DE1762408C3 - Digital-Analog-Umsetzer - Google Patents

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 einer 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/π definiert ist mit θ im Bogenmaß oder durch die Relation n/N = Θ/360 mit θ in Grad. Insbesondere betrifft die Erfindung solche Wandler, bei weichen das analoge Signal Wechselspannungen oder Wechselströme mit unveränderlich fester Phase sind, wobei das analoge Signal durch die Amplitude der Spannungen oder Ströme gegeben ist

Es wurde deshalb vorgeschlagen, solche Wechselspannungen und -ströme mit Amplituden, die trigonometrische Funktionen eines in digitaler Form vorliegenden Winkels repräsentieren, mit Hilfe von mit Anzapfungen versehenen Transformatoren zu erzeugen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Umsetzer zur Umsetzung von digitalen Daten in die analoge Form, der eine Taktgeber-Impulsquelle aufweist und der dadurch gekennzeichnet ist, daß er Schaltungsmittel zum Empfangen der Impulse aufweist welche in Abhängigkeit von dem digitalen Eingangssignal Paare digitaler Signale der Periode 1/Ferzeugen, während der N Impulse erzeugt werden, wobei jedes Paar eine relative Phasendifferenz aufweist, die vom digitalen Eingangssignal η linear abhängt, wobei getrennte Schaltungsmittel in Abhängigkeit von jedem der digitalen Signalpaare zum Erzeugen eines Rechteckweflen-Analogsignals vorgesehen sind mit analogen Frequenz-Komponenten F in Form von Fundamentalkomponenten, deren Amplituden proportional zu den damit in Beziehung stehenden Sinus- bzw. Cosinus Funktionen des Winkels 360° n/N sind.

Aüsführungsbeispiele des Erfindungsgegenstande: werden im folgenden anhand der Zeichnungen nähei erläutert, und zwar zeigen

F i g. 1 und 2 Vektordiagramme zum Erläutern dei elektrischen Schaltung,

F i g. 3 bis 11 Biockdiagramme von Ausführungsbei spielen der vorgeschlagenen Wandler,

ίο Fig. 12 bis 14 graphische Darstellungen der elektri scheu Weilenformen der Ausführungsbeispiele in F i g.; bis ll,

Fig. 15 ein Vektordiagramm zur Erklärung dei Vorgänge in einem Ausführungsbeispiel mit Impulsdeh nung,

F i g 16 eine graphische Darstellung eines Umsetzers welcher z.B. im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.; angewendet wird,

F i g. 17 ein Diagramm eines anderen Umsetzers und

F i g. 18 und 19 Diagramme von typischen Additions und Subtraktionsschaltungen, wie sie im Ausführungs beispiel gemäß F i g. 3 angewendet werden können.

In Fig. 1 stellen die beiden Vektoren Vl und V: sinusförmige Schwingungen dar, zum Beispiel Spannun gen oder Ströme mit derselben Frequenz un< Amplitude, welche einer Bezugsphase O um den Winke θ vor- bzw. nacheilen. Vorausgesetzt, daß die Vektorer Vl und V2 die Amplitude 1 haben, dann ist derer Vektorsumme (V5) 2cos6. Wenn V3 und V 4 zwe ähnliche Vektoren sind mit den Phasen π/2 + θ unc π/2-θ, ist deren Vektorsumme (V6) -2sin9. Dai negative Vorzeichen ist in diesem Falle ohne Bedeutung da es durch Umkehrung eines Paares von Leiten kompensiert werden kann.

Ein Zyklus, in der F i g. 1 durch den Kreis dargestellt ist definiert durch das Zeitintervall, in welchem eir Impulsgenerator eine Anzahl N gleicher Impulse erzeugt Dieses Zeitintervall kann mit 1/F bezeichne werden, wobei während der Periodendauer 1/F di( Anzahl der Impulse gleich N ist Der Zyklus besteht au; N Teilen, zum Beispiel 1000. Eine Zahl n, welche eins Zahl von 0 bis N sein kann, definiert einen Winkel θ wobei θ=360 n/N". Das Auftreten der Impulse, nämlicl der Impulse n, (N—n) oder einfacher gesagt (NIA n)um (-M4-D) im Zyklus von insgesamt η Impulsen kam definiert werden durch die Vektoren Vl, V2, V3 unc VA. Gleichbedeutend kann gesagt werden, daß dei Vektor bei (—N/4 — n) sich beim Impuls ( — n) befindet Der Wandler weist eine Einrichtung auf, welch« separate Impulsreihen bei η und — η (ζ. B. Impulse cunc d in F i g. 13), oder bei (NA + n) und (- NIA - n), oder be allen vier Impulsen erzeugt Diese Impulse werder durch die Vektoren Vl, V2, V3 und V4, wie in F i g. 1 dargestellt

Gemäß einer Ausführungsmöglichkeit der Erfindung können die Impulse der ersten beiden Impulsreiher vektoriell addiert werden, zum Beispiel in einei Additionsschaltung, um eine Rechteckwelle (ζ. Β Rechteckwelle e in F i g. 13) mit der Frequenz Fund mil fester Phase zu erzeugen, wobei die Impulssumme proportional dem cos θ ist Die anderen beider Impulsreihen können in entsprechender Weise vektoriell addiert werden, wobei eine Rechteckwelle, auch mil fester Phase, entsteht, deren Impulssumme proportional zu sin θ ist

In Fig.2 ist ein Diagramm dargestellt, welches die gleichen vier Vektoren Vl, V2, V3 und V4 wie ir Fig. 1 aufweist Wie aber aus der Zeichnung hervor·

geht, 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 Bezugssignal mit derselben Frequenz F ein Signal mit einer Fundamentalkomponente liefert, deren Amplitude proportional ist zum sin θ für die Impulsreihen Vl und V2 (das heißt bei den Impulsen + /i und -λ). Für die Impulsreihen V3 und V4 bei den Impulsen (N/4 + n) und (-N/4-ιή ist diese Amplitude proportional zu cos Θ.

F i g. 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsmöglichkeit des Erfindungsgegenstandes. Hier werden während der Periodendauer 1/Fin einem Impulsgenerator 2 N Impulse erzeugt. Ein Signal, welches eine Zahl π zwischen O und N repräsentiert, wird in einem Register 4 gespeichert. Signale werden erzeugt, die an den Ausgangskanälen 6 und 8 auftreten und welche den sinus bzw. den cosinus des Winkels θ = 2 π n/N darstellen. Zu diesem Zweck enthält die Schaltung gemäß Fig.3 einen Zähler 10, welchem die Impulse vom Impulsgenerator 2 zugeführt werden. Der Zähler liefert ein Signal, welches eine Zahl repräsentiert, die von Null bis N— 1 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, 14,16 und 18 gegeben. Die Leitung 20 enthält genügend Drähte, um das Signal in dem gewählten Zahlensystem zu übertragen. Wenn zum Beispiel N=IOOO 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 n repräsentiert, die den Winkel θ 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 n über eine Leitung 22 zum Koinzidenzdetektor 12 und über eine Leitung 28 zum Umsetzer 30, wobei die Leitungen 22 und 28 gleich wie die Leitung 20 aufgebaut sind. Im Koinzidenzpunkt, welcher einmal in jedem Zyklus mit der Frequenz F, und zwar beim n-ten Impuls dieses Zyklus auftritt, erzeugt der Detektor 12 einen Impuls, welcher über eine Leitung 24 zu einem Tor 26 übertragen wird. Das Symbol» + mn, das in Fig.3 neben Leitung 24 steht, bedeutet, daß der Impuls auf dieser Leitung bei der Phase + π des Zyklus 1/Fauftritt Vergleiche auch F i g. 1 und 2.

Das Signal, welches eine Zahl n repräsentiert und welches im Register 4 gespeichert wurde, wird ferner über Leitung 28 zum Umsetzer 30 geleitet Als Umsetzer soll hier eine Einrichtung verstanden werden, welche zur Zahl n die Zahl N—n oder, noch vorteilhafter. N—n—l bildet Geeignete Einrichtungen zu diesem Zwecke sind bekannt

F i g. 16 zeigt eine Einrichtung, die eine Umsetzung einer Dezimalstelle der Zahl n 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 Ober eine entsprechend den Leitungen 20, 22 und 28 aufgebaute Leitung 32 dem Koinzidenzdetektor 16 eingegeben.

Der Detektor 16 liefert einen Ausgangsimpuls über eine Leitung 34 zum Tor 26, sofern der Zähler 10 ■> diejenige Zahl enthält, die gleich der vom Umsetzer 30 zum Detektor gelieferten Zahl ist. Wenn die Zahl n in N—n-\ übersetzt wird, entsteht am Ausgang des Detektors 16 ein Impuls bei der Phase - n-1, das heißt, ein Zählerimpuls früher als — n. Dies wird kompensiert

ίο durch eine Verzögerungseinheit 17, die in die Leitung 34 eingefügt ist.

Die Impulse, die an das Tor 26 über die Leitungen 24 und 34 gelangen, dienen dazu, das Tor zu öffnen bzw. zu schließen, so daß an der Ausgangsleitung 6 ein Signal

ts erscheint während desjenigen Zeitabschnittes, in dem der Zyklus von — n bis + n durchlaufen wird. Die Art des Ausgangssignals hängt ab von der Natur des Tor-Eingangssignals über Leitung 36. Dieses Tor-Eingangssignal kann entweder eine Gleichspannung bzw. ein

Gleichstrom 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 6 ein vom

Tor 26 gesteuertes Signal, welches dessen Fundamentalkomponente den Sinus des Winkels θ darstellt, wobei S = 2nn/N im Bogenmaß ist, wie auch aus Fig.2 ersichtlich und im Zusammenhang mit dieser erläutert worden ist

Das Signal n 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 16 zugeführt wird. Die Additionseinheit 38 und die Subtraktionseinheit 40 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 Computer.

Eine einfache Ausführungsform einer Additionseinheit welche mit Binärzahlen arbeitet ist in Fig. 18 dargestellt, während Fig. 19 eine einfache Ausführung einer entsprechenden Subtraktionseinheit zeigt Im folgenden sollen nun diese beiden Einheiten näher beschrieben werden.

Die Additionsschaltung 38 in Fig. 18 liefert dem Koinzidenzdetektor 14 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 empfängt wie das Tor 26. Das Eingangssignal auf

Leitung 36 kann zum Beispiel ein Gleich- oder Wechselstromsignal sein. Die Subtraktionsschaltung 40 liefert dem Koinzidenz-

detektor 18 über eine Leitung 41 die feste Zahl N-n-1 — N/4, so daß beim (n-n- 1 —M4)-ten Impuls des Zyklus des Zählers 10 ein Impuls vom Detektor 18 an eine Ausgangsleitung 48 geliefert wird. In F i g. 3 ist bei Leitung 48 die Lage dieses Impulses mit — 1 —N/4 angeschrieben. Da dieser Impuls ein Zählerimpuls früher als n— N/4 ist, ist eine Impulsverzögerungseinheit 19 in der Leitung 48 zwischen Detektor 18 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/A, und es liefert auf Leitung 8 ein Signal, welches den Cosinus des Winkels θ darstellt, wie aus F i g. 2 ersichtlich und im Zusammenhang mit dieser erläutert worden ist

Ein Bezugssignalgenerator 50 (Fig.3) erhält vom Zähler 10 über eine Leitung 11 Impulse bei den Zahlen N/4 und 3 N/4 des Zählerzyklus und erzeugt daraus eine Rechteckwelle (F i g. 12b) mit der gleichen Frequenz, die aber gegenüber dieser um ein Viertel des Zählerzyklus phasenverschoben ist Bei dieser Ausführungsform sind, wie aus Fig. 12a und 12b ersichtlich ist, die Ausgangssignale symmetrisch in bezug auf die 180°-Lage des Zyklus des Zählers 10. Um ein Vergleichssignal zu erzeugen, das mit den übrigen Signalen im Wandler phasengleich ist, muß das vorliegende Vergleichssignal 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 Vergleichssignal 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 allgemein bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden. Impulse bei N/4 oder 3 N/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 F i g. 12 ist mit a der Verlauf der Zahlen im Zähler 10 bezeichnet, welcher von 0 bis ^/(tatsächlich bis N— 1) ansteigt und dann wieder auf 0 abfällt, in einem Zeitintervall MF. Angenommen, N sei 1000, so zählt der Zähler von 0 bis 999 die Impulse mit einer Wiederholungsfolge von 1000F, während das tausendste Intervall zur Rückstellung auf 0 verwendet wird. Obzwar ein Zyklus der Welle a als kontinuierlich ansteigende Linie gezeichnet ist, steigt sie in Wirklichkeit stufenweise an.

Mit b ist die Form des Ausgangssignals des Bezugsignalgenerators 50 bezeichnet Die Welle c stellt den 0-Ausgang des Sinus-Tores 26 dar für Werte θ=0° und θ = 180°, wobei θ=360 n/N" ist, und stellt auch den Ausgang des Cosinus-Tores 46 für Θ-Werte von 90° und 270° dar. d zeigt die Form des Ausgangssignals des Tores 26 für θ=270° und des Tores 46 für θ = 0°. e stellt die Form der Sinus-Ausgangsspannung bei θ=90° und der Cosinus-Ausgangsspannung für θ = 180°, /die Form der Sinus-Ausgangsspannung für θ=45° und der Cosinus-Ausgangsspannung für θ=315° dar, währenddem g die Form der Cosinus-Ausgangsspannung für θ=45° und der Sinus-Ausgangsspannung für θ=225° veranschaulicht Endlich zeigt h die Cosinus-Ausgangsspannung für 9=135° und die Sinusausgangsspannung für θ=135°, während / die Cosinus-Ausgangsspannung für θ=225° und die Sinus-Ausgangsspannung für θ=45° verdeutlicht

Eine Phasen-Gleichrichtung jedes dieser Signale der Formen c bis / mit dem Signal 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 Winkels Θ. Selbstverständlich kann der Winkel θ alle durch π ermöglichten Werte annehmen. Die aufgeführten Werte sind nur eine Auswahl und dienen zur Illustration.

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

Fig.4 zeigt das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher aber die Summierungsmethode gemäß F i g. 1 angewendet wird, anstelle der Tormethode gemäß F i g. 2. Der Wandler nach F i g. 4 ist ähnlich aufgebaut wie derjenige in F i g. 3 mit dem Unterschied, daß Summierungseinheiten 60 und 62 anstelle der Tore 26 und 46 vorgesehen sind.

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

Die Summierungseinheit 60 liefert an ihrem Ausgang über Leitung 64 die Summe der Impulsreihen bei den Impulsen + η und — n, welche Vektor-Summe den Wert von 2 cos (2 π n/N) im Bogenmaß darstellt Die Summierungseinheit 62 hingegen liefert an ihrem Ausgang über die Leitung 66 die Vektorsumme der Impulsreihen bei den Impulsen η+N/4 und —n—N/4, welche den Wert 2 sin (2 nn/'N) im Bogenmaß darstellt

F i g. 4 zeigt also eine Ausführungsform, welche sowohl

für den Sinus- als auch für den Cosinus-Kanal der

Summierungsmethode von F i g. 1 benützt wird. In F i g. 12 zeigen die Wellenzüge i, k, m, π und ο für

die entsprechenden Werte von π und Θ, wie bei den Wellenzügen c bis i, die Form der Signale in der Sinus-Ausgangsleitung 66 und der Cosinus-Ausgangsleitung 64 in F i g. 4. In F i g. 12 sind die Buchstaben Sund C Abkürzungen für Sinus und Cosinus, während die numerischen Werte den Winkel θ in Graden angeben. Die Wellenzüge a und b beziehen sich sowohl auf F i g. 3 als auch auf F i g. 4.

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 den Ausführungsbeispielen gemäß Fig.3 und 4 werden vier Koinzidenzdetektoren verwendet, um Impulse bei den Zahlen +n, — n( + n+ N/4) und (—π bis N/4) im Zähler zu erzeugen. Es ist daher 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

so die andere Winkelfunktion anwendet Fig.5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem dies berücksichtigt wurde. Es erzeugt in einer Ausgangsleitung 6 eines Tores 26 ein Signal in der Art, wie es in F i g. 12 unter c bis ;' für die Sinus-Funktion dargestellt ist, und am Ausgang 64 einer Summierungseinheit 60 ein Signal, wie in Fig. 12 unter j bis ο für die Cosinusfunktion dargestellt ist

Die Einheiten 26 und 60 in Fig.5 können gleich ausgebildet sein wie die mit den selben Bezugszeichen versehenen Einheiten in Fi g. 3 und 4, wie auch andere Einheiten mit gleichen Bezugszeichen in verschiedenen Figuren identisch sein können. Demzufolge verwendet das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5, welches mit den Vektoren Vl und V2 von F i g. 1 und 2 arbeitet, für die

es Erzeugung von Impulsen bsi +n und —n die gleiche Anordnung wie bei den Ausführungsbeispielen nach Fig.3 und 4. Da die minimale Differenz zwischen (N-n) und (N-n-i) in der Praxis vernachlässigbar

sein kann, wurden die Verzögerungseinheiten 17 und 19 von F i g. 3 und 4 in F i g. 5 weggelassen.

Es soll an dieser Stelle darauf hingeweisen werden, daß die Amplituden der erhaltenen Signale auf Leitungen 6 und 64 untereinander verschieden sind, da s in diesem Ausführungsbeispiel die Methoden zur Erzeugung der Sinus- und Cosinus-Information völlig verschieden sind. Wenn der Sinus- und der Cosinus-Ausgang in einem gemeinsamen System weiterverarbeitet werden sollen, so ist es wünschenswert, ihre Amplituden einander anzugleichen. Eine Einrichtung zu diesem Zweck ist in Fig.8 dargestellt und wird bald näher erläutert werden.

F i g. 6 zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit des vorgeschlagenen Wandlers, bei welchem die Ausgangssignale denselben Charakter wie im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 besitzen, indem den Sinus darstellende Rechteckwellen von einem Tor 26 über eine Leitung 6 und den Kosinus darstellende Überlagerung von Impulsreihen von einer Summierungseinheit 60 über Leitung 64 geliefert werden. Das Tor 26 erhält auf einer Leitung 36 ein Eingangssignal, wie in den Ausführungsbeispielen gemäß F i g. 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.3, 4 und 5. Die Summierungseinheit 60 erhält in Fig.6 von den Leitungen 24 und 34 die gleichen Eingangssignale wie in den F i g. 4 und 5.

Für die Erzeugung von Impulsen +n und — π auf Leitungen 24 und 34 verwendet das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 außerdem Koinzidenzeinheiten 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 F i g. 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 ίο nächsten Impuls wieder auf 999 schaltet Folglich erreicht er die positive Zahl π im gleichen Moment, wie der Zähler 10 die Zahl N-n. In Fig. 13 ist die Welle a die gleiche wie die Welle a in F i g. 12; sie stellt somit den Zustand des Zählers 10 in F i g. 6 wie auch derjenige der Zähler in F i g. 3 bis 5 dar. Die Welle a stellt den Zustand des Zählers 15 dar. Die beiden Zähler 10 und 15 werden mittels einer Synchronisiereinheit 13 in gleicher Phase gehalten, so daß sie im selben Zeitpunkt auf 0 bzw. 999 zurückspringen. so

Die Welle b in F i g. 13 hat die gleiche Form und Bedeutung wie auch den gleichen Ursprung wie in Fig. 12; sie zeigt das Ausgangssignal des Bezugsignalgenerators 50 in F i g. 6. Die Wellen c und d in F i g. 13 stellen die Impulsreihen auf Leitungen 24 und 34 in Fig.6 dar, wie in Fig.3, 4 und 5, wobei der Winkel θ = 90° beziehungsweise die Zahl n, die im Register 4 gespeichert wird, wobei η = Ά ist Das Resultat der Summierung der Impulsreihen c und d in der Summierungseinheit 60 ist durch Welle e in Fig. 13 gezeigt Diese ist identisch mit der Welle j in Fig. 12 und es ist ersichtlich, daß sie keine Komponente der Frequenz F enthält, wie auch aus der Tatsache, daß cos 90° = Cklar hervorgeht Die Welle /in F i g. 13, die das Ausgangssignal des Tores 26 in F i g. 6 für θ = 90° darstellt, ist mit der Welle d in Fig. 12 identisch. Das heißt, beide zeigen ein den Sinus darstellendes Ausgangssignal des Tores 26 in Fig.3, 5 und 6, wo θ = 90° ist Am rechten Ende der Welle /in Fig. 13 ist das Auftreten des Ausgangssignales von Tor 26 zu sehen, wenn das Tor über Leitung 36 mit gleichen Impulsen mit einer gegenüber F hohen Frequenz gespeist wird.

Die Wellen g und h dagegen in F i g. 13 verdeutlichen die Impulsreihen in Leitungen 24 und 34, wo θ = 45°, und ihre Summe, die Welle i, ist offensichtlich gleich wie die Welle ο in F i g. 12. Die Welle j in F i g. 13 stellt das Ausgangssignal des Tores 26 dar und zeigt den Sinus von 45°. Die Wellen k bis ρ werden im Zusammenhang mit F i g. 8 näher erläutert

Eine weitere Ausführungsmöglichkeit des vorgeschlagenen Wandlers ist in F i g. 7 schematisch dargestellt. Hier wird dasselbe Tor 26 und die gleiche Summierungseinheit 80 wie in F i g. 5 und 6 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 rückwärts bis 0 zählt Sein vollständiger Zyklus erstreckt sich also über ein Zeitintervall 2/F. 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 F i g. 14 ersichtlich.

Das Register 4 in F i g. 7 enthält die Zahl n, welche dem Winkel θ = 2 πη/Ν" entspricht, von welchem den Cosinus und den Sinus darstellende Signale erzeugt werden sollen. Ein Koinzidenz-Detektor 12 vergleicht diese Zahl und den Stand des Zählers 70. Während des Zyklus 2/FdCS Zählers tritt zweimal eine Übereinstimmung auf. Eine Verteilereinheit 74, 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 π während des Aufwärtszählens bis N erreicht, während Leitung 34 Impulse erhält wenn der Zähler die Zahl π beim Rückwärtszählen auf 0 erreicht Die Impulse auf Leitungen 24 und 34 sind durch Kurven c und d in F i g. 14 dargestellt Die Summe dieser Impulse, welche von der Summierungseinheit 60 über Leitung 64 geliefert werden, wird durch die Kurve e in Fig. 14 gezeigt und repräsentiert ein Signal, das den Cosinus von 90° darstellt

In Fi g. 14 wird durch die Kurve /das Ausgangssignal des Tores 26 in F i g. 7 für θ = 90° dargestellt Dieses Ausgangssignal kann phasengleichgerichtet werden mit dem Bezugssignal von Kurve b. Die Kurven g, h, /und j in F i g. 14 entsprechen den Kurven cd,e und f, aber für θ = 45°, anstelle von 90°.

Es soll also festgehalten werden, daß bei dieser Ausführungsform zwei Zyklen des Zähler-70-Intervalls von 0 bis N benötigt werden, um einen Impuls bei der Zahl — π und einen Impuls bei der Zahl + π zu erzeugen. Mit anderen Worten: Die Information wird also nur mit halber Häufigkeit gegenüber den Ausführungsformen, gemäß F i g. 3 bis 6, erhalten. Die Ausgangssignale von Tor 26 und von der Summierungseinheit 60 in Fig.7 enthalten außerdem beide eine Komponente mit der Frequenz F/L 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 subharmonischen der Frequenz F/2, herausgefiltert werden.
Die Ausführungsbeispiele gemäß F i g. 5 und 6 haben

gegenüber denjenigen gemäß F i g. 3 und 4 den Vorteil, daß sie nur zwei anstelle von vier Koinzidenz-Detektoren benötigen. Sie haben aber den Nachteil einer großen Amplituden-Differenz zv.'ischen der Sinus- und der Cosinus-Information, die auftritt da ein Signal der Ausgang eines Tores ist und das andere 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 Amplituden der den Sinus darstellenden Rechteckwellen verkleinert werden. Fig.8 zeigt eine Einrichtung, in welcher Verzögerungseinheiten 80 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 Eingangssignale des Tores 26 verwendet werden.

F i g. 8 umfaßt auch die Einrichtung gemäß F i g. 6 um auf Leitung 24 und 34 Impulse bei +n und — η zu erzeugen. Anstatt aber diese beiden Impulsreihen in der Summierungseinheit 60 zu summieren, werden sie dazu gebraucht Tore 86 und 88 zu öffnen. Tore 86 und 88 werden /-Zählungen später geschlossen, durch Signale von den Verzögerungseinheiten 80 und 92, in dem diese Verzögerungseinheiten eine vorgewählte Zahl T von Impulsen abzählen, beginnend bei + π und — n, bevor sie die Stopsignale den Toren 86 und 88 übermitteln.

Die individuell gedehnten Impulsreihen, welche durch die Tore 86 und 88 der Summierungseir.heit 60 in F i g. 8 geliefert werden, und welche an die Stelle der Impulsreihen gund Λ in Fig. 13 auf den Leitungen 24 und 34 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 aufweist. Das Resultat ist das Signal, welches in Ausgangsleitung 64 der Summierungseinheit 60 in F i g. 8 auftritt und in F i g. 13 als Kurve π gezeigt ist, unter der Voraussetzung, daß T «= N/l und θ = 45° ist. Die Kurve ο stellt das Sinussignal dar, welches infolge der Dehnung der Impulse um 90° verschoben wurde. Die Kurve ρ 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 Impulsreihe zur Erzeugung des den Cosinus darstellenden Signales um T/l verzögert wurde, müssen das öffnungs- und das Schließsignal für das Sinus-Tor 26 ebenfalls um denselben Betrag verzögert werden (Fig.8). Zu diesem Zweck weisen die Verzögerungseinheiten 82 und 80 zusätzliche Ausgänge auf, welche dem Tor 26 Impulse zum Offnen und Schließen senden.

In Fig. 15 ist ein ähnliches Vektordiagramm dargestellt wie in F i g. 1 und 2, welches zum besseren Verständnis der Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles gemäß F i g. 8 dient. In F i g. 15 sind wieder die Vektoren Vl und V 2 vorhanden, welche bei den Punkten + η und η stehen, die durch die im Register 4 gespeicherte Zahl π bestimmt werden. Zwecks besserer Klarheit in der Zeichnung wurde die Zahl π in Fig. 15 größer angenommen als in den F i g. 1 und 2. Die Impulse — π und + η auf Leitungen 34 und 24 in F i g. 8 öffnen das Tor 88 bzw. das Tor 86. Jedes dieser Tore schließt T-Impulse später, das heißt bei (-n+T) und {+n+TJ. Die Impulse, welche zur Länge Γ gedehnt wurden und welche von den Toren 88 und 86 zur Summierungseinheit 60 in Fig.8 geliefert wurden, haben demzufolge ihr Symmetriezentrum bei Punkt T/l nach —n bzw. +n. Sie werden in Fig. 15 durch Vektoren V2' und Vl' 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 Fund den Impulsen auf Leitungen 34 und 24.

Die Vektorsumme von VV und V2' wurde in F i g. 15 eingezeichnet und ist mit 2 cos θ angeschrieben. Diese Summe liegt bei einem verschobenen Bezugspunkt O', T/l Impulse später als der ursprüngliche Bezugspunkt O. Dieser verschobene Bezugspunkt O' stellt auch das Symmetriezentrum des Ausgangssignales von Tor 26 dar, angeschrieben mit Sinus θ in F i g. 15, wobei das Tor bei (-n+ T/l) öffnet und bei { + n+ T/l) schließt Aus F i g. 8 ist ferner ersichtlich, daß ein Bezugssignalgenerator 51 mit einer Einrichtung versehen ist die sein Ausgangssignal um T/l verzögert

Fig.9 und 10 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, welche zum Verdrehen des Rotors 120 eines Resolvers 122 in eine Winkelstellung verwendet werden können, wobei die Winkelstellung von einer Zahl n, die in einem Register-Zähler 124 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 mehrpoliger Positionsmeßtransformator sein, wie er in der USA.-Patentschrift 27 99 835 beschrieben wurde. So ein Resolver besitzt am einen Teil, vorzugsweise am Stator, zwei Windungen mit 90° Phasenverschiebung gegenüber den Polen des Resolvers, wie im erwähnten Patent im Detail beschrieben. Der Stator ist in F i g. 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.

Die Ausführungsform gemäß Fig.9 und 10 umfaßt das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 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 136 an den Servomotor 132 angeschlossen, der erlaubt die Verstärkung des Verstärkers 130 zu steuern.

In F i g. 9 sind noch eine Gleichstromquelle 140, Filter 142 in der Sinus- und Cosinus-Signalleitung 6 und 8 und eine Anzahl gekoppelter Schalter 150a, 1506 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 bis c unabhängiger Schalter 152 vorgesehen, mittels welchem die Eingangsleitung 36 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 140.

Wenn die Schalter 150a, 150fr und 150c 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 1506 zugeführt wurde, speichert Die Einrichtung arbeitet dann wie im Zusammenhang mit Fig.3 beschrieben, indem auf Leitungen 6 und 8 je ein den Sinus bzw. den Cosinus s darstellendes Signal des Winki \s θ = 2 ππ/Ν" erzeugt wird. Wenn der Schalter 152 die Leitung 36 mit der Quelle 140 verbindet, so treten in den Leitungen 6 und 8 Rechtecksignale auf, welche eine Grundfrcqueriz 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 128 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-Pulsfrequenz und deren Harmonische.

Wenn die Schalter 150a bis e aber in die ausgezogen gezeichnete Stellung gebracht werden, dient die Einrichtung gemäß F i g. 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.

Es ist ersichtlich, daß das Bezugsignal mit der Frequenz F über den Schalter 150a 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 F i g. 10 führt dieselben Funktionen aus wie dasjenige in Fig.9. Es besitzt aber anstatt der Filter 142 einen einzigen Filter 160 zwischen dem Rotor des Resolvers und dem Phasendetektor 128. Ferner ist ein weiterer Phasendetektor 126 vorgesehen, um die Wiedergewinnung der Modulation von der Frequenz F zu gestatten, auf welche der Phasendt'tektor 128 anspricht. Dies ist notwendig, weil so in der Ausführungsform gemäß Fig. 10 keine Gleichstromquelle 140 zum Anschluß an die Tore 26 und 46 vorgesehen ist, und weil der Filter 160, der dem Resolver nachgeschaltet ist, die vorgeschalteten Filter 142 ersetzt. Der Phasendetektor 162 erhält demzufolge die Impulse als eine Referenz für das ordnungsgemäße Funktionieren seiner Gleichrichtungsfunktion.

In F i g. 11 ist ein ausführliches Blockdiagramm einer weiteren Ausfuhrungsmöglichkeit der Erfindung dargestellt, welche die Tormethode zur Erzeugung eines den eo Sinus darstellenden Signals und die Summierungsmethode mit Impulsdehnung für die Erzeugung eines den Cosinus darstellenden Signals anwendet. Sie ist ähnlich gestaltet wie diejenige in F i g. 8. F i g. 11 zeigt auch eine Anwendungsmög'nchkeit der Einrichtung gemäß F i g. 8, um die um 90° phasenverschobenen Primärwindungen eines Positionsmeßtransformators zu speisen. Beim Positionsmeßtransformator kann es sich um einen Resolver handeln, vorzugsweise in mehrpoliger Ausführung, wie er schon vorher beschrieben wurde. Die Wirkungsweise der Ausführung nach F i g. 11 wird nun näher beschrieben unter der Annahme, daß F = 2 kHz und N = 1000, und wobei π natürlich willkürlich gewählte Werte zwischen 0 und 999 annehmen kann. F ist wiederum die Frequenz, bei der ein Zähler durch einen Zyklus von O bis N geht Ein Generator 314 erzeugt gleiche Impulse mit 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 318, 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 dann ein »Nein«- Ausgangssignal erzeugen, wenn alle Eingänge logisch »Ja« sind. Es kann also ein »Ja«-Ausgangssignal auftreten, wenn irgendein oder alle Eingänge »Nein« sind. Das logische »Ja« kann durch eine positive Spannung und das logische »Nein« durch das Grundoder Null-n-Potential dargestellt werden.

In Fig. 11 weist der umkehrbare Zähler 315 drei binär kodierte dezimale Dekaden-Zähler in Kaskadenschaltung auf, welche in einer weiter 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 Bezugsfrequenz Fvorgenommen. Demzufolge erzeugt der Zähler eine Bezugsfrequenz von 2 kHz, da er mit der Generatorfrequenz von 2 MHz zählt und einen Impuls der Bezugsfrequenz 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 F i g. 11 sind normale bistabile Multivibratoren, welche ihren Zustand bei der Abfallflanke eines positiven Impulses, der an ihren Eingang gegeben wird, wechseln, im Sinne des Setzens oder Zurückstellens. Demzufolge wird der Übergang von neun auf null in der Hundertstelle des Zählers 315 zum Setzen des Flip-Flop 319 verwendet, wobei die Einer- und Zehnerstellen bereits auf Null geschaltet haben, um den Übergang bei den Hunderten zu bewirken. Die beiden Ausgangssignale des Steuerungs-Flip-Flop 319 werden zur Steuerung der Zählrichtung 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 999, und wenn die kritische Ziffer beim Abwärtszählen die Stellung 9 verläßt, 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 Abwärtszählen von 001 auf 000 geschaltet hat. Wenn der Zähler zwei Impulse später wieder die Zahl 001 anzeigt, diesmal beim Aufwärtszäh-

len, liefert das Tor 321 wieder einen RückstellbefehL Dies hat aber keinen Einfluß, da der Flip-Flop 319 bereits auf Null zurückgestellt ist, und der Zähler zählt weiter vorwärts.

Der Zähler 315 wird also vom Flip-Flop 319 in der Weise gesteuert, daß er abwechselungsweise vorwärts und rückwärts zählt Das Bezugsignal wird vom Flip-Flop 320 erzeugt, welcher bei jedem Umkehrpunkt des Zählers 315 zurückgestellt wird, 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 beim 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 Vorwärtszählens, indem er gesetzt wird über For 322 sobald der Zähler die Zahl 500 beim Abwärtszählen erreicht, indem er wieder zurückgestellt wird, diesmal über Tor 321, beim Zählerübergang von 001 auf 000 beim Abwärtszählen 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 Bezugsfrequenz zu Generatorfrequenz wie eins zu tausend ist, ist die Zahl η der gleiche Bruchteil von Tausend wie der Winkel θ ein Bruchteil von 360°.

Die zwölf bipolaren Ausgangssignale des Registers 323 werden Stufe für Stufe in einer Koinzidenzschaltung 316 mit den entsprechenden Ausgangssignalen des Zählers 315 verglichen. Die Koinzidenzschaltung 316 umfaßt zwölf Sätze von je drei NAND-Toren und ein weiteres mit dreizehn Eingängen, welches je ein Signal von den zwölf Sätzen und im dreizehnten Eingang die Impulse des Generators 314 erhält. Ein solcher Satz von drei NAND-Toren ist in F i g. 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 Ausgangspotential haben (logisches »Nein«), d. h., daß alle Eingänge des einen oder beider Tore ein hohes Potential haben, ist am Ausgang des Tores 328 ein hohes Potential.

Die bipolaren Ausgänge jeder Stufe des Zählers 315 und des Registers 323 sind entweder logische »1« oder logische »0«. Wenn eine Stufe als logische »1« gesetzt ist, dann wird das Signal des 1-Ausganges ein hohes Potential haben. Wenn eine Stufe in den Zustand logische »0« zurückgestellt ist, dann wird das Signal des !-Ausganges 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. Das das Tor 328 seinen Eingang invertiert, ist sein Ausgang zu Tor 324 dann und nur dann hoch, wenn die verglichenen Stufen im selben Zustand sind.

Der Ausgang des 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 des

ίο Tores,324 verwendet, wird die Möglichkeit ausgeschlossen, ein falsches Koinzidenzsignal während der Zählzeit des Zählers zu erzeugen.

Der Koinzidenz-Impuls 325 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 74 in F i g. 7. Wenn der Flip-Flop 319 zurückgestellt ist ist sein 0-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 also der Zähler 315 beim Vorwärts-Zählen die. Zahl π erreicht, wird der Koinzidenz-Impuls 325 beim Tor 331 blockiert, aber vorn Tor 330 durchgelassen. Das Tor 331 ist geschlossen, weil es ein niedriges Potential vom

Flip-Flop 319 erhält und sein Ausgang hoch ist, ob es

einen hohen oder niedrigen Eingang vom Tor 324 erhält

Das Ausgangssignal des Tores 330, welches als +n

angenommen wird, um die Koinzidenz beim Aufwärtszähle.i zu kennzeichnen, wird zum Setzen des Flip-Flop-Tores 340 verwendet dessen 1-Ausgang dann hoch wird, wodurch durch das Tor 317 die Impulse vom Generator 314 passieren können, wonach sie invertiert und der Digitai-Verzögerungseinheit 342 zugeführt werden.

Beim Rückwärtszählen schließen die Ausgangssignale vom Flip-Flop 319, der sich jetzt im logischen »1 «-Zustand befindet, das Tor 330 und erlauben das Passieren des Koinzidenzimpulses 325 bei — η durch das Tor 331. Der Koinzidenzimpuls wird zum Setzen des Flip-Flop-Tores 344 verwendet, welcher seinerseits das Tor 318 zum Passieren der Impulse vom Generator 314 öffnet, welche auch invertiert werden und dann der Digitai-Verzögerungseinheit 346 zugeführt werden. Die beiden Digitalverzögerungseinheiten 342 und 346 fangen an, Impulse zu zählen bei der Erzeugung der Koinzidenzsignale bei + η bzw. — n. Die Flip-Flop-Tore 340 und 344 liefern ihre positiven 1-Ausgänge, bis sie zurückgestellt werden durch die Einheiten 342 und 346.

Dann sind auch die Tore 317 und 318 geschlossen, die Verzögerungseinheiten 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)-Zählem in Kaskadenschaltung zählen mit Generatorfrequenz bis 500, an welchem Punkt sie zurückgestellt werden auf 0 und stillstehen. Das Anhalten wird erreicht, indem der Endübertrag bei 500 zum Zurückstellen der Flip-Flop 340 und 344 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 — η zu erzeugen, liefert einen Endübertrag bei T= 500 und ergibt ferner einen geeigneten Ausgang bei T/l = 250 in der Form eines Übertrag-Ausganges von der ersten der zwei B-när-Stufen.

Die Obergänge bei T/l = 250 von den Verzögerungseinheiten 342 und 346 werden verwendet, um das Flip-Flop 350 zu setzen bzw. zurückzustellen, um so das den Sinus darstellende Signal zu entwickeln. Diese Überträge liegen In Zählungen auseinander, nämlich von -ninFig.2bis +n.

Es ist notwendig, das Bezugsignal um einen Viertel-Zyklus zu verzögern, um die korrekte Phasendemodulation des Sinus- und Kosinus-Signals zu erhalten. Jede Phasenverschiebung der Sinus- und Kosinus-Vektoren, welche durch die Verzögerungseinheiten entsteht, muß auch zu diesem obengenannten Viertel-Zyklus addiert werden. Es ist klar, daß sich durch die Verschiebung der Sinus- und Kosinus-Vektoren um einen Vieriel-Zyklus und die zusätzliche Verzögerung um einen Viertel-Zyklus zusammen eine Phasenverschiebung von genau 180° ergeben, was mit einer Phasenumkehrung 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 Bezugszyklus gegeneinander verschoben sind, ist die richtige Phasenlage des Bezugsignales nur mehr eine Sache der Wahl der richtigen Ausgangsleitung.

In F i g. 11 ist mit 352 ein schematisch dargestellter Teil eines linearen oder drehenden Resolvers dargestellt, welcher die Windungen 354 und 356 mit 90° Phasenverschiebung gegenüber den Polen des Resolvers trägt Dieser Teil 352 kann vorzugsweise der stationäre Teil des Resolvers sein. Diese Windungen werden, bei der ausgezogen gezeichneten Stellung des Schalters 352, von einer Quelle Es 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 Es, und Schalter 333 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 340 und 344 werden zur Steuerung der Summierungstore 367 bis 370 in der folgenden Weire verwendet:

Die Tore 367 und 368 bilden ein ausschließliches so ODER-Tor für die 1-Ausgänge der Flip-Flop 340 und 344. Das heißt, ihr parallelgeschalteter Ausgang ist hoch, wenn das 1-Ausgangssignal von Tore 340 oder Tor 344 ein hohes Potential hat Wenn beide 1-Ausgangssignale oder keine von ihnen ein hohes Potential haben, dann ist der Ausgang zu Schalter 334 niedrig.

Die Ausgänge der Tore 367 und 368 steuern den Schalter 334, welcher die Cosinus-Statorwindung 356 an eine Quelle mit einem Wert von '/2 £5 anschließt. Der Sinus-Wert ist kein θ und der Cosinus-Wert 2 Kcos Θ. Indem die Sinus-Windung an Es und die Cosinus-Windung an '/2 Es angeschlossen wird, ist die Maßstabgleichheit wieder gewährleistet

Während dieser Perioden, wenn beide Flip-Flops 340 und 344 gleichzeitig gesetzt sind (entsprechend der Überlappung bei Kurve π in Fig. 13), wird dieser Zustand von einem Tor 369 abgetastet und dessen Ausgang wird niedrig. Dieser wird invertiert, um den Schalter 335 zu schließen, wodurch die Cosinus-Windung während dieser Überlappungsperiode an den vollen Wert von Es angeschlossen wird und so die Maßstabgleichheit gewährleistet wird

Das Tor 370 spricht an, wenn weder Tor 340 noch Tor 344 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 354 und 356 an die Gleichstromquelle Es angeschlossen sind, werden diese mit der Frequenz F gespeist Wenn der Schalter aber in der linken Stellung ist, wie er gestrichelt dargestellt ist (F i g. 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 kHz eingestellt und Schalter 351 wird nach links gestellt so daß die Statorwindungen mit der höheren Frequenz gespeist werden, um eine wirkungsvollere Übertragung zu erreichen.

Fig. 16 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit einer Einrichtung zum Gebrauch im Umsetzer 30 in F i g. 3 bis 5, wenn der Umsetzer für Zahlen in Binärform eingesetzt wird. Es kann damit die Umsetzung einer einzelnen binären Ziffer in ihre Binärkomplemente vorgenommen werden. Fig. 16 zeigt also zwei Leiter, die z. B. von links den Wert einer binären Ziffer aus dem Register 4 in F i g. 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. Ein Vertauschen der Leiter bei ihrem Eingang (rechts in Fig. 16) zum Koinzidenzdetektor 16 in Fig.3 ändert den Wert der Binärzahl, die dem Koinzidenzdetektor zugeführt wird und bewirkt so die Erzeugung der Komplementärzahl. In Fig. 17 ist eine Einrichtung dargestellt, welche für einen Umsetzer bestimmt ist, der mit Zahlen in binärkodierter Dezimalform arbeitet und der die Neuner-Komplemente einer Ziffer einer solchen Zahl erzeugen kann.

Wenn die vier Binärstellen 2°, 2¹, 2² und 2³ in einer binärkodierten Dezimalziffer der Zahl n, welche umgesetzt werden soll, entsprechend mit D, C, B und A bezeichnet werden, und wenn diese vier Stellen in der erwünschten Komplementziffer mit 1, 2, 4 und 8 bezeichnet werden, dann kann die Einrichtung gemäß Fig. 17 die Umsetzung vornehmen. In den Fig. 17 bis 19 bezeichnet das überstrichene Bezugszeichen den zweiten Leiter eines jeden Paares, welches für eine Binärziffer benötigt wird. Es ist ersichtlich, daß in der Einrichtung in Fi g. 17 für die Erzeugung der Komplementärziffern der binären Stellenwerte 2° und 2¹ nichts anderes als Leiter mit bzw. ohne Überkreuzung verwendet, während für die Erzeugung der Stellenwerte

2² und 2³ in der Komplementärziffer NAND-Tore in einer der F i g. 11 entsprechenden Ausführung gebraucht werden. Die Kombination von drei solchen NAN D-Toren für die Erzeugung der Komplementärziffern der Stellenwerte 2² funktioniert in der Art, wie es für die Tor-Kombination 302 in F i g. 11 beschrieben wurde. Bei den zwei NAN D-Toren für die Stellenwerte

2³ invertiert das Tor mit einem Eingang einfach das Ausgangssignal des Tores mit den drei Eingängen.

Fig. 18 und 19 zeigen Schaltungen, welche für eine Addition bzw. Subtraktion von NA verwendet werden können, wenn das Register 4 in binärer Form gespeist

wurde und zehn Speicherstellen aufweist für die Speicherung einer zehnteiligen Binärzahl. Im vorliegenden Fall wirkt sich die Addition bzw. Subtraktion von N/4 nur in den zwei höchsten Stellenwerten aus, das heißt in den Stellenwerten 2⁸ und 2⁹. Dies sind die Stelle-werte, welche in den Einrichtungen in Fig. 18 und 19 eingegeben werden, und zwar an tier linken Seite vom Register 4 aus, während die Ausgänge zu den Koinzidenzdetektoren 14 und 18 rechts liegen.
Einrichtungen in der Art, wie sie in Fig. 16 bis 19

dargestellt sind, sowie noch allgemeiner, die logisch« Darstellung von digitalen Zahlen, sind allgemeii bekamt und ausführlich beschrieben worden, z. B. in R. K.. Richards Buch »Arithmetical Operations in Digica Computers«, Verlag D. Van Nostrand, New York, 1955 Umsetzer (Translators) sind ausführlich im Kapitel VI Seiten 179 bis 180 und Additionseinheiten unc Subtraktionseinheiten im Kapitel IV. Seiten SJ bis 86 113 bis 118 und Kapitel VII, Seite 204, behandelt.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims (33)

Patentansprüche:

1. Digital-Analog-Umsetzer mit einer Taktgeber-Impulsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß er Schaltungsmittel zum Empfangen der Impulse aufweist, welche in Abhängigkeit von dem digitalen Eingangssignal Paare digitaler Signale der Periode i/F erzeugen, während der N Impulse erzeugt werden, wobei jedes Paar eine relative Phasendifferenz aufweist, die vom digitalen Eingangssignal π linear abhängt, wobei getrennte Schaltungsinittel in Abhängigkeit vom jedem der digitalen Signalpaare zum Erzeugen eines Rechteckwellen-Analogsignals vorgesehen sind, mit analogen Frequenz-Komponenten Fin Form von Fundamentalkomponenten, deren Amplituden proportional zu den damil in Beziehung stehenden Sinus- bzw. Cosinusfunktionen des Winkels 360° n//Vsind.

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

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

4. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Zähler aufweist, der so ausgebildet ist, daß er zyklisch einen Zahlenbereich durchläuft, ferner Schaltungsmittel, 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 voreilt, ferner Schaltungsmittel 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 auftritt, die der Bezugsphase nacheilt, ferner Schaltungsmittel zum Erzeugen eines ersten Signals, das aus den 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 Schaltungsmittel für das Verursachen (Auslösen) des zu erzeugenden Analogsignals ein Tor aufweisen, welches durch Impulse einer Impulsreihe geöffnet und durch die Impulse der anderen Impulsreihe 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 Schaltungsmittel zum Verursachen des zu erzeugenden Analogsignals Schaltungsmittel zum vektoriellen Addieren der Impulse der beiden ^b5 Impulsreihen umfaßt.

8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er Schaltungsmittel zum 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 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsmittel 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 de;n 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 9, dadurch gekennzeichnet daß der Zähler zyklisch einen Bereich von JV Zählungen durchläuft wobei das Register zum Speichern einer (digitalen) Zahl π zwischen O und N ausgebildet ist wobei das erste Analogsignal eine trigonometrische Kreisfunktion eines Winkels 0=2 n/N ist und wobei der Koinzidenz-Detektions-Kreis einen Ausgangsimpuls erzeugt wenn die Zahl im Zähler gleich η ist

11. Wandler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet daß die Schaltungsmittel zum Erzeugen der Impulse der zweiten Impulsreihe einen Umsetzer (Translator) und einen zweiten Koinzidenz-Detektions-Kreis aufweisen, welche zwischen den Zähler und das Register geschaltet sind.

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 oder Register ist, wobei der zweite Koinzidenz-Detektions-Kreis zwischen die Mittel zum Erzeugen dieses Komplements und dem anderen Register 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 gekennzeichnet daß die digitalen Eingangssignale und der Inhalt des Zählers in binärcodierter dezimaler Form vorliegen, wobei der Umsetzer ein Ausgangssignal erzeugt, welches mit dem Neuner-Komplement entweder des Zählers oder Registers korrespondiert.

14. Wandler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet daß die Schaltungsmittel zum Erzeugen der Impulse der zweiten Impulsi eihe einen zweiten Zähler aufweisen, welcher in entgegengesetzter Richtung zum ersten Zähler zählt und hiermit in Synchronlauf gehalten wird, wobei ein zweiter Koinzidenz-Detektor zwischen das Register und den zweiten Zähler geschaltet ist.

15. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler erst den Zahlenbereich mit anwachsenden Zahlen und dann mit abnehmenden Zahlen durchläuft, wobei die Schaltungsmittel zum Erzeugen einer ersten und zweiten Impulsreihe ein Register zum Speichern einer Zahl sind, welche repräsentativ für die halbe Distanz zwischen voreilenden und nacheilenden Phasen ist, wobei ein Koinzidenz-Detektions-Kreis zwischen das Register

und den Zähler geschaltet ist und wobei Schaltungs-Mittel vorgesehen sind, die durch den Detektor gefundene aufeinanderfolgende Koinzidenzen getrennten Kanälen zuführen.

16. Wandlei nach einem der Anspräche 4 bis 15, s dadurch gekennzeichnet, daß er Schaltungsmittel aufweist, weiche 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 «ntfernt liegen, wobei ein Schaltungsmittel zum Erzeugen 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 16 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsmittel zum Erzeugen einer dritten und vierten Impulsreihe ein Addierglied und einen Koinzidenz-Det Jctions-lCreis 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

18. Wandler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß er zweite Schaltungsmittel zum Verursachen eines aus der ersten und zweiten Impulsreihe zu erzeugenden zweiten Analogsignals aufweist, wobei die ersten und zweiten Analogsigna-Ie kennzeichnend für eine erste trigonometrische Funktion und eine zweite trigonometrische Funktion eines Winkels sind, welcher durch das digitale Eingangssignal repräsentiert wird.

19. Wandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Schaltungsmittel zum Erzeugen 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 Schaltungsmittel zum Erzeugen eines Analogsignals Schaltungsmittel zum vcktoriellen Addieren der Impulse der beiden Impulsreihen besitzt

20. Wandler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß er Verzögerungsschaltungsmittel aufweist die mit den Impulsreihen und mit beiden Schaltungsmitteln zum Erzeugen eines Analogsignals zusammenarbeiten, und zwar zum Erzeugen erster und zweiter Analogsignale, welche symmetrisch zur selben Bezugsphase angeordnet sind. ">o

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 Schaltungsmittel zum nacheinanderfolgenden Verändern des Zustands des Zählers, wobei die Schaltungsmittel zum Erzeugen einer ersten Impulsreihe logische Schaltungsmittel aufweisen, die mit «> der digitalen Quelle verbunden sind und auch mit dem Zähler zum Aufspüren von Koinzidenzen und auch Antiköinzidenzen zwischen den Darstellungen hiervon, und wobei die Schaltungsmittel zum Erzeugen eines ersten Analogsignals ein Flip-Flop f>5 umfassen, welches mit den logischen Schaltungsmitteln derart verbunden ist, daß es in einem ersten und zweiten stabilen Zustand bleibt, wenn die logischen Schaltungsmittel eine Koinzidenz bzw. eine Antikoinzidenz zwischen den Darstellungen der digitalen Quelle und dem Zähler gefunden haben, wobei das Flip-Flop hierdurch ein symmetrisches impulsbreitenmoduliertes Ausgangs-Analog-Signal erzeugt

23. Wandler nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten analogen Signale eine Sinus- bzw. eine Cosinus-Funktion darstellen, wobei der W^uidler weiterhin einen Lagen-Meß-Umformer 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 Schaltungsmitteln zum Erzeugen eines Analogsignals erhält und Wicklungen umfaßt, die einen geometrischen Abstand haben, welcher mit der trigonometrischen Beziehung der Eingangssignale korrespondiert, wobei die andere Wicklung ein FehJersignal erzeugt welches kennzeichnend für die relative Lage der Teile ist

24. Wandler nach Anspruch 23, 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 Schaltungsmittel 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 25, dadurch gekennzeichnet daß Schaltungsmittel vorgesehen sind, welche mit dem Register zusammenarbeiten, und zwar zum Erzeugen 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 mit einer der Ausgangslagen des Schalters verbunden ist wobei Schaltungsmittel vorgesehen sind, welche vom Fehlersignal abhängig 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 Schaltungsmittel 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 geschal-

tet sind, wobei Schaltungsmittel 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 Her Teile auf diese Weise durch den digitalen inhalt des Registers gesteuert wird und hierfür kennzeichnend ist.

30. Wandler nach einem der Ansprüche 6 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß er Filtermittel aufweist, welche Analogsignale mit Impulsbreiten annehmen, welche kennzeichnend für das digitale Eingangssignal sind und welche dazu dienen, daß lediglich die Basisfrequenz in Sinusform der / naiogsignaie 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 das Filter die Frequenz F durchläßt

32. Wandler nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermittel ein erstes Filter zum Annehmen des ersten Analogsignals und ein zweites Filter zum Annehmen des zweiten Analogsignais aufweist

33. Wandler nach Anspruch 30 oder 31 und einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelnes Filter in die Fehlersignalleitung geschaltet ist