DE2038355B2

DE2038355B2 - Funktionsgeber

Info

Publication number: DE2038355B2
Application number: DE19702038355
Authority: DE
Inventors: Samuel Roger Fort Lauder dale Shear Wayne Gregory Pompano Beach Fla Ardila Jorge Enrique Rockville Everett, Md (V St A)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1969-09-16
Filing date: 1970-08-01
Publication date: 1972-03-30
Also published as: GB1279511A; JPS5128174B1; FR2057800A5; DE2038355A1; US3636336A

Description

Die Erfindung betrifft einen Funktionsgeber auf der Grundlage digitaler Zählteohniken zur digitalen Abbildung einer sich ändernden Größe mit inkrementeller Erfassung dieser Größe unter Zuhilfenahme einer Taktfrequenzquelle, die zur Veränderung des Zeitmaßstabes veränderlich ist, mit einer Einrichtung zur Erfassung der Änderungsrichtung der inkrementell erfaßten Größe, so daß ein digitaler Funktionsgeber-

ao zähler entsprechend der erfaßten Änderungsrichtung in additivein oder substraktivem Sinn angesteuert werden kann, mit einem Dekoder zum Erfassen des Zustandes des Funktionsgeberzählers und mit einem Bewertungsnetzwerk zur Koordinierung der von den inkrementell erfaßten Größen dargestellten Information mit deren digitale·. Abbildung, wobei das Bewertungsnetzwerk eine Vielzahl von miteinander verbundenen Teiler-Flip-Flops aufweint, die die Taktfrequenz teilen und selektiv vom Dekoder über Gattenchaltungen ansteuerbar sind, am dem Funktionsgeberzähler unterschiedliche Impulsfolgefrequenzen zuzuführen. Der Funktionsgeber nach der vorliegenden Erfindung weist grundsätzlich drei Elemente arf: einen Zähler, eine Quelle für eine Vielzahl von Taktsignalen, eine Gattereinrichtung, die auf den Zustand des Zählers ansprechen kann, um eines aus der Vielzahl der laktsignale dem Zähler in einer richtigen Folge zuzuleiten, so daß der Zähler die gewünschte Funktion erzeugen kann. Der grundliegende Steuervo'gang des Funktionsgebers nach der Erfindung besteht darin, daß ein Zähler, wenn er durch eine konstante Taktfrequenz getastet wird, seinen Zustand linear mit der Zeit ändert, so da3 ein Funktionssegment entsprechend einer geraden Linie erzeugt, werden kann, dessen Steigung zur Frequenz des Taktsignals bezogen ist und wobei diese Steigung auch angibt, ob die Zählung zunimmt oder abnimmt, während der Zähler getastet wird.

Ein \- unktionsgeber mit den eingangs definierten Merkmalen ist bereits bekannt. Man kann dabei aus einer konstanten oder veränderlichen Bezugsfrequenz eine /ahlenmäßig feinstufig einstellbare Frequenz ableiten. Hierzu verwendet man als eine Eingangsgröße für das System eine kodierte Zahl ; und als eine andere FingangsgröfJc «lie innerhalb der Frequenzgrenze des verwendeten Schaltkreissystems veränderliche Bezugsfrequenz bzw. Taktfrequenz, wobei man dann als Ai^gangsgröße die einstellbare Frequenz er' · I in derartiges System ist auch unter der Bezc mung »Ein-Quadrant-Multiplikator« bekannt, der v> 1 zwei Eingangsgrößen gespeist wird, und zwar einmal vor einem statischen Steuersignal 5» und zum anderer von der Bezugsfrequenz oder Taktfrequenz. Da« statische Steuersignal S_v kann auch eine inkrementel erfaßte Größe sein. Man hat sich dabei auch bereits dei Erkenntnis bedient, daß sich eine Änderung der Takt frequenz in einer entsprechenden Dehnung oder Kür zung des Zeitmaßstabes des Systems widerspiegelt Dabei kann man natürlich die abzubildende Größi

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Inkrementell erfassen. Zur Bestimmung des Vor- reu, deren Ausgänge mit einem ODER-Galter verbun-

jcichens der inkrementell erfaßten Größe ist auch be- den sind.

fcits die Verwendung eines Teilerzählers in Form eines Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vor-Vor-RUckwiirts-Zählers bekannt, jedoch wird hier die teilhafte Weiterbildung erfahren, daß eine Einrichtung frage der Bestimmung des Vorzeichens der darzustel- 5 zur Berücksichtigung der beim Erfassen einer Ändernden Größe durch Vorsehen eines weiteren Binär- rungsgeschwindigkeit der bei maximaler zu erfassender fignals, welches getrennt übertragen werden muß, ge- Größe auftretenden minimalen Verzögerung des löst. Eine bekannte Schaltung irrt einem derartigen Systems vorgesehen ist und diese Einrichtung aus einer Vor-Riickwärts-Zähler mit Vorzeichensteuerung ver- Teiierstufe besteht, die erst nach Erscheinen eines sendet ein Gatter, über welches der Vor-Rückwärts- io Ausgangs ein Zählen des Funktionsgeberzählers zu-Zähler angesteuert wird und die Steuerung des Gatters läßt.

gelbst atf Grund des Vorzeichens des einlaufenden Die dem Funktionsgeberzähler eingespeiste Fre-

f ulses und des gespeicherten Vorzeichens des Zähler- quenzgröße ist, im Gegensatz zu dem bekannten, in

ftandes des Vor-Rückwärts-Zählers vorgenommen einer nichtlinearen Weise vom Zählerstand abhängig.

ψ\τά (Aufsatz von Leon hard: »Zählende 15 Besonders vorteilhaft läßt sich der Funktionsgeber

techenschaltungen für Regelaufgaben«, Archiv für nach der Erfindung dann verwenden, wenn die inter-

lektrotechnik, 49. Band, Heft 4, 1964, S. 215 bis meniell erfaßte Größe die Höhenänderurigsgeschwin-

234). digkeit eines Flugzeugs ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- Bei dem Funktionsgeber ivch der vorliegenden Ersteht nun darin, einen Funktionsgebe der eingangs 20 findung stellt jeder Impuls in einem Impulszug einen definierten Art weiter zu verbessern, und zwar insbe- Zähler zurück, und zwar auf einen bestimmten anfängsondere hinsichtlich einer möglichst einfachen und liehen Zustand. Eine Frequenzgeneraiorschaltungssicheren Vorzeichensteuerung. so daß eine Funktion anordnung erzeugt eine Vielzahl an Taktsignalen, von durch eine Reihe von geraden Liniensegmenten ange- denen jedes eine unterschiedliche bestimmte Frequenz nähert dargestellt werden kann, und der insbesondere 35 aufweist. Eine Gattereinrichtung, die von dem Zustand zur Anzeige der Höhenänderung eines Flugzeugs ge- des Zählers gesteuert wird, wählt eines der Taktsignale eignet ist, um folgende Funktion zu erzeugen: aus, um den Zähler nach unte.i zählen zu lassen. Der ^ Zustand des Zählers zum Zeitpunkt der Zählerrück- ^ ~ S/'· stellung ist somit auf die Impulsfolgefrequenz der Avobei 30 Impulse bezogen. Eine Maßstabsveränderung der Z _.· _u-. -j Systemparameter gestattet es, daß das System eine /. - die Honenanderung, _{Folge von geraden} Liniensegmenten erzeugt, die der S =-- eine konstante 100-Fuß-Höhe als Einheits- gewünschten Funktion angenähert sind. Insbesondere ^sP^run8 ermöglicht eine Maßstabsveränderung der System-^υη^ 35 parameter, daß das System in Form eines digitalen / die veränderliche Zeit. Höhenänderungsgeschwindigkeits-Generators arbeiten

kann, wenn die Impulse feste Werte der Höhenände-

Ausgehend von einem Funktionsgeber der eingangs rung darstellen.

definierten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines

erfindungsgemäß die Einrichtung zum Erfassen der 40 Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung

Änderungsrichtung der zu erfassenden Größe ein näher erläutert. Es zeigt

Speicherregister mit einem höchstwertigen Bit (msh) F i g. 1 ein Blockschaltbild einer verallgemeinerten Flip-FUip. einem niedrigstwertigen Bit (Isb) Flip-Flop Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung, und einem niedrigstwertigen Bit \ 1 (tsh Ί I) Flip-Flop F i g. 2 eine graphische Darstellung der Funktion enthält, daß diese Einrichtung weiter einen positiven 45 # Sjt, wobei diese Beziehung vermittels einer Flankendetektor und einen negativen Flankendetektor Aneinanderreihung von geraden Liniensegmenten anaufweist, welche die Änderung im Zustand des Isb- genähert wurde,

Flip-Flops abtasten, und daß die Flankendetektoren F i g. 3 eine Werttabelle, die das Prinzip veran-

iiber ein ODER-Gatter Univibratoren ansteuern, von schaulicht, nach welchem die Richtung der Höhen-

dcnen einer einen Flip-Flop veranlaßt, den Zustand 50 änderung bestimmbar ist.

des Flip-Flops (Isb · 1) /11 speichern und seine zuvor F i g. 4 ein Blockschaltbild ^iner Vorrichtung,

gespeicherte Information in einen weiteren Flip-Flop welche die Richtung der Höhenänderung bestimmt,

KU übertragen, wobei die zuletzt genannte Information Γ i g. 5 ein Blockschaltbild einer Taktgeberschal-

von dem Zustand des Flip-Flops (Isb t 1) unmittelbar tung. welche ein Kollisionsschutzsystem mit dem

vor dem einen übergang abhängig ist, daß weitei der 55 Funktmnsgvber. der hier beschrieben ist. verbindet.

Zustand des Flip-Flops, der veranlaßt wurde, den \ i g. 6 ein Blockschaltbild einer Quelle für eine

Zustand des Flip-Flops (hb+1) zu speichern, und der Vielzahl von Taktsignalen, die in dem Funktions-

Zustand des Flip-Flops, auf den der Zustand des zuvor geber verwendet werden, und GaUereinrichtungen, um

erwähnten Flip-Flops übertragen wurde, durch eine diese Taktsignale dem Funktionsgeberzähler zuzufüh-

logische Exklusiv-ODER-Gatterkombination ausge- 60 ren, und

wertet wird. F i g. 7 ein Blockschaltbild des Funktionsgeber-

Bei dieser Ausführung kann weiter vorgesehen sein, Zahlers.

daß einer der Univibratoren bei abnehmender inkre- Gemäß Fig. 1 wird ein Startimpuis von einer

mentell erfaßter Größe triggerbar ist und einen nicht gezeigten Quelle an den Eingangsanschluß 10a

Flip-Flop zurückstellt, welcher als einen Eingang den 65 des ODER-Gatters ¹O angelegt und dazu verwendet,

Ausgang der logischen Exklusiv-ÖDER-Gatterkombi- das Zählregister He des Zählers zurückzustellen,

nation empfängt, und daß die zwei Ausgänge dieses welcher zusätzlich aus einem Zähler-Dekoder Wb und

Flip-Flops jeweils zu positiven Flankendetektoren füh- dem Bewertunssnetzwerk lic besteht. Das Zähl-

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register 11α besteht aus einer Vielzahl von Flip-Flop- zu einer Höhenänderung von 500 Fuß pro Minute, Elementen, die als Zähler verbunden sind, und von wobei mit einer anfänglichen Verzögerung von Taktsignalen, die in dem Frequenzgenerator 16 an der 600 Millisekunden begonnen wird. Die Kurve ist Addier^Eingangsklemme 13 oder an der Subtrahier- durch neun miteinander verbundene gerade Linien-Anschlußklemme 14 angesteuert werden. Das Zähl- 5 abschnitte angenähert, und zwar entsprechend den register 11a ist ein binär zählendes Register desjenigen Abschnitten von 10000 bis 7400 Fuß pro Minute, Typs, der der Fachwelt gut bekannt ist, und dieses 7400 bis 5300 Fuß pro Minute, 5300 bis 3700 Fuß pro Register kann entweder bei jedem Taktimpuls, der dem Minute, 3700 bis 2600 Fuß pro Minute, 2600 bis Anschluß 13 zugeführt wird, einen Zählschritt hinzu- 1900 Fuß pro Minute, 1900 bis 1300 Fuß pro Minute, fügen, oder von der Gesamtzählung einen Zählschritt io 1300 bis 900 Fuß pro Minute, 900 bis 700 Fuß pro abziehen, und zwar für jeden Taktimpuls am Anschluß Minute und 700 bis 500 Fuß pro Minute. Der Grund, 14. Der Dekoder lift, der ebenso gut bekannt ist, er- warum die Kurve in dieser Weise aufgeteilt ist, wird mittelt im wesentlichen den Zustand jedes Flip-Flops klar, wenn man sich vergegenwärtigt, daß grundsätzdes Zählregisters 11a und besteht allgemein aus einer lieh die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Zustands-Vielzahl von UND-Gattern, von denen eines für jeden 15 änderungen des Höhenspeicherregisters bestimmt werbestimmten Zustand des Zählregisters Ha geöffnet den muß und daß eine Hauptquelle von Taktsignalen wird, so daß nur ein einziger der Dekoder-Ausgänge, mit einer 1,5-Millisekunden-Periode zur Verfügung beispielsweise 17a, 17b und 17s für einen bestimmten steht, und zwar vom an Bord mitgeführten Kollisions-Zustand des Zählregisters erregt wird. Ein Frequenz- Schutzsystem. Wie bereits erwähnt wurde, beträgt die generator 16 enthält nicht nur eine Quelle für eine ao minimale Zeit für aufeinanderfolgende Zustands-Vielzahl von Taktsignalen, sondern ebenso Gatter- änderungen (im folgenden als Übergänge bezeichnet) einrichtungen, die von den Ausgangsgrößen des des Höhenspeicherregisters 600 Millisekunden, wel-Dekoders Wb gesteuert werden, um nur eines der ches ein Vielfaches der 1,5-Millisekunden-Signale ist, Taktsignale zu einem Zeitpunkt zu einem der An- die von dem Kollisionsschutzsystem empfangen werschlüsse 13 oder 14 des Zählregisters zu leiten. Das as den. Zusätzkch, nach der anfänglichen 600 Milli-Zählregister 11a ändert somit seinen Zustand linear Sekundenverzögerung, was der maximalen Höhenmit der Zeit, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die änderung entspricht, beginnen weniger 100 Fuß pro proportional der Frequenz des Taktsignals ist, das Minute-Inkremente jeweils bei 6 Millisekunden. Dies daran angelegt wurde. Das Bewertungsnetzwerk Hc bedeutet für eine 10000-Fuß-pro-Minute-Änderung, ist sehr ähnlich dem Dekoder Wb dahin gehend, daß 30 daß der darauffolgende Impuls unmittelbar nach dem es den Zustand des Zählregisters Ha allgemein ab- 600 Millisekunden-Intervall vorhanden ist, und für tastet und insbesondere den Zustand jedes Flip-Flops, 9900 Fuß pro Minute-Höhenänderungsgeschwindigaus dem das Register besteht. Da das Zählregister Ha keit der nachfolgende Impuls nahezu einen Zählsich linear mit der Zeit ändert, ist die Ausgangsgröße schritt nach dem festen Intervall vorhanden ist, wenn aus dem Bewertungsnetzwerk lic ein gerades Linien- 35 dieser Zählschritt 6 Millisekunden nach dem festen segment, mit einer Steigung die proportional der Fre- Intervall auftritt. Berücksichtigt man den geradquenz des Taktsignals ist, das an das Zählregister Π α linigen Abschnitt von 10000 Fuß pro Minute bis angelegt wurde und eine Neigungsrichtung oder -ver- 7400 Fuß pro Minute, so läßt sich ersehen, daß dieser lauf hat, die angibt, ob der Eingang 13 oder 14 erregt aus 26 Inkrementen von 100 Fuß Höhe zusammenwird. Es ist natürlich, wie dies gut bekannt ist, mög- 40 gesetzt ist. lieh, die linearen Änderungen des Zustands des Zähl- Verwendet man die Formel registers Πα in eine andere als eine lineare Änderung
am Ausgang des Bewertungsnetzwerkes zu konvertie- Z = S//, ren, und zwar unter Verwendung verschiedenartigster dann ist
Bewertungs-Netzwerktechniken. Zum Zwecke der vor- 45

liegenden Beschreibung und zum besseren Verständnis Z = 7400 Fuß pro Minute ist angenommen, daß das Bewertungsnetzwerk die _und
Linearität der Zählregister-Zustandsänderungen aufrechterhält. S = 100 Fuß,

Ein mit einem zusammenarbeitenden Kollisions- 50 t = 810 Millisekunden. Schutzsystem ausgestattetes Flugzeug weist normalerweise eine Höheninformation in Form gleichzeitiger Das bedeutet, daß bei einer Höhenänderungs Binärentscheidungen, die in einem Speicherregister geschwindigkeit von 7400 Fuß pro Minute, 100 Fu vorliegen, auf, wobei dieser Zustand des Speicher- Maßeinheit Höhenänderung jede 810 Millisekunde registers sich ändert, und zwar bei 100 Fuß Höhen- 55 oder 210 Millisekunden nach der anfängliche änderungsinkrementen. Es ist ebenso bekannt, daß 600 Millisekunden Verzögerung auftritt. Teilt ma zum gegenwärtigen Zeitpunkt die maximale Höhen- 210 durch 26, so stellt man fest, daß jedes 100-FuI änderung für ein mit einem zusammenarbeitenden Inkrement auf dieser geraden Linie oder Linie) Kollisionsschutzsystem ausgestattetem Flugzeug abschnitt nahezu 8,1 Millisekunden der Zeitskala b 10000 Fuß pro Minute beträgt. Demnach beträgt die 60 legt. Wie an früherer Stelle erwähnt vurde, kann d; minimale Verzögerung zwischen den Zustandsände- Kollisionsschutzsystem Taktimpulse mit 1,5 Mil rungen des Höhenspeicherregisters 600 Millisekunden. sekunden-Intervallen vorsehen. Demzufolge ist es ve Es ist ebenso bekannt, wie dies zuvor ausgeführt wurde, teilhaft, diese 8,i-Millisekunden-Zeitspanne oder Ze daß die Höhenänderung Z zur Höhe 5 in konstanten intervall auf ein genaues Vielfaches von 1.5 zu bringe 100-Fuß-Schritten oder Inkrementen durch die Glei- 65 Das nächstliegende eines solchen Vielfachen beträ chung Z = 100// bezogen ist. Diese Beziehung ist in 7,5 Millisekunden, und dieses wird als Folge des erst der Darstellung gemäß F i g. 2 aufgetragen, und zwar Liniensegmentes der Einfachheit halber angenomm« von einer Höhenänderung von 10000 Fuß pro Minute Der Einfachheit halber ist ebenso angenommen, d

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die Folge aufeinanderfolgender Liniensegmente zweimal so schnell vom vorangehenden Liniensegment beträgt, so daß die Folgen der Liniensegmente jeweils 7,5. 15, 30. 60. 120. 240. 480. 960 und 1920 Millisekunden, betragen.

F i g. 4 zeigt ein Höhenspeicherregister 20, das aus einer Vielzahl an Flip-Flops besteht, die so angeordnet sind, daß sie zählen, und dieses Speichertegister enthält ein höchstwertiges Bit {msh) Flip-Flop, tin niedrigstwertiges Bit (hh) Flip-Flop und ein hiedrigstwertiges Bit + 1 {hh *■ 1) Flip-Flop. Wie dies In der Zähltechnik gut bekannt ist. bewirkt ein Hinzufügen oder Abziehen eines Zählschrittes vom Register 20 immer, daß das Ish komplementiert, während tsh *■ 1 komplementiert oder vom Zustand von Ish nicht abhängig ist. Dies ist in der Wertetabelle der F i g. 3 gezeigt, auf die nun weiter eingegangen werden soll, um zu erklären, auf welche Weise die Richtung der Höhenänderung bestimmt werden kann. In der Wertetabelie ist die Tatsache angezeigt, daß Ish den Zustand lindert, und zwar mit jedem Einheitssprung oder Einheitsschritt (Inkrement) des Höhenspeicherregisters. und zwar im Wechsel von einem »!«-Zustand zu einem »0«-Zustand oder von einem »0«-Zustand zu einem »1 «-Zustand. Nimmt man an. daß hh sich in dem »1 «-Zustand befindet und die Hö'.ie um ein einzelnes 100-F,. ß-Inkrement zunimmt, dann komplementiert Ish in den »Oe-Zustand. Ähnlich, da die Höhe zunimmt, komplementiert ebenso Ish 1. Wenn die Höhe abnehmen würde, so würde Ish ^ 1 nicht komplementieren. Nimmt man nun an. daß sich Ish anfänglich in einem »O«-Zustand befindet, dann würde Ish + 1 nicht komplementieren, wenn die Höhe zuriehrren würde, und würde komplementieren, wenn die Höhe abnehmen würde. Unter Hinweis auf F i g. 4 werden Inkrementänderungen im Höhenspeicherregister 20 durch den positiven Flankendetektor 22 oder negativen Flankendetektor 23 erlaßt, welcher die Änderung im Zustand des Flip-Flops hh abtastet, welcher, wie erwähnt wurde, mit jeder inkrementellen Änderung des Höhenspeicherregisters komplementiert. Das Erfassen des komplementierenden Flip-Flops hh vermittels des Detektors 22 oder 23 hat die Erzeugung eines Impulses zur Folge, der durch das ODER-Gatter 25 zum Anschluß 26 gelangt und einen »Übergang« des Höhenspeicherregisters 20 bestimmt. Der Übergangsimpuls triggert ebenso den Univibrator 28, welcher einen I-Mikrosekunden-Ausgangsimpuls erzeugt, der den Flip-Flop 30 veranlaßt, den Zustand von /sft+l zu speichern.

Der Ausgangsimpuls aus dem Univibrator 28 tchiebt ebenso die zuvor in dem Flip-Flop 30 enthaltene Information in den Flip-Flop 32. Dieser letztere Informationsinhalt oder Abschnitt hängt mit dem Zustand von hb-rl unmittelbar vor dem Stromübergang zusammen. Der Zustand der Flip-Flops 30 und 32 wird durch das Exklusiv-ODER-Gatter 34 abgetastet, welches dann bestimmt, ob hb-r 1 bei diesem Übergang komplementiert hat. Wenn hb+1 komplementiert hat, erzeugt das Exklusiv-ODER-Gatter 34 eine Ausgangsgröße, während, wenn lsb-\-\ nicht komplementiert hat, das Exklusiv-ODER-Gatter 34 keine Ausgangsgröße erzeugt. Das Exklusiv-ODER-Gatter 36 empfängt als Eingangsgröße den Ausgang vom Exklusiv-ODER-Gatter 34 und den Zustand von hb nach dem Übergang. Demzufolge, wenn hb + \ komplementiert hat und sich hb in dem Nullzustand nach dem Übergang befindet, erzeugt das Exklusiv-ODER-Gatter 36 eine Ausgangsgröße. Aus der Wertetabelle der F i g. 3 läßt sich erkennen, daß dies anzeigt, daß die Höhe zunimmt. Die Ausgangsgröße aus dem Exklusiv-ODER-Gatter 36 stellt den Flip-Flop 38 in den einen Zustand, so daß der Anschluß 39 erregt wird, wodurch angezeigt wird, daß die Höhe zunimmt. Solange die Höhe fortfährt, zuzunehmen, bleibt der Flip-Flop 38 in diesem einen Zustand, und der Anschluß 30 bleibt erregt. Wenn jedoch die Höhe

ίο abnehmen soilte. erzeugt ein zwei'er Univibrator 27. derdurch den Überganggetriggert wird.einen2-Mikrosekunden-Ausgangsimpuls, welcher den Flip-Flop 38 zurückstellt, wodurch das Signal am Anschluß 39 aufgehoben bzw. ausgelöscht wird und der positive Flankendetektor 42 getriggert wird, so daß dieser einen Impuls erzeugt, der durch das ODFR-Gatter 44 gelangt und anzeigt, daß dieHöhenänderungsgeschwindigkeit sich umgekehrt hat. Wenn sich die Höhenänderung erneut umkehren sollte, so daß die Höbe erneut zunimmt, so würde der Flip-Flop 38 durch das Signal, das aus dem Exklusiv-ODFR-Gattcr 36 gelangt, so eingestellt werden, daß der Anschluß 39 erneut erregt wird und der positive Flankendetektor 40 getriggert wird, so daß er einen Ausgangsimpuls eras ?"ugt. der durch das ODER-Gatter 44 gelangt und anzeigt, daß eine Höhenänderungsutnkehrung stattgefunden hat. F i g. 5 zeigt nun. daß der Anschluß 26, der mit dem Anschluß 26 in F i g. 4 identisch ist. das Übergangssignal empfangen hat. welches den Flip-Flop 50 einstellt, um das UND-Gatter 53 in Bereitschaft zu setzen. Der Anschluß 52. der so angeschlossen ist. daß er die Impulse empfängt, die in 1,5-Millisekünden-IntervalIen von dem Kollisionsschutzgerät abgegeben werden, ist an den zweiten Ein-

ü5 gang des UND-Gatters 53 angeschlossen, so daß diese Impulse dort hindurchgelangen und zu einem Teiler 55 gelangen, welcher die Eingangsimpulse durch 5 »eilt, so daß dadurch an dessen Ausgang Impulse mit 7.5-Millisekunden-Intervallen erscheinen. Diese letzteren Impulse gelangen zum UND-Gatter 57. welches zu diesem Zeitpunkt, was noch erklärt werden soll, geschlossen ist, und gelangen zum UND-Gatter 58. welches zu diesem Zeitpunkt offen ist. so daß sie zum Teiler 60 gelangen können, in welchem die Impulse durch 80 geteilt werden, so daß man einen Ausgangsimpuls nach 600 Millisekunden erhält. Dieser letzte Impuls, welcher am Anschluß 65 erscheint, wird ebenso dazu verwendet, den Flip-Flop 62 in den einen Zustand zu versetzen, wodurch das Gatter 57 in Bereitschaft gesetzt wird, so daß die 7,5-Millisekunden-Impulse nunmehr dort hindurch gelangen können und zum Anschluß 64 gelangen. Es läßt sich ebenso entnehmen, daß das Ubergangssignal am Anschluß 2( zu Beginn bewirkt hat, daß der Flip-Flop 62 zurück gestellt wurde, wodurch das Gatter 57 geschlossei wurde und das Gatter 58 in Bereitschaft gesetzt wurde Um zusammenfassend die Funktionsweise der Schal tung nach Fig. 5 zu beschreiben, so erzeugt die Schal tung anschließend an den übergang keine Ausgangs größe bis 600 Millisekunden danach, zu welcher Zeitpunkt ein einzelner Impuls am Anschluß 65 ei scheint und am Anschluß 64 Impulse mit ein« 7,5-Millisekunden-FoIge erscheinen.

Die F i g. 6 zeigt eine Vielzahl von miteinandi verbundenen Teiler-Flip-Flops 70 bis 77, die aufeii anderfolgend die am Anschluß 64 mit 7,5 Mill Sekunden erscheinenden Impulse teilen, wobei dies Anschluß derselbe ist wie der Anschluß 64 in F i g.

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und die zuvor erwähnten Flip-Flops stellen den fre- bevor ein nachfolgender Übergang auftritt, dann wird quenzerzeugenden Abschnitt des Frequenzgenerators die Ausgangsleitung 17/ des Dekoders erregt. In 16 in F i g. 1 dar. Es sei daran erinnert, daß die mit F i g. 6 läßt sich erkennen, daß, wenn die Leitung 17/ 7,5-Millisekunden-Inte/vallen erscheinenden Impulse erregt wird, der Flip-Flop 110 getriggert wird, und dem Anschluß 64 nicht vor 600 Millisekunden nach S zwar in den einen Zustand, wodurch das Gatter 120 einem Übergang aufgedrückt werden. Der einzelne und das Gatter 80 geschlossen wird, so daß die in Impuls, der 600 Millisekunden nach dem Übergang er- 7,5-Millisekunden-Intervallen erscheinenden Impulse scheint, wird dem Anschluß 65 aufgedrückt, wobei nicht langer zum Anschluß 82 gelangen können. Ein dieser Anschluß dem Anschluß65 der F i g. 5 gleich Flip-Flop 110-Ein-tellsignal setzt jedoch das UND-ist, und dieser Impuls gelangt durch das ODER- to Gatter 90 in Bereitschaft, so daß dadurch die Ausgangs-Gatter 100 bis 106 hindurch und stellt die Flip-Flops größe des Flip-Flops 70 dort hindurchgelangen kann 110 bis 116 jeweils zurück und stellt zusätzlich den und ebenso durch die ODER-Gatter 98 und 81 zum Flip-Flop 117 und die FIip-FIops70 bis 77 zurück. Anschluß 82 gelangen kann, um das Zählregister, das Wenn sich die Flip-Flops 110 bis 117 in dem zurück- aus den Flip-Flops 200 bis 206 der F i g. 7 besteht, gestellten Zustand befinden, dann ist das UND-Gatter 15 anzusteuern, wobei diese Impulse in 15-Millisekunden-120 voll in Bereitschaft gesetzt und sieht eine Ausgangs- Intervallen auftreten. Das /ahlregister 11 σ zählt nun größe auf der Leitung 121 vor. durch welche das nach unten, und zwar in dieser langsameren Folge. UND-Gatter 80 in Bereitschaft gesetzt wird, so daß Wenn ein Übergang nicht, bevor das Zählregister 11a die mit 7,5-Millisekunden-Intervallen erscheinenden den Zählschritt von 53 erreicht hat, auftritt, dann erimpulse dort hindurchgelangen können, ebenso durch ao faßt der Dekoder lift diesen letzteren Zählschritt und das ODER-Gatter 81 zum Anschluß 82. Die F i g. 7 erregt seine Ausgangsleitung 17/. welche (siehe zeigt Flip-Flops 200 bis 206, und diese stellew ein F i g. 6) den Flip-Flop 110 durch das ODER-Gatter Zählregister dar, das ähnlich dem ZähJregister 11a 100 zurückstellt und den Flip-Flop 111 in den einen in F i g. 1 ist, und dieses wird zurückgestellt, und zwar Zustand triggert, wodurch die Gatter 120 und 80 geauf Grund des Übergangssignales und zwar zurück- as schlossen gehalten werden und das Gatter 90 außer gestellt auf das binäre Äquivalent der dezimalen 100, Bereitschaft gelangt, jedoch das Gatter 91 in Bereitweiche 10000 Fuß pro Minute-Höhenänderung dar- schaft gesetzt wird. Die Ausgangsgröße aus dem stellt. Dies wird durch Rückstellen der Flip-Flops 200, Flip-Flop 71, das sind Impulse, die in 30-Millisekun-201. 203 und 204 in den logischen »0«-Zustand und den-Intcrvallen austreten, gelangt nun durch dieses durch Rückstellen der Flip-Flops 202, 205 und 206 30 letztere Gatter in die ODER-Gatter 98 und 81 zum in den logischen »1«-Zustand erreicht. Die am An- Anschluß 82 und steuert das Zählregister 11a in Schluß 82 erscheinenden Impulse, wobei dieser An- dieser noch langsameren Folge an. Es geht nun hervor, Schluß dem Anschluß 82 in F i g. 6 identisch ist, daß, solange ein nachfolgender Übergang auftritt, das steuern das Zählregister an, so daß dieses herabzählt, Zählregister 11 α in progressiv langsamer werdenden und zwar um einen Zählschritt für jeden Taktimpuls 35 Folgen angesteuert wird, was erforderlich ist. um die am Anschluß 82. Wenn am Anschluß 26 ein nach- Kurve gemäß F i g. 2 zu erzeugen,
folgendes Übergangssignal erscheint, dann wird der Wenn das Zählregister 1 iα (Fig. 7) den Zählermomentane Zustand des ZäHregisters in das Gedächt- stand 4 erreicht, bevor ein nachfolgender Übergang nis 220 übertragen, welches analog dem Bewertungs- auftritt, dann erzeugt der Dekoder lift bei diesem netzwerk Hr der Fig. 1 ist. In diesem letzteren Fall 40 letzteren Zählschritt ein Ausgangssignal. welches durch besteht das Gedächtnis 220 in geeigneter Weise aus das ODER-Gatter 222 zu den Flip-Flops 202, 205 einem Schieberegister, welches dieselbe Stufenzahl wie und 206 und durch das ODER-Gatter 210 zu den verdas Zählregister aufweist und eine Anzahl von Gattern bleibenden Flip-Flops des ZäHregisters gelangt, um aufweist, welche durch das Übergar.gssignal in Bereit- das Zählregister in eine »O«-Zustandsbedingung zurückschaft gesetzt werden, um den momentanen Zustand 45 zuführen. Der »0«-Zustand wird von dem Dekoder Hi des Zählregisters in das Schieberegister zu übertragen. interpretiert, und es wird der Anschluß 49 erregt, dei Die Höhenänderungsinformation wird daher in dem ebenso in F i g. 5 gezeigt ist, um den Flip-Flop 5C Gedächtnis festgehalten und kann als solche vom zurückzustellen, so daß das UND-Gatter 53 außei Kollisionsschutzsystem ausgewertet werden. Der De- Bereitschaft gebracht wird und das System in einer köder lift ist im wesentlichen identisch mit dem De·· 50 inaktiven Zustand verbracht wird, und zwar in einei köder lift in F i g. 1 und überwacht fortwährend den identischen Weise, wenn ein umgekehrtes Signal an Zustand des Zählregisters, und sollte die in dem letzte- Anschluß 45 erscheint, wobei der Anschluß 45 in dei ren Register enthaltene Zählung auf 74 absinken, F i g. 4 und 7 identisch ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Funktionsgeber auf der Grundlage digitaler Zähltechniken zur digitalen Abbildung einer sich ändernden Größe mit inkremenHler Erfassung dieser Größe unter Zuhilfenahme einer Taktfrequenzquelle, die zur Veränderung des Zeitmaßstnbes veränderlich ist, mit einer Einrichtung zur Erfassung der Änderungsrichtung der inkrementell erfaßten Größe, so daß ein digitaler Funktionsgeberzähler entsprechend der erfaßten Änderungsrichtung in additivem oder substraktivem Sinn angesteueit werden kann, mit einem Dekoder zum Erfassen des Zustandes des Funktionsgeberzählers und mit einem Bewertungsnetzwerk zur Koordinierung der von den inkrementell erfaßten Größen dargestellten Information mit deren digitaler Abbildung, wobei du > Bewertungsnetzwerk eine Vielzahl von miteinander ν crbundenenTeüer-Flip-Flops aufweist, die die Taktfrequenz teilen und selektiv vom Dekoder über Gatterschaltungen ansteuevbar sind, um dem Funktionsgeberzähler unterschiedliche Impulsfolgefrequenzen zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (F i g. 4) zum Erfassen der Änderungsrichtung der zu erfassenden Größe ein Speicherregister (20) mit einem höchstwertigen Bit (msh) Flip-Flop, einem niedrigstwertigen Bit (Isb) Flip-Flop und einem niedrigstwertigen Bit -fl (fefc-t 1) Flip-Flop enthält, daß diise Einrichtung einen positiven Flankendetektor (22) und einen negativen Flankendetek lor (23) aufweist, welche die Änderung im Zustand des /.vA-Flip-Flops abtasten, und daß die Flankendetektoren (22. 23> über ein ODF.R-Gatter (25) Univibratoren (27, 28) ansteuern, von denen einer (28) einen Flip-Flop (30) veranlaßt, den Zustand des Flip-Flops (Isb-* 1) zu speichern und seine zuvor gespeicherte Information in einen weiteren Flip-Flop (32) zu übertragen, wobei die zuletzt genannte Information von dem Zustand des Flip-Flops (/.?/> fl) unmittelbar vor dem einen Übergang abhängig ist. daß weiter der Zustand der Flip-Flops (30. 32) durch eine logische E*klusiv-ODER-Gatterkombination (34, 36) ausgewertet wird.

2. funktionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer (27) der Univibratoren (27. 28) bei abnehmender inkrementell erfaßter Größe triggerbar ist und einen Flip-Flop (38) zurückstellt, welcher als einen Eingang den Ausgang der logischen Fxklusiv-ODFR-Ciatterkombination (34. 36) empfängt, daß die zwei Ausgänge des flip-Hops (38) jeweils /u positiven Flankendetcktnrcn führen, deren Ausgänge mit einem ODFR-Ciatter (44) verbunden sind.

3. Funktiunsgeber nach Anspruch 1, dadun h gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (60) zur Berücksichtigung der beim Erfassen einer Änderungsgeschwindigkeit der bei maximaler zu erfassender Größe auftretenden minimalen Verzögerungen des Systems vorgesehen ist und diese Einrichtung (60) aus einer Teilerstufe besteht, die erst nach Erscheinen eines Ausgangs ein Zählen des Funktionsgeberzählers (F i g. 7) zuläßt.

4. Ftinktionsgeber nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Funktionseeberzähler (Ho) eingespeiste Frequenzgröße in einer nichtlinearen Weise vom Zählerstand abhängig ist.

5, Fiinktionsgeber nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die inkrementell erfaßte Größe die Höhenänderungsgeschwindigkeit eines Flugzeugs ist.