DE1936266C3 - Vorrichtung zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen mit einer mittleren Frequenz entsprechend einem digitalen Eingangssignal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen mit einer mittleren Frequenz entsprechend einem digitalen Eingangssignal, z. B. zur Steuerung der Energiezufuhr zu einer Last.

Aus der US-PS 35 04 204 ist eine vergleichbare Vorrichtung zur Regulierung des einer Last zugeführten Stroms bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird ein Steuersignal mit einer Zeitdauer erzeugt, die einer Zahl proportional ist, mittels der eine bestimmte Steuerung erreicht werden soll. Wenn diese ⁷ahl klein ist, ist die Impulsdauer kurz und wenn die Zahl groß ist, ist die Impulsdauer lang. Dies bedeutet, daß das Ausgangssignal der Vorrichtung keinen ausreichend glatten Pegel zur Steuerung des der Last zugeführten Stroms hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels der sich Ausgangsimpulse mit einer mittleren Frequenz entsprechend einem digitalen Eingangssignal erzeugen lassen, die z. B. zur Steuerung der Energiezufuhr zu einer Last verwendet werden, so daß die mittlere Energie entsprechend einem digitalen Eingangssignal gesteuert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch einen Impulsgenerator, der Impulse mit einer Frequenz wenigstens gleich der maximalen erforderlichen Ausgangsfrequenz erzeugt, einen Umlaufspeicher, der eine digitale Zahl in Serienform speichert, die das digitale Eingangssignal darstellt, wobei der Speicher einen Ausgang aufweist, dem jede Ziffer der Zahl nach Umlauf durch den Speicher wieder zugeführt wird, eine Torschaltung, die die Zufuhr von Impulsen des Impulsgenerators zu einem auf die Last einwirkenden Ausgang steuert, und eine Umlaufsteuereinrichtung, die den Umlauf so steuert, daß jede Ziffer der Zahl während Zeitperioden zu dem Ausgang des Speichers ge- ao bracht wird, die der Wertigkeit der Ziffer entsprechen, so daß die Torschaltung von jeder Ziffer an dem Ausgang des Speichers für eine Anzahl von Perioden gesteuert wird, die in einem gegebenen -Zeitintervall der Wertigkeit dieser Ziffer entspricht. Durch die Erfin- »5 dung kann ein Ausgangssignal mit einem weitgehend glatten Pegel erzeugt werden.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 10.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der F i g. 1 bis 5 beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaubild der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ein Diagramm, aus dem eine bevorzugte Anordnung von Bits bei dem bei der Vorrichtung nach F i g. 1 benutzten Schieberegister hervorgeht,

F i g. 3 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Ausgangssignale eines binären Teilers bei einem Schiebeimpulsgenerator bei der Vorrichtung nach F i g. 1 und die

F i g. 4 und 5 weitere Ausführungsformen der Erfindung.

In F i g. 1 ist schematisch eine Last 10 dargestellt, die aus einer Wechselstromquelle 11, und zwar typisch aus einem Netzanschluß, versorgt wird. Die der Last zügeführte Energie wird mittels eines Tyristors oder eines anderen gesteuerten Schaltersystems 12 gesteuert. Beim besonderen dargestellten Ausführungsbeispiei wird angenommen, daß die Wechselstromquelle 11 ein Netzanschluß mit einer Frequenz von 50 Hz ist. Eine Impulsreihe mit einer Frequenz von 100 Hz wird aus diesem Netzanschluß mittels eines Vollweggleichrichters 13 und eines Impulsformers 14 erhalten, die die Impulsreihe an eine Leitung 15 abgeben. Dieser zur Leitung 15 mündende Ausgang und der Ausgang aus der letzten Stufe eines 5-Bit-Schieberegisters 16 sind gemeinsam an ein UND-Glied 17 angeschlossen, dessen Ausgangssignal den gesteuerten Schalter 12 steuert. Die Signale im Schieberegister werden durch Schiebeimpulse auf einer Eingangsleitung 18 in ihrer Position verändert. Diese Schiebeimpulse werden durch einen Schiebeimpulsgenerator 46 erzeugt, der später beschrieben wird. Das Schieberegister 16 besitzt einen Rückkopplungskreis, so daß die Zahl im Schieberegister beim Anlegen der Schiebeimpulse wieder in das Register eingeleitet werden kann. Dieser Rückkopplungskreis wird später zusammen mit den Mitteln zum Einsehen neuer Daten in das Schieberegister beschrie

ben.

Die auf der Leitung 18 am Schiebeeingang des Schieberegisters 16 zugeführte Schiebeimpulsreihe ist so ausgebildet, daß jedes Bit der Zahl im Register an der Ausgangsstufe des Registers zur Ausübung eines Torsteuereffekts auf das 100 Hz-Signal auf der Leitung 15 mit einer Frequenz erscheint, di". dem binären Wert dieser Zahl proportional ist.

Bei einem 5-Bit-Schieberegister wird die Steuerung des Ausgangs vorteilhaft dadurch bewirkt, daß die geeignete Impulszahl in jeder Gruppe von 32 Impulsen auf der Leitung 15 eingeblendet wird. Eine Form einer Schiebeimpulsreihe, die benutzt werden kann, würde darin bestehen, das höchstwertige Bit, das die halbe Leitung darstellt, zu veranlassen, während 16 aufeinanderfolgender 100-Hz-Impulse an der Schieberegister-Ausgangsstufe aufzutreten, während das nächste Bit veranlaßt wird, dort während der nächsten 8 100-Hzlmpulse aufzutreten usw.

Solche Impulsreihen ergeben jedoch selbst bei der periodischen Wiederholung einer festen Zahl einen ziemlich unebenen Ausgangspegel. Dieser unebene Ausgangspegel kann in Abhängigkeit von der Zeitkonstante der Last ohne Bedeutung sein. Es ist jedoch günstiger, eine Impulsreihe zu verwenden, die einen möglichst glatten Ausgangspegel liefert. Dies ist eine Impulsreihe, bei der das höchstwertige Bit an der Schieberegister-Ausgangsstufe bei jedem zweiten 100-Hz-Impuls auftritt, das nächste Bit bei jedem vierten Impuls und das nächste Bit bei jedem achtem Impuls usw.

Die erforderlichen Impulsreihen für ein 5-Bit-Schieberegister sind in F i g. 2 gezeigt. In dieser Figur sind die Bits im Schieberegister durch die Zahlen 0, 1, 2, 3 und 4 gekennzeichnet, wobei 0 das höchstwertige Bit und 4 das niedrigstwertige Bit bedeuten. Die Zahlen längs der oberen Linie, in F i g. 2 mit a bezeichnet, zeigen an, welches der Bits im Schieberegister bei jedem 100-Hz-lmpuls an der Ausgangsstufe liegt. Die mit b bezeichnete mittlere Linie zeigt die 100-Hz-Impulse. Die untere mit c bezeichnete Linie in F i g. 2 zeigt die Anzahl der Schiebeimpulse, die erforderlich ist, um den notwendigen Lagewechsel in dem Schieberegister zu bewirken. Dies ist eine Zahl zwischen 1 und 4. Im Idealfall sollte der 32. Impuls immer durch eine 0 eingeblendet werden, um das Fehlen der sechsten und der folgenden Stellen in der Zahl zu berücksichtigen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß dem UND-Glied 17 ein weiterer Eingang hinzugefügt wird, um jeden 32. 100-Hz-lmpuls auf der Leitung i5 zu unterdrücken. In der Praxis ist dies unnötig, weil, falls ein beliebiges Bit zugelassen wird, dieses einen maximaler Fehler von nur + 1 Teil von 32 hervorrufen würde, was dem unvermeidbaren Fehler bei Benutzung einer 5-Bit Darstellung entspricht.

Der in F i g. 1 gezeigte Schiebeimpulsreihengenera tor erzeugt die in F i g. 2 gezeigten Impulse. In F i g. 1 werden die 100-Hz-lmpulse auf einer Leitung 32 durcl einen durch 2 teilenden Teiler 33 geführt und dann übe eine Leitung 34 zu einem fünfstufigen binären Teiler Ii zugeführt.

Die Anwendung des Teilers 33 wird später erläuten Sie ist für eine Steuerung der ganzen Periode erforder lieh. Falls die Steuerung die halben Perioden der de Last zugeführten Energie betrifft, entfällt der Teiler -3': Bei der folgenden Beschreibung wird der Einfachhe halber angenommen, daß der Teiler 33 entfällt und da die 100-Hz-Impulse auf der Leitung 34 erscheinen. De binäre Teiler 19 umfaßt fünf Stufen, die nicht zusan

menfallende Ausgangsimpulse mit einer Frequenz entsprechend einem der Faktoren der Eingangsfrequenz auf je einer der Leitung 20 bis 24 ergeben. Die letzte Stufe liefert außerdem einen zweiten Ausgangsimpuls auf der Leitung 49, der zu einem von dem auf der Leitung 24 verschiedenen Zeitpunkt auftritt. Diese Ausgangsimpulse an den verschiedenen Stufen bilden einen Satz nicht zusammenfallender Signale mit einer Dauer von Vioo Sekunde, so daß jeder von einem Eingangsimpuls auf der Leitung 34 bis zum nächsten dauert. Die zeitliche Anordnung der verschiedenen Ausgangsimpulse auf den Leitungen 20 bis 24 und 49 ist in F i g. 3 dargestellt. Um die Schiebeimpulse zu liefern, ist ein Impulsgenerator 31 mit geeigneter Frequenz vorgesehen, die wenigstens η mal höher ist als 100 Hz, wobei η die Anzahl der im Schieberegister benutzten Bits ist. Der Ausgang des Schiebeimpulsgenerators 31 wird einem UND-Glied 42 zugeführt und dann der bereits erwähnten Leitung 18. Von der Leitung 18 werden die Impulse nicht nur dem Schiebeeingang des Schieberegisters 16 zugeführt, sondern außerdem einem Modulo-5-Zähler 25. Dieser Zähler gibt Ausgangssignale an Leitungen 26 bis 30, die aufeinanderfolgende Zählungen darstellen. Die Signale auf den Leitungen 20 und 26 werden einem UND-Glied 35 zugeführt. Die Signale auf den Leitungen 21 und 27 gelangen zu einem UND-Glied 36. Die Signale auf den Leitungen 22 und 28 werden einem UND-Glied 37 zugeführt, die Signale auf den Leitungen 23 und 29 einem UND-Glied 38 und die Signale auf den Leitungen 24 und 30 einem UND-Glied 39. Die Ausgangssignale der fünf UND-Glieder 35 bis 39 werden einem ODER-Glied 40 zugeführt. Diesem ODER-Glied wird außerdem der Ausgangsimpuls auf der Leitung 49 zugeführt. Der Ausgangsimpuls aus dem ODER-Glied 40 wird durch einen Wechselrichter 41 umgekehrt und dann dem erwähnten UND-Glied 42 zugeführt.

Die Wirkungsweise des Schiebeimpulsgenerators ist wie folgt. Es wird angenommen, daß der binäre Teiler 19 in einem Zustand ist, in dem der Ausgang 20 den Wert 1 besitzt. Da keiner seiner anderen Ausgänge zu diesem Zeitpunkt den Wert 1 aufweist, kann nur das UND-Glied 35 tatsächlich ein Ausgangssignal 1 liefern und das nur dann, wenn der Zähler 25 sich in einem Zustand befindet, in dem der Ausgang 26 den Wert 1 aufweist Falls der Zähler sich in einem anderen Zustand befindet, gibt keines der UND-Glieder 35 bis 39 ein Ausgangssignal 1 ab, so daß das ODER-Glied 40 ein Ausgangssignal 0 aufweist und der Wechselrichter 41 ein Ausgangssignal 1. Das UND-Glied 42 läßt demnach Impulse aus dem Impulsgenerator 31 zum Schiebeimpulsausgang 18 und zum Impulseingang des Zähler zu. Der Zähler läuft um, bis er den Zustand erreicht, bei dem ein Ausgangsimpuls auf der Leitung 26 vorhanden ist, worauf das UND-Glied 35 ein Ausgangssignal 1 abgibt, das ODER-Glied 40 ebenfalls ein Ausgangssignal 1, der Wechselrichter 41 ein Ausgangssignal 0, während weitere Impulse aus dem Impulsgenerator 31 verhindert werden.

Nach dem nächsten 100-Hz-Impuls auf der Leitung 34 wechselt der binäre Teiler in einen anderen Zustand (z. B. 21) und das Ausgangssignal des UND-Glieds 35 wechselt nach 0. Wie zuvor, läßt das UND-Glied 42 Impulse aus dem Impulsgenerator 31 zu, und zwar diesmal bis der Zähler den Zustand erreicht, bei dem ein Ausgangsimpuls auf der Leitung 27 vorhanden ist (nach nur einem Schiebeimpuls), wenn weitere Impulse durch den Ausgang 1 des UND-Glieds 36 verhindert werden.

Der nächste 100-Hz-Impuls 34 bringt den binärer Teiler in den Zustand zurück, bei dem ein Ausgangsimpuls bei 20 auftritt, worauf in gleicher Weise Ausgangsimpulse (in diesem Falle vier) ermöglicht werden, die ausreichend sind, um den Zähler in den Zustand zurückzuführen, in dem ein Ausgangsimpuls bei 26 auftritt.

Auf diese Weise wird erreicht, daß der Zustand des Zählers 25 den Anforderungen des binären Teilers 19 folgt und der erzeugte Schiebeimpuls auf der Leitung

ίο 18 ist derart, wie er zur Veranlassung dieser Wirkung erforderlich ist.

Wenn ein Ausgangsimpuls auf der Leitung 49 des binären Teilers erscheint, werden beim 32. Eingangsimpuls Schiebeimpulse durch die Verbindung mit dem ODER-Glied 40 vollständig gesperrt, so daß der Zähler in seinem vorhergehenden Zustand bleibt, in dem ein Ausgangsimpuls auf der Leitung 26 auftritt.

Der Schiebeimpulsausgang auf der Leitung 18, der aus dem Schiebeimpulsgenerator 46 erhalten wird, wird

ao benutzt, um die Daten im Schieberegister 16 im Steuersystem weiterzurücken. Dadurch wird das Schieberegister mit dem Zähler 25 und damit mit dem binären Teiler 19 im Schritt gehalten.
Solange das Schieberegister 16 in angemessener Weise gefüllt ist, d. h. mit dem höchstwertigen Bit an der Ausgangsstufe, wenn der binäre Teiler 19 und der Zähler 25 sich jeweils in einem Zustand befinden, in dem Ausgangsimpulse bei 20 bzw. 26 abgegeben werden, wird jedes Bit im Schieberegister aufeinanderfolgend am Ausgang des Schieberegisters während eines Zeitabschnittes erscheinen, welcher seinem Kennwert proportional ist.

Es ist zu bemerken, daß — falls die Energiezufuhr zu einer Anzahl getrennter Lasten gesteuert werden soll — der Schiebeimpulsgenerator für mehrere getrennte Schieberegister gemeinsam vorhanden sein kann, wobei die Schieberegister getrennte, die jeweilige Steuerung jeder einzelnen Last betreffende Informationen enthalten. Auf diese Weise sind die Steuerkreise für jede einzelne Last relativ einfach.

Das Schieberegister 16 könnte durch Parallelübertragung gefüllt werden, eine Reiheneingabe erlaubt jedoch die Anwendung eines billigeren Bauelements und verringert die Zahl der Verbindungen. F i g. 1 zeigt außerdem den Aufbau eines Kreises, um durch Serieneingabe Informationen in das Schieberegister 16 einzugeben. Die in Reihenform auf einer Leitung 43 vorhandenen Eingangsdaten werden über ein UND-Glied 44 und ein ODER-Glied 50 in das Schieberegister 16 eingegeben. Dies geschieht während einer Zeitperiode, die durch einen »Fülle dieses Register«-Eingangsimpuls auf einer Leitung 45 bestimmt wird, der dem UND-Glied 44 und ebenso dem Wechselrichter 47 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Wechselrichters 47 wird einem UND-Glied 48 zugeführt Das zweite Eingangssignal dieses UND-Glieds 48 kommt vom Ausgang des Schieberegisters 16. Der Ausgang des Und-Glieds 48 bildet einen zweiten Eingang des ODER-Glieds 50. Das »Fülle dieses Register«-Signal auf der Leitung 45 kann vorteilhafterweise so angeordnet werden, daß es zu einem Zeitpunkt erscheint, an dem sich das höchstwertige Bit am Ausgang des Schieberegisters befindet Die Daten werden dann im Stoßbetrieb von fünf Impulsen, die mit der Impulsreihe auf der Leitung 18 zur Bildung der Schiebeimpulse vermischt werden, in das Schieberegister übertragen.

Der Signalverlauf auf den Leitungen 43, 18 und 15 kann einer großen Zahl von Ausgangskreisen gemein-

sam sein. Nur der »Fülle dieses Register«-Eingangsimpuls auf der Leitung 45 ist einzeln vorhanden und wählt diesen besonderen Ausgangskreis zum Eingeben neuer Daten aus. Normalerweise, wenn das »Fülle dieses Register«-Signal nicht vorhanden ist, gibt der Wechselrichter 47 ein Ausgangssignal 1 und die Zahl im Schieberegister 16 läuft durch das UND-Glied 48 ab.

Um die vorstehend erwähnten idealen Anforderungen zu schaffen, wonach jeder 32. Impuls 100-Hz-lmpuls entfallen soll, kann die 100-Hz-Impulsreihe auf der Leitung 15 durch den Ausgang 49 des binären Teilers vor der Verteilung gesperrt werden.

In der Praxis ist es notwendig, daß das Verschieben in dem Schieberegister 16 nicht während des Vorhandenseins eines Impulses auf der 100-Hz-Ausgangsimpulsleitung 15 stattfindet, und daß die Veränderungen in dem binären Teiler 19 synchron zum Impulsgenerator 31 auftreten. Es ist deshalb von Vorteil, als 100-Hz-Eingang 32 zum binären Teiler 19 einen Impuls zu verwenden, der der hinteren Flanke des Hochfrequenzimpulses aus dem Impulsgenerator 31 folgt, der als nächster der hinteren Flanke des 100-Hz-Impulses auf der Leitung 15 folgt. Bei Verwendung von Flip-Flops, die an der hinteren Flanke eines Taktimpulses schaltet, ist die Reihenfolge dann:

1. der 100-Hz-Impuls auf der Leitung 15 wird dem gesteuerten Schalter 12 zugeführt oder nicht, je nach dem Bit in der Ausgangsstufe des Schieberegisters 16,

2. der binäre Teiler 19 wird umgestellt, um das nächste erforderliche Bit zu definieren,

3. die Schiebeimpulse auf der Leitung 18 treten in ausreichendem Maße auf, um den Zähler 25 und das Schieberegister 16 in neue Stellungen zu bringen, die für den nächsten 100-Hz-lmpuls bereit sind.

Der 100-Hz-Impuls auf der Leitung 15 wird dem Tyristor zugeführt, um den Umlauf dieses Mal in Übereinstimmung mit den nun in der Ausgangsstufe des Schieberegisters 16 vorhandenen geeigneten Bits fortzusetzen. Falls neue Daten einzugeben sind, wird dies unmittelbar nach dem Schritt 3 vorgenommen und bevor der nächste 100-Hz-Impuls dem gesteuerten Schalter 12 zugeführt wird. Dies geschieht nur, wenn die neue Position entsprechend ist. Da das höchstwertige Bit in der Ausgangsstufe jeder zweite Impuls ist, stellt es keine ernsthafte Beschränkung dar, auf dieses zu warten, damit das Auffüllen auf normale Weise mit dem höchstwertigen Bit zuerst erfolgen kann. Ein solches Warten dauert nur V25 einer Sekunde.

Der durch 2 teilende Teiler 33 der Impulsfrequenz des Eingangssignals des binären Teilers 19 ist vorgesehen, damit das Eingangssignal auf der Leitung 34 eine 50-Hz-Impulsfolge ist. Das hat das Ergebnis, daß der binäre Teiler 19 und damit der Zähler 25 und das Datenschieberegister 16 nur nach jedem zweiten 100-Hzlmpuls auf der Leitung 15 geändert werden, wodurch eine Gesamtzyklussteuerung des gesteuerten Schalters 12 während der ganzen Periode erfolgt.

F i g. 4 zeigt eine Abwandlung eines Teils der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung, um zu zeigen, wie die im Schieberegister gespeicherte Zahl überprüft werden kann. Diese Möglichkeit kann beispielsweise in einem automatischen Steuersystem erwünscht sein, bei dem die digitalen Daten an eine zentrale Station übertragen werden, und zu automatischen Steuerzwecken und außerdem zur Überwachung benutzt werden. In F i g. 4 werden zur Kennzeichnung übereinstimmender Elemente die gleichen Bezugszeichen benutzt, wie in Fig. 1. Das »Fülle-dieses-Register«-Signal wurde in zwei Teile aufgespalten, und zwar in ein »Dieses-Register«-Signal und ein »Fülle«-Signal, was sich in einem Mehrspeichersystem als vorteilhaft erweist. Diese beiden Teile werden einem UND-Glied 60 zugeführt, dessen Ausgang die Leitung 45 speist. Das »Dieses-Register«-Signal auf einer Eingangsleitung 61 wird auch einem UND-Glied 62 zugeführt, um den Ausgang aus dem Schieberegister 16 einer Kontroll-Ausgangsleitung 63 zuzuführen. Auf diese Weise kann durch Auswahl des »Dieses-Register«-Eingangsimpulses 61 der ausgewählte Ausgangsimpuls überwacht werden. In einem Mehrspeichersystem kann das »Fülle«-Signal auf der Leitung 64 wie auch die Kontroll-Ausgangsleitung 63 für alle Speicher gemeinsam sein.

Das Schieberegister 16 kann so ausgebildet sein, daß es mehrere verschiedene digitale Zahlen speichert, ζ. Β acht 5-Bit-Zahlen. In diesem Fall werden acht getrennte Flip-Flops, die acht Stufen am Ende des Registers bilden, benutzt, um Ausgangssignale zu bilden, die eine Stelle jeder der acht Zahlen darstellen. Die Zahlen würden so angeordnet werden, daß diese acht Flip-Flops Ziffern mit gleichem Kennwert aufweisen. Die Schiebeimpulse müßten nun im Stoßbetrieb von acht Impulsen oder mehrfachen von acht auftreten, so daß die geeigneten Ziffern mit verschiedenem Kennwert je nach Erfordernis in diese End-Flip-Flops eingegeber werden. Jedes dieser Flip-Flops kann dann einen Torsteuereffekt auf eine Impulsreihe ausüben, um eine individuelle Ausgangsimpulsreihe mit einer mittleren Folgefrequenz proportional zu ihrer eigenen besonderer Zahl zu ergeben, und zwar in einer Weise, die der untei Bezug auf die F i g. 1 bis 3 beschriebenen ähnlich ist Die im Stoßbetrieb zu acht Impulsen auftretenden Impulse können durch Steigerung der Frequenz des Impulsgenerator 31 und durch Einschalten eines durch E teilenden Teilers in den Eingang des Zählers 25 erhalten werden. Der Zustand dieses Zählers kann außerdem benutzt werden, um das Füllen und die Überwachung des Speichers zu synchronisieren.

Die F i g. 5 zeigt die Verwendung eines synchroner Schieberegisters, wie z. B. einer Verzögerungsleitung In F i g. 5 ist dieses Schieberegister bei 70 gezeigt unc es wird angenommen, daß es bei diesem Beispiel 16 Bits enthält. Der Eingang und die Rückkopplung isi ähnlich der in F i g. 1 und es werden die gleichen Bezugszeichen benutzt.

Bei dieser Anordnung bestehen die Schiebeimpulse aus einer regelmäßigen Folge, falls die Einheit 70 eir Schieberegister ist. das Eingangsschiebeimpulse erfor dert. Diese werden von einem Taktgeber 71 abgeleitet Falls die Einheit 70 eine Verzögerungsleitung ist, entspricht die Taktperiode der Zeitperiode für jeden wirksamen Schritt der Verzögerungsleitung (wobei die Verzögerung nicht stufenweise erfolgen muß), d. h. für eir Sechzehntel der gesamten Verzögerungsperiode. Da; Ausgangssignal des Schieberegisters wird einem erster Flip-Flop 72 zugeführt, das dadurch gefüllt wird, da£ ein geeignetes neues Bit an den Ausgang des Schieberegisters gelangt. Dieser Zeitpunkt ist innerhalb des Umlaufs der 16-Bit-Periode veränderlich. Ein zweites Flip-Flop 73 wird immer vom ersten Flip-Flop am Ende einer vollständigen Periode gefüllt und wird damit ir gleichen Intervallen gefüllt Es ergibt sich somit ein synchrones Ausgangssignal, wobei die Periode durch die gesamte Verzögerungsperiode des Schieberegisters be

stimmt wird. Um den notwendigen Torsteuereffekt auszuüben, werden die Taktimpulse des Taktgebers 71 einem durch i6 teilenden Teiler 74 zugeführt und das Ausgangssignal dieses Teilers wird einem UND-Glied 75 zugeführt sowie außerdem einer Ausgangsleitung 76 als Synchronisierungsimpuls zum Füllen oder Überwachen. Das UND-Glied 75 erhält ein zweites Eingangssignal von dem Taktgeber 71 und liefert ein Ausgangssignal, das zur Steuerung der Eingabe des Flip-Flops 73 benutzt wird und außerdem einem binären Teiler 77 zugeführt wird. Dieser binäre Teiler 77 entspricht dem Teiler 19 in F i g. 1, während der durch 16 teilende Teiler 74 dem Zähler 25 in F i g. 1 entspricht. Eine Torsteuereinheit 78, die UND- und ODER-Glieder (ähnlich den Gliedern 35 bis 40 in F i g. 1) umfaßt, vergleicht die Ausgangssignale des durch 16 teilenden Teilers 74 und des Teilers 77, um ein Eingangssignal für ein UND-Glied 79 zu liefern, das einen Taktimpuls als zweites Eingangssignal erhält, um den geeigneten Zeitpunkt des Taktgebers in jeder 16-Bit-Periode auszuwählen, zu welchem das Flip-Flop 72 zu füllen ist.

Zur Steuerung der Energie einer Wechselstromquelle muß der durch 16 teilende Teiler 74 gegenüber der Wechselstromquelle phasenstarr sein. Es ist dann möglich, das zweite Flip-Flop 73 durch ein UND-Glied zu ersetzen, wenn die Anordnung so getroffen ist, daß der Taktimpuls in geeigneter Weise in Phase gebracht ist, um den Tyristor zu zünden.

Für einen Mehrfachspeicher kann eine Verzögerungsleitung benutzt werden, die geeignet ist, viele digitale Zahlen zu speichern. Beispielsweise kann eine Verzögerungsleitung von 256 Mikro-Sekunden benutzt werden, um 4096 Bits zu speichern, das sind 256 Zahlen zu je 16 Bits. Die Taktimpulse können einem durch 16 teilenden Zähler (entsprechend dem Teiler 74) mit einem zugeordneten binären Teiler (entsprechend dem Teiler 77) und einem Satz aus UND- und ODER-Güedern (entsprechend der Einheit 78) zugeführt werden, um eine Anzeige zu liefern, wenn ein Bit mit dem gewünschten Kennwert am Ausgang der Verzögerungsleitung auftritt, und ein weiterer durch 256 teilender Zähler, der vom Ausgangssignal des durch 16 teilenden Zählers gespeist wird, kann benutzt werden, um anzuzeigen, zu welcher der 256 Zahlen das Bit gehört. Diese Elemente können zusammen benutzt werden, um durch einen Torsteuereffekt das jeweils geeignete Bit aus jeder Zahl in das geeignete Flip-Flop eines Satzes aus 256 Ausgangs-Flip-Flop-Paaren (entsprechend den Flip-Flops 72,73) einzugeben.

In einigen Fällen kann es vorzuziehen sein, die digitale Steuerzahl als binär codierte Dezimalzahl zu speichern. In diesem Fall würde der binäre Teiler 19 in F i g. 1 durch eine oder mehrere Dekaden eines binär codierten Dezimalteilers ersetzt werden, so daß jedes Bit im Schieberegister in die Ausgangsstufe gebracht wird, wobei die geeignete Anzahl der Takte dem Kennwert jenes Bits entspricht.

Die beschriebenen Vorrichtungen liefern Ausgangsimpulse, die Zahlen darstellen, die in ein Schieberegister oder eine Verzögerungsleitung eingegeben werden. Solche Vorrichtungen können Teil eines Steuersystems sein, in dem das vorhandene Ausgangssignal überwacht, verändert (durch Bezug auf andere Kriterien) und im Ausgangsspeicher wieder geschrieben werden kann, und zwar in häufigen Intervallen, um ein sich glatt änderndes Ausgangssignal zu liefern.

Dadurch, daß man bei dem binären Teiler weniger Stufen vorsieht als im Register (und im Zähler 25) Bit-Stellen vorhanden sind, können in jeder Vorrichtung andere Zahlen im gleichen Register oder in den gleichen Registern gespeichert werden, die mit den »Ausgangs«-Zahlen verschachtelt sind, ohne mit dem Ausgangssignal in irgendeiner Weise in Kollision zu gelangen, jedoch zur Überwachung zugänglich sind. Dies könnte sich insbesondere bei einem Steuergerät mit vielen Anschlüssen als nützlich erweisen, wenn irgendwelche veränderliche, welche individuell zu jeder Schleife ;n Beziehung stehen, geeignet gespeichert werden können, um bei Bedarf für die Hauptsteuerelektronik verfügbar zu sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen mit einer mittleren Frequenz entsprechend einem digitalen Eingangssignal, z. B. zur Steuerung der Energiezufuhr zu einer Last, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator (12 bis 14), der Impulse mit einer Frequenz wenigstens gleich der maximalen erforderlichen Ausgangsfrequenz erzeugt, einen Umlaufspeicher (16), der eine digitale Zahl in Serienform speichert, die das digitale Eingangssignal darstellt, wobei der Speicher einen Ausgang aufweist, dem jede Ziffer der Zahl nach Umlauf durch den Speicher wieder zugeführt wird, eine Torschaltung (17), die die Zufuhr von Impulsen des Impulsgenerators zu einem auf die Last (10) einwirkenden Ausgang steuert, und eine Umlaufsteuereinrichtung (45 bis 50), die den Umlauf so steuert, daß jede Ziffer der Zahl während Zeitperioden zu dem »o Ausgang des Speichers (16) gebracht wird, die der Wertigkeit der Ziffer entsprechen, so daß die Torschaltung (17) von jeder Ziffer an dem Ausgang des Speichers (16) für eine Anzahl von Perioden gesteuert wird, die in einem gegebenen Zeitintervall as der Wertigkeit dieser Ziffer entspricht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (16) eine Verzögerungsleitung ist, deren Verzögerungszeit kurz im Vergleich mit der Impulsperiode des Impulsgenerators ist, und daß die Torschaltung (17) so ausgebildet ist, daß sie einen Impuls entsprechend dem Ziffernwert einer ausgewählten Ziffer in jeder Periode passieren oder nicht passieren läßt, wobei jede Ziffer während des gegebenen Zeitintervalls so oft ausgewählt wird, wie der Wertigkeit dieser Ziffer entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlaufspeicher (16) ein Schieberegister ist, daß die Torschaltung (17) entsprechend der Ziffer in einer ausgewählten Stufe des Schieberegisters gesteuert wird, und daß Schiebeimpulse auf das Schieberegister gegeben werden, so daß die verschiedenen Ziffern in die ausgewählte Stufe zur Steuerung der Torschaltung (17) in dem gegebenen Zeitintervall in einer der Wertigkeit einer jeden Ziffer proportionalen Anzahl eingegeben werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebeimpulse so angeordnet sind, daß das Verschieben der Zahl im Schieberegister (16) nach jedem Impuls aus dem Impulsgenerator bewirkt wird, so daß die Torschaltung (17) entsprechend der Ziffer in der Schieberegisterstufe einen Impuls passieren oder nicht passieren läßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die höchstwertige Ziffer so angeordnet ist, daß sie jeden zweiten Impuls des Impulsgenerators (12 bis 14) steuert (z. B. den ersten, dritten, fünften usw.), daß die nächstfolgende höchstwertige Ziffer so angeordnet ist, daß sie jeden zweiten der verbleibenden Impulse (z. B. den zweiten, sechsten usw.) steuert, und daß dann die nächstfolgende höchstwertige Ziffer so angeordnet ist, daß sie jeden zweiten der verbleibenden Impulse (z. B. den vierten, zwölften usw.) steuert usw.

6. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bewirken der notwendigen Verschiebung der Zahl im Schieberegister (16) ein Generator (46) vorgesehen ist, der die Schiebeimpulse mit einer höheren Frequenz erzeugt, als der Hauptimpulsgenerator (12 bis 14) und der so ausgebildet ist, daß die gesamte erforderliche Verschiebung zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen aus dem Impulsgenerator bewirkt wird, wobei ein binärer Teiler (19) in binären Stufen nicht zusammenfallende Ausgangsimpulse mit einer Frequenz entsprechend esnem Faktor der Frequenz des Hauptimpulsgenerators (12 bis 14) liefert, und wobei ein Zähler (25) aufeinanderfolgende, dem Schieberegister (16) zugeführte Impulse zählt und wobei schließlich Verknüpfungsglieder (35 bis 39) vorhanden sind, die die Ausgangssignale des Zählers mit den Ausgangssignalen des binären Teilers vergleichen, um durch einen Torsteuereffekt Impulse des Schiebeimpulsgeiierators (46) auszuwählen, und um nach jedem Impuls des Hauptimpulsgenerators (12 bis 14) eine geeignete Zahl von Schiebeimpuisen zu liefern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberegister (16) η Stufen aufweist und daß der Schiebeimpulsgenerator (46) eine Frequenz hat, die wenigstens η mal so groß ist wie die Frequenz des Hauptimpulsgenerators (12 bis 14;.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der von einer Wechselstromquelle (11) einer Last (10) zugeführten Energie die Impulse so ausgebildet sind, daß sie einen gesteuerten Schalter (12) im Versorgungskreis dieser Last betätigen können.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptimpulsgenerator (12 bis 14) von der Wechselstromquelle (U) gesteuert wird, um Impulse mit einer Frequenz zu liefern, die dem Zweifachen der Frequenz der Wechselstromquelle entspricht, und daß der gesteuerte Schalter (12) so ausgebildet ist, daß er während einer halben Periode der Wechselstromversorgung jeweils von einem dieser Impulse getriggert wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptimpulsgenerator (12 bis 14) von der Wechselstromquelle (11) gesteuert wird, um Impulse mit einer Frequenz zu liefern, die gleich der der Wechselstromquelle sind, wobei der gesteuerte Schalter (12) so ausgebildet ist, daß er jeweils während einer Periode der Wechselslromquelle geöffnet wird, wenn er von einem der Impulse des Hauptimpulsgenerators getriggert wird.