppe, dargestellt durch die Zustände der acht dieser Gruppe zugeordneten Kerne, in den Pufferspeicher 18 eingelesen worden ist, erhöht oder erniedrigt eine »Aufblenden/Abblenden«-Anordnung 31 die Zahl um eine Einheit für jeden auf den Leitern 28 oder 29 ankommenden Impuls. Wenn also beispielsweise der mit dem Kanal 270 verbundene Regler in seiner höchsten Lage wäre, würde die von den diesem Kanal zugeordneten Kernen gespeicherte Zahl bei jedem Zyklus des Zählers 26 um 128 erhöht werden; wäre dieser Regler auf den halben Betrag zwischen Ruhelage und Maximalstellung eingestellt, so würde die Zahl um 64 während jedes Zyklus des Zählers 26 erhöht werden.

Die Beziehung zwischen der Reglereinstellung und der Änderungsrate der »Helligkeitszahl« kann durch Verwenden eines Reglers verändert werden, der eine andere Beziehung zwischen Ausgangsspannung und Stellung des Schleifers aufweist, oder indem die A/D-Umsetzer-Analogspannung mit 128 Pegeln von einer »Analogstufenfolge« abgeleitet würde, die durch entsprechende Gestaltung der Schaltung auf der Analogseite zu einer nichtlinearen Beziehung umgeformt wäre.

■ Wie im einzelnen in der deutschen Patentanmeldung P 16 90 314.3 erläutert, kann in einer Ausführung der Beleuchtungsanlage der A/D-Umsetzer 25 Analogspannungseingänge von einem Gerät erhalten, das das Abblenden von Lampen steuert, die einigen oder allen Kanälen zugeordnet sind. Die Geschwindigkeit des Abdunkeins hängt von dem Unterschied zwischen der anfänglichen Lampenhelligkeit und der geforderten Lampenhelligkeit ab, weil die Impulszahl am Ausgang des A/D-Umsetzers von einer Analogspannung abhängt, die auf dieser Differenz beruht.

ίο Alle Abdunklungsvorgänge laufen daher innerhalb der gleichen Zeitspanne ab.

Um die Abdunklungszeitspanne nach Bedarf verändern zu können, ist ein zusätzlicher A/D-Umsetzer 35 (Fig. 4) in die Leitung zwischen den 100-Hz-Ausgang der Teilerschaltung 16 und den A/D-Umsetzer 25 zu legen, um die Geschwindigkeit zu steuern, mit der Impulse in den Zähler 26 des A/D-Umsetzers 25 gelangen. Es ist erforderlich, in dem A/D-Umsetzer 25 eine Logikschaltung einzuführen, um zu erreichen, daß er nur einen Ausgangsimpuls je Kanal bei jedem Eingangsimpuls vom zusätzlichen A/D-Umsetzer 35 erzeugt. Eine derartige Logik kann beispielsweise durch ein Gatter 36 gebildet ( werden, das die 40-kHz-Eingänge 37 und 38 vom Steueroszillator 15 zum A/D-Umsetzer 25 steuert; das Gatter wird eingeschaltet, wenn ein bistabiles Glied 39 am Beginn eines neuen Kanalzyklus durch den Ausgang des zusätzlichen A/D-Umsetzers 35 gesetzt wird. Das bistabile Glied wird am Ende dieses Kanalzyklus durch den 100-Hz-Ausgang der Teiler-• schaltung 16 zurückgestellt. Das 40-kHz-Gatter ist somit für einen Kanalzyklus nur nach einem Eingangsimpuls auf den A/D-Umsetzer 25 und der Erzeugung eines neuen Analogpegels eingeschaltet.

Während einer Folge von 128 Impulsen vom Teiler 16, von denen vorher jeder einzelne den Pegel des Aiialogeingangs zum Komparator 27 des A/D-Umsetzers 25 änderte, liefert der zusätzliche A/D-Umsetzer 35 dem A/D-Umsetzer 25 eine geringere Zahl von Impulsen, die durch einen Steuereingang bestimmt wird. Infolgedessen nimmt der vollständige Zyklus von 128 Zuständen des A/D-Umsetzers 25 eine längere Zeit in Anspruch, und die Ausgangsfrequenz in jedem Kanal wird im gleichen Maße j

reduziert, nämlich im »Teilungsverhältnis« des zusätzlichen A/D-Umsetzers 35. Dieses Teilungsverhältnis läßt sich ändern, indem der Steuereingang des zusätzlichen A/D-Umsetzers so variiert wird, daß er eine Gesamtsteuerung der Abblendzeit ergibt. Der Steuereingang kann von Hand eingestellt werden oder kann durch den Analogausgang eines für diesen Zweck reservierten Kanals geliefert werden.

Wenn die Analogpegel des zusätzlichen A/D-Umsetzers auf einer linearen Abstufung basieren, sind die Abblendgeschwindigkeiten, da sie direkt proportional der A/D-Umsetzer-Ausgangsfrequenz sind, proportional der Steuerspannung des zusätzlichen A/D-Umsetzers. Wenn die Handeinstellung für diese Spannung linear verläuft oder wenn ein lineares VoItmeter zur Anzeige der Steuerspannung benutzt wird und folglich die gewählte Abblendzeit entweder in Abblendzeit geeicht werden kann, aber wegen der umgekehrten Steuerbeziehung wird die Skala am »langsamen« Ende (kleinste Spannung) des Steuerungsbereichs verzerrt. Da die Abblendzeit sich umgekehrt zur Ausgangsfrequenz des zusätzlichen A/D-Umsetzers ändert, ist die Steuerungsbeziehung hyperbolisch.

Der zusätzliche A/D-Umsetzer 35 erzeugt einen Ausgangsimpuls immer dann, wenn seine Steuerspannung beispielsweise größer ist als der vorherrschende seiner 128 einzelnen Pegel. Das Verhältnis -j seiner tatsächlichen Ausgangsfrequenz / gegenüber der höchstmöglichen Ausgangsfrequenz F ist gleich dem Verhältnis -^- der η Analogpegel, die niedriger liegen oder gleich sind der Steuerspannung v, zu der Gesamtzahl N abweichender Analogpegel, d. h. L = ~.

Wenn

(a) die in Frage kommende Abstufung linear verläuft,

(b) die maximale Steuerspannung und der maximale Analogpegel beide gleich V sind und

(c) die augenblickliche Steuerspannung gleich ν ist, ist

F ~ N ~ V '

d. h., die Ausgangsfrequenz in jedem Kanal ist proportional der Steuerspannung des Kanals.

Wenn die Analogpegel des zusätzlichen A/D-Umsetzers auf einer logarithmischen Stufenfolge basieren, d. h. daß

/ η

— = k log —,
L N

wobei / der Pegel der n-ten Stufe und L der Pegel der JV-ten Stufe der zugehörigen Stufenfolge ist, gilt

für eine Steuerspannung v, die ein Bruchteil ~ der maximalen Steuerspannung V ist,

— = — k log — = k log —, oder — = e* ^v . ν L N FF

d. h., daß das Frequenzverhältnis eine Exponentialfunktion der Steuerspannung ist. Die Abblendzeit ist umgekehrt proportional zur Ausgangsfrequenz des zusätzlichen A/D-Umsetzers, folglich ist das Verhältnis -=■ aus der tatsächlichen Abblendzeit / und der minimalen Abblendzeit T gegeben durch

t F -_k4r

Daher ergibt sich ein »umgekehrt exponentieller« Skalenverlauf des Voltmeters oder der Handsteuerung, oder ein direkt exponentieller Maßstab, wenn das Meßgerät oder die Steuereinrichtung umgekehrt werden. Ein derartiger Skalenmaßstab hat den Vorteil, daß seine Unterscheidbarkeit oder Lesbarkeit gleichbleibendes Verhältnis zur Einstellung behält. Somit hat die Verwendung einer Analogwellenform, basierend auf einer logarithmischen Folge der Pegel, in der Steuerung der Gesamtabblendzeit durch einen zusätzlichen A/D-Umsetzer den Vorteil, eine Skalenform für die Einstellung oder die Anzeige der Abblendzeit zu liefern, deren Ablesegenauigkeit gleich einem konstanten Bruchteil der eingestellten oder angezeigten Abblendzeit ist.

Die Beziehung zwischen den Pegeln der Ausgangssignale des Zählers 26 und der Widerstände R1 bis R8 ist vorzugsweise arithmetisch für den A/D-Umsetzer 25 und logarithmisch für den A/D-Umsetzer 35.

Mit jedem Lichtregler ist ein Meßgerät verbunden, das mit ihm zusammen durch den Kanalwähler und die Eingangs- und Ausgangsabtaster gesteuert wird, um die Helligkeitszahl in dem Kanal, auf den der Regler einwirkt, anzuzeigen. Zwei Kanäle können zugeordnet werden, um Meßanzeigen für das Fortschreiten des Abblendvorgangs zu liefern, wobei der eine das Fortschreiten des Aufblendens und der andere das Fortschreiten des Abblendens anzeigt, denn die Geschwindigkeiten für diese beiden Vorgänge können unabhängig voneinander gewählt werden. Da eine festgelegte Abblendzeit für alle in dieser Richtung geänderten Kanäle gilt, können die Meßkanäle so eingerichtet sein, daß sie über einen Durchschnittsbereich zählen, und die Meßgeräte, die die Analogausgänge für diese Kanäle angeben, können in »°/o Ausführung des Abblendvorgangs« geeicht sein. Die messenden Zähler werden in ihren Anfangszustand gebracht durch Betätigen eines geeigneten Wählerknopfs, z. B. »Addieren«, »Abnehmen«.
Der A/D-Umsetzer 25 kann in zwei Abschnitte unterteilt werden, einen Abschnitt zum Erhöhen der Helligkeit und einen Abschnitt zum Vermindern der Helligkeit. Jeder Abschnitt besitzt gesonderte Verbindungen zu der Teilerschaltung 16. Zwei zusätzliche A/D-Umsetzer können dann in die getrennten Leitungen geschaltet werden, um schnelles Aufhellen und langsames Abdunkeln oder langsames Aufhellen und schnelles Abdunkeln zu erzielen. In jeder Verbindung können mehrere zusätzliche A/D-Umsetzer benutzt werden, um feststehende und variable Steuerungen der Lichtregelungszeit zu erzielen. Durch Benutzung zusätzlicher A/D-Umsetzer lassen sich auch sehr stark verringerte Geschwindigkeiten der Beleuchtungsänderung für »Sonnenaufgangs«- und »Sonnenuntergangs«-Effekte erzielen.

Claims

Patentansprüche:

1. Analog-Digital-Umsetzer mit einem Vergleicher zum Vergleichen eines analogen Eingangssignals mit einer zyklisch wiederholten Folge diskreter Pegel zum Erzeugen von Impulsfolgen, wobei die Impulszahl pro Zyklus abhängt von der Größe des analogen Eingangssignals, gekennzeichnet durch einen mit einem Impulsgenerator verbundenen Zähler mit mehreren Binärstufen, von denen jede über einen zugeordneten Widerstand mit einer gemeinsamen die diskreten Pegel dem Vergleicher zuführenden Ausgangsklemme verbunden ist, wobei die Widerstandswerte der Widerstände mit der Wertigkeit der Zählerstufen ansteigen, mit denen sie verbunden sind.

2. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der diskreten Pegel in logarithmischer Beziehung zueinander stehen.

3. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Binärstufen des Zählers mit aufsteigender Wertigkeit aneinander angeschlossen sind und daß rein binär aufwärts gezählt wird.

4. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impuls-

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generator mit Vorrichtungen zum Anlegen einer Gruppe von analogen Signalen an den Umsetzer in einer Folge von zeitlich aufgeteilten Kanälen verbunden ist, wobei die Dauer jedes der dem Vergleicher zugeführten, diskreten Pegel einem vollständigen Zyklus der Kanäle entspricht.

5. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 4,

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dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler mit dem Impulsgenerator über einen zweiten Analog-Digital-Umsetzer verbunden ist, der das Anlegen von Impulsen an den Vergleicher abhängig von einer Steuerspannung steuert, wodurch das digitale Ausgangssignal in allen Kanälen in dem gleichen Verhältnis geändert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen