DE1956881A1

DE1956881A1 - Generator fuer trigonometrische Signale

Info

Publication number: DE1956881A1
Application number: DE19691956881
Authority: DE
Inventors: Tripp Robert Washburn
Original assignee: Inductosyn Corp
Current assignee: Inductosyn Corp
Priority date: 1968-05-14
Filing date: 1969-05-13
Publication date: 1970-09-10
Also published as: SE351336B; DE1924426C3; CA932462A; DE1924426A1; SE351386B; CH527521A; GB1272423A; DE1924426B2; FR2009884B1; GB1272422A; CH522201A; JPS5149220B1; DE1956881C3; FR2009884A1; DE1956881B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Generator für trigonometrische Signale und ein System, bei dem der Generator digitale Eingangssignale erhält und trigonometrische analoge Ausgangssignale liefert.

Die Erfindung sieht einen Generator für trigonometrische Signale vor, welcher eine Impulsquelle von hochfrequenten Impulsen umfaßt, ferner Mittel zum Erzeugen eines digitalen Eingangssignals, weiterhin einen ersten Zähler und einen zweiten Zähler, die beide durch die hochfrequente Impulsquelle so betätigt werden, daß sie bei Abwesenheit eines digitalen Eingangssignals synchron laufen. Jeder dieser Zähler' kann dabei stufenweise zyklisch durch einen Zählbereich verstellt werden, und zwar durch Impulse, die von der Hochfrequenzquelle kommen. Es sind ferner Mittel vorgesehen, die mindestens einen der genannten Impulszähler von.dem digitalen Eingangssignal abhängig machen. Diese.Teile dienen zum Erzeugen einer Phasen-

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Verschiebung zwischen den Ausgängen des ersten und zweiten Zählers und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, welches eine analoge Komponente hat, die proportional einer trigonometrischen Funktion des digitalen Eingangssignals ist.

Die Erfindung sieht ferner einen Signalgenerator für trigonometrische Signale vor, wie er vorstehend beschrieben wurde, wobei das digitale Eingangssignal digitale Impulse umfaßt, welche aus einem analogen Fehlerstromausgang eines Lagenmeßgerätes kommt, welches eine Einspeisung des analogen Signals besitzt.

Die Erfindung sieht ferner einen Signalgenerator für trigonometrische Signale vor, wie er vorstehend beschrieben wird. Er weist Mittel zum Erzeugen einer digitalen Zahldifferenz zwischen den Zählungen im ersten und zweiten Zähler auf, ferner Mittel zum logischen Kombinieren der Signale aus beiden Zählern zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Ausgnngssignals, von denen jedes eine analoge Komponente aufweist, die einer trigonometrischen Funktion der digitaleii Zahlendifferenz proportional ist.' ■

Signalgeneratoren für trigonometrische Signale und Systeme zum Erzeugen trigonometrischer Signale sind gebräuchlich in Zusammenhang mit .stellungs- oder lagen— messenden und lagenkontrollierenden Systemen. Zwei oder mehr analoge Ausgangssignale werden als Funktion des digitalen Eingangssignals erzeugt. Pas digitale Eingangssignal erzeugt eine (digitale) Zahldifferenz zwischen den Zahlen oder Zählungen zweier digitaler· .Zähler. Die beiden Zähler werden beide durch synchron erzeugte hochfrequente Schrittimpulse schrittweise betätigt, damit sie Zählerausgangssignale erzeugen, welche eine

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Phasendifferenz zeigen, welche der digitalen ZählerdifTerenz proportional ist. Die Zählerausgangssignale worden logisch ssuin Hilden nneilogor AueghngeDignnio kombiniert. Diese analogen Ausgangssignale sind impulsbreitenmodulierte Rechteckwellen, von denen jede eine sinusförmige Basiskomponente aufweist, welche eine Amplitude besitzt, die einer trigonometrischen Funktion des digitalen Eingangssignals proportional ist. Die analogen Ausgangssignale vom Wandler (converter) dienen typischerweise als Eingangssignale für ein Lagen- oder Stellungsmeßgerät, derart, daß sie die Stellung oder den Abstand zwischen den beiden Teilen des Lagenmeßgerätes definieren. Das Lagenmeßgerät ist vorzugsweise ein Inductosyn-Gerät oder ein anderes Datengerät, das in Abhängigkeit von der Lage ein analoges Ausgangssignal bildet, dessen Größe die relative Lage der beiden Teile zeigt. Das analoge Äusgangssignal wird vorzugsweise in ein digitales Signal verwandelt, und zwar in der Form einer Impulsreihe, bei der jeder Impuls einen zunehmenden Abstand darstellt. Dieses von einem analogen Ausgangssignal abgeleitete digitale Signal wird üblicherweise einem Wandler (converter) eingegeben, der das digitale Eingangssignal in ein -maloges Ausgangssignal umwandelt. Hierdurch wird ein geschlossener Regelkreis (closed loop system) gebildet.

Nachstehend wird eine kurze Zusammenfassung der Erfindung wiedergegeben:

Der Erfindungsgegenstand ist ein Gerät zum Umwandeln eines digitalen Eingangssignals in ein analoges Ausgangssignal. Das digitale Eingangssignal ist vorzugsweise von einem analogen Fehlersignal eines Datengerätes hergeleitet, wenn die relative Lage von Teilen

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des Datengerätes gemessen werden soll. Das digitale Eingangssignal kann auch von einem Steuersignal kommen, welches ein Servo-Syetem mit einem Dtttengerüt steuert, wenn die relativ beweglichen feile des Datengeräts und von mit dem Datengerät verbundenen Maschinenelementen in ihrer relativen Lage ausgerichtet werden sollen. Das digitale Eingangssignal· erzeugt eine digitale Zahldifferenz zwischen zwei Zählern. Die beiden Zähler werden schrittweise geschaltet durch synohron abgeleitete Schrittimpulse, derart, daß zwei phasenverschobene,binäre Zählerausgangssignale erzeugt werden, wobei die relative Phasenverschiebung zwischen den beiden Signalen proportional der digitalen Zähler- oder Zahldifferenz ist. Die phasenverschobenen Zählerausgangssignale werden logisch so miteinander kombiniert, daß sie impulsbreitenmodulierte, binäre Ausgangssignale bilden, wobei diese Ausgangssignale analoge Werte der Pulsbreite darstellen, die proportional der digitalen Zählerdifferenz sind. Diese Ausgangssignale enthalten Basis-Frequenz-Komponenten, welche analoge Werte von Amplituden darstellen, die proportional einer lagenbestimmenden trigonometrischen Funktion des digitalen Eingangs sind.

Wenn die Wandler (converter) der vorliegenden Erfindung in einem System ausgeführt werden, das ein Datengerät (data element) aufweist, liegen die digitalen Eingangssignale üblicherweise in der Form einer Impulsreihe vor, welche häufig von einem Analog-Digital-Wandler kommt, wobei die Zahl der Impulse dem digitalen Eingangesignal gleich ist. Jeder Impuls in der Impulsreihe ist üblicherweise repräsentativ für ein Anwachsen der wirklich durchlaufenen Entfernung (im Fall einer Messung)oder für die zurückzulegende

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Entfernung (im Falle eines Befehls). Die Frequenz der Impulse in der Impulsreihe ist für die Geschwindigkeit repräsentativ, mit der die relativ beweglichen Teile- des Datengerätes sich bewegen. ' ■

Der Ausdruck "Amplitude" ist in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen als die maximale Größe eines Signals, das. .einer trxgonometrischen *unk-

* definiert «> ^ö

tion T proportional ist^f'f ist für eine typische trigonometrische Funktion durch folgende Beziehung definiert als

T=A sin 0.

Bei diesem typischen Beispiel ist A die Amplitude. Das zu T proportionale Signal ist amplitudenmoduliert, und genauer gesagt bei diesem typischen Beispiel ist es durch "sin ßf" moduliert. Der Winkel ff steht kennzeichnend für einen beliebigen Winkel, beispielsweise für den nachstehend definierten Winkel Θ. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Umwandeln einer digitalen Zahl "n" in Äusgangssignale, wobei jedes Ausgangssignal eine Sinus-Frequenz-Komponente von der Frequenz F besitzt, welche eine Amplitude besitzt, welche mit "n" in einer Beziehung steht, wobei diese Frequenzkomponente eine Periode l/F aufweist,, welche in N Abschnitte geteilt ist» wobei jeder Abschnitt in seiner Dauer l/NF beträgt. Außerdem umfaßt ■die Erfindung ein Gerät zum Erzeugen Von Ausgangssigna Jen, wobei jedes Ausgangssignal eine Frequenzkomponente aufweist, die eine Amplitude besitzt, welche einer sinusförmigen Funktion eines unterschiedlichen konstanten Winkels plus eines Winkels θ proportional ist, wobei θ 36ίΗ^η"/Ν) Grad entspricht. Gemäß der Erfindung wird ein Zählerbereich von 0 bis M-I zyklisch in einem ersten und einem zweiten Zähler

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durchlaufen. Dabei ist M irgendeine ganze Zahl, welche gleich oder kleiner N ist. Die beiden Zähler werden schrittweise durch ,jede Zählung des Bereichs von O bis M-I geschaltet. Dies erfolgt durch fortschreitende Impulse mit der Frequenz MF, welche synchron von einer. Impulsquelle abgeleitet werden bis zur Frequenz NF. Jedesmal, wenn die Zähler M-Zahlen durchlaufen haben, werden sie zurückgestellt und durch weitere M-Zahlen geschaltet. Die Quelle der Impulse mit der Frequenz NF ist üblicherweise durch einen Faktor L geteilt, um die Impulse mit der Frequenz MF daraus abzuleiten, wobei L mal M gleich N ist.

Zusätzlich zu den beiden Zählern und der Quelle besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel zum Erzeugen einer Zählstellen- oder Zahldifferenz zwischen den Zahlen in den beiden Zählern. Die Zahlendifferenz kann auf verschiedene Art und Weise durch verschiedene nachstehend beschriebene Geräte erzeugt werden. Die Ausgangssignale von den Zählern sind zwei' Rechteckwellen-Signale mit der Frequenz F₁ und zwar jeweils eins pro Zähler. Die beiden Zählerausgangssignale sind um einen Betrag gegeneinander phasenverschoben, der proportional der Differenz der Zahlen oder Zählstellen in den Zählern ist. Das Differanzerzeugergerät weist Mittel auf, beispielsweise einen L-Zahl-Zähler, der zum Teilen des Quellensignals durch L dient.

Außer dem Differenzerzeuger, der· Quelle und den beiden Zählern besitzt der Gegenstand der vorliegenden Erfindung logische Verknüpfungs-mittel zum logischen Verknüpfen der beirden phasenverschobenen

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Zählerausgangssignale, derart, daß Wandler-Analog-Ausgangssignale gebildet werden, von denen jedes eine Sinus-Frequenz-Komponente aufweist, die eine Amplitude besitzt, welche proportional einer trigonometrischen Funktion der Zahlendifferenz der Zahlen der beiden Zähler ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt die Zahlendifferenz zwischen den Zahlen des ersten und zweiten Zählers zwei "n" und der für M gewählte Wert beträgt N/2, so daß der Wert von "n''/Ν dynamisch aufrechterhalten wird. Mit den beschriebenen Werten ist die Amplitude einer jeden sinusförmigen Frequenzkomponente proportional zu einem verschiedenen konstanten Winkel plus dem Winkel Θ, wobei036o("n"/N) Grad beträgt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist das logische Verknüpfungsmittel ein logisches UND-Tor zum Bilden der UND-Funktion der phasenverschobenen Ausgangssignale des ersten und zweiten Zählers auf.

Zusätzlich zu den Differenzerzeugern der Impulsquelle, den beiden Zählern und den logischen Verknüpfungsmitteln umfaßt eine Form der vorliegenden Erfindung einen Bezugssignalgenerator. Dieser erzeugt ein Bezugssignal mit einer gegenüber den analogen Ausgangssignalen de,s Wandlers konstanten Phase, derart, daß ein Bezug für das Bestimmen des Zeichens oder Vorzeichens dieses Ausgangssignals geliefert wird. Es ist ferner eine Rückstellvorrichtung vorgesehen (reset means) zum Andern,der Anzahl von synchron erzeugten Schrittimpulsen, velche einem Zähler zugeführt werden, im Hinblick auf die Zahl von synchron erzeugten Schrittimpulsen, welche dem anderen Zähler zugeführt werdena Eine solche Vorrichtung ist in der deutschen Patentanmeldung P 19 2^ 426.9 beschrieben.

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Bei dem Rückstell- oder Repetiergerät der vorliegenden Erfindung wird eine Zahlenvergleichstechnik verwendet. Die Zahlenvergleichstechnik beinhaltet das Vergleichen der Zahl in einem '^"-Zähler mit der Zahl in einem N-Zähler, wobei der N-Zähler zyklisch von bis N-I schrittweise geschaltet wird. Zu den Zeiten, wenn die zyklisch voranschreitende Zahl in dem N-Zähler (voranschreitend mit einer Frequenz NF) einen Wert "n" und dann einen Wert N-ⁿn" erreicht, wie dies einmal während eines jeden Zyklus von N-Zahlen bei der Frequenz F für jeden Wert "n" und N-"n" erfolgt, werden Koinzidenz-Ausgangssignale erhalten.

Solche Koinzidenzausgangssignale, die im Repetiergerät entwickelt werden, wenn der N-Zähler N-"n" erreicht, bilden ein voreilendes Signal, das einen Impuls in jedem Zyklus besitzt und das der Rückstellzeit, bei der N-Zähler von N-I auf 0 zurückgestellt wird, voreilt. Diejenigen Koinzidenzausgangssignale, die dann entwickelt werden, wenn der N-Zähler "n" erreicht, bilden ein nacheilendes Signal mit einem Impuls in jedem Zyklus, der der Rückstellzeit des N-Zählers nacheilt. Beide Signale, das voreilende und das nacheilende, werden dazu benutzt, einmal in jedem Zyklus einen ersten bzw. einen zweiten Zahler zurückzustellen, derart, daß der erste Zähler zurückgestellt wird, zu einem Zeitpunkt, welcher der Rückstellzeit des N-Zählers voreilt und daß der zweite Zähler zu einem Zeitpunkt zurückgestellt wird, zu einer Zeit, welche der Rückstellzeit des N-Zählers nacheilt. Jeder Zähler ist deshalb bei einer Frequenz F zurückgestellt. Beide, der erste und der zweite Zähler, werden durch ein Schrittsignal vorangeschaltet, welches eine Frequenz von MF hat, wobei M eine beliebige ganz* Zahl ist. Die Schritt-Schaltsignale können vom N-Zähler kommen* Jeder

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Zähler umfaßt M-Zählstellen, so daß jeder Zähler ein Zählerausgangssignal von der Frequenz F erzeugt.

Im Hinblick auf das Rückstell- oder Repetiergerät sei noch darauf hingewiesen, daß die Zählerausgangssignale derart logisch kombiniert werden, daß sie impulsbreitenmodulierte Signale bilden, welche eine Basisfrequenzkomponente aufweisen mit einer Amplitude, die einer Sinusfunktion des Winkels θ proportional ist, wobei θ χ 360 ("η"/N) Grad.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig· 1 ein Schema des erfindungsgemäßen Signalgenerators,

Fig. 2 Einzelheiten des in Fig. 1 dargestellten Generators,

Fig. 3 die Arbeitsweise des Generators gemäß Fig. und 2 darstellende Zeitverlaufskurven.

Der Generator 7* welcher teilweise in Fig. 1 und teilweise in Fig. 2 dargestellt ist, dient zum Erzeugen einer Zähleteilendifferenz zwischen den Zahlstellen in den Zählern 11 und 12 gemäß Fig; I durch Steuern der Zeiten, in denen die Zähler 11 und 12 zurückgeschaltet werden*

Der Generator 7 arbeitet unter Verwendung einer Zählstellenvergleichstechnik. Dabei wird gemäß Fig· 2 ein Bezugszähler 302 (nachstehend als N-Zähler bezeichnet) zyklisch schrittweise durch eine Quelle von Schrittimpulsen, in Form eines Zeitgebers 301, über •inen Zählbereich von 0 bie N-I^geschaltet· In

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Fig. 2 ist weiterhin ein innerer Zähler 304 (nachstehend als "n"-Zähler bezeichnet) dargestellt, der einen Zahlenwert "n" enthält, welcher beispielsweise durch ein Aufzeichnen der Anzahl der RCT_n Impulse eingestellt wird, welche über die Leitung 478 eingespeist werden. Beim Zählen der Impulse wirkt der "n"-Zähler 304 als Register. Die Zahl im N-Zähler 302 wird mit Hilfe eines !Comparators 303 mit den Zahlen im Zähler 304 verglichen. Jeder der Zähler 302 und 304 enthält vier binär-codierte Dezimal-Stufen üblichen Aufbaus, welche mit den Bezugszeichen 485, 486, 487, 488 bzw. 492, ^ 493, 494, 491 bezeichnet sind. Jede dieser Stellen wird korrespondierend in konventionellen Vergleichsstufen 495» 496, 497 und 49O vergleichen, welche die Einer (U), Zehner (T), Hunderter (H), und Tausender (Th) Vergleichsstellen der korrespondierenden Stellen in den Zählern 302 und JQk darstellen. Die Ausgänge von dem Komparator in Form von +TU, +H, +Th, und -TU-H und -Th Signalen werden dem übrigen Teil des Generators 7, das als Teil von Fig. 1 dargestellt ist, zugeführt.

Fig. 1 ist eine Ausführungsform des Funktionsgenerators 310 in Fig. 2« Die Bezeichnung "TU" bedeutet das gleichzeitige Vorhandensein eines T- und eines U-Ko-P inzidenzsignals als Ausgangssignal vom Komparator 303*

Der Generator 7t welcher teilweise in Fig. 2 dargestellt ist, weist einen die Tausender zählenden JK Flip-Flop 377 auf, welcher durch CRY angetrieben wird, wobei die Trägerinformationen in konventioneller Art (nicht dargestellt) aus der Hunderter-Dekade 494 des "n"-Zählers 304 abgeleitet wird. Das Flip-Flop 377 erhält auch einen Rückstellimpuls (CL_n) vom äußeren Steuerglied oder Steuerkreis 3O9 während der''Einstellphase.

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f>'l'l5/O6 ili/ßrn - Ii - 10. November I969

Der mit dem NAND-Tor 378 verbundene Q-Ausgang (A) repräsentiert jedesmal dann eine innere Zählung von einem Tausender, wenn er hoch eingestellt ist. Der Q-Ausgang wird in der gezeigten Ausführungsform nicht verwendet. Der Q-Ausgang würde bei dessen Verwendung A darstellen.

Der EXKLUSIV-NOR/OR-Kreis, welcher die NAND-Tore 378 bis 38I umfaßt, liefert ein niedriges Ausgangssignal vom Tor 381, wenn der Th-Ausgang (l) (Tausenderausgang) des Bezugszählers 3Q2 und der Ausgang (A) des Flip-Flops 377 übereinstimmen. Stimmen die beiden Eingangszählungen nicht überein, dann ist der Ausgang des Tores 381 hoch,- Bei Nichtübereinstimmung repräsentiert der Ausgang die komplementäre Tausender-Koinzidenz, -Th, im -"n"-Kanal. Der Eingang zum Tor 381, welcher bei Übereinstimmung der Eingangszählungen hoch ist, repräsentiert die nicht ergänzte Tausender-Koinzidenz +Th im +^Jln"-Kanal*

Da der + "η''-Kreis mit dem -"n"-Kreis in Teilen identisch ist, wird lediglich der +"n"-Kanal im Detail beschrieben. Die zur Beschreibung des +"n"-Kanals verwendeten numerischen Bezeichnungen sollen auch zum Bezeichnen identischer Teile oder Leitungen im -"n"-Kanal dienen. _;

Der+"n"-Kanal umfaßt das NAND-Tor 382 mit Koinzidenz-Eingängen +TU, +H und +Th vom Komparator 303 gemäß Fig. 2. Der Ausgang vom Tor 382 umfaßt einen Eingang zum NftND-Tor 383, welches ebenfalls Eingänge von +TU und U/D_N-Leitungen besitzt. Der Ausgang vom NAND-Tor 383 umfaßt ferner einen Eingang zum NAND-Tor 384 und wird durch d£«ses umgedreht»

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Der Ausgang vom NAND-Tor 3&2 wird auch durch die NAND-Tore 366 und 392 geleitet, damit ein Signal zum Rückstellen der JK-Flip-Flops 385, 386 und 387 erzeugt wird» Zusätzlich wird das Ausgangssignal vom Tor 392 durch das NAND-Tor 388 umgedreht, dessen Ausgang mit dem Zähler 389 zum Voreinstellen auf den Zustand neun (ABCD= 1001) verbunden ist. Die B-Stufe des Zählers 389 wird also durch den Ausgang: des NAND-Tores angetrieben, dessen Eingänge mit den NAND-Toren 391 und dem Q-Ausgang des Flip-Flops 385 verbunden sind. Der Zähler 389 ist ein Dekadenzähler, der biquinär benutzt wird, d.h. nach einer Skala von fünf folgt eine Skala von zwei.

Im Zähler 389 beginnt der Zählvorgang, wenn eine allgemeine Koinzidenz im +"n"-Kanal gegeben ist, welche durch gleichzeitige Ausgänge +TU, tH, +Th vom Komparator 303 angezeigt werden. Darauf folgen Zählsignale durch das NAND-Tor, wenn die Koinzidenz zwischen den Zehnerund Einerzählungen des V-Zählers JO^ und den Zehner- und Einerzählungen des N-Zählers 302 gefunden ist.

Jede TU-Koinzidenz veranlaßt den biquinären Zähler 389 zu einem Anwachsen um eine einzige Zahl. Wenn die Zählgeschwindigkeit zunimmt, dann ist die TU-Koinzidenz bei einer höheren Geschwindigkeit gegeben und die Rate oder das Verhältnis der Sinus-Kosinus-Impulsbreiten-Signale wird größer. Wenn der bewegliche Maschinenteil, welcher in Fig. 2 im Teil 3*2 eingeschlossen oder damit verbunden ist, in Ruhe ist, dann tritt Koinzidenz alle 100 Zeitimpulse ein. Da ein Zyklus 2000 Zeitimpulsen entspricht, zählt der Zähler 389 20mal während eines Zählzyklus des N-Zählers 3O2. Wenn sich jedoch der Maschinenteil bewegt, dann ändert

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der "n"-Zähler JQk seine Zählung so, daß jede TU-Koinzidenz bei einer verschiedenen Zählung gegeben ist, und zwar abhängig davon, ob der "n"-Zähler 3O4 aufwärts oder abwärts zählt. Wenn beispielsweise das System mit einer Zählgeschwindigkeit von 200 kHz arbeitet und wenn der Zähler aufwärts zählt, dann tritt TU-Koinzidenz alle 105 anstatt 100 Zeitimpulse ein. ·

Bei Kippen oder beim Verursachen einer Änderung in der Zählung des Zählers 389 empfängt das NAND-Tor 39O einen Eingangsimpuls vom NAND-Tor 391» welches seinerseits Eingangssignale von der +TU-Leitung erhält, von der Uhr-(CK)Leitung und von der U/D .,-Leitung, und zwar umgedreht durch das NAND-Tor 393. Das NAND-Tor 390 erhält aucmxCingnngs signal vom Q-Ausgang des Flip-Flops 385. Das Flip-Flop 386 wird durch den (I-Ausgang des Flip-Flops 387 angetrieben. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 386 treibt das NAND-Tor 394. Das Flip-Flop 387 wird durch die D-Stufe des Zählers.389 angetrieben. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 387 treibt die Α-Stufe des Zähler 3θ9* welcher ein Ausgangssignal zum NAND-Tor 395 liefert.

Wie es bereits vorstehend angedeutet wurde, umfaßt der -"n"-Katt.al> ähnliche Schaltkreiselemente zum Erzeugen von Eingangssignalen für die Tore 39** und > 395.

Der Ausgang vom NÄND-Tor 395 treibt den Umkehr^ ; verstärker zum Erzeugen eines flächteckweilenaignais as, welche eine Bandbreite hat, die MMBMHNHII zu dem durch die Zählung im "n^u-Zßhler 30A repräsentierten Winkel proportional iet. öae Tor 395^bleibt für eine Periode die proportional d,er Zählung im "n¹¹-Zähl er JOk i»t» eingeschaltet.

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Das Signal vom AND.-Tor 395 und Verstärker 396 ist proportional cos 9.

Das NAND-Tor 39*1 bleibt in ähnlicher Weise eingeschaltet zum Erzeugen eines Hechtecksignals, das proportional dem durch die Zählung im "n"-Zähler 30't repräsentierten Winkel ist. Der Ausgang vom NAND-Tor 39** geht über das Vorzeichenumkehrglied 397 zum Umkehrverstärker 398 für das Sinussignal. Das Vorzeichenumkehrglied 397 umfaßt NAND-Tore 399, ¹IOQ, 'lOl und zum Umkehren des Vorzeichens des Rechtecksignals vom NAND-Tor 39*i. Wenn der Schalter 31Ί (vgl. Fig. l) ein relativ hohes Potential erreicht hat, wird eine solche Spannung an die Eingänge der Tore 399 und *i01 zum Umkehren des Signale angelegt. Als Ergebnis können die relativen positiven und negativen Richtungen der Maschinenbewegung umgekehrt werden. Beispielsweise kann, wenn der Schalter "}lk offen ist, die positive bewegung der Maschine in einer ersten Richtung erfolgen, während wenn der Schalter JXk geschlossen ist, die positive Bewegung in der umgekehrten Richtung erfolgen würde.

Wenn das NAND-Tor 382 des -^t!n"-Kanals während des Betriebs eine Koineidenz zwischen der Bezugszählung und dem Komplement der inneren Zählung feststellt, schaltet sein Ausgang auf niedrig. Beispielsweise kann angenommen werden, daß der "n"-Zä'hler 30k abwärts zählt und die U/D..-Leitung niedrig ist.

Wenn der Ausgang des Tores 282 · niedrig ist, nachdem die Flip-Flops 385',386'und 387' auf Null zurückgestellt worden sind, dann ist der Ausgang des NAND-Tores 388! hoch und der Zähler 389* ist auf eine Zahlung Von 9odereine ZähJ.-ung unter seiner Kapazität eingestellt _v die D-und Α-Stufen sind auf den logischen Zustand t eingestellt, und die B- und D-Stufen auf den

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Zustand logisch Null.

Während der Koinzidenz ist der Ausgang des Tores 383' hoch und der Ausgang des Tores 384' niedrig. Deshalb bleibt das Flip-Flop 385' unverändert.

Bei der nächsten TU-Koinzidenz, etwa nach tOO Zeitimpulsen (des Impulsgenerators) oder Zählungen, die auf die -"n"-Kanal-Koinzidenz folgen, ist das NAND-Tor 384' hoch eingestellt, so daß nach dem Eingang des ^nächsten Zeitinipulses (CK) das Flip-Flop 385' darin fortfährt, seinen Q-Ausgang von ''eins" in 'Null" zu ändern, wodurch der Ausgang des Tores 390' von "Null" in"eins" geändert wird. Beim nächsten negativ verlaufenden Übergang auf der Zeitimpulsleitung CK, der (wenn die U/D -Leitung "Null" ist) zur Zeit ~(+"n"+l)+100+i stattfindet (das ist zur Zeit -n+100) wird das Flip-Flop 385' zurückgestellt und es ändert seinen Q-Ausgang von "0" auf "1". Hierdurch wird der Ausgang des NAND-Tores 390' von "1" in "0" umgestellt. Diese "1" auf "0"_TUmsteilung des NAND-Tores 390' addiert eine Zählung zu den neun im Zähler 12 vorhandenen Zählungen. Als Ergebnis werden die Stufen B, C und D auf logische Null gestellt. Der Ausgang vom Tor 382* ,i^st dann hoch, wenn keine Koinzidenz auf der -Th- und der -II-Leitung stattfindet. Da das Flip-Flop 385' zwischen die Tore 384' und 39Ο' gesetzt war, ergibt sieh eine Verzögerung um ein Bit. Die Ein-Bit-Verzögerung verwandelt die ergänzte neuner Zahl, -("η'·+ΐ) in ein Zehnerkomplement -"η". Eine ähnliche Verzögerung kann über das Flip-Flop 385 in den +"n"-Kanal durch Entfernen des Flip-Flops 385' aus dem -"nⁿ-Kanal erfolgen, wie es nachstehend beschrieben ist. ,*

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Noch einmal zu Fig. 1: Unter der Bedingung, daß U/D,. "1" ist und nachdem die Deendigung einer Koinzidenz aufgefunden worden ist durch einen positiv err folgenden Übergang vom NAND-Tor 282¹, der daraus resultiert, daß die Eingänge -TU, -Ii und -Th sämtlich "1" gewesen sind, wie es beim neunten Komplement der +"n"-Zeit, bezeichnet durch Zeit -("n"+l) erfolgt, erfolgt der nächste Schrittimpuls, der durch NAND-Tor 39O' übertragen wird, über das NAND-Tor 391 100 Zeitimpulse später. Dementsprechend ist ein Ausdruck für den Zeitpunkt des nächsten Schrittimpulses, der dem Zähler 12 nach Koinzidenz im -"n"-Kanal zugeführt wird -("n"+1) + 100. Während der + 'n"-Kanal mit U/D_N noch auf "1" bleibt, entwickelt das NAND-Tor 382 ein Koinzidenzausgangssiganl, das bei +"n'' endet. Der nächste Schrittimpuls, der durch das NAND-Tor 390 _ erzeugt wird, und zwar über das Verzögerungs-Flip-FlöpV, erfolgt 100 Zeitimpulse 6BS19S5 plus eine zusätzliche

Zeitimpulsperiode zum Zählen für die Verzögerung des tspäterj

p
Flip-Flops ^oyCDementsprechend lautet der Ausdruck für den nächsten Schrittimpuls nach Deendigung der Koinzidenz im +"n"-Kanal, die durch einen positiv erfolgenden Ausgangsübergang vom NAND-Tor 3^2 entdeckt wird, + "η''+ΙΟΟ+l. Die Zeitdifferenz zwischen dem ersten Schrittimpuls nach Koinzidenz vom NAND-Tor 390 und NAND-Tor 390', wenn die Leitung U/D_N eine "I¹¹ ist, beträgt zwei <"'n" + l).

Weiterhin zu Fig. 1: Unter der Voraussetzung, daß U/D_N gleich "0" ist, wird die Verzögerung im Flip-Flop 385 aus dem +"n"-Kanalweg der TU-Impulse entfernt, indem es den TU-Impulsen ermöglicht wird, durch das NAND-Tor 391 zum NAND-Tor 390 übertragen zu werden. Gleichzeitig mit dem Entfernen der Verzögerung im Flip-Flop 385 wird das Flip-Flop 385' in den -"n"-Kanalweg der -TU-Impulse eingesetzt. Dementsprechend endet die Koinzidenz im -"n"-Kanal, wenn

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das NAND-Tor 382 ' einen positiv gerichteten Ausgang hat, was bei der Neun-Komplement-Zeit -C'n'+l) erfolgt. Der nächste Schrittimpuls, der durch das NANÜ-Tor 390' erzeugt wird erfolgt tOO Zeitimpulse später beim riMelisten -TU-Impuls als verspätete Zeitimpulsperiode durch Flip-Flop 385· Dementsprechend lautet der Ausdruck für den Zeitpunkt des nächsten Schrittimpulses, der durch das NAND-Tor 390' erzeugt wird, -("n" + l) + l + 100 oder einfach -"n"+100. In ähnlicher Weise wird ein Ausdruck für den Zeitpunkt des nächsten Schrittimpulses, der durch das NAND-Tor 390 erzeugt, wird wenn U/D "0" ist, nachdem die Beendigung der Koinzidenz im +"n"-Kanal durch das NAND-Tor 382 entdeckt ist, durch + "n" + 100 gegeben. Die Zeitdifferenz, in der die NAND-Tore 390 und 39Ο' die nächsten Schrittimpulse nach der Koinzidenz der Zähler 11 und 12 liefern, beträgt 2"n".

Die vorstehend gegebene Erklärung macht klar, daß der in Fig. 1 dargestellte Kreis einen unterschiedlichen Eingang zu den Zählern 11 und 12 für den gleichen Wert "n" liefert, jeweils abhängig davon, ob die U/D -Leitung eine "1" oder eine "0" ist. Dementsprechend wird eine Änderung der Ausgangssignale erfolgen. Die Differenz zwischen den beiden Bedingungen ist genau 2 (gemessen in Zeitimpulsperiodeneinheiten). Dies entspricht ^: der kleinsten Einheit der Veränderung in den Ausgangssignalen von NAND-Toren 39** und 395. .

Eine solche Änderung des Ausgangs, welche von dem Ü/Dj--Niveau abhängt, ist in Systemen wie denen der Fig. ; 1 und 2 zweckmäßig. Diese sind so ausgelegt, daß sie derart operieren, daß ein Fehlersignal vom Datengerät 311 darauf abzielt auf Null reduziert zu werden und eine Änderung in der U/D„-Leitung zu erzeugen. Nach der anfänglichen Änderung in der U/Ö..-Leitung arbeitet dae System in der entgegengesetzten Richtung und zielt

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wieder darauf ab, das Fehlersignal auf Null zu reduzieren, bis eine weitere Änderung auf der U/D -Leitung erfolgt. Dieser Prozeß des Reduzierens gegen Null von einer Richtung, Andern der U/D^-Leitung und danach Reduzieren gegen "0" in der entgegengesetzten Richtung ist im wesentlichen ein Oszillieren um Null.

Die unterschiedlichen Eingangssignale zu den Zählern 11 und 12 gemäß Fig. 1 als Funktion der U/D Werte "1" oder "0" wie es vorstehend diskutiert wurde, ist zweckmäßig beim Erzeugen einer Schwingung um das Fehlersignal-Null-Niveau in einer Weise, welche die Empfindlichkeit in der Umgebung des Fehler-Null-Niveaus hoch hält.

Nun zu den Ausgangssignalen der Zähler 11 und 12: Wenn die D-Stufe kippt, sind das Flip-Flop 387' und das Flip-Flop 386' hoch eingestellt. Fünfhundert Zählungen nach der -TU-Koinzidenz ändert sich die D-Stufe wieder von einer logischen "1" in eine logischen ¹¹O-" und das Flip-Flop 387 ' ist niedrig eingestellt. Als Ergebnis ist die Α-Stufe des Zählers 389' tief eingestellt. Deshalb ist ein Eingang zum NAND-Tor 395 tief und der Ausgang vom Umkehrverstärker 396 ist tief. Vorher war der Umkehrverstärker 396 hoch einge-™ stellt, wenn die Α-Stufe des Zählers 3^6 hoch eingestellt war. AIa beide Α-Stufen hoch waren, waren beide Eingänge zum Tor 395 hoch und der Ausgang vom Umkehrverstärker 396 war hoch.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, empfängt das NAND-Tor 394 Eingänge vom Q-Ausgang des Flip-Flops 386 und vom Q-Ausgang des FLip-FLops 386'. Wenn U/D "0" ist, dann ist der 386'-Q-Ausgang bei -"n"+100 hoch eingestellt, wenn der 386i-Q-Ausgang vom NAND-Tor 394 hoch eingestellt ist. Dementsprechend ist der 386-"Q-Auegang bei +"n"+100 niedrig eingestellt, so daß der

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Ausgang vom NAND-Tor 394 niedrig eingestellt ist. Deshalb ist das Tor 39*t während der Periode von -"n"+100 bis +"n"+100 niedrig eingestellt. Der Umkehrverstärker 398 erzeugt einen hohen Ausgang während dieser Periode, es sei denn, daß Schalter 3-1 ^t zum Umkehren der Polarität des Eingangssignals zum Verstärker 398 geschlossen ist.

Die Beziehung zwischen den Ausgangssignalen von den Flip-Flops 386, 386', 387, 387' und von den A-Stufen der Zähler ist besonders klar in Fig. 3 dargestellt. Die Q-Ausgäiige von den Flip-Flops 387 und 387' sind dargestellt, weil diese Signale beim Erzeugen des Kosinus-Ausgangs-Signals benutzt werden. In ähnlicher sind die Q- und Q-Ausgänge der Flip-Flops 386 bzw. 387' dargestellt, weil diese Signale zum Erzeugen des Sinus-Ausgangs-Signals benutzt werden. Wie es durch die Signale dargestellt ist, schaltet der Umkehrverstärker 398 für das Sinussignal "e-in" oder er wird hochgetrieben, wenn der Q-Ausgang vom Flip-Flop 386' hochfeeht und er schaltet aus oder wird niedrig getrieben, wenn der Q-Ausgang vom Flip-Flop 386 niedrig gehtfunter der Annahme, daß der umkehrende Eingang vom Sehalter 3¹^ niedrig ist, wodurch die Ausgänge der Tore 39^ und h02 zur Übereinstimmung veranlaßt werden.

• I

Der Verstärker 396 schaltet ein oder wird hochgetrieben, wenn der Ausgang der Α-Stufe des Zählers 389 hochjgeht und er schaltet aus oder wird niedrig gestellt, wenn der Ausgang der Α-Stufe des Zählers 389' niedrig geht.

Die Mittelpunkte beider Signale (Sinus und Kosinus) sind, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, gleichmäßig um 100 Zeitimpulsperioden von der Nullbezugslage

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des Dozugsignals R entfernt. Die Zählung oder Zahl (O-I999) des N^--Zählers 302 wird durch das gestrichelte, dem Bezugssignal überlagerte Signal dargestellt»

Die Periode während deren der Verstärker 39$ an ist, schafft ein rechteckiges Signal, welches so gefiltert werden kann, daß es ein sinusförmiges Signal bildet, mit einer Amplitude, welche proportional dem Sinus des Winkels ist, der durch die Zählung im "n ' — Zähler 30^ repräsentiert wird. Die selbe Filtertechnik kann auch dazu angewendet werden, ein sinusförmiges Signal mit einer Amplitude, welche proportional dem Kosinus des Winkels ist, herzustellen. Der Filter -3'7 für die·dargestellte Rückstelleinrichtung, ist am Ausgang des Datengerä'tes (Lagenmeßgerä'ts ) 311 angeordnet, statt in jedem Kanal des Eingangs. Durch ein Verändern der Breite der Impulse in Sinus- und Kosinuswellenformen 398 und 39&, welches dann erfolgt, wenn die Zählung im "n"-Zähler erfolgt, werden die Amplituden der sinusförmigen Signale entsprechend variiert. Für das in Fig. 3 dargestellte Beispiel beträgt der Winkel l8 für eine Zählung von 100.

' Das NAND-Tor 390 ist eine Quelle von Schrittimpulsen mit der Frequenz MF für den Zähler 11 und, in ähnlicher Weise, ist das NAND-Tor 390' eine Quelle von Schrittimpulsen mit der Frequenz MF für den ^ähler Die Zähler 11 und 12 sind jeder M-Stufenzähler, so daß die Ausgangsfrequenz vom NAND-Tor 39^ und 395 F beträgt. Im speziellen Beispiel gemäß Fig. 1 und 2 ist M gleich 20 und die Ausgangsfrequenz F ist 2 kHz. Die Frequenz der von den NAND-Toren 390 und 390' erzeugten Signalen muß deshalb kO kHz sein* ^s wird daran erinnert, daß die Frequenz* des Zeitgebers 301 in Fig.2

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Th/Ein - 21 - 10.November 1969

k MIIz und daß die Tü-Xmpulse, welche den NAND-Toren 382, 383, 39I, 382.·, 383', 393 zugeführt werden, jeweils einmal während aller 100 Zeitgeberimpulse erfolgen. Dementsprechend beträgt die Frequenz der TU- und -TU-Impulse (4 MIIz)/lOO oder kO kHz. Diese 4o kHz-Frequenz der TU- und -TU-Impulse wird auf das NAND-Tor 390 im +"n"-Kanal durch das NAND-Tor 391 übertragen, wenn U/D^. eine "0" ist. oder auf das NAND-Tor 390 über die Ein-Impuls-Verzögerungs-Iloute des Flip-Flops 385, wenn U/D_N eine "1" ist. In ähnlicher Weise wird die k0 kHz-Frequenz der Schrittimpulse, welche vom -TU-Signal erzeugt wird, über das i

NAND-Tor 391* zum NAND-Tor 390 übertragen, wenn U/D_N eine "1" ist oder auf das NAND-Tor 390' über die Ein-Impuls-Verzögerungs-Route des Flip-Flops 3Ö5'i wenn U/D_N "0" ist.

Obwohl die Schrittimpuls-Eingänge von den NAND-Toren 39O und 39O' beide, wie es vorstehend erläutert wurde, die Frequenz MF aufweisen, werden durch die Tätigkeit der NAND-Tore 38O bzw. 388 die Zähler 11 und 12 zu verschiedenen Zeiten zurückgestellt. Der Zähler 12 wird bei der -("n"+1)-Koinzidenz und der Zähler 11 bei der >"n"-Koinzidenz zurückgestellt. ;

Diese Rückstellung erzeugt·eine digitale Zahl- oder Zählstellendifferenz zwischen den Zählern 11 und Weiterhin sind die Eingangs-Schrifctimpulse mit der Frequenz MF gegeneinander phasenverschoben, da die ■Schrittimpulse des Zählers 11 aus den +TU-Koinzidenzimpulsen erzeugt werden, während die Schrittimpulse des .Zählers 12 aus den -:TU-Koinzidenzimpulsen erzeugt werden. Die Kombination von phasenverschobenen Schrittimpulsen, gekoppelt mit einer erzeugten Zahl- oder Zählstellendifferenz zwisjslien den Zählern 11 und 12 (vrie sie durch die Rückstell-NAND-Tore 388 und 388 · erzeugt wird) erzeugt einen Eingang für die Verknüpfungemittel 17 gemäß Fig. 1·

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5"Vl 5/0 b Th/Km - >fr - 10. November 1-9

Nun wieder zu Fig. 2: Der Resolver 311 (Funktionsdrehmelder)· besitzt zwei relativ zueinander bewegliche -Teile 312 und 313. Üblicherweise wird das -Tfeil" 3i^!3^ älslieststehend betrachtet, während das Teil 312 als beweglich betrachtet wird, es kann jedoch jedes der beiden Teile fest sein oder sie können. auch beide beweglich sein» Fig. 2 zeigt ein Anzeigesystem, bei dem ein äußerer Zähler 320, dessen Inhalt auf dem Darstellmittel (Bildschirm, display device) 321 dargestellt ist, eine digitale Zahl oder Zählstelle enthält, die für den gegenseitigen Abstand der Teile 312 und 313 repräsentativ ist. Zur Erläuterung sei angenommen, daß der Zähler 32Ο anfänglich eine Zählung "0" enthält, was besagt, daß das Teil 312 sich in einer "O"-Lage gegenüber dem Teil 313 befindet Wenn das Teil 312 (durch manuell zu betätigende oder automatische^ nicht dargestellte Glieder) in eine bestimmte Lage bewegt wird, wird hierdurch ein Fehlersignal hervorgerufen, das als Ausgang von Teil 313 erzeugt werden muß.

Dieses-Fehlersignal wird im Verstärker 316 verstärkt, im Filter 317 gefiltert und im Detektor 3l3. phasendemoduliert, damit die positive oder negative Richtung, in der das Teil 312 bewegt würde, bestimmt wird. Schließlich wird das Signal im Gleichrichter 319 derart gleichgerichtet, daß ein Signal entsteht, welches für die Größe der Bewegung des Teiles 312 kennzeichnend ist. Die Bewegung des Teiles "} \2 in eine bestimmte Lage veranlaßt die innere Steuerlogik 305 zum Erzeugen von RCT^-Iuipulsen auf der Leitung Ί78, welche sowohl dem ''n^-Zähler 30k und dem äußeren Zähler 320 zugeführt werden. Diese RCT -Impulse veranlassen die Zähler 30^ und 3²O zum Anwachsen oder Abnehmen, je nachdem ob die U/D_N~Leitung von der

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inneren Steuerlogik 305 auf "1" oder "0" steht.. Die Einzelheiten der Wirkung eines dem in Fig. 2 dargestellten ähnlichen Systems sind in der prioritätsbegründenden. US-Patentanmeldung 809 533 beschrieben.

Nun weiter zu der Wirkung bzw. dem Betrieb des in Fig. 2 dargestellten Systems in der Zeit, nachdem das Teil 312 in eine bestimmte Lage bewegt worden ist: Das Fehlersignal vom Teil 313 dient zum Erzeugen digitaler RCT_n-Impulse auf der Leitung ^78 zum Steuern der Erzeugung von Sinus- und Kosinus-Signalen im *

Wandler (converter) I7'* auf den Leitungen 336 und 337· Diese Sinus- und Kosinus-Signale sind Eingangssignale für das Teil 312 und ändern sich, wenn RCT^-Impulse erzeugt werden, in einer Richtung, die das Fehlersignal vom Verstärker 316 dazu veranlaßt, auf Null zurückzugehen. Die Zahl der RCT.L¹-Impulse, die zum Reduzieren der Größe Es des Fehlersignals auf Null erforderlich ist, wird im äußeren Zähler 3²O aufgezeichnet. Diese Zahl im äußeren Zähler 320. wird auf dem Bildschirm 321 (display device) dargestellt und gibt eine sichtbare digitale Anzeige der Lage des Teiles 312 gegenüber dem Teil 313·

Unter·der Annahme, daß die Bewegungsrichtung des Teiles 312 in seine ausgewählte Lage den Zähler 30^ zum Aufwärtszählen veranlaßt hat (d.h. daß U/D_N ¹I" war) wird das Fehlersignal kontinuierlich reduziert, wenn die RCT^-Impulse erzeugt werden, und zwar solange, bis das Fehlersignal die Null-Lage durchläuft. Hierdurch wird der Phasendetektor 318 zum Umkehren des Zeichen!veranlaßt, wodurch die Leitung U/D« zum Umschalten von "1" auf "0" veranlaßt wird.

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5k^ll5/06 Th/Em - 24 - 10. November I9G9

Wie es vorstellend bereits beschrieben wurde, oszilliert das System kontinuierlich um die Null bis das Teil 312 in eine neue ausgewählte Lage bewegt wird. Das Oszillieren um die Null wird durch ein Oszillieren der U/D-.-Leitung offenkundig gemacht· Das Oszillieren der U/D^-Leitung wird in der äußeren Steuerlogik 309 entdeckt , welche der Reihe nach oder danach dazu dient, RCT "veranlaßte Wechsel im Zähler solange zu verhindern:, wie die U/D---Leitungs-Schwingungen sich fortsetzen. Da der Zähler 32O nicht oszilliert, oszilliert auch die vom Anzeigegerät 32 (Bildschirm) dargestellte Zahl nicht» Sobald das Teil 312 in eine neue ausgewählte Lage bewegt wird, enden die U/D.,-Schwingungen j die RCTl^.-Impulse, ändern die Zahl oder Zählung im Zähler.wieder, bis eine neue Null erreicht ist. Danach beginnen die U/D-j-Sehwin— gungen erneut, die RCT^-Impulse in den Zahler 320 werden wieder verhindert und das Anzeigegerät 3²I zeigt einen digitalen Wert, der Für die neue bestimmte Lage repräsentativ ist.

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Claims

Th/Em - %5 - LO. November 19 Patentansprüche:

l/ Generator zum Erzeugen trigonometrischer Signale, dadurch gekennzeichnet , daß er eine Ilochfrequenzquelle von Impulsen aufweist, ferner Mittel zum Liefern eines digitalen Eingangssignals, ferner erste Zählmittel und zweite Zählmittel , von denen jedes so durch die Ilochfrequenzimpulsreihe betätigt wird, daß sie bei Abwesenheit eines digitalen Eingangssignals synchron laufen, wobei jedes Zählermittel dazu in der Lage ist, schrittweise zyklisch durch einen Zahlenbereich geschaltet zu werden, und zwar durch Schrittimpulse, welche.von der Quelle abgeleitet sind, ferner dadurch, daß Mittel vorgesehen sind, welche mindestens eines der genannten Impuls-Zählmittel abhängig vom digitalen Eingangssignal macht, und zwar zum Herstellen einer Phasenverschiebung zwischen den Ausgängen der ersten Zählmittel und der zweiten Zählmittel, damit ein Ausgangssignal erzeugt wird, das eine analoge Komponente aufweist, die einer trigonometrischen Funktion des digitalen Eingangssignals proportional ist.
2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das digitale Eingangssignal digitale Impulse aufweist, welche von dem analogen Fehlerstrom-Ausgang eines Lagenmeßgerätes kommen, welches einen Eingang für die analogen Signale be sitzt .
3. Generator nach Anspruch I₁ dadurch g e k e η η zeichn-et, daß die Mittel zum Erzeugen der Abhängigkeit mindestens eines Impulszählers vom digi- talen Eingangssignal folgende Teile aufweisen:

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5^li^fi5/O6 Th/Em - 26 - 10. November I969

a) Mittel zum Erzeugen einer digitalen Zahlenoder Zählstellendifferenz zwischen den Zählungen im ersten und zweiten Zählermittel,

b) Mittel zum logischen Verknüpfen der Signale von beiden Zählermitteln für das Erzeugen erster und zweiter Ausgangssignale, von denen jedes eine analoge Komponente aufweist, die

• einer trigonometrischen Funktion der digitalen Zählstellen- oder Zahlendifferenz proportional ist.
4. Generator nach Anspruch 3t dadurch g e k e η η ze i chne t, daß er mit den Mitteln zum Erzeugen einer digitalen Zahlendifferenz verbundene Steuermittel aufweist, welche zum Steuern der Größe der Zahlendifferenz zwischen den Zählungen im ersten und zweiten Zähler geeignet ausgebildet ist, wodurch die analoge Komponente des Ausgangssignals gesteuert wird.
5· Generator nach Anspruch 3» dadurch g e k e η η ze i chne t, daß das Gerät zum Erzeugen einer digitalen Zahlendifferenz Mittel zum Ändern der Zahl der Schrittimpulse, welche einem der Zähler zugeführt werden im Hinblick auf die Zahl der Schrittimpulse, welche dem anderen Zähler zugeführt werden, aufweist, derart, daß die digitale Zahlendifferenz erzeugt wird. ■ .
6. Generator nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel zum zyklischen Rückstellen eines jeden der beiden Zähler auf eine vorbestimmte Zählstelle oder Zahl aufweist, derart, daß eine Zahlendifferenz zwischen den Zahlen im ersten .

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und zweiten Zähler erzeugt wird.
7· Generator nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Eingangssignal einen durch die Zahl ^!'n" repräsentierten Wert besetzt, wobei die Impulsquelle die Frequenz NF aufweist, wobei der erste und der zweite Zähler derart betätigbar sind, daß sie schrittweise zyklisch durch die einander folgenden Zahlen eines* Zahlenbereichs N/2 laufen können, wobei die Mittel zum Erzeugen einer Zahlendifferenz eine Zahlendifferenz erzeugen, welche proportional zu 2"n" zwischen den Zahlen im ersten und zweiten ä

Zähler sind, wobei die Zahlendifferenz aufrechterhalten wird, wenn beide Zähler zyklisch schrittweise durch einen Zahlenbereich geschaltet werden, wobei der erste und zweite Zähler hierdurch Zählerausgangssignale entwickeln, welche gegeneinander phasenverschoben sind, wobei die Verknüpfungsmittel so miteinander verbunden sind, daß sie die Zählerausgangssignale empfangen und logisch verknüpfen können, derart, daß sie eine Vielzahl von Konverter-Ausgangssignalen erzeugen, von denen jedes eine analoge Komponente mit der Frequenz F aufweist, welches eine Amplitude besitzt, die proportional ein.er sinusförmigen Funktion eines unterschiedlicTi/konstanten Winkels \

plus dem WinkelH^J wobei θ gleich 36θ(·'η"/Ν) Grad beträgt.
8. Generator nach Anspruch 7» dadtirch gekennzeichnet , daß ein konstanter Winkel 0 beträgt und daß das korrespondierende Konverter-Ausgangssignal eine Komponente umfaßt, die eine Amplitude aufweist, welche.proportional zu Sinus θ ist, wobei der andere konstanter Winkel 90 beträgt und das

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korrespondierende andere Konverter-Ausgangssignal eine Komponente aufweist, welche eine Amplitude besitzt, die proportional cos θ ist, wobei cos θ = sin (Θ "+ 90).
9. Generator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß er Steuermittel aufweist, die mit den erwähnten Erzeugermitteln verbunden sind, zum Umwandeln eines analogen Signals mit einer Amplitude, die proportional zu "n" ist, in ein digitales Signal, das aus "n" digitalen Impulsen besteht, wodurch die zu sin ö und cos θ proportionalen. Amplitude gesteuert werden.
10. Generator nach Anspruch 3»dadurch gekennzeichnet , daß daß die digitale Eingangszahl einen Wert ^Irn" aufweist, wobei die Quelle für die Schrittimpulse eine Fequenz MF besitzt, wobei ferner der erste und zweite Zähler mit der Quelle verbunden sind und wobei beide Zähler zyklisch durch eine aufeinanderfolgende Zahlenfolge eines Zahlenbereichs M schrittweise geschaltet werden können, wobei Mittel vorhanden sind, welche eine Zahlendifferenz zwischen den Zahlen im ersten und zweiten Zähler erzeugen, wobei die Zahlendifferenz aufrechterhalten wird, wenn beide Zähler zyklisch durch den beschriebenen Bereich schrittweise geschaltet werden, wobei beide Zähler hierdurch Zählerausgangssignale entwickeln, welche gegeneinander phasenverschoben sind, wobei ferner die Mittel zum Erzeugen der Zahlendifferenz folgende Teile umfassen;

a) ein "n"-Register zum Speichern eines Wertes "n" zwischen 0 und N-I,

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b) ein N-Register, das mit der Quelle verbunden ist und durch einen Zahlenbereich N geschaltet werden kann,

c) Komparatormittel zum Vergleichen der Zahlen im "n^-Register und N-Register, derart, daß eine erste Iinpulsreihe entwickelt wird, welche Übergänge jeweils dann aufweist, wenn das N-Register eine Zahl ⁿn" erreicht, und derart, daß eine zweite Impulsreihe entwickelt wird, welche dann Übergänge zeigt, wenn das N-Register eine Zahl N-n erreicht hat,

d) erste Rückstellmittel zum Rückstellen des ä ersten Zählers auf eine vorbestimmte Zahl während der Übergänge der ersten Impulsreihe,

e) zweite Rückstellmittel zum Rückstellen des zweiten Zählers auf eine vorbestimmte Zahl während der Übergänge der zweiten Iinpulsreihe, wodurch die Zählstellen-oder. Zahlendifferenz zwischen dem ersten und zweiten Zähler 2"n" beträgt

wobei die Verknüpfungsmittel so verbunden sind, daß sie die Ausgangssignale des ersten und zweiten Zählers empfangen und wobei diese Verknüpfungsmittel im einzelnen umfassent

f) Erste Verknüpfungsmittel zum derart erfolgenden

logischen Verknüpfen der Zählerausgangssignale, daß ein erstes Wandler«»(konverter)-Ausgangssignal erzeugt wird, das eine Prequenzkoraponente mit der Frequenz F umfaßt, mit einer Amplitude. , die proportional zu sin θ ist,,

g) zweite Verknüpfungsmittel zum logischen Ver-· knüpfen der Zählerausgangssignale, derart j daß

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5^5/00 Tn/Em - 30 - 10. November

ein zweites Wandler— (konverter)-Ausgangssignal erzeugt wird, das eine Efcequenzkoinponente mit der Frequenz F aufweist und eine Amplitude besitzt, welche proportional zu cos θ ist, wobei

i) θ = 360 Cn¹VN) Grad.
11. Generator nach Anspruch 1, dadurch g e Ic e η η zeichnet, daß die Quelle der Eingangsimpulse die Frequenz NF aufweist, daß der erste und zweite Zähler mit der Quelle verbunden ist, und daß jeder eine Kapazität zum Zählen durch einen Bereich von N Zahlen besitzt, wobei der erste bzw. zweite Zähler erste bzw. zweite Rechteckwellen-Signale mit der Frequenz F in Abhängigkeit von den Eingangsimpulsen mit der Frequenz NF aufweist, wobei die Mittel zum Erzeugen der Abhängigkeit mindestens eines Zählers vom digitalen Eingangssignal folgende Teile umfassen:

a) Mittel zum Steuern des Zählers, in Abhängigkeit vom digitalen Eingangssignal, derart, daß zwischen dem ersten und zweiten Rechteckwellen-Signal eine Phasendifferenz geschaffen wird, welche kennzeichnend für das digitale Eingangssignal ist,

b) Mittel zum Kombinieren des ersten und zweiten Rechteckwellen-Signals zum Erzeugen einer Vielzahl analoger Signale mit fester Phase, webei jedes der analogen Signale eine verschiedene trigonometrische Funktion darstellt, die mit dem digitalen Eingangssignal korrespondiert.

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12. Generator nach Anspruch 11, dadurdi g e k e η η -

ζ ei c h η e t , daß die Mittel zum Steuern der iMittelj

ZählerYzum Erzeugen einer Phasendifferenz bei einem Wert aufweisen^ der ein ganzzahliges Vielfaches "n" von l/NF zwischen 0 und N-I ist, wobei N eine konstante ganze Zahl ist und wobei das digitale Eingangssignal proportional zu "n" ist. -

13· Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß er folgende Teile umfaßt:

a) einen binär-codierten Dezimalzähler, der

dazu ausgebildet ist, wiederholt N-Zahlen "

oder Zählungen bei der Frequenz NF der Quelle zu durchlaufen, - ·

b) ein Register, das zum Speichern einer binärcodierten Dezimalzahl "n^TI, welche repräsentativ für das digitale Eingangssignal ist, ausgebildet ist,

. c) erste Komparatormittel, welche.Impulse eines ersten Gerätes bei Auffinden einer Koinzidenz in jeder Dezimalstelle zwischen dem Inhalt des Zählers und dem Inhalt des Registers erzeugen, j

d) zweite Komparatormittel, welche Impulse eines zweiten Gerätes bei Auffinden einer Koinzidenz in jeder Dezimalstelle zwischen

(a) dem Neunerkomplement des Inhalts von einem Zähler und Register und

tb) dem Inhalt des anderen Zählers und Registers erzeugt,

f) ferner Mittel zum Verursachen erster analoger Signale, welche von den Impulsen des ersten und zweiten Gerätes zu erzeugen sind, wobei

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Tn/iim · - 32 - 10. November I96.9

die ersten analogen Signale im wesentlichen feste Phasen aufweisen und eine Komponente besitzen, welche eine Größe hat, die repräsentativ für eine erste sinusförmige Funktion des Winkels θ ist, wobei θ = ("n'¹/N)3Ö0 Grad, und wobei diese Erzeugermittel folgende Teile umfassen :

g) erste Zählormittel, welche durch +"n'-Impulse des ersten Geräts zurückgeschaltet werden, w.elche das Auffinden gleichzeitiger Koinzidenzen in allen Stellen durch den ersten Komparator anzeigt, wobei der erste Zähler durch Impulse des ersten Gerätes vorangeschaltet wird, welche kennzeichnend für Koinzidenzen in einigen aber nicht allen Stellen sind, wobei der erste Zähler eine erste Rechteckwelle mit der Frequenz F erzeugt,

i) einen zweiten Zähler, der durch -"n"-Impulse des genannten zweiten Geräts zurückgeschaltet wird, der das Auffinden gleichzeitiger Koinzidenzen in allen Stellen durch den zweiten Komparator anzeigt, wobei der zweite Zähler durch Impulse des zweiten Geräts weitergeschaltet wird, welche Koinzidenzen in einigen, aber nicht allen Stellen anzeigt, wobei der zweite Zähler eine zweite Rechteckwelle mit der Frequenz F erzeugt, wobei die Phasendifferenz zwischen der ersten und zweiten Recht— eckwelle kennzeichnend für die Zahl 'n" ist,

j) ferner Verknüpfungsmittel zum Vorknüpfen der ersten und zweiten Rochteckwelle und zum Erzeugen eines ersten Rechteckwellen-Analogsignals mit fester Phase und einer Impulsbreite, welche kennzeichnend für die Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Rechteckwellen, ist,

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5^ιί^ιί5/θβ Th/ßm - 3> - 'ΙΟ. November I969

wobei die Impulsbreite den Sinus des Winkels θ darstellt.

h. Generator nach Anspruch" 13, dadurch g- e k e η η zeichnet , daß der erste und zweite Zahler eine Länge oder einen Bereich M aufweisen, wobei beide Zähler durch Impulse weitergeschaltet werden, die eine Geschwindigkeit MF besitzen.

15· Generator nach Anspruch lh, dadurch g e k en η zeichnet, daß der erste Zähler durch die "+TU"-Impulse des ersten Gerätes vorangeschaltet J

wird, welche kennzeichnend für gleichzeitige Koinzidenzen in den Zehner- und Einerstellen sind, wobei der zwoite Zähler durch "-TU"-Impulse dos zweiten Zählers vorangeschaltet wird, welche kennzeichnend für gleichzeitige Koinzidenzen in den Zehner- und Einerstellen sind, wobei der binär-codierte Dezimal-

ts öl ehe η J
zähler mit einerVSeschwindigkeit vorangeschaltet wird, daß die "+TU"-Impulse und die "-TU'-Impulse mit einer Frequenz MF auftreten.

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