DE1762408A1

DE1762408A1 - Digital-Analog-Umformer

Info

Publication number: DE1762408A1
Application number: DE19681762408
Authority: DE
Inventors: Tripp Robert Washburn
Original assignee: Inductosyn Corp
Current assignee: Inductosyn Corp
Priority date: 1967-06-12
Filing date: 1968-06-11
Publication date: 1970-05-06
Also published as: DE1762408C3; JPS4814870B1; CH509706A; FR1594558A; SE344148B; DE1762408B2; GB1189756A; US3514775A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für die Umwandlung einer digitalen Information in ein elektrisches analoges Signal, wie zum Beispiel einer Zahl η in eine dieser Zahl entsprechende analoge Spannung oder einen analogen Strom, welche einer trigonometrischen Funktion dieser Zahl proportional sind, wobei deren Winkel-Argument θ·durch die Relation n/N = θ///" definiert ist mit θ im Bogenmaß, oder durch die Relation η/Ν β 0/360 mit Q in Grad. Insbesondere betrifff die Erfindung solche Wandler, bei welchen das analoge Signal Wechselspannungen oder Wechselströme mit unveränderlich fester Phase sind, wobei das analoge Signal durch die Amplitude der Spannungen oder Ströme gegeben ist.

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F,s wurde deshalb vorgeschlagen, solche Wechsel- «pniiniinipn und -Ströme mit Amplituden, die trigonometrische Punktionen eines in digitaler Form vorliegenden Winkels repräsentieren, mit Hilfe von mit Anzapfungen versehenen Transformatoren zu erzeugen.

Es wird hier nun eine Einrichtung zur Umwandlung von digitalen Daten in die analoge Form vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß dieselbe eine Impulsquelle mit daran angeschlossenem Zähler, welcher zyklisch durch einen Bereich von Zahlen zählt, aufweist, ferner, daß Mittel vorgesehen sind, die die Zahlen dieses Zählers empfangen, um in einer Leitung eine erste Impulsreihe zu erzeugen, welche bei einer Phase des Zählerzyklus liegt, die einer Bezugsphase im Zählerzyklus voreilt, daß weiter Mittel vorgesehen sind, die die Zahlen dieses Zählers empfangen, um in einer anderen Leitung eine zweite Impulsreihe zu erzeugen, welche bei einer Phase des Zählerzyklus liegt, die derselben Bezugsphase nacheilt, und daß schließlich Mittel vorgesehen sind, die aus den Impulsen der ersten und der zweiten Impulsreihe elektrisch analoge Signale erzeugen. Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 und 2t Vektordiagramme zum

Erläutern der elektrischen Schaltung,

Fig. 3 bis 11t Blockdiagramme von Aueführungsbeispielen der vorgeschlagenen Wandler,

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Fig. 12 bis Ik

graphisch« Darsteli unjrrn der elektrischen W«ll«;nformen der Ausfuhrungsbri spiele in Fig. 3 bis 11,

Fig. 15s

ein Vektordiagramm zur Erklärung der Vorgänge in einem Ausführungsbeispiel mit Impulsdehnung,

Fig. l6t

eine graphische Darstellung eines Umsetzers, welcher z.B. im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 angewendet wird

Fig. 17«

ein Diagramm eines anderen Umsetzers, und

Fig. 18 und 19s

Diagramme von typischen Additions- und Subtraktionsschaltungen, wie sie im AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 3 angewendet werden können.

,Tn Fig. 1 stellen die beiden Vektoren Vl und V2 sinusförmige Schwingungen dar, zum Beispiel Spannungen oder Ströme mit derselben Frequenz und Amplitude, welche einer Bezugsphase O um den Winkel O vor- bzw. nacheilen. Vorausgesetzt, daß die Vektoren Vl und V2 die Amplitude 1 haben, dann ist deren Vektorsumme V 5) 2 con θ. Wenn V3 und Vk zwei ähnliche Vektoren sind mit den Phasen Tf /2+Θ und V/2-0, ist deren Vektorsumme (V6)-2 sin P. Das negative Vorzeichen ist in

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diesem Pulle ohne Bedeutung:, da 01 durch Umkehrung eines Paares von Leitern kompensiert werden kann.

Ein Zyklust in der Pig. I durch den Kreis dargestellt, ist definiert durch das Zeitintervall, in welchem ein Impulsgenerator eine Anzahl N .crloicher Impulse erzeugt. Dieses Zeitintervall kann mit l/P bezeichnet werden, wobei F die Anzahl der Impulse pro Sekunde ist, die abgegeben werden. Der Zyklus besteht aus N Teilen, zum Beispiel 1000. Eine Zahl n, welche eine Zahl 1 Von 0 bis N sein kann, definiert einen Winkel 0, wobei θ « 36θ n/N°. Die Vektoren Vl, V2, V3 und Vd befinden sich also bei den folgenden Impulsen, nämlich n, (N-n) (oder einfacher gesagt, -n),(N/4 + n)und (-N/4 - n) im Zyklus von insgesamt N Impulsen. Gleichbedeutend kann gesagt werden, daß der Vektor bei ίΝ/4 - η) sich beim Impuls (χ— - η) befindet. Der Wandler weist eine Einrichtung auf, welche separate Impulsreihen bei η und -n, oder bei (N/4 + n) und (-N/4 - n), oder bei allen vier Impulsen erzeugt. Diese Impulse werden durch die Vektoren Vl, V2, V3 und V4 in Fig. 1 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsmöglichkeit der Erfindung können die Impulse der ersten beiden Impulsreihen vektorieil addiert werden, zum Beispiel in einer Additionsschaltung, um eine Rechteckwelle mit der Frequenz F und mit fester Phase zu erzeugen, wobei die Pulsbreite proportional dem cos. 0 ist· Die anderen beiden Impulsreihen können in entsprechender Weixe vektoriell addiert werden, wobei eine Rechteckwelle, auch mit fester Phase, entsteht, deren Pulsbreite proportional zu sin β ist·

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In Fig. 2 ist «in Diagramm dargestellt, welches die gleichen vier Vektoren Vl₁ V2, V3 und Vk wie in Fig. 1 aufweist. Wie aber aus der Zeichnung hervorgeht, werden hier die Impulsreihen nicht summiert. Im Gegenteil, die Impulsreihen werden zur Steuerung eines Tores benutzt, an welches ein elektrisches Signal geeigneter Form angeschlossen ist, zum Beispiel eine Gleichspannung, eine gleiche Impulsreihe oder eine sinusförmige Trägerwelle. Eine Rechteckwelle mit der Frequenz F, die vom Tor abgegeben wird, umfaßt eine Fundamentalkomponente, welche nach der Gleichrichtung mit einem Bezugsignal mit derselben Frequenz F ein Signal mit einer Fundamentalkomponente liefert, deren Amplitude proportional ist zum sin O für die Impulsreihen Vl und V2 (d.h. bei den Impulsen +n und -n). Für die Impulsreihen V3 und Vk bei den Impulsen (N/4 + n) und (-N/4 - n) ist diese Amplitude proportional zu . cos 0.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsmöglichkeit des Erfindungsgegenstandes. Hier werden Impulse mit der Frequenz N*F, in einem Impulsgenerator 2 erzeugt. Ein Signal, welches eine Zahl η zwischen 0 und N repräsentiert, wird in einem Register k gespeichert. Signale werden erzeugt, die an den Ausgangskanälen 6 und 8 auftreten und welche den sinus bzw. den cosinus des Winkels O * 2 Tfn/N darstellen. Zu diesem Zweck enthält die Schaltung gemäß Fig. 3 einen Zähler 10, welchem die Impulse vom Impulsgenerator 2 kontinuier^ lieh zugeführt werden. Der Zähler liefert ein Signal, welches eine Zahl repräsentiert, die von

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OFUQlNAL INSPECTED

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Null bis N-I ansteigt und dann wieder auf Null abfällt, entsprechend der Wellenform a in Fig. 12. Das wechselnde Signal wird vom Zähler über eine Leitung 20 in vier parallelgeschaltete Koinzidenzdetektoren 12, l4, l6 und l8 gegeben. Die Leitung 20 enthält genügend Drähte, um das Signal in dem gewählten Zahlensystem zu übertragen. Wenn zum Beispiel N - 1000 im Dezimalsystem ist und das auftretende Signal in einem Binärcode an die Koinzidenzdetektoren übertragen werden soll, enthält die Leitung 20 zwölf Paare von Drähten, je vier für jede der drei Dezimalstellen, die im Ergebnis auftreten können.

Ein Signal, welches eine Zahl η repräsentiert, die den Winkel 0 darstellt, dessen Sinus oder cosinus erzeugt werden soll, wird entweder manuell oder von einem Computer in das Register 4 eingegeben. Das Register gibt dieses Signal η über eine Leitung 22 zum Koinzidenzdetektor 12 und über eine Leitung 28 zum Umsetzer 30, wobei die Leitungen und 28 gleich wie die Leitung 20 aufgebaut sind. Im Koinzidenzpunkt, welcher einmal in jedem Zyklus mit der Frequenz F, und zwar beim η-ten Impuls

■ ■ % dieses Zyklus auftritt, erzeugt der Detektor 12 einen Impuls, welcher über eine Leitung 24 zu , einem Tor 26 übertragen wird. Das Symbol *+n", das in Fig. 3 neben Leitung 24 steht, bedeutet, daß der Impuls auf dieser Leitung bei der Phase +n des Zyklus l/P tuftritt. Vergleiche auCh Fig. 1 und 2.

Das Signalt welche* eine Zahl η repräsentiert und welches Im Register 4 gespeichert wurde, wird

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ferner iiber Leitung; 28 zum Umsetzer 30 geleitet. Als Umsetzer soll hier eine Einrichtung verstanden werden, welche zur Zahl η die Zahl N-n oder, noch vorteilhafter, N-n-1 bildet. Geeignete Einrichtungen zu diesem Zwecke sind bekannt.

Fig. l6 zeigt eine Einrichtung, die eine Umsetzung einer Dezimalstelle der Zahl η vornimmt, wenn diese Zahl in binärer Form vorliegt. Fig. 17 zeigt eine Einrichtung zur Vornahme dieser Umsetzung, wenn die Zahl in binärer kodierter % Dezimalform vorliegt. Nach der Umsetzung wird dieses Signal N-n oder N-n-1 über eine entsprechend den Leitungen 20, 22 und 28 aufgebaute Leitung 32 dem Koinzidenzdetektor l6 eingegeben.

Der Detektor l6 liefert einen Ausgangsimpuls iiber eine Leitung J>k zum Tor 26, sofern der Zähler 10 diejenige Zahl enthält, die gleich der vom Umsetzer 30 zum Detektor gelieferten Zahl ist. Wenn die Zahl η in N-n-1 übersetzt wird, entsteht am Ausgang des Detektors 16 ein Impuls bei der

'Phase -n-1, das heißt, ein Zählerimpuls früher g

als -n. Dies wird kompensiert durch eine Verzögerungseinheit 17, die in die Leitung 3^ eingefügt ist.

Die Impulse, die an das Tor 26 über die Leitungen 2k und Jik gelangen, dienen dazu, das Tor zu öffnen bzw. zu schließen, so daß an der Ausgangsleitung 6 ein Signal erscheint während desjenigen Zeitabschnittes, in dem der Zyklus von -n bis +n durchlaufen wird. Die Art des Ausgangssignales hängt ab von der Natur des

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Tor-Eingangsdignales über Leitung 36. Dieses Tor-Eingangaeignal kann entweder eine Gleichspannun.« bzw. ein Gleichatrom sein, es können aber auch Impulse vom Impulsgenerator 2 sein, oder es kann schließlich eine Wechselspannung bzw. ein Wechselstrom mit einer beliebigen Trägerfrequenz sein.

Auf jeden Fall aber ist das Signal in Leitung ( ein vom Tor 26 gesteuertes Signal, welches den Sinus des Winkele O darstellt, wobei 0 ■ 2 ff n/N im Bogenmaß ist, wie auch aus Fig. 2 ersichtlich und im Zusammenhang mit dieser erläutert worden ist.

Das Signal η wird über eine Leitung 22 einer Additionseinheit 38 sowie dem Koinzidenzdetektor 12 zugeführt, während das Signal N-n-1 in entsprechender Weise über Leitung 32 einer Subtraktionseinheit 40 sowie dem Koinzidenzdetektor zugeführt wird. Die Additionseinheit 38 und die Subtraktionseinheit kO sind, wie der Umsetzer 30, passive Kombinationen von logischen Elementen und dienen dazu, zu den ihnen zugeführten Signalen das Signal^ welches die Zahl N/4 repräsentiert, zu addieren bzw. von ihnen zu subtrahieren. Solche Einheiten sind bekannt, hauptsächlich in der Wissenschaft der digitalen Komputer.

Eine einfache Aueführungsform einer Additionseinheit, welche mit Binärzahlen arbeitet, ist in Fig. l8 dargestellt, während Fig. 19 eine einfache Ausführung einer entsprechenden Subtraktionseinheit zeigt. Im folgenden sollen nun diene beiden Einheiten näher beschrieben werden.

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Die Additioneschaltung 38 in Pig. l8 liefert dem Koinzidenzdetektor l4 über eine Leitung 42, welche entsprechend der Leitung 20 ausgebildet sein kann, eine feste Zahl n+ N/4. Demzufolge wird einmal pro Zyklus des Zählers 10, bei der Zahl +n+ N/4, vom Detektor 14 über Leitung 44 ein Impuls ausgesandt, und dieser Impuls dient zum Öffnen eines Tores 46, welches an seinem

Eingang über Leitung 36 dasselbe Signal ;mpfängt A

wie das Tor 26. Das Eingangssignal auf Leitung kann zum Beispiel ein Gleich- oder Wechselstromsignal sein.

Die Subtrnktionsschaltung 40 liefert dem Koinzidenzdetektor l8 über eine Leitung 4l die feste Zahl N-n-1 - N/4, so daß beim (N-n-1-N/4)ten Impuls des Zyklus des Zählers 10 ein Impuls vom Detektor l8 an eine Ausgangsleitung geliefert wird. In Fig. 3 ist bei Leituno: 48 die Lage dieses Impulses mit -n-l-N/4 angeschrieben. Da dieser Impuls ein Zählerimpuls früher nls -n-N/4 ist, ist eine Impulsverzögerungseinheit 19 in der ™

Leitung 48 zwischen Detektor l8 und Tor 46 eingefügt. Der Impuls -n-N/4 auf Leitung 48 dient zum Schließen des Tores 46.

Demzufolge ist das Tor 46 geöffnet von der Phase +n+N/4 bis -n-N/4, und es liefert auf Leitung 8 ein Signal, welches den Cosinus des Winkels ( darstellt, wie aus Fig. 2 ersichtlich und im Zusammenhang mit dieser erläutert worden ist.

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Ein Bezugsignalgenerator 50 (Pig· 3) erhält vom Zähler 10 über eine Leitung 11 Impulse bei den Zahlen N/4 und 3N/4 des Zählerzyklus und erzeugt daraus eine Rechteckwelle (Fig. 12 b) mit der gleichen Frequenz, die aber gegenüber dieser um ein Viertel des Zählerzyklus phasenverschoben ist. Bei dieser Ausführungsform sind, wie aus Fig. 12 a und 12 b ersichtlich ist, die Ausgangseignale

^ symmetrisch in Bezug auf die I80 Lage des Zyklus

des Zählers 10. Um ein Vergleichssignal zu erzeugen, das mit den übrigen Signalen im Wandler phasengleich ist, muß das vorliegende Verjrleichssignal um einen Viertel-Zyklus phasenverschoben werden. Wenn der Bezugspunkt für den Zählerzyklus bei 0 liegt, ist das Vergleichssignal um 90 gegenüber diesem in der Phase verschoben. Das Vergleichesignal wird einem Phasendetektor zugeführt und muß daher mit dem Eingangssignal des Detektors phasengleich oder aber um 180 in der Phase verschoben sein, damit ein brauchbares Abweichungssignal entsteht. Der Aufbau und die Wirkungsweise solcher Phasendetektoren sind

r allgemein bekannt und brauchen hier nicht näher

erläutert zu werden. Impulse bei N/4 oder 3N/4 können auf verschiedene Weise dem Zähler entnommen werden, zum Beispiel beim Koinzidenzübergang in geeignet gewählten Mehrfachstellenwerten des Zählers, oder auch auf andere Weise.

In Fig* 12 ist mit a der Verlauf der Zahlen im Zähler 10 bezeichnet, welcher von 0 bis N (tatsächlich bis N-I) ansteigt und dann wieder auf abfällt, in einem Zeitintervall l/P. Angenommen,

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N sei 1000, so zählt der Zähler von 0 bis 999 die Impulse mit einer Wiederholungsfolge von 1000 P, während das tausendste Intervall sur Rückstellung auf 0 verwendet wird. Obzwar ein Zyklus der Welle <s als kontinuierlich ansteigende Linie gezeichnet- ist, steigt 'sie in Wirklichkeit stufenweise an.

Mit b ist die Form des Ausgangssignales des Dezugsignalgenerators 50 bezeichnet. Die Welle £ M

stellt den O-Ausgang des Sinus-Tores 26 dar für Werte 0*0° und 0 » l8o°'.^WObeiÖ « 36O n/N° ist, und stellt auch den Ausgang des Cosinus-Tores 4,6 für O-Werte von 90 und 270 dar. d zeigt die Form des Ausgangssignales des Tores 26 für 0 « 270 und des Tores 46 für 0 a 0°. €» stellt die Form der Sinus-\usgangsspannung bei θ β 90 und der Cosinus-Ausgangsspnnnung für β β ΐ8θ , £ die Form der Sinus-Ausgangsspannung für Q * 45 und der Cosinus-Ausgangsspannung für 0 * 315 dar, währenddem jj die Form der Cosinus-Ausgangsspannung für β » 45 und der Sinus-Auegangsspannung für 0 = 225° veranschaulicht. Endlich zeigt h die Cosinus-Ausgangs- % spannung für 0 = 135 und die Sinusausgangsspannung für θ s Ί35 , während i^ die Cosinus-Ausgangsspannung für θ β 225° und die Sinus-Ausgangsspannung für θ » 45° verdeutlicht.

Eine Phasen-Gleichrichtunr jedes dieser Signale der Formen c_^bis ±^ mit dem Sienal b_ wird ein Signal liefern, dessen Frequenzkomponente F in Amplitude und Polarität den entsprechenden Winkelfunktionen, wie oben angeführt, proportional ist, für die erwähnten Werte des Winkele 0. Selbstverständlich .

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kann der Winkel O alle durch η ermöglichten Werte annehmen. Die aufgeführten Werte sind nur eine Auswahl und dienen zur Illustration.

Die Fig. 1 und 2 verdeutlichen, was im folgenden die Summierungemethode (Fig. 1) und die Tormethode (Fig. 2) genannt werden soll. Fi »3 zeigt daher eine Ausführungsform, bei der die Tormethode von Fig. 2 angewendet wurde, um den Sinus und den Cosinus darstellende Signale zu erzeugen.

Fig. k zeigt das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher aber die Summierungsmethode gemäß Fig. angewendet wird, anstelle der Tormethode gemäß Fig. 2. Der Wandler nach Fig. k ist ähnlich aufgebaut wie derjenige in Fig. 3» mit dem Unterschied, daß Summierungseinheiten 6o und 62 anstelle der Tore 26 und Ί6 vorgesehen sind.

Die Summierungaeinheiten 60 und 62 können irgendwelche bekannte Einrichtungen, zum Beispiel Summennetzwerke oder Verstärker, sein.

Die Summierungeeinheit 60 liefert an ihrem Ausgang über Leitung 6k die Summe der Impulnreihen bei den Impulsen +η und -η, welche Vektor-Summe den Wert von 2 con (2 7)Γη/Ν) im Bogenmaß darstellt. Die Summierungseinheit 62 hingegen liefert an ihrem Ausgang Über die Leitung 66 die Vektornumme der Impulsreihen bei den Impulsen η +

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N/4 und -n - N/4_> welche den Wert 2 sin (2fn/N) im Bogenmaß darstellt. Fig* 4 zeigt also eine Ausführungsform, welche sowohl für den Sinusais auch für den Cosinus-Kanal der Summierungsmethode von Fig. 1 benützt wird.

In Fig. 12 zeigen die Wellenzüge i_, k, m, η und o, für die entsprechenden Werte von η und 0, wie bei den Wellenzügen £ bis i^, die Form der Signale in der sinus-Ausgangsleitung 66 und der Cosinus-Ausgangsleitung 64 in Fig. 4. In Fig. 12 sind die Buchstaben S und C Abkürzungen für Sinus und Cosinus, während die numerischen Werte den Winkel 0 in Graden angeben. Die Wellenzüge ja und b beziehen sich sowohl auf Fig. 3 als auch auf Fig.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei den Darstellungen k und m die Amplitude doppelt so groß wie bei den übrigen ist, da hier die beiden Impulsreihen koinzidierend summiert werden.

In die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 3 und werden vier Koinzidenzdetektoren verwendet, um Impulse bei den Zahlen +n, -n, (+n + N/4) und (-n - N/4) im Zähler zu erzeugen. Es ist aber auch möglich, sowohl den Sinus als auch den Cosinus darstellende Signale aus einem einzelnen Paar der Impulsreihen direkt zu erzeugen, indem man die Summierungsmethode, für die eine Winkelfunktion und die Tor-Methode, für die andere Winkelfunktion anwendet. Fig. 5 zeigt ein Ausführungebeispiel, bei welchem dies berücksichtigt wurde· Es erzeugt

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in einer Auegangeleitung 6 eines Tores 26 ein Signal in der Art, wie es in Pig· 12 unter £ bis JL^ für die Sinus-Punktion dargestellt ist, und am Ausgang 6k einer Summierungseinheit 60 ein Signal, wie in Pig. 12 unter ± bis ο für die Cosinusfunktion dargestellt ist.

Die Einheiten 26 und 60 in Pig· 5 können gleich ausgebildet sein wie die mit den selben Bezugszeichen versehenen Einheiten in Pig. 3 und 4, wie auch andere Einheiten mit gleichen Bezugszeichen in verschiedenen Figuren identisch sein können. Demzufolge verwendet das Ausführungsbeispiel gemäß Pig· 5, welches mit den Vektoren Vl und V2 von Pig. 1 und 2 arbeitet, für die Erzeugung von Impulsen bei +n und -n die gleiche Anordnung wie bei den Ausführun&sbeispielen nach Pig· 3 und k. Da die ntinime Differenz zwischen (N-n) und (N-n-1) in der Praxis vernachlässigbar sein kann, wurden die Verzögerungseinheiten 17 und 19 von Pig· 3 und k in Pig. 5 weggelassen.

Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß die Amplituden der erhaltenen Signale auf Leitungen 6 und 6k untereinander verschieden sind, da in diesem Ausführungsbeispiel die Methoden zur Erzeugung der Sinus« und Cosinus-Information völlig verschieden sind. Wenn der Sinus- und der Cosinus-Ausgang in einen gemeinsamen System weiterverarbeitet werden sollen, so ist ·· wünschenswert, ihre Amplituden einander anzugleichen. Eine Einrichtung au diesem Zweck ist in Pig* 8 dargestellt und wird bald näher erläutert werden.

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Fi.sc. 6 zeigt «ine andere Ausführungsmöglichkeit des vorgeschlagenen Wandlers, bei welchem die Ausgangssignale denselben Charakter wie im Ausführungebeispiel gemäß Fig. 5 besitzen, indem den Sinus darstellende Rechteckwellen von einem Tor.26 über eine Leitung 6 und den Kosinus darstellende Überlagerungen von Impulsreihen von einer Summierungseinheit 60 über Leitung 64 geliefert werden. Das Tor 26 erhalt auf einer

Leitung 36 ein Eingangssignal, wie in den Aus- λ

führungsbeispielen gemäß Fig. 3 und 5, und wird geöffnet durch Anfangsimpulse auf Leitung 34 und geschlossen durch Endimpulse auf Leitung 24, welche gleich sein können, und welche die gleichen Signale führen wie die gleich bezeichneten Leitungen in den Fig. 3i ^ und 5· Die Summierungseinheit 60 erhält in Fig. 6 von den Leitungen und 34 die gleichen Eingangssignale wie in den Fig. 4 und 5.

Für die Erzeugung von Impulsen +n und -n auf Leitungen 24 und 34 verwendet das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 außerdem Koinzidenzeinheiten f 12 und 16 und ein Register 4, welche Einheiten gleich ausgebildet sein können wie die mit gleichen Bezugszeichen versehenen Einheiten auf den Fig. 3, 4 und 5· Der Umsetzer 30 aber wird in der Ausführung nach Fig. 6 nicht benützt. An Stelle dessen ist ein zweiter Zähler 15 vorhanden, welcher rückwärts zählt anstatt vorwärts, zum Beispiel von 999 hinunter bis 0, wobei er beim nächsten Impuls wieder auf 999 schaltet. Folglich erreicht er die positive Zahl η im gleichen Moment,

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wie der Zähler 10 die Zahl N-n. In Fig. 13 ist die Welle a die gleiche wie die Welle a in Fig. 12; sie stellt somit den Zustand des Zählers 10 in Fig. 6 wie auch derjenige der Zähler in Fig. 3 bis 5 dar. Die Welle a stellt den Zustand des Zählers 15 dar. Die beiden Zähler 10 und 15 werden mittels einer Synchronisiereinheit 15 in gleicher Phase gehalten, so daß sie im selben Zeitpunkt auf 0 bzw. auf 999 zurückspringen.

Die Welle b in Fig. 13 hat die gleiche Form und Bedeutung wie auch den gleichen Ursprung wie in Fig· 12; sie zeigt dan Ausgangsspiel des Bezugsignalgenerators 50 in Fig. 6. Die Wellen £ und d in Fig. 13 stellen die Impulsreihen auf Leitungen 2k und 3^ in Fig. 6 dar, wie in Fig. 3» k und 5, wobei der Winkel θ * 90° beziehungsweise 'die Zahl n, die im Register k gespeichert wird, wobei η s y4 ist. Das Resultat der Summierung der Impulsreihen £ und d in der Summierungeeinheit 60 ist durch Welle e in Fig. 13 gezeigt« Diese ist identisch mit der Welle ± in Fig. 12 und es ist ersichtlich, daß sie keine Komponente der Frequenz F enthält, wie auch aus der Tatsache, daß cos 90°«C klar hervorgeht. Die Welle f in Fig. 13, die das Ausgangssignal des Tores 26 in Fig. 6 für β » 90 darstellt, ist mit der Welle d in Fig. 12 identisch Das heißt, beide zeigen ein den Sinus darstellendes Auegangssignal des Tores 26 in Flg. 3« 5 und 6, wo 0 a 90° ist. Am rechten Ende der Welle f in Fig. 13 ist das Auftreten des Ausgangssignalee von Tor 26 zu sehen, wenn das Tor über Leitung 36

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mit gleichen.Impulsen mit einer gegenüber F hohen Frequenz geepiesen wird.

Die Wellen jg und h_ dagegen in Fig. 13 verdeutlichen die Impulsreihen in Leitungen 2k und 3k, wo θ = 45 » und ihre Summe, die Welle i_, ist offensichtlich gleich wie die Welle ο in Fig. 12. Die Welle j in Fig. 13 stellt das Ausgangssignal des Tores 26 dar und zeigt den Sinus von ^5 . Die Wellen k bis p_ werden im Zusammenhang mit Fig. 8 näher erläutert. %

Eine weitere Ausführungsmöglichkeit des vor- · geschlagenen Wandlers ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Hier wird dasselbe Tor 26 und die gleiche Summierungseinheit 60 wie in Fig. 5 und verwendet, um den Sinus und den Cosinus darstellende Signale zu erzeugen. Es wird aber noch ein Zähler 70 verwendet, welcher im Gegensatz zu den bereits beschriebenen Zählern, von 0 bis N zählt und dann, anstatt zurückzuspringen, von N rück- ■ wärts bis O zählt. Sein vollständiger Zyklus erstreckt sich also über ein Zeitintervall 2/F. Λ Eine Zählersteuereinheit 72 überwacht den Stand des Zählers und bewirkt die Umkehrung der Zählrichtung bei 0 und N, ohne ihn zurückzustellen. Die Arbeitsweise dieses Zählers ist aus der Kurve a in Fig. Ik ersichtlich.

Das Register k in Fig. 7 enthält die Zahl n, welche dem Winkel 0 » 2TKn/N° entspricht, von welchem den Cosinus und den Sinus darstellende Signale erzeugt werden sollen» Ein Koinzidenz-Detektor 12 vergleicht dies· Zahl und den Stand

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des Zählers 70. Während des Zyklus 2/P des Zahlers tritt zweimal eine Übereinstimmung auf. Eine Verteilereinheit 7**· welche von der Zähler-Steuereinheit 72 gesteuert wird, verteilt die • beiden bei der Übereinstimmung auftretenden Signale abwechselnd auf Leitungen 24 und 34. Die Leitung 24 erhält also Impulse, wenn der Zähler 70 die Zahl η während des Aufwärtszählens bis N erreicht, während Leitung 34 Impulse er-

^ halt, wenn der Zähler die Zahl η beim Rückwärts

zählen auf O. erreicht. Die Impulse auf Leitungen 2k und 34 sind durch die Kurven £ und d in Fig. Ik dargestellt. Die Summe dieser Impulse, welche von der Summierungseinheit 60 über Leitung 64 geliefert werden, wird durch die Kurve £ in Fig. gezeigt und repräsentiert ein Signal, das den Cosinus von 90° darstellt.

In Fig* 14 wird durch die Kurve f das Ausgangssignal des Tores 26 in Fig. 7 für O = dargestellt. Dieses Ausgangssignal kann phasengleichgerichtet werden mit dem Bezugsignal von " Kurve b_. Die Kurven £, h, i und J in Fig. 14

entsprechen den Kurven £, d, £ und f, aber für θ a 45°, anstelle von 90°.

Es soll also festgehalten werden, daß bei dieser Ausführungsform zwei Zyklen des Zähler (70) Intervalles von 0 bis N benötigt werden, um einen Impuls bei der Zahl -n und einen Impuls bei der Zahl+n zu erzeugen. Mit anderen Worten» die Information wird also nur mit halber Häufigkeit gegenüber den Ausführungeformen, gemäß Fig. 3 bis 6, erhalten. Die Auegangssignale von Tor

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und von der Summierung«einheit 60 in Flg. 7 enthalten außerdem beide eine Komponente mit der Frequenz P/2. Diese kann aber mittels eines frequenzabhängigen Filters entfernt werden, wobei die interessierende Komponente mit der Frequenz F durchgelassen wird» aber die harmonischen Frequenzen derselben, und auch die subharmonisehen der Frequenz F/2, herausgefiltert werden.

Die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 5 und 6 haben gegenüber denjenigen gemäß Fig. 3 und 4 den Vorteil, daß sie nur zwei anstelle von vier Koinzidenz-Detektoren benötigen. Sie haben aber den Nachteil einer großen Amplituden-Differenz zwischen der Sinus- und der Cosinus- Information, die auftritt, da ein Signal der Ausgang eines Tore« ist, und das ander Signal die Summe von zwei Impulsreihen ist. Diese Differenz kann aber auf verschiedene Arten kompensiert werden, wobei für viele Zwecke eine nur annähernde Kompensation völlig ausreicht. So kann z.B, die Amplitude der Rechteckwellen, welche den Cosinus darstellen,

verstärkt werden, oder aber, es können die Amplitu- ύ

den der den Sinus darstellenden Rechteckwellen verkleinert werden. Fig. 8 zeigt eine Einrichtung, in welcher Verzögerungseinheiten 8θ und 82 vorgesehen sind, um die Impulse der zu summierenden Impulsreihen zu vergrößern oder zu verlängern, oder, um die gegenseitige Lage der Impulse zu verschieben, wenn sie als Eingangesignale des Tores 26 verwendet werden.

Fig. 8 umfaßt auch die Einrichtung gemäß Fig. €

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um auf Leitung 2k und 3k Impulse bei +η und -η zu erzeugen. Anstatt aber diese beiden Impulsreihen in der Summierungseinheit 6θ zu summieren, werden sie dazu gebraucht, Tore 86 und 88 zu öffnen, Tore 86 und 88 werden T-Zählungen spa'ter geschlossen durch Signale von den Verzögerungseinheiten 80 und 82, indem diese Verzögerungseinheiten eine vorgewählte Zahl T von Impulsen abzählen, beginnend bei +n und -n, bevor die Stopsignale den Toren 86 und übermitteln.

Die individuell gedehnten Impulsreihen, welche durch die Tore 86 und 88 der Summierungseinheit 60 in Fig. 8 geliefert werden, und welche an die Stelle der Impulereihen g und h in Fig. 13 auf den Leitungen 2k und 3k treten, sind in Fig. 13 als Kurven k und m dargestellt. Es soll darauf hingewiesen werden, daß, wenn sich die gedehnten Impulse überschneiden, die Summe die doppelte Amplitude während der Überschneidung af weist. Das Resultat ist das Signal, welches in Auegangeleitung 6k der Summierungeeinheit 60 in Fig. 8 auftritt und in Fig. 13 als Kurve ^ η gezeigt ist, unter der Voraussetzung, daß T a N/2

" und θ s k5° ist. Die Kurve ο stellt das Sinussignal

dar, welches infolge der Dehnung der Impulse um 90 verschoben wurde. Die Kurve j» zeigt das Bezugsignal um 90 verschoben. Diese Verschiebung wurde vorgenommen, um die Symmetrie innerhalb des ganzen Systems zu gewährleisten.

Da das Symmetriezentrum der Impulse in jeder zu summierenden Tmpulsreihe zur Erzeugung des den Cosinus darstellenden Signalen um T/2 verzögert wurde, müssen das Öffnungs- und das Schließslgnal

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für das Sinus-Tor 26 ebenfalls um den selben Betrag verzögert werden. (Fig. 8). Zu diesem Zwecke weisen die Verzögerungseinheiten 82 und 80 zusätzliche Ausgänge auf, welche dem Tor 26 Impulse zum Öffnen und Schließen senden.

In Fig. 15 ist ein ähnliches Vektordiagramm dargestellt wie in Fig. 1 und 2, welches zum

besseren Verständnis der Wirkungsweise des Aus- ^

führungsbeisTjieles gemäß Fig. 8 dient. In Kxg. ^5 sind wieder die Vektoren Vl und V2 vorhanden, welche bei den Punkten +n und -n stehen, die durch die im Register k gespeicherte Zahl η bestimmt werden. Zwecks besserer Klarheit in der Zeichnung wurde die Zahl η in Fig. 15 größer angenommen als in den Fig. 1 und 2. Die Impulse -n und +n auf Leitungen J>k und 2k in Fig. 8 öffnen das Tor 88 bzw. das Tor 86. Jedes dieser Tore schließt T-Impulse später, d.h. bei (-n +T) und (+n +T). Die Impulse, welche zur Länge T gedehnt wurden und welche von den Toren 88 und 86 zur Summierungseinheit 60 in Fig. 8 geliefert wurden, haben demzu- , f

folge ihr Symmetriezentrum bei Punkt T/2 nach -n bzw. +n. Sie werden in Fig. 15 durch Vektoren V2' und Vl¹ mit größerer Amplitude als V2 und Vl dargestellt. Es besteht aber kein Zusammenhang zwischen der Verlängerung dieser Vektoren und der Vergrößerung der Amplitude der in den gedehnten Impulsen vorhandenen Grundkomponente von der Frequenz F und den Impulsen auf Leitungen "}k und 2k»

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Die Vektorsumme von Vl¹ und V2· wurde in Pi.«r. 15 eingezeichnet und ist mit 2 cos θ angeschrieben. Diene Summe liegt bei einem verschobenen Bezugspunkt O¹, T/2 Impulse später als der ursprüngliche Bezugspunkt 0. Dieser verschobene Bezugspunkt O¹ stellt auch das Symmetriezentrum des Ausgangssignales von Tor 26 dar, angeschrieben mit Sinus θ in Fig. 15» wobei das Tor bei (-n + T/2) öffnet und bei (+n + T/2) schließt. Aus Fig. 8 ist ferner ersichtlich, daß ein Bezugsignalgenerator mit einer Einrichtung versehen ist, die sein Aus-, gangssignal um T/2 verzögert·

Fig. 9 und 10 zeigen AusfUhrungsformen der Erfindung, welche zum Verdrehen des Rotors 120 eines Revolvers 122 in eine Winkelstellung verwendet werden können, wobei die Winkelstellung von einer Zahl n, die in einem Register-Zähler 12^ gespeichert ist, bestimmt wird und einen Winkel bis zu 360 definiert. Ferner kann diese Ausführungsform auch in der Einheit 124 eine Zahl erzeugen, die eine digitale Anzeige der momentanen Position des Rotors gibt. Der Resolver kann vorzugsweise ein mehr-pol Positionsmeßtransformator sein, wie er in dem USA-Patent No. 2*799*835 beschrieben wurde. So ein Resolver besitzt am einen Teil, vorzugsweise am Stator, zwei Windungen mit 90 Phasenverschiebung gegenüber den Polen des Resolver.«!, wie im erwähnten Patent im Detail beschrieben. Der Stator ist in Fig. 9 und 10 mit 121 bezeichnet, und seine phasenverschobenen Wirkungen werden von Strömen gespeist, die den, den Sinus und den Cosinus darstellenden Signalen, entsprechen, welche in der früher beschriebenen Weise erzeugt wurden*

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Die Ausführungsform gemäß Pig. 9 und 10 umfaßt da« Ausführungsbei spiel gemäß Fig. 3, wobei die Einheiten und Verbindungen gleich bezeichnet wurden, aber anstelle des Registers 4 in Fig. 3 tritt ein Registerzähler 124. Ferner ist der bereits erwähnte Resolver 122 vorhanden, sowie ein Stator-Antriebs-Verstärker 126, ein Phasendetektor 128, ein Servo-Verstärker 130 und ein Servomotor 132, welch letzterer über ein Getriebe 134 mit dem Motor 120 verbunden ist« Schließlich ist noch ein Tourenzähler I36 an den Servomotor 132 angeschlossen, der erlaubt, die Verstärkung des Verstärkers 130 zu steuern.

In Fig. 9 sind noch eine Gleichstromquelle l40, Filter l42 in der Sinus- und Cosinus-Signalleitung 6 und 8 und eine Anzahl gekoppelter Schalter 150a, 150b und 150c vorhanden, welche alle gemeinsam entweder die voll gezeichnete Stellung oder alle die gestrichelt gezeichnete Stellung einnehmen können. Zusätzlich ist noch ein von den gekoppelten Schaltern 150a - c unabhängiger Schalter 152 vorgesehen, mittels welchem die Eingangeleitung zu den Toren 26 und 46 an ein Signal angeschlossen werden- kann, entweder an die Impulse vom Generator 2 oder an eine Gleichspannung von der Quelle l40.

Wenn die Schalter 150a, 150b und 150 c sich alle in der gestrichelt gezeichneten Stellung befinden, so arbeitet der Register-Zähler 124 als Register, indem er eine Zahl n, die ihm über den Schalter 150b zugeführt wurde, speichert. Die Einrichtung arbeitet dann wie im Zusammenhang mit Fig« 3 beschrieben, indem auf Leitungen 6 und 8.

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Je ein den Sinus bzw« den Coainua darstellenden Signal des Winkels β m 2fn/N erzeugt wird. Wenn der Schalter 152 die Leitung 36 mit der Quelle verbindet, so treten in den Leitungen 6 und8 Rechtecksignale auf*, welche eine Grundfrequenz F aufweisen. Die Filter 142 dienen zur Eliminierung der Harmonischen von F. Der Phasendetektor 128 erhält dann die in der Windung des Rotors 120 induzierte Spannung sowie das Bezugsignal vom Generator 50. Der Ausgang des Phasendetektors ist dann eine Gleichspannung, deren Amplitude proportional der Lageverschiebung des Rotors 120 ist, und das Vorzeichen dieses Ausgangs die Richtung dieser Lageverschiebung. Dieser Ausgang ist ein Fehlersignal, welches den Servomotor zur Korrektur der Lage des Rotors treibt bis er auf null gefallen ist.

Wenn der Schalter 152 dagegen mit dem Generator 2 verbunden wird, ist die Funktion im Prinzip dieselbe. Die Filter 142 entfernen nicht nur die Harmonischen von F, sondern auch die Komponenten mit NF, der Generator-Pulefrequenz und deren Harmonische.

Wenn die Schalter 150a - c aber in die ausgezogen gezeichnete Stellung gebracht werden, dient die Einrichtung gemäß Fig. 9 dazu, in der Einheit 124 eine digitale Anzeige der Stellung der beweglichen Resolver-Einheit 120 zu erzeugen. Das Fehlersignal am Ausgang des Detektors 128 dient dazu, die Zahl in dem Register-Zähler 124 zu ändern, und zwar um eine Zählung pro Modulations· Zyklus F, bis daß die Fehlersignalspannung Null wird.

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Es ist ersichtlich, daß das Bezugsignal mit der Frequenz F über den Schalter 15Oa zur Einheit 124 gelangt, und so den Wechsel der Zahlen steuert, und zwar um eine Zählung pro Zyklus mit der Frequenz F. Das Signal auf Leitung 125 repräsentiert die Zahl, welche in dem Register-Zähler 124 erzeugt wurde und daher repräsentiert es auch die entsprechende Lage des Resolvers 122.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig· IO führt die selben Funktionen aus wie dasjenige in Fig. 9· Es besitzt aber anstatt der Filter 142 einen einzigen Filter I60 zwischen dem Rotor des Resolvers und dem Phasendetektor 128. Ferner ist ein weiterer Phasendetektor l62 vorgesehen, um die Wiedergewinnung der Modulation von der Frequenz F zu gestatten, auf welche der Phasendetektor anspricht. Dies ist notwendig, weil in der Ausführungsform gemäß Fig. 10 keine Gleichstromquelle l40 zum Anschluß an die Tore 26 und 46 vorgesehen ist, und weil der Filter I60, der dem Resolver nachgeschaltet ist, die vorgeschalteten Filter ersetzt. Der Phasendetektor I62 erhält demzufolge die Impulse als eine Referenz für das ordnungsgemäße Funktionieren seiner Gleichrichtungsfunktion.

In Fig. 11 ist ein ausführliches Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der Erfindung dargestellt, welche die Tormethode zur Erzeugung eines den Sinus darstellenden Signales und die oummierungsmethode mit Impulsdehnung für die Erzeugung eines den Cosinus darstellenden Signales anwendet. Sie ist ähnlieh gestaltet wie

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diejenige in Fig. β. Pig. 11 seift auch eine Anwendungsmöglichkeit der Einrichtung gemäß Fig. 8, um die um 90 phasenverschobenen Primärwindungen eines Positionsmeßtransformers zu speisen. Beim Positionsmeßtransformer kann es sich um einen Resolver handeln, vorzugsweise in mehrpoliger Ausführung, wie er schon vorher beschrieben wurde. Die Wirkungsweise der Ausführung nach Fig. 11 wird nun näher beschrieben unter der Annahme, daß F « 2 kHz und N « 1000,

φ und wobei η natürlich willkürlich gewählte Werte

zwischen 0 und 999 annehmen kann. F ist wiederum die Frequenz, bei der ein Zähler durch einen Zyklus von 0 bis N geht. Ein Generator 31^ erzeugt gleiche Impulse qiit einer Frequenz von 2 kHz und führt sie kontinuierlich und gleichzeitig einem reversiblen Zähler 315« einem Koinzidenzdetektor 316 und steuerbaren Toren 317 und 318 zu. Bei den steuerbaren Toren 317 und 3ΐβ, wie auch bei den zahlreichen ähnlich aussehenden Einheiten in Fig. 11, handelt es sich um NAND-Tore. Dies sind bekanntlich Einrichtungen, welche dann und nur

k dann ein "Nein"-Ausgangssignal erzeugen, wenn

alle Eingänge logisch "Ja" sind. Ee kann also ein "Ja"-Ausgangssignal auftreten, wenn irgend ein oder alle Eingang« "Nein" sind. Das logische "Ja" kann durch eine positive Spannung und das logische "Nein" durch das Grund- oder Null-n-Potential dargestellt werden.

In Fig. 11 weist der umkehrbare Zähler 315 drei binär kodierte dezimale (BKD) Dekaden-Zähler in Kaskadenschaltung auf, welch· in einer weiter

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unten beschriebenen Weise so programmiert sind, daß sie abwechslungsweise vor- und rückwärts zählen zwischen null und tausend, wobei tausend im Zähler durch das Symbol 000 dargestellt wird. Jede vollständige Zählung wird während eines Zyklus der Bezugfrequenz F vorgenommen. Demzufolge erzeugt der Zähler eine Bezugfrequenz von 2 kHz, da er mit der Generntorfrequenz von 2MHz zählt und einen Impuls der Bezugfrequenz bei jeder abgeschlossenen Zählung von tausend Zahlen erzeugt.

Der Übergang der kritischen Ziffern des Zählers von 9 zu null stellt; den Moment dar, bei welchem der Zähler beim Aufwärtszählen von 999 auf 000 geht. Dieser Übergang wird benutzt, um den auf/ab Steuerungs-Flip-Flop 319 zu setzen und den Bezugsignalgenerator Flip-Flop 320 zurückzustellen. Die Flip-Flops in Fig. 11 sind normale bistabile Multivibratoren, welche ihren Zustand bei der Abfallflanke eines positiven Impulses, der an ihren Eingang gegeben wird, wechsln, im Sinne H_ea Setzens oder Zurückstellens. Demzufolge wird der Übergang von neun auf null in der Hunderterstelle des Zählers 315 zum Setzen des Flip-Flop 319 verwendet, wobei die Einer- und 7ehnerstellen bereits auf null geschaltet haben, um den Übergang bei der· Hundertern zu bewirken. Die beiden Ausgangssignale des Steueruners-Flip-Flop 319 werden zur Steuerung der Zähl richtung im Zähler 315 verwendet. Wenn der Flip-Flop 319 auf 1 eingestellt ist, zählt der Zähler 315 rückwärts, und wenn der Flip-Flop 319 auf Null zurückgestellt ist, zählt er vorwärts. Da der Zähler bei der Zahl 000 umgekehrt wird, schaltet ihn der nächste Impuls auf 9^9, und wenn die kritische Ziffer beim Abwärtszählen die Stellung 9 verläßt,

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erzeugt das Übergangssignal keine Änderungen In den Zuständen der Flip-Flop 319 und 320, da sie bereits auf 1 eingestellt sind, bzw. auf Null zurückgestellt sind.

Flip-Flop 319 erhält sein Rückstell-Signal von Tor 321, welches den Übergang im Zähler 315 abtastet. Wenn er zurückgestellt ist, bewirkt der Flip-Flop 319, daß der Zähler 315 vorwärts zählt, und dies geschieht dann, wenn er beim

^ Abwärtsr.Hhlen von 001 auf 000 geschaltet hat.

Wenn der Zähler zwei Impulse später wieder Hie Zahl 001 anzeigt, diesmal beim Aufwärtszählen, liefert das Tor 321 wieder einen Rückstellbefehl. Dies hat aber keinen Einfluß, da der Flip-Flop 319 bereits auf Null zurückgestellt 1st, und der Zähler zählt weiter vorwärts.

Der Zähler 315 wird also vom Flip-Flop 319 in der Weise gesteuert, daß er abwechslungsweise vorwärts und rückwärts zählt. Das Bezugsignal wird vom Flip-Flop 320 erzeugt, welcher bei jedem Umkehrpunkt des Zählers 315 zurückgestellt wird, ψ das heißt, beim Ende jedes vollen Durchganges.

Zusätzlich liefert das Tor 322 dem Flip-Flop 320 ein Setz-Kommando jedesmal, wenn der Zähler die Zahl 500 passiert, sowohl bei Vorwärts- als auch beim Rückwärtszählen.

Der Flip-Flop 320 erzeugt also das Bezugsignal, dessen Frequenz ein Tausendstel der Frequenz des Generators ist, indem er zurückgestellt wird beim Übergang des Zählers 315 von 999 auf 000 während des VorwHrtszählens, indem er gesetzt wird über Tor 322 sobald der Zähler die Zahl 5OO beim Abwärt» "i-thieti streicht indem er wieder zurück-

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gestellt wird, diesmal üher Tor 321, beim Zählerüberjrang von 001 auf 000 helm Abwa'rtez,«hl«m und indem er schließlich wieder über Tor 322 gesetzt wird beim Durchgang der Zahl 500, aber beim Vorwärtszählen, wobei diese Folge kontinuierlich von selbst abläuft.

Die Zahl n, ausgedrückt in einer binärkodierten Dezimalform mit drei Ziffern, wird in das Register 323 eingegeben. Da das Verhältnis von Bezugfrequenz zu Generatorfrequenz wie eins zu tausend ist, ist die Zahl η der gleiche Bruchteil von Tausend wie der Winkel 0 ein Bruchteil von 360 .

Die zwölf bipolaren Ausgangssignale des Registers '323 werden Stufe für Stufe in einer Koinzidenzschaltung 3l6 mit den entsprechenden Ausgangssignalen des Zählers 315 verglichen. Die Koinzidenzschaltung 3l6 umfaßt zwölf Sätze von je drei NAND-Toren und ein weiteres NAND-Tor 324 mit dreizehn Eingängen, welches je ein Signal von den zwölf Sätzen und im dreizehnten Eingang die Impulse des Generators 31^ erha'lt. Ein solcher Satz von drei NAND-Toren ist in Fig. 11 gestrichelt eingerahmt und mit 302 bezeichnet; er enthält die Tore 326, 327, 328. Das Tor 328 arbeitet lediglich als Inverter. Wenn eines oder beide der Tore 326 und 327 ein niedriges Auegangspotential haben (logisches "Nein") das heißt, dass alle Eingänge des einen oder beider Tore ein hohes Potential haben, ist am Auegang des Tores 328 ein hohes Potential.

Die bipolaren Ausgänge jeder Stufe des Zählere 315 und des Registers 323 sind entweder

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logisches ¹¹I'* oder logisches "0". Wenn eine Stufe als logisches "I¹* gesetzt ist, dann wird das Signal des 1-Ausgangs ein hohes Potential haben. Wenn eine Stufe in den Zustand logische "0" zurückgestellt ist, dann wird das Signal den 1-Ausgangs ein niedriges Potential haben und das Signal des 0-Ausgangs wird ein hohes Potential haben. Das heißt, in jedem der Sätze 302 ist der Eingang des Tores 328 niedrig, wenn die Stufen des Zählers 315 und des Registers 323, welche verglichen werden, im selben Zustand sind. Unter ^ diesen Bedingungen der Übereinstimmung erhält

nämlich entweder Tor 326 oder Tor 327 zwei hohe Eingänge und liefert demzufolge einen niedrigen Ausgang. Auf der anderen Seite, wenn die verglichenen Stufen nicht in demselben Zustand sind, erhalten beide Tore 326 und 327 auf einem Eingang ein hohes und auf dem anderen ein niedriges Eingangssignal; sie liefern also beide ein hohes Signal zu Tor 328. Da das Tor 328 seinen Eingang invertiert, ist sein Ausgang zu Tor 324 dann uid nur dann hoch, wenn die verglichenen Stufen im selben Zustand sind.

W Der Ausgang dee Koinzidenztores 324 bleibt

hoch, solange irgend einer seiner Eingänge niedrig ist. Wenn der Zähler 315 die Zahl n, welche in das Register 323 eingegeben wurde, erreicht, sind alle zwölf Stufen - Paare in Koinzidenz, die zwölf Eingänge in das Tor 324 sind alle hoch und der nächste Impuls des Generators 314 bewirkt den Koinzidenz-Impuls 325* Indem man den Impulsgenerator zum Auswerten den Tores 324 verwendet, wird die Möglichkeit ausgeschlossen, ein falsches

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Koinzidenzsignal während der Ztthlzeit dee Zählers zu erzeugen.

Der Koinzidenz-Impuls 32? wird zu einer Steuerschaltung (mit Toren 330 und 331) geleitet, welche ihrerseits durch die bipolar-Ausgänge des Auf/Ab-Steuerungs-Flip-Flop 319 gesteuert werden. Die Tore 330 und 331 entsprechen also dem Verteiler 7k in Fig. 7. Wenn der Flip-Flop 319 zurückgestellt ist, ist sein O-Ausgang hoch und sein 1-Ausgang niedrig, so daß der Zähler 315 vorwärts zählt. · Zur selben Zeit ist das Tor 330 offen und das Tor ™

331 geschlossen. Wenn alsx> der Zähler 315 beim Vorwärts-Zählen die Zahl η erreicht, wird der. Koinzidenz-Inpuls 325 beim Tor 331 blockiert, aber vom Tor 330 durchgelassen. Das Tor 331 ist geschlossen, weil es eins niedriges Potential vom Flip-Flop 319 erhält und sein Ausgang hoch ist, ob es einen hohen oder niedrigen Eingang vom Tor 32* erhält.

Das Ausgangssignal des Tores 330, welches als +n angenommen wird, um die Koinzidenz beim

Aufwärt«zählen zu kennzeichnen, wird zum Setzen ä

des Flip-Flop-Tores 3^0 verwendet, dessen 1-Aus gang dann hoch wird, wodurcfivdas Tor 317 die

Impulse vom Generator 31** passieren können, wonach

sie invertiert und der Digital-Verzöperungseinheit 342 zugeführt werden.

Beim Rückwärtszählen schließen die Ausgangssignale vom Flip-Flop 319« der sich jetzt im logischen "l^-Zustand befindet, das Tor 330 und erlauben das Passieren des Koinzidenzimpulses 325 bei -n durch das Tor 331. Der Koinzidenzimpuls .

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wird rum Seteen den Fllp-Flop-Teree 3M verwendet, welcher seinerseits das Tor 3l8 zum Passieren der Impulse vom Generator 31^ öffnet, welche auch invertiert werden und dann der Digital-Verzögerunge· einheit 3^6 zugeführt werden. Die beiden Digitalverzögerungseinheiten 3^2 und 3**6 fangen an, Impulse zu zählen bei der Erzeugung der Koinzidenzsignale bei" +n bzw. -n. Die Flip-Flop-Tore 3^0 und "$kk liefern ihre positiven 1-Ausgänge, bis

^ sie zurückgestellt werden durch die Einheiten J>k2

und 3^6· Dann sind auch die Tore 317 und 318 geschlossen, die Verzö.cerungseinheiten werden entleert und der nächste Zyklus beginnt wieder von vorne.

Der Arbeitsablauf ist bei beiden Digital-Verzögerungseinheiten derselbe. Drei Modulo-5 Zähler in Kaskadenschaltung, gefolgt von zwei Modulo-2 (Binär-) Zählern in Kaskadenschaltung zählen mit Generatorfrequenz bis 500, an welchem Punkt sie zurückgestellt werden auf 0 und stillstehen. Das Anhalten wird erreicht, indem der

P Endübertrag bei 500 zum Zurückstellen der Flip-Flop

3^0 und ^kk verwendet wird, welche beiden Flip-Flop die Eingangstore 317 und 318 der Verzögerungszähler steuern. Diese besondere Methode, die Verzögerung für die Dehnung der den Cosinus darstellenden Impulse bei +n und -n zu erzeugen, liefert einen Endübertrag bei T = 500 und ergibt ferner einen geeigneten Ausgang bei T/2 a 250 in der Form eines Übertrag-Ausganges von der ersten der zwei Binär-Stufen.

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Die Übergänge bei T/2 = 250 von den Verzögerun^seinheiten 3^2 und 3^6 werden verwendet, um das Flip-Flop 3*50 zu setzen bzw. zurückzustellen, um so dos den Sinus darstellende Signal zu entwickeln. Diese Überträge liegen 2n Zählungen auseinander, nnmlich von -n in Fig. 2 bis +n.

Es ist notwendig, das Bezugsignal um einen Viertel-Zyklus zu verzögern, um die korrekte Phasendemodulation des Sinus- und Cosinus-Signals zu erhalten. Jede Phasenverschiebung der Sinus- und Cosinus-Vektoren, welche durch die Verzögerungseinheiten entsteht, muß auch zu diesem obengenannten Viertel-Zyklus addiert werden. Es ist klar, daß durch die Verschiebung der Sinus- und Cosinus-Vektoren um einen Viertel-Zyklus und die zusätzliche Verzögerung um einen Viertel-Zyklus i zusammen eine Phasenverschiebung von genau ergeben, was mit einer Phaser.umkehrung gleichwertig ist und somit ohne zusätzliches drittes Verzögerungsnetzwerk erreicht werden kann. Da die 0- und 1-Ausgänge des Flip-Flop 320 um genau 180 des Bezugzyklus gegeneinander verschoben sind, ist die richtige Phasenlage des Bezugsignales nur mehr eine Sache der Wahl der richtigen Ausgang sie i tung ,

In Fig. U ist mit 352 ein schematisch dargestellter Teil eines linearen oder drehenden Resolvers dargestellt, welcher die Windungen 35*1 und 3^6 mit 90 Phasenverschiebung gegenüber den Polen des Resolver« trögt. Dieser Teil 352 kann vorzugsweise der stationäre Teil dee Resolver* sein. Diese Windungen werden, bei der ausgezogen

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gezeichneten Stellung des Schalters 351, von einer Quelle E- über gesteuerte Schalter 332 und 333 für den Sinus und über Schalter 334, 335 und 336 für den Cosinus gespeist. Die Schalter werden durch logische Eingänge gesteuert: Ein hoher Eingang schließt den Schalter, während ihn ein niedriger öffnet. Während der 1-Ausgang des Flip-Flop 350 hoch ist, verbindet der Schalter 332 die Windung 354 mit Quelle E_g, und Schalter ist offen. Während der Zeit, in der das Flip-Flop 350 zurückgestellt ist, öffnen die Signale der 0- und 1-Ausgänge den Schalter 332 und schließen den Schalter 333» wobei die Sinus-Windung 352 auf das Erd - Potential angeschlossen wird.

Die Kombination der Tore 367 bis 370 stellt die Summierungseinheit für die Cosinus-Impulsreihen dar. Die Ausgänge der Flip-Flop-Tore 34O und 344 werden zur Steuerung der Summierungstore 367 bis 370 in der folgenden Weise verwendet:

Die Tore 367 und 368 bilden ein ausschließliches ODER-Tor für die 1-Ausgänge der Flip-Flop 34O und 344· Das heißt, ihr parallelgeschalteter Ausgang ist hoch, wenn das 1-Ausgangssignal von Tor 34O oder Tor 34% ein hohes Potential hat. Wenn beide 1-Ausgangssignale oder kein« von ihnen ein hohes Potential haben, dann ist der Ausgang zu Schalter 33% niedrig.

•Di· Ausgänge der Tore 367 und 368 steuern den Schalter 334, welcher die Cosinus-Statorwindung 356 an eine Quelle mit einem Wert von V2 I- an-

schließt. Der Sinus-Wert ist kein 0 und der Cosinus-Wert 2Kcoe Q, Indem die Sinus-Windung

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an E_ und die Cosinus-Windung·an V2 E_e angeschlossen wird, ist die Maßstahgldchheit wieder gewährleistet.

Während dieser Perioden, wenn beide Flip-Flops 3^0 und Ikk gleichzeitig gesetzt sind, (entsprechend der Überlappung bei Kurve η in Fig. 13)« wird dieser Zustand von einem Tor abgetastet und dessen Ausgang wird niedrig. Dieser wird invertiert, um den Schalter 335 zu schließen, wodurch die Cosinus-Windung während dieser Überlappunsrsperiode an den vollen Wert von E_ angeschlossen wird und so die Maßstabgleichheit gewährleistet wird.

Das Tor 370 spricht an, wenn weder Tor noch Tor 3*»^ gesetzt ist. Sein resultierender niedriger Ausgang wird invertiert, um Schalter 336 zu schließen und so die Cosinus-Windung am Erdpotential anzuschließen.

Wenn der Schalter 351 in der Stellung ist, in der die beiden Windungen 35*» und 356 an die Gleichstromquelle E_ angeschlossen sind, worden diese mit der Frequenz F gespeist. Wenn der Schalter aber in der linken Stellung ist, wie es gestrichelt dargestellt ist (Fig. 11), so werden die Windungen mit Impulszügen der Generatorfrequenz gespeist. Dies ist in einer Anwendung wünschenswert, in der eine Datensammelrate von zum Beispiel 20 in der Sekunde verwendet werden soll. In diesem Fall wird die Generatorfrequenz auf 20 kHr. eingestellt und

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Schalter 351 wird nach linke gestellt, so daß die Statorwindungen mit der höheren Frequenz gespeist werden, um eine wirkungsvollere Übertragung zu erreichen.

Fig. l6 zeigt eine Ausfiihrungsmöglichkeit

einer Einrichtung zum Gebrauch im Umsetzer 30

in Fig. 3 bis 5, wenn der Umsetzer für Zahlen in Binärform eingesetzt wird. Es kann damit

^ die Umsetzung einer einzelnen binären Ziffer

in ihre Einerkomplemente vorgenommen werden. Fig. l6 zeigt also zwei Leiter, die z.B. von links den Wert einer binären Ziffer aus dem Register k in Fig. 3 erhalten. Wenn die Binärziffer 0 ist, ist der obere Leiter positiv und der untere auf Erdpotential. Wenn die Binärziffer 1 ist, ist der obere Leiter auf Erdpotential und der untere positiv. Rin Vertauschen der Leiter bei ihrem Eingang (rechts in Fig. l6) zum Koinzidenzdetektor l6 in Fi«r. 3 ändert den Wert der Binärzahl, die dem Koinzidenzdetektor zugeführt wird und bewirkt so die Erzeugung der

ψ Komplementärzahl. In Fig. 17 ist eine Einrichtung

dargestellt, welche für einen Umsetzer bestimmt ist, der mit Zahlen in binär kodierter Dezimalform arbeitet und der die Neuner-Komplemente einer Ziffer einer solchen Zahl erzeugen kann.

Wenn die vier Binärstellen 2°, 2¹, 2² und in einer binär kodierten Dezima.lziffer der Zahl n, welche umgesetzt werden soll, entsprechend mit D, C, B und A bezeichnet werden, und wenn diese

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vier Stellen in der erwünschten Komplement-Ziffer mit 1, 2, k und 8 bezeichnet werden, dann kann die Einrichtung gemäß Fig. 17 die Umsetzung vornehmen. In den Fig. 17 bis 19 bezeichnet das üherstrichene Rezugszeichen den zweiten Leiter eines ,jeden Paares, welches für eine Binärziffer benötigt wird. Es ist ersichtlich, daß in der Einrichtung in Fig. 17 für die Erzeugung der Kompl.ementnraiffern der binären Stellenwerte 2 und 2 nichts anderes als Leiter mit bzw. ohne Uberkreuzung verwendet, während für die

2 3 Erzeugung der Stellenwerte 2 und 2 in der Komplementärziffer NAND-Tore in einer der Fig. entsprechenden Ausführung gebraucht werden. Die Kombination von drei solchen NAND-Toren für die Erzeugung der Komplementärzif f em der

2
Stellenwerte 2 funktioniert in der Art, wie es für die Tor-Kombination 302 in Fig. 11 beschrieben wurde. Bei den zwei NAND-Toren für die Stellenwerte 2 invertiert das Tor mit einem Eingang einfach das Ausgangssignal des Tores mit den drei Eingängen.

Fig. l8 und 19 zeigen Schaltungen, welche für eine Addition bzw. Subtraktion von V/k verwendet werden können, wenn das Register k in binärer Form gespeist wurde und zehn Speicherstellen aufweist für die Speicherung einer zehnstelligen Binärzahl. Im vorliegenden Fall, wirkt sich die Addition bzw. Subtraktion von Ν/Ί nur in den zwei höchsten Stellenwerten aus, das heißt in den Stellenwerten 2 und 2 . Dies

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sind auch die Stellenwerte, welche in den Einrichtungen in Fig. lfl und 19 eingegeben werden, iind zwar an der linken Seite vom Register k aus, während die Ausgänge zu den Koinzidenzdetektoren Ik und 18 rechts liegen*

Einrichtungen in der Art, wie sie in Fi.«r. bis 19 dargestellt sind, sowie noch allgemeiner, die logische Darstellung von digitalen Zahlen,

A sind allgemein bekannt und ausführlich beschrieben

worden, z· B. im R.K.Richard's Buch "Arithmetical Operations in Digital Computers", Verlag D. Van Nostrand, New York, 1955. Umsetzer (Translators) sind ausführlich im Kapitel VI, Seiten I79-I8O und Additionseinheiten und Subtraktionseinheiten im Kapitel IV, Seiten 83-86, 113-118 und Kapitel VII, Seite 204, behandelt.

Wenn auch die vorliegende Erfindung anhand einiger beispielsweiser Aueführungsformen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese beschränkt, sondern umfaßt auch alle möglichen

ψ Variationen und Abweichungen von diesen Beispielen,

welche im Geiste und innerhalb des Bereiches der nachfolgenden Ansprüche liegen.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Patentansprüchen und/oder der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind entweder einzeln oder in Teil- bzw. Gesamt-Kombinatlon erfindungswesentlich.

Patentansprüche.

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Claims

• '· 1762A08

Augsburg, den 28* Januar 1970 .30 Neufassung

Az.: P 17 62 ΊΟ8.7

Patentansprüche

1. Digital-Analog-Wandler mit einer Zeitgeber-Impuls-Quelle und einer Einrichtung zum Erzeugen digitaler Eingangssignale, dadurch gekennzeichnet, daß ex* Mittel zum Empfangen der Impulse aufweist, welche in Abhängigkeit von den digitalen Eingangs signalei ein Paar digitaler Signale erzeugt, welche eine relative Phasendifferenz aufweisen, die den digitalen Eingangssignalen proportional ist, wobei Mittel in Abhängigkeit von den Paaren der digitalen Signale ea«a a*d zum Erzeugen eines Rechteckwellen-Analogsignals vorgesehen sind, welche kennzeichnend für die genannte relative Phasendifferenz und infolgedessen proportional zum digitalen Eingangssignal sind.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Analogsignal eine Impulsbreite besitzt, welche kenn-zeichnend für die relative Phasendifferenz ist und daher proportional dem digitalen Eingangsssignal.

3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugen des Analogeignais in Abhängigkeit von dem Fehlerstrom verändert wird, welcher von einem Lage-Meß-Umformer abgeleitet wird, in den das Analogsignal eingegeben wird.

k. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Zähler aufweist, der so ausgebildet ist, daß er zyklisch einen Zahlenbereich

Neue Unterftfttt B¹TS '/T6 *f ^"

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durchläuft, ferner Mittel, welche in Abhängigkeit von den Zahlen des Zählers eine erste Impulsreihe erzeugen, wobei jeder Impuls der Impulsreihe in einer Phase des Zählerzyklus auftritt, die einer Bezugsphase des Zählerzyklus voreiIt, ferner Mittel in Abhängigkeit von dem digitalen Eingangssignal und der Zahl des Zählers für das Erzeugen einer zweiten Impulsreihe, wobei jeder Impuls der zweiten Impulsreihe bei einer Phase des Zählerzyklus auf- ! tritt, die der Bezugsphase nacheilt, ferner Mittel zum Erzeugen eines ersten Signals, das aus den I

Impulsen in der ersten und zweiten Impulsreihe erzeugt wird, wobei das Analogsignal im wesentlichen feste Phase aufweist und eine Größe, welche kennzeichnend für das digitale Eingangssignal ist.

5· Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die voreilenden und nacheilenden Phasen von der Bezugsphase um die gleiche Anzahl von Zählungen im Zähler entfernt sind.

6. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für das Verursachen (Auslösen) des zu erzeugenden Analogsignals ein Tor aufweisen welches durch Impulse einer Impulsreihe

k geöffnet und durch die Impulse der anderen Impuls

reihe geschlossen wird, wobei das Ausgangssignal dieses Tores ein Rechteck-Wellen-Signal umfaßt, welches eine Impulsbreite hat, die für das digitale Eingangssignal kennzeichnend ist.

7· Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verursachen des zu erzeugenden Analogsignals Mittel zum vektodellen Addieren der Impulse der beiden Impulsreihen umfaßt·

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8. Wandler nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel zum Erweitern oder Verbreitern der Impulse der beiden Impulsreihen aufweist für das Vergrößern der Amplitude des elektrischen Signals, welches durch die Impulse erzeugt wird, wodurch die von den ersten und zweiten Impulsreihen erzeugten elektrischen Signale in der Größe äquivalent sind·

9· Wandler nach einem der Ansprüche k bis 8, dadurch gekennzei chne t, daß die Mittel zum Erzeugen einer ersten Impulsreihe ein Register zum Speichern einer Zahl umfassen, die repräsentativ für die Hälfte der Distanz zwischen voreilender und nacheilender Phase ist, wobei ein Koinzidenz-Detektions-Kreis zwischen den Zähler und das Register geschaltet ist, und zwar zum Auffinden des Zustandes, wenn der Inhalt des Registers dem Inhalt des Zählers entspricht und zum Erzeugen eines Ausgangs-Impulses bei Auffinden einer solchen Gleichheit. '

10. Wandler nach Anspruch 91 dadurch g e k e η η - j

zeichnet, daß der Zähler zyklisch einen Be- !

reich von N Zählungen durchläuft, wobei das Register !

zum Speichern einer (digitalen) Zahl η zwischen 0 ; und N ausgebildet ist, wobei das erste Analogsignal . ι

eine trigonometrische Kreisfunktion eines Winkels '

θ = 2 7/ n/N ist und wobei der Koinzidenz-Detektions- j

Kreis einen Ausgangsimpule erzeugt, wenn die Zahl ' im Zähler gleich η ist.

11. Wandler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch g e k e η η -.

zeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen der Impulse der zweiten Impulsreihe einen Umsetzer, ! (Translator) und einen zweiten Koinzidenz-Detektions-Kreis aufweist, welche zwischen den Zähler*und das ' Register geschaltet sind.

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12. Wandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer zum Entwickeln einer Zahl geeignet ausgebildet ist, welche im wesentlichen gleich dem N-Komplement des Inhalts von Zähler woder Register ist, wobei der zweite Koinzidenz-Detektions-Kreis zwischen die Mittel zum Erzeugen dieses Komplements und dem anderen Register «mt/oder Zähler geschaltet ist, wobei die zweite Impulsreihe in Abhängigkeit von dem Auffinden einer Koinzidenz im zweiten Koinzidenz-Detektions-Kreis erzeugt wird.

13. Wandler nach Anspruch 11, dadurch g β k e η η -

A zeichnet, daß die digitalen Eingangssignale

und der Inhalt des Zählers in binär-codierter dezimaler Form vorliegen, wobei der Umsetzer ein Ausganpsignal erzeugt, welches mit den Neuner-Komplement entweder des Zählers oder Registers korrespondiert.

14. Wandler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen der Impufee der zweiten Impulsreihe einen zweiten Zähler aufweisen, welcher in entgegengesetzter Richtung zum ersten Zähler zählt und hiermit in Synchronlauf gehalten wird, wobei ein zweiter Koinzidenz-Detektor

P zwischen das Register und den zweiten Zähler ge

schaltet ist.

15· Wandler nach Anspruch 4, dadurch g e k en η - zeichnet, daß der Zähler erst den Zahlenbereich mit anwachsenden Zahlen und dann mit abnehmenden Zahlen durchläuft, wobei die Mittel zum Erzeugen ' einer ersten und zweiten Impulsreihe ein Register zuai Speichern einer Zahl sind ,welche repräsentativ fUr die halbe Distanz zwischen voreilenden und nacheilenden Phasen ist, wobei ein Koinaidenx-Detektions-

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Kreis zwischen das Register und den Zähler geschaltet ist und wobei Mittel vorgesehen sind, die durch den Detektor gefundene; aufeinanderfolgende Koinzidenzen getrennten Kanälen zuführen*

l6· Wandler nach einem der Ansprüche k bis I5, dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel aufweist, welche in Abhängigkeit von der Zahl des Zählers dritte und vierte Impulsreihen erzeugt, und zwar mit Phasen, welche jeweils um ein Viertel des Zählerzyklus von der voreilenden und nacheilenden Phase entfimt liegen, wobei Mittel zum Verursachen eines zweiten Analogsignals, welches aus der dritten und vierten Impulsreihe erzeugt wird, vorgesehen sind, wobei ™

die Impulsbreite des zweiten Analogsignals kennzeichnend für den digitalen Eingang sind.

17· Wandler nach Ansprüchen l6 und 10, dadurch g e -kennzeichne t, daß die Mittel zum Erzeugen einer dritten und vierten Impulsreihe ein Addierglied und einen Koinzidenz-Detektions-Kreis aufweisen, die zwischen das Register und den Zähler für die dritte Impulsreihe geschaltet sind und für die vierte Impulsreihe ein Subtrahierglied und einen Koinzidenz-Detektor, welcher zwischen den Umsetzer und Zähler geschaltet ist. Λ

l8. Wandler nach Anspruch k oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß er zweite Mittel zum Verursachen eines aus der ersten und zweiten Impulsreihe zu erzeugend erhrAnaTogsignaIs aufweist, wobei die ersten und zweiten Analogsignale kennzeichnend für eine erste trigonometrische Funktion und eine zweite trigonometrische Funktion eines Winkels sind, welcher durch das digitale Eingangssignal repräsentiert wird.

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19* Wandler nach Anspruch lO, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Mittel zum Verursachen des zu erzeugenden Analogsignals ein Tor aufweist, das durch die Impulse einer Impulsreihe geöffnet und durch die Impulse der anderen Impulsreihe geschlossen wird, wobei das andere Mittel zum Erzeugen eines Analogsignals Mittel zum vektoriellen Addieren der Impulse der beiden Impulsreihen besitzt·

20. Wandler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß er Verzögerungsmittel aufweist, die mit den Impulsreihen und mit beiden Mitteln zum Erzeugen eines Analogsignals zusammenarbeiten,

φ und zwar zum Erzeugen erster und zweiter Analogsignale,

welche symmetrisch zur selben Bezugsphase angeordnet sind.

21. Wandler nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Register selbst einen Auf-Ab-Zähler umfaßt.

22. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Eingang eine digitale Quelle einer Winkel-Information aufweist, ferner Mittel zum nacheinander folgenden Verändern des Zustande des Zählers, wobei die Mittel zum Er-

W zeugen einer ersten Impulsreihe logische Mittel aufweisen, die mit der digitalen Quelle verbunden sind und auch mit dem Zähler zum Aufspüren von Koinzidenzen und auch Anti-KoinzidenaBy&wischen den Darstellungen hiervon.und wobei die Mittel zum Erzeugen eines ersten Analpgsignals ein Flip-Flop umfassen, welches mit den logischen Mitteln derart verbunden ist, daß es in einem ersten und zweiten stabilen Zustand bleibt, wenn die logischen Mittel eine Koinzidenz bzw. eine Anti-Koinzidenz zwischen den Darstellungen der digitalen Quelle und dem Zähler gefunden haben, wobei das Flip-Flop hierdurch ein symmetrisches Impulsbreiten-

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moduliertes Ausgangs-Analogsignal erzeugt.

23* Wandler nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten analogen Signale eine trigonometrische Funktion bzw. eine trigonometrische Co-Funktion darstellen, wobei der Wandler weiterhin einen Lagen-Meß-Utnformer mit relativ beweglichen und relativ stationären, induktiv miteinander gekoppelten Teilen besitzt, wobei ein Signal in einem Wicklungsteil induktiv mit den anderen Wicklungsteilen als eine Funktion der relativen Lage der Teile gekoppelt ist, wobei eines der Spulenteile Eingangssignale von beiden Mitteln zum Erzeugen eines Analogsignals er- ™ hält und Wicklungen umfaßt, die einen geometrischen Abstand haben, welcher mit der trigonometrischen Beziehung der Eingangssignale korrespondiert, wobei die andere Wicklung ein Fehlersignal erzeugt, welches kennzeichnend für die relative Lage der Teile ist.

24. Wandler nach Anspruch 23 _t dadurch gekennzeichnet, daß er Regel- oder Steuermittel zum Verändern des Erzeugens der in trigonometrischer Beziehung stehenden Analogsignale in Abhängigkeit vom Fehlersignal aufweist.

25· Wandler nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel Mittel zum Ändern des Inhalts des Registers in Abhängigkeit vom Fehlersignal aufweisen, wobei hierdurch die Werte, der in trigonometrischer Beziehung stehenden Signale in einer Richtung geändert werden, welche das Fehlersignal auf einen kleinen Wert reduzieren.

26. Wandler nach Anspruch 24 oder 251 dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche mit dem Register zusammenarbeiten,und zwar zum Er-

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zeugen einer Zahl, welche einen digitalen Hinweis auf die relative Lage der Maschinenteile bildet*

27· Wandler nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagen-Meß-Gerät eine Anzahl von in gleichen Abständen befindlichen Zyklen hat, welche durch im gleichen Abstand befindliche Null-Lagen bestimmt sind, wobei das Fehlersignal und der Inhalt des Registers die Abweichung innerhalb eines der Zyklen darstellen.

28. Wandler nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Schalter aufweist, der zum Empfangen des Fehlersignals geschaltet ist, wobei dieser Schalter mindestens zwei Ausgangslagen aufweist, ferner einen Servo-Antrieb, der Bit einer der Ausgangslagen des Schalters verbunden ist, wobei Mittel vorgesehen sind, welche von Fehlersignal ab-

. hängig sind, wenn der Schalter in einer seiner Ausgangsstellungen liegt, und zwar zum Antreiben oder Bewegen der relativ beweglichen Glieder bis die induktive Kopplung zwischen den Wicklungsteilen im wesentlichen gleich Null ist, wobei die mit dem Register zusammenarbeitenden Mittel mit der anderen Stellung oder dem anderen Kontakt des Schalters verbunden sind und abhängig von dem Fehlersignal sind, wenn der Schalter in der anderen Lage liegt.

29. Wandler nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß er Servo-Antriebsmittel aufweist, die zum Empfangen des Fehlersignals geeignet geschaltet sind, wobei Mittel in Abhängigkeit vom Fehlersignal zum Antreiben oder Bewegen der relativ beweglichen Teile vorgesehen sind, bis die induktive Kopplung zwischen den Wicklungsteilen im wesentlichen gleich Null ist, wobei die relative Lage der Teile auf diese Weise durch den digitalen Inhalt des Registers gesteuert wird und hierfür kennzeichnend ist.

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30. Wandler nach einem der Ansprüche 6 bis 29, dadurch gekennzeichne t, duß er Filtermittel aufweist, welche Analogsignale mit Impulsbreiten annehmen, welche kennzeichnend für das digitale Eingangssignal sind und welche dazu dienen, daß ledig« lieh die Basisfrequenz in Sinusform der Analogsignale übermittelt wird.

31· Wandler nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler durch einen Bereich von N Zahlen Mit einer Frequenz von F Umläufen pro Sekunde läuft, wobei der Filter die Frequenz F durchläßt.

32. Wandler nach Anspruch 30 oder 311 dadurch gekenn zeichnet, daß die Filtermittel ein erstes Filter sum Annehmen des ersten Analogsignals und ein zweites Filter zum Annehmen des zweiten Analogsignals aufweist·

33. Wandler nach Anspruch 30 oder 3I und einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzei chne t, daß der Filter ein einzelnes in die Fehlersignal-Leitung geschaltetes Filter aufweist*

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