DE2050671A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Verhindern des Flackerns einer digitalen oder quasi-analogen Anzeige - Google Patents

Description

VDO TACHOMETER WERKS ... FRANKFURT/MAIN 90 ADOLF SCHINDLING GMBH GRÄFSTRASSE 103

Verfahren und Schaltungsanordnung zum Verhindern des Flackerns einer digitalen oder quasi-analogen Anzeige

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verhindern des Flackerns der digitalen oder quasi-analogen Anzeige von Meßgeräten mit einer der Stellenzahl entsprechenden Zahl von hintereinander geschalteten Zähldekaden, von denen jede über einen am Ende des Zählvorganges durch einen Steuerimpuls setzbaren Speicher und einen Dekodierer mit einem An-. zeigeelement in Verbindung steht, und eine Schaltungsanordnung zur Ausübung dieses Verfahrens,

Digitale und quasi-analoge Anzeigen - unter letzteres fällt beispielsweise ein aus Elektrolumineszenz-Segmenten zusammengesetztes Leuchtband - haben gegenüber analogen Anzeigen neben dem Vorteil einer wesentlich größeren Ablesegenauigkeit den Nachteil, daß die Anzeigemöglichkeiten auf eine ganz bestimmte, durch die Stellenzahl vorgegebene Zahl Degrenzt bleiben. Dies hat zur Folge, daß bereits bei geringen Meßwertschwankungen, auf die ein Zeigerinstrument wegen seiner Trägheit überhaupt nicht ansprechen würde, die digitale' Anzeige zwischen zwei Werten, deren Differenz wesentlich größer als die eigentliche MeßwertSchwankung ist, hin- und herschwankt, so daß die Anzeige flackert. Insbesondere bei digitalen oder quasi-analogen Anzeigeinstrumenten für Flugzeuge ist ein solches Flackern der Anzeige höchst unerwünscht, da dort im allgemeinen eine flackernde Anzeige eine Gefahrensituation oder einen Schaden am Anzeigeinstrument oder im Meßkreis signalisiert und somit ein auf geringen Meßwertschwankungen beruhendes Flackern der das Anzeigeinstrument überwachenden Person eine falsche Information gibt.

Ein Grund für das Flackern der digitalen oder quasi-analogen

209817/0515 ~ ² ~

Anzeige ist häufig der, daß auf der dem Spannungs-Frequenzoder Spannungs-Zeit-Wandler zugeführten Meßspannung ein Netzbrumm liegt, der ein Schwanken der Impulsfrequenz oder der Zeit, die mit einer konstanten Impulefisquenz ausgezählt wird, bewirkt. Hierbei genügt unter Umständen, nämlich bei einem genau ganzzahligen Meßwert, schon die kleinste Brummspannung, um die Anzeige zwischen zwei ganzzahligen Werten schwanken zu lassen* Ein derartiges, auf einem Netzbrumm beruhendes Flackern der Anzeige kann, wenn die Meßspannung in eine Impulsfrequenz umgewandelt wird, in bekannter Weise dadurch beseitigt werden, daß als Meßzeitintervall ein ganzzahliges Vielfaches der Brummpefiode gewählt wird, bei einer BrummspannungsfDKiuenz von 50 Hz, also ein 20,40 oder 60 msec, großes Meßzeitintervall.'Ein solches Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es nur. für den geschilderten Fall brauchbar ist. In allen anderen Fällen, in denen beispielsweise die Meßspannung in eine Zeit umgewandelt wird oder das Meßzeitintervall kleiner als 20 msec, sein muß, läßt sieh dieses bekannte Verfahren nicht anwenden.

Aufgabe der Erfindung ist ea, ein Verfahren zum Verhindern des Flackerns einer digitalen oder quasi-analogen Anzeige zu finden, das unabhängig von den beiden Arten der Umwandlung der Meßspannung und der Größe des Meßzeitintervalls durchführbar ist und einfach und billig realisiert werden kann. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zuerst die Anzahl der Impulse im Meßzeitintervall verdoppelt, danach jeder geradzahlige Impuls den hintereinander geschalteten Zähldekaden und jeder ungeradzahlige Impuls einer eine oder mehrere hintereinander geschaltete Zähldekaden umfassenden Hilfszähldekadeneinheit zugeführt und schließlich mindestens der bei dem voraufgegangenen Zählvorgang gespeicherte Wert der Einerzähldekade mit dem vorliegenden Wert der Einerhilfszähldekade verglichen und bei Übereinstimmung beider Werte der die Speicher setzende Steuerimpuls unterdrückt wird.

Im allgemeinen genügt ea, wenn zur Verhinderung des Flackerns

209817/0515 " ³ "

der Anzeige eine einzige Hilfszähldekade, nämlich eine Einerhilfszähldekade, vorgesehen wird, da die Amplitude der kurzzeitigen, ein Flackern erzeugenden Meßspannungs-

Schwankungen in den meisten Fällen sehr klein ist und sich somit diese Änderung nur in der ersten Stelle bemerkbar macht." Ist jedoch mit größeren kurzzeitigen Amplitudenschwankungen der Meßspannung zu rechnen, so kann es geschehen, daß diese, wenn zwischen dem gespeicherten Wert der Einerzähldekade und dem Wert der Einerhilfszähldekade Koinzidenz herrscht, nicht angezeigt werden, was unerwünscht ist. Dies kann dadurch vermieden werden, daß der zweiten, dritten und höheren Stellen jeweils eine Hilfszähldekade zugeordnet wird.

Das Verdoppeln der Impulse im Meßzeitintervall kann, wenn die Meßspannung in eine durch eine Impulsfrequenz auszuzählende Zeit umgewandelt wird, in einfacher* Weise durch Verdoppeln der Impulsfrequenz erfigen. Wird dagegen die MeJspannung in eine Impulsfrequenz umgesetzt, so bieten sich zwei, von dem Tastverhältnis der Impulse abhängige Wege an: bei Impulsen mit einem Tastverhältnis, das größer oder kleiner 0,5 ist, wird am zweckmäßigsten das Meßzeitintervall verdoppelt, während bei Impulsen mit einem Tastverhältnis, das gleich oder ungefähr gleich 0,5 ist, am zweckmäßigsten von jeder Impulsvorder- und -rückflanke ein Zählimpuls abgeleitet wird.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren "besonders vorteilhaft realisiert werden kann. Die Schaltungsanordnung umfaßt erfindungsgemäß im wesentlichen eine Einrichtung zum Verdoppeln der Impulse im Meßzeitintervall, einen ersten, von dieser gespeisten, mit seinem Ausgang an die Einerzähldekade angeschlossenen 2:1-Untersetzer, eine oder mehrere hintereinander geschaltete Hilfszähldekaden, eiren zweiten, '<-on der Impulsverdoppelungseinrichtung

209817/051 5 - 4 -

gespeisten, mit seinem Komplementärausgang an die Einerhilfszähldekade angeschlossenen 2:1-Untersetzer, eine der Anzahl der Hilfszähldekaden entsprechende Anzahl von Koinzidenz-Schaltungen zürn Vergleichen des gespeicherten Zählerstandes einer Zähldekade mit dem Zählerstand der dieser Zähldekade zugeordneten Hilfszähldekade und eine von der bzw. den Koinzidenzschaltungen angesteuerte SteuerimpulsunterdrUckungsschaltung.

Die Steuerimpuisunterdrückungschaltung besteht am zweckmäßigsten aus einer bei Koinzidenz der Eingangssignale ein"Oⁿ-Ausgangssignal abgebenden Koinzidenzstufe und einen mit seinem Ausgang an die Steuerimpulseingänge der Speicher angeschlossenen UND-Gatter, dessen beiden Eingängen das Koinzidenzstufenausgangssignal und der Speichersteuerimpuls zugeführt wird. Wird die SteuerimpulsunterdrUckungsschaltung aus integrierten Schaltkreisen aufgebaut und geben die Koinzidenzschaltungen bei Koinzidenz von Hilfszähldekade und Speicher ein ^W1"-Signal ab, so empfiehlt es sich,aus ökonomischen Gründen als Koinzidenzstufe ein ÜND-NICHT-Gatter und für das UND-Gatter zwei hintereinander geschaltete UND-NICHT-Gatter vorzusehen.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel enthält, näher erläutert.

Das zweistellige digitale Anzeigegerät umfaßt in bekannter Weise eine Einerzähldekade 1, eine Zehnerzähldekade 2, einen der Einerzähldekade zugeordneten Speicher 3, einen weiteren Speicher 4, der mit der Zehnerzähldekade 2 verbunden ist, zwei an die Speicherausgänge angeschlossene Dekodierer 5 und 6 und zwei Anzeigeröhren 7 und 8. Bei

209817/0515

nicht vorhandener Flackerunterdrückung wird die vom Analog-Digital-Wandler kommende, meßspannungsproportionale Impulsfrequenz 9 nach Verknüpfung mit dem Meßzeitintervallimpuls 10 in einem UND-Gatter 11 unmittelbar dem Eingang der Einerzähldekade 1 und der nach Abschluß der Zählung erscheinende Speichersteuerimpuls 12 unmittelbar den Speichern 3 und 4 zugeführt. Die Löschung der Zähldekaden erfolgt durch einen Löschimpuls 13.

Zum Verhindern des Flackerns der Anzeige um eine Einheit ist eine Hilfszähldekade 14 vorgesehen, deren Ausgänge an eine Koinzidenzschaltung 15 angeschlossen sind. Die anderen Eingänge der Koinzidenzschaltung 15 sind mit den Ausgängen des Speichers 3 verbunden. Die Eingänge der Zähldekade 1 und der Hilfsdekade 14 liegen jeweils über einen 2:1-Untersetzer 16 bzw. 17 am Ausgang des UND-Gatters 11, das der Verknüpfung von meßspannungsproportionaler Impulsfrequenz 9» die in einer Impulsverdoppelungseinrichtung 18 verdoppelt wird, und Meßzeitintervallimpuls 10 dient. Die Impulsverdoppelungseinrichtung 18 umfaßt zwei monostabile Multivibratoren 19 und 20, von denen der eine unmittelbar und der andere mittelbar über einen Inverter 21 mit der meßspannungsproportionalen Impulsfrequenz 9 gespeist wird und die beide mit einem ODER-Gatter 22 verbunden sind und von jeder Vorder- und Rückflanke der eingegebenen und ein Tastverhältnis von 0,5 aufweisenden Impulse einen Zählimpuls ableiten. Um zu vermeiden, daß aus der Rückflanke des Meßzeitintervallimpulses auch noch ein Impuls gebildet wird, empfiehlt es sich, das die Impulse und das Meßzeitintervall verknüpfende UND-Gatter der Impulsverdoppelungseinrichtung 18 nachzuschalten. Zur Unterdrückung des Speichersteuerimpulses 12 bei Koinzidenz der Stellungen von Speicher 3 und Hilfszähldekade 14 ist die Koinzidenzschaltung 15 mit einem UND-NICHT-Gatter 23 verbunden, dessen Ausgangssignal ebenso wie der Speichersteuerimpuls

2 0 9817/0515

einem mit seinem Ausgang an den Speichersteuerimpulseingängen der Speicher 3 und 4 liegenden UND-Gatter 24 zugeführt wird.

Wie bereits dargelegt, genügt es im allgemeinen, lediglich mit einer einzigen Hilfszähldekade und der dazugehörigen Koinzidenzschaltung eine Flackerunterdrückung vorzusehen. Sollten jedoch größere kurzzeitige Amplitudenschwankungen der Meßspannung vorkommen, so ist für Jede weitere Stelle eine Hllfszähldekade 25 und eine Koinzidenzschaltung 26 notwendig. Die dann in vorliegendem Beispiel erforderlichen Bauelemente sind gestrichelt eingezeichnet. Wie aus dem Schaltplan hervorgeht, sind die Hilfszähldekaden 14 und 25 bzw. weitere Hilfszähldekaden bei einer mehrstelligen digitalen Anzeige in Reihe und die Ausgänge der Koinzidenzschaltung 26 bzw. weiterer Koinzidenzschaltungen auf die verschiedenen Eingänge des UND-NICHT-Gatters.23 geschaltet.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei davon ausgegangen, daß das Meßergebnis ^crtwährend zwischen den Werten 44 und 45 schwanke, der Analog-Digital-Wandler also einmal 45 Impulse mit einem Tastverhältnis von 0,5 und einmal 44 Impulse und einen Teil des 45. Impulses im Meßzeitintervall abge.be. Diese Impulse werden der Impulsverdoppelungseinrichtung 18 zugeführt, die aus jeder Vorder- und Rückflanke eines Impulses einen Zählerimpuls ableitet. Am Ausgang des UND-Gatters erscheinen damit einmal 90 Impulse und einmal 89 Impulse im konstanten Meßzeitintervall. Mit diesen Impulsen werden nun beide 2:1-Untersetzer 16 und 17 gespeist, wobei aufgrund der unterschiedlichen Wahl der Untersetzerausgänge der Untersetzer 16 jeden 2,, 4., 6. usw. Impuls und der Untersetzer 17 Jeden 1., 3., 5. usw. Impuls an die jeweilige Zähldekade 1 bzw. 14 weiterleitet.

209817/0515 _{ßAD ORJQfNAL}

Des weiteren sei angenommen, daß die beiden Speicher 3 und 4 aufgrund eines voraufgegangenen Zählvorganges auf 45 stehen, der Einerspeicher also auf 5 und der Zehnerspeicher auf 4. Werden nun 90 Impulse pro Meßzeitintervall vom UND-Gatter 11 abgegeben, dies entspäche dem Meßwert 45, so gelangen 45 Impulse in die Hilfszähldekade 14 und 45 Impulse in die Zähldekade 1. Die Stellung der Hilfszähldekade 14, die Ja als Einerhilfszähldekade arbeitet, entspricht dann wie auch die des Einerspeichers und die der Einerzähldekade 1 dem Wert 5. Da Koinzidenz zwischen dem Einerspeicher 3 und der Hilfszähldekade 14 vorhanden ist, gibt die Koinzidenzschaltung 15 ein "1"-Signal und das UND-NICHT-Gatter 23 entsprechend ein «Oⁿ-Signal ab, so daß der am Ende des iaulvorganges am Eingang des UND-Gatters 24 eintreffende Speichersteuerimpuls 12 unterdrückt wird. Die Anzeige ändert sich somit nicht.

Sinkt nun das Meßergebnis auf den Wert 44,25 ab, *erden 89 Impulse pro Meßzeitintervall vom UND-Gatter 11 abgegeben, von denen 45 in die Hilfszähldekade 14 und 44 in die Zähldekade 1 gelangen. Da der Speicherstand nach wie vor 45 beträgt, ist Koinzidenz zwischen Hilfszähldekade 14 und Speicher 3 vorhanden, so daß auch dann der Speichersteuerimpuls unterdrückt wird. Die Anzeige ändert sich also nicht.

Sinkt das Meßergebnis weiter ab, beispielsweise auf 44, werden 88 Impulse pro Meßzeitintervall vom UND-Gatter 11 abgegeben, von denen jeweils 44 in^xdie Hilfszähldekade und in die Zähldekade 1 gelangen. Nunmehr liegt keine Koinzidenz zwischen Speicher 2 (Wert 5) und Hilfszähldekade 14 (WERT 4) vor und der Speichersteuerimpuls 12 kenn den Speicher 3 auf den neuen Wert 4 einstellen. Das Gerät Z'algt Jetzt den Wert 44 an.

2098 17/0515

Steigt andererseits das Meßergebnis an, beispielsweise auf 45,5, so gelangen 91 Impulse pro Meßzeitintervall zu den Zähldekaden und zwar 46 in die Hilfszähldekade 14 und 45 in die Zähldekade 1. Ist zu diesem Zeitpunkt der Wert 45 gespeichert, so ergibt sich keine Koinzidenz zwischen HilfszMhldekade 14 und Speicher 3. Dies hat zur Folge, daß der Speichersteuerimpuls 12 die Speicher neu setzt und zwar auf den Wert 45. Da dieser Wert aber 4m bisher gespeicherten Wert entspricht, erfolgt keine Änderung der Anzeige.

2098 17/0515

Claims (6)

1. Patentansprüche

   1/ Verfahren zum Verhindern des Flackerns der digitalen oder quasi-analogen Anzeige von Meßgeräten mit einer der Stellenzahl entsprechenden Zahl von hintereinander geschalteten Zähldekaden, von denen jede über einen am Endedes Zählvorgangs durch einen Steuerimpuls setzbaren Speieher und einen Dekodierer mit einem Anzeigeelement in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Anzahl der Impulse im Meßzeitintervall verdoppelt, danach jeder geradzahlige Impuls den hintereinander geschalteten Zähldekaden und jeder ungeradzahlige Impuls einer eine oder mehrere hintereinander geschaltete Zähldekaden umfassenden Hilfszähldekadeneinheit zugeführt und schließlich mindestens der bei dem voraufgegängenen Zählvorgang gespeicherte Wert der Einerzähldekade mit dem vorliegenden Wert der Einerhilfszähldekade verglichen und bei Übereinstimmung beider Werte der die Speicher setzende Steuerimpuls unterdrückt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß , zum Verdoppeln der Impulse im Meßzeitintervall bei Impulsen mit einem Tastverhältnis größer oder kleiner 0,5 das Meßzeitintervall verdoppelt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verdoppeln der Impulse im Meßzeitintervall bei Impulsen mit einem Tastverhältnis gleich oder ungefähr gleich 0,5 von jeder Vorder- und Rückflanke ein Zählimpuls abgeleitet wird.
4. 4. Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3» gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verdoppeln der Impulse im Meßzeitintervall, einen ersten, von dieser gespeisten, mit seinem Ausgang an die Einerzähldekade angeschlossene 2:1-üntersetzer,

   - 2 2 0 9 8 1' / 0 5 "i 5

   eine oder mehrere hintereinander geschaltete Hilfszähldekaden, einen zweiten, von der Impulsverdoppelungsein-' richtung gespeisten, mit seinem Komplementärausgang an die Einerhilfszähldekade angeschlossenen 2:1-Untersetzer, eine der Zahl der Hilfsdekaden entsprechende Anzahl von Koinzidenzsehaitungen zum Vergleichen des gespeicherten Zählerstandes einer Zähldekade mit dem Zählerstand der dieser Zähldekade zugeordneten Hilfszähldekade und eine von der bezw. den Koinzidenzschaltungen angesteuerte Steuerimpulsunterdrtickungsschaltung.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulsunterdrückungsschaltung aus ei-

   ; ner bei Koinzidenz der Eingangssignale ein "O"-Au8gangssignal abgebenden Koinzidenzstufe und einem mit seinem Ausgang an die Steuerimpulseingänge der Speicher angeschlossenen UND-Gatter besteht, dessen beiden Eingängen das Koinzidenzstufenausgangssignal und der Speichersteuerimpuls zugeführt wird.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch, gekennzeichnet, daß das die Impulse und das Meßzeitintervall verknüpfende UND-Gatter der Impulsverdoppelungseinrichtung nachgeschaltet ist.

   209817/051S