DE2155128B2

DE2155128B2 - Digitale phasenregelanordnung

Info

Publication number: DE2155128B2
Application number: DE19712155128
Authority: DE
Inventors: John Thomas Houston Tex Bobbitt (V St A )
Original assignee: Mandrel Industries Inc
Current assignee: Mandrel Industries Inc
Priority date: 1970-11-06
Filing date: 1971-11-05
Publication date: 1973-08-02
Also published as: US3626267A; FR2112496B1; AU454098B2; BR7107401D0; DE2155128A1; FR2112496A1; GB1325148A; CA955315A; DE2155128C3; AU3485871A

Description

Die Erfindung betrifft eine Phasenregelanordnung zur digitalen Regelung einer Bewegungs-Istphase einer Arbeitsbewegungen ausführenden Vorrichtung entsprechend einer vorgebbaren Sollphase mit einem

2 155 123 ti

3 T 4

einerseits ein dje Bewegungs-Istphase enthaltendes rgnzsignal bezeichneten Phasenuntersch'ed die Steuer-Istsignal a.us der Vorrichtung lind andererseits ein die signale an den digitalen Speicher abgibt.
Sollphase enthaltendes Bezugssignal aufnehmenden Das Eingangssignal liegt als analoges Signal vor Phasendetektor, der das Istsignal mit dem Bezugs- und wird in ein Digitalsignal überführt, das im digisignal vergleicht und ein einem Phasenunterschied 5 talen Speicher gespeichert wird. Die minimale Speizwischen d,er Bewegungs-Istphase und der Sollphase endkapazität des digitalen Speichers ist groß genug, entsprechendes Phasendifferenzsignal abgibt und mit um eine Periode der kleinsten in Betracht kommeneinem entsprechend dem Phasehdifferenzsignal des den Frequenz zu speichern (in einem Ausführungs-Phafendetektors in seinem Speichennhalt änderbaren beispiel 5 Hz). Der digitale Speicher wird zu zwei digitalen Speicher, der entsprechend seinem Speicher- io verschiedenen diskreten Zeitpunkten entladen, wobei inhalt ein zur Steuerung der Arbeitsbewegungen ge- die ausgelesenen Signale in zwei getrennte Analogeignetes Antriebssignal an die Vorrichtung abgibt- signale rücküberführt werden. Ein Signal wird in Derartige Phasenregelanordnungen werden insbe- bezug auf eine Einspeicherfolgefrequenz mit konstansondere zur Regelung der Bgwegungs-Istphase von ter Folgefrequenz, aber zeitlich um die Hälfte aller hydraulischen Vibratoren zur Erzeugung von seis- ig Speicherplätze des digitalen Speichers verschoben mischen Signalen verwendet; sie können natürlich ausgespeichert. Dieses' Signal wird als Bezqgssignal auch zur Korrektur der Phase von Antriebssignalen benutzt. Das andere Signal wird mit einer veränderanderer Vorrichtungen herangezogen werden- baren Folgefrequenz ausgespeichert und als Antriebs-

Es ist nun bekannt, die Bewegungs-Istphase hy- signal der Vorrichtung benutzt,
draulischer Vibratoren a'if eine durch ein Eingangs- so Das der Arbeitsbe· ^gung der Vorrichtung (z. B. signal vorgebbare Sollphase festzulegen.. Bei der ana- des Vibrators) entsprechende Istsignal wird getastet, logen Phasenregelung sind jedoch drei bis fünf Peri- mit dem Bezugssignal verglichen und auf diese Weise öden des Eingangssignals erforderlich, um eine der Phasenunterschied zwischen der Bewegungs-Ist-Regelrichtung festzulegen. Die Bewegungs-Istphase phase und der Sollphase bestimmt. Der Phasenläßt sich weiterhin bei tiefen Frequenzen durch ein' ?5 unterschied ergibt sich als Zeitdifferenz und wird in analoge Phasenregelung nur sehr schwer auf die Soll- Einheiten einer Tastfolgezeit gezählt. Ein Vor- oder phase festlegen. Ähnliche Schwierigkeiten treten bei Nacheilen der Bewegungs-Istphase des Vibrators Unterbrechungen des Eingangssignals auf. Ändert relativ zur Sollphase des Bezugssignals wird ebenfalls sich nun, wie z. B. bei Erzeugung von seismischen festgestellt. Die Steuerlogik der digitalen Phasenregel-Signalen, die Sollphase kontinuierlich, so neigen ana- 30 anordnung ist dabei so programmiert, daß das Anlöge Regelanordnungen zu einer Überko.rektur des triebssignal um die festgestellte Anzahl von Tast-Phasenunterschieds zwischen der Bewegungs-Istphase folgezeiten im digitalen Speicher in einer den Betrieb qnd der sich ändernden Sollphase. Eine gleichmäßige desVibratorskorrigierendenRichtungverschpbenwird, Korrektur des Phasenunterschieds im gesamten Ände- womit das von ihm abgegebene Istsignal relativ zum rungsbereich der Sollphase läßt sich nur sehr schwer 35 Bezugssignal einen Null-Phasenunterschied aufweist, erreichen. Der Phasenunterschied zwischen dem Antriebs-

Um die Überkorrektur besser vermeiden zu kön- signal des Vibrators und dein Bezugssignal wird durch nen, wurden digitale Phasenregelanordnungen ge- den Phasendetektor festgestellt, der das Phasendiffeschaffen. So ist z. B, aus der USA.-Patentschrift renzsignal als Maß für den Phasenunterschied an 3 439 336 eine digitale Phasenregelanordnung be- +0 einen Niveaudetektor liefert. Ein durch diesen Nikannt, bei der ein Istwert entsprechend einem vor- veaudetektor geliefeites Niveausignal legt Ausgangsgebbaren Sollwert regelbar ist. Ein den Istwert ent- signale einer Programmatrix fest. Die Ausgangssignale haltendes Istwertsignal und ein den Sollwert enthal- dieser Programmatrix bestimmen ihrerseits eine Zähltendes Sollwertsignal werden miteinander kombiniert rate eines zugehörigen variablen Tastfolgezählers sound in einem digitalen Speicher gespeichert. Der digi- 45 wie zugehöriger logischer Einheiten, d. h., sie betale Speicher liefert dann Antriebssignale an eine stimmen die Korrekturrate von Phasenfehlern im Arbeitsbewegungen ausführende Vorrichtung. Die Antriebssignal. Weiterhin wird durch den Phasenbekannte Regelanordnung hat jedoch den Nachteil, detektor ein Voreil-Nacheil-Signal erzeugt, das fcst^ daß sich das Sollwertsigna.1 nicht ändern darf. Er ist legt, ob der variable Tastfolgezähler beschleunigt damit ungeeignet zur Regelung eines sich z. B. konti- 50 oder verlangsamt. Der variable Tastfolgezähler und nuierlich ändernden Sollwertsignals. Den gleichen die zugehörigen logischen Einheiten steuern den Nachteil hat eine aus der deutschen Auslegwschriit digitalen Speicher derart, daß das Antriebssignal um 1 193 580 bekannte weitere digitale Regelanordnung. die festgestellte Anzahl von Tastfolgezeiten zwecks

Die Erfindung hat deshalb die Aufgabe, eine Pha- Korrektur des Istsignals des Vibrators verschoben

senregelanordnung anzugeben, bei der die Bewe- 55 wird. Damit wird der Null-Phasenunterschied zwi-

gungs-Istphase einer Arbeitsbewegungen ausführen- sehen dem Istsignal und dem Bezugssignal herbei-

den Vorrichtung entsprechend einer kontinuierlich gefU'.irt.

sjch ändernden SoUphase regelbar ist. Der Phasendetektor liefert das Phasendifferenz?

Die ErfUifiunf lösj; diese, Aufgabe bei der eingangs signal ledigljch, aji tJbergangsstelien. Eq ist d.ahei

näher erjäuterieqPhäsepregelanordnflHg dadurch, daß ⁶<> eineFehjerrZähl=· undSpefphef^nprflqflng vorgesehen,

der digitale Speicher ein die Sollphaseliestimmendes um den Phasemuiterschied in Einheiten der Jast-

Eingangssignal aufnimrqt, speichert und einerseits mit folgezeit zu. zählen und diese Infqrmatipn zu spei-

einer vorgegebenen zeitlichen Verschiebung als Be- ehern. Die Korrektur des, Phasenuntersehieds ?rfplg!

zugssignal und andererseits mit einer durch Steuer-? dann über den PhasendetektQr, den Niveaudetektpr

signale änderbaren zeitlichen Verschiebung als An- ⁶S. die Programmatrix sowie den variablen Tastfplgezä.h·

trjebssignal abgibt und fM eine Steuerlogik das ler und die zugehörigen lpgischen Einheiten in

Phasendifferenzsignal 3US dem Phfisendetejctpr au.f- gesamten Intervall und njcht hur während des Vpr

nimmt und entS.preche.nd dem durch das Phasendiffe^ hsndenseins, des Phasendjfjfefenzsignals.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile be- Seilanordnung 10, und zwar speziell auf einen ana» stehen insbesondere darin, daß die Phasenregelanord- logen digitalen Konverter 30 gegeben. 'Das Von der nung nicht mit Uberkorrektureffekten behaftet ist Quelle 12 kommende analoge Eingangssignal wird, und daß der Sollwert der Phase kontinuierlich ver- wie oben erwähnt, auch als »Wobbelsignal« bezeichändert werden kann. S net, da es sich beispielsweise um ein sinusförmiges

Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Signal mit konstanter Amplitude und sich linear Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigt ändernder Frequenz handeln kann. Der könventio-

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer er- nell aufgebaute Analog-Digitäl-Konverter 30 Überfindungsgemäßen digitalen Phasenkorrektur-Servo- führt das Wobbelsignal in ein Digitalsignal zur Emanordnung für einen seismischen Vibrator, io speisung in einen digitalen Pufferspeicher 32. Dieser

Fig. 2 ein detaillierteres Blockschaltbild einer digitale Pufferspeicher 32 wird im folgenden einfach AusfUhrungsform der Anordnung nach Fig. I, als Speicher bezeichnet. Dabei kann es sich um einen

Fig. 3, 4, 5 und 6 jeweils ein Schaltbild von ver· konventionellen digitalen Speicher, wie beispielsweise schiedenen, in F i g. 2 in Blockform dargestellten dem von der Anmelderin hergestellten Speicher mit logischen Schaltungen, welche im einzelnen in der 15 der Typenbezeichnung ASM-4000 handeln. Dieser Anordnung gemäß der Erfindung verwendbar sind. Speicher 32, in dem das digitale Signal gespeichert

In Fig. 1 ist eine digitale Phasenregelanordnung und geeignet verzögert wird, besitzt eine minimale 10 gemäß der Erfindung dargestellt, welche zur Rege· Speicherkapazität, welche zur Speicherung einer Perilung und Korrektur der Phase eines analogen An- ode der kleinsten in Betracht kommenden Frequenz triebssignals dient, das zunächst als analoges Ein- ao ausreicht. Bei dem hier diskutierten speziellen Angangssignal durch eine analoge Eingangssignal-Quelle Wendungsfall kann diese kleinste Frequenz beispicls-12 geliefert wird. Das von der digitalen Phasenkorrek- weise in der Größenordnung von S Hz liegen. Der tur-Servoanordnung 10 kommende Antriebssignal Speicher 32 liefert zwei Ausgangssignale, welche auf wird über einen Treiberverstärker 16 auf ein anzutrei- Digital-Analog-konverter 34 bzw. 36 gegeben werbendes Element 14 gegeben. Aus Gründen der Über- as den. Der Digital-Analogkonverter 34 liefert ein anasichtlichkeit in der Erläuterung handelt es sich bei loges System für den Vibrator 14 über den Treiberdem anzutreibenden Element 14 hier um einen hy- Verstärker 16. Der Digital-Analog-Konverter 36 erdraulisch betätigten Vibrator, wie er in konventioneller zeugt ein analoges Bezugssignal, das relativ zur Ein-Weise zur Erzeugung von seismischen Signalen für gangs- Einspeicher - Folgefrequenz mit konstanter geophysikalische Untersuchungen benutzt wird, s* Folgsfrcqaenz aus dem Speicher 32 äusgespeitheri Die Ausgangsgröße eines Vibrators (bzw. eines ange- wird. Dieses Signal ist jedoch zeitlich um die Hälfte triebenen Elementes) ändert sich in der Phase relativ der gesamten Speicherplätze (bei diesem speziellen zur Eingangsgröße mit der Frequenz. Die Erfindung^- Anwendungsfall) verschoben. Dieses das analoge EinAnordnung stellt daher ein digitales System zur Auf- gangssignal repräsentierende Bezugssignal wird in rechterhaltung einer Ausgangsgröße mit konstanter 35 den Phasendetektor 26 eingespeist. Das Antriebssignal Phase bei sich ändernder Frequenz dar. Dies erfolgt wird mit einer Programmier-Folgefrequenz, welche durch Vergleich der Ausgangsgröße mit einem Be- der gewünschten Rate der Phasenfehlerkorrektur anzugssignal und durch Phasenverschiebung des Ein- gepaßt ist, aus dem Speicher 32 ausgespeichert, was gangssignals um den richtigen Betrag zur Korrektur im folgenden noch genauer erläutert wird, des Phasenfehlers. Der Vibrator 14 besitzt einen 40 Der Phasendetektor 26 vergleicht die Phase des Druckstempel 18, welcher fest mit dem Erdboden ankommenden Fehlersignals und des Bezugssignals gekoppelt ist, um eine wirksame Übertragung der an den Signalübergangsstellen, das ist alle 180. Jede Energie vom Vibrator auf den Erdboden zu gewähr- festgestellte Zeitdifferenz führt zu einer Folge von leisten. Ein mit dem Druckstempel gekoppelter Be- Impulsen, deren Breite der Größe des Phasenfehler* schleunigungsmesser 20 dient zur Erzeugung eines Si- 45 proportional ist. Dieses Fehlersignal wird auf eine ]{1

gnals. das ein Maß für die Bewegung des Druckstem- digitale Taktsteuerstuf: 38 gegeben. Diese Taktsteuer- (jj

pels 18 und damit des erzeugten analogen Signals ist. stufe 38 liefert ein programmiertes Ausgan, «signal Das Signal vom Beschleunigungsmesser 20 wird auf zur Ansteuerung einer zu der digitalen Phasenschieeinen doppelten Integrator 22 gegeben, welcher die bereinheit 28 gehörenden Einspeicher- and Ausspei-Beschleanigttfig in eine Amplitodengröße fiberfOhrt 5» cherstefe 40. Das Signal von dieser Einspeicher·' nad ttnd ein Ausgangssignal liefert, das ein Maß fSr die Ate 40 ist ein MaS fur die Korrektur-Auslenkung des Dnickstempels 18 ist Dieses Aus- rate des Phasenfehlers in diskreten Prozentwerten lenkungssignal wird in eine Stufe 24 zur automat- und damit ebenfalls proportional zur GrSBe des Phaschen Verstärkungsregelung eingespeist, welche ein senfehlers des Vibrators 14. »Fehlerc-Signal mit konstanter Amplitude liefert 55 Dieses Signal g*bt weiterhin auch ein Voreilen oder Dieses Signal enthält vorhandene Phasenfehler in der Nacheilen des Phasenfehlers relativ zum Bezngssignal Ausgangsgröße des Vibrators. Das von der Stufe 24 an. Das über den Antriebs-Dighal-Analog-Konverter zur automatischen Verstärkungsregelung kommende 34 gelieferte Antnebssignal wird daher am die fest-Signal wird gewöhnlich als Fehlersignal bezeichnet. gestellte Anzahl von Tastongen im Speicher 32 in der Tatsachlich stellt es die Ausgangsgröße des Vibrators Go geforderten Richtung zur Korrektur der Ansgangsin Form von dessen Auslenkung dar. größe des Vibrators 14 verschoben, tan eine NuIt-

Das Fehlersginal, das vorhandene Fehler der Ans- Phasendifferenz zwischen den von der Einheit 28 gangsgröße des Vibrators 14 relativ zum analogen kommenden Signalen (Antriebsstgaal und Bezugs-Eingangssignal von der CaeDe 12 enthält, wird auf signal) emzostelien.

die digitale Phasenregelaaordnnng 10 and speziell auf 65 Fig. 2 zeigt in Einzelheit der Ansrnhnmgsform der einen Phasendetektor 26 in dieser Anordnung gege- digitalen Phasenkorrektar-Servoanordsinng 10 gemäß ben. Das analoge Eingangssignal von der Quelle 12 der Erfindung. Sich entsprechende Komponenten der wird in eine (fighale Phasenschiebereinheit 28 der Anordnungen nach Fig. 1 and 2 sind dabei mit

gleichen Bezugszeichen versehen. Das Fehlersignal, Wie oben schon ausgeführt, liefert der Phasen*

das die Phasenfehler in der Ausgangsgröße des ange- detektor 26 weiterhin ein Signal^ das ein Vor- öder

triebenen Elementes repräsentiert, wird an einer Nacheilen der Phase der Vibratorausgangsgröße

Klemme 42 in den Phasendetektor 26 eingespeist. Das relativ zur Phase des Bezugssignals anzeigtV Dieses

analoge Eingangssignal Wird an einer Klemme 44 in 5 Voreil-Nacheil-Signal ist ein Impülssignäi, das d«im

<"en Analog-Digitalkonverter 30 eingespeist. Das von vom Phasendetektbr 26 gelieferten Fehlersigriäl ähn-

diesem Konverter kömmende digitale Signal wird in Hch ist. Es führt einen kleinen oder :gYbßen-;$gn"äl··

den Speicher 32 eingegeben, ^welcher em Paar von wert auf einen (nicht dargösteilten) S|nMtB^w^ldier

Ausgangssignalen, nämlich eines für den Antriebs- ein· oder ausgeschaltet wird. Dieses Voreii-Nächeil- Digital-Analogkonverter 34 und eines für den Be- 10 Signal wird ebenfalls auf die Matrixgatterstufe 52

zugssignal-Digitalkonverter 36 liefert. Wie oben er- gegeben, was im folgenden noch genauer erläutert

Wähnt, wird das zum Antrieb des Vibrators 14 wird.

(Fig. 1) dienende Antriebssignal mit programmier- Das Phasenfehlersignal vom Phasendetcktor 26 barer Folgefrequenz aus dem Speicher 32 ausgespei- wird weiterhin als Fehler-Aufwärtszähl-Auslösesignul Chert. Das Bezugssignal wird relativ zu der Eingangs- 15 auf eine Fehler-Zahl- und Registerstufe 54 gegeben. Einspeicherfolge mit konstanter Folgefrequenz aus Weiterhin wird ein Aufwärts-Taktsignal auf die Stufe dem Speicher 32 ausgespeichert, jedoch zeitlich um 54 gegeben, das diese Stufe mit der Grundtastfolge einen vorgegebenen Teil der gesamten Speicherstellen des Speichers 32 taktet. Das Fehler-Aufwärtszähl-Verschoben. Für den speziellen Anwendungsfall wird Auslösesignal löst also für die Dauer des Phasenfehdas Bczugssignal beispielsweise um 128 msec verzö- 20 lers eine Zählung in der Fehler-Zahl- und Registergert; dies entspricht der Hälfte der Speicherzellen des stufe 54 aus, d. h., die«:»; Stufe zählt aufwärts, bis die hier speziell verwendeten Pufferspeichers 32. Das Fehlerimpulse end«η. Die Zählungen, welche in Bezugssignal repräsentiert daher das an der Klemme einem Registerteil der Stufe 54 gespeichert werden, 44 eingegebene analoge Eingangssignal und stellt sind gleich der Z ihlzeit der Speicherstellen in Eineinen festen Bezug dar. Ist im Ausgnngssignal des 45 heiten von Spcich :rtastungen bzw. Speichers teilen. Vibrators keine Phasenverschiebung vorhanden, so Diese Einheiten sii d durch die Aufwärts-TaV Zäh-Wird durch den Phasendetektor 26 kein Fehler fest- hingen gegeben, welche von der gleichen Quelle komgestellt. Die Auslenkung des Vibrators und das Aus- men, die auch einen im folgenden noch zu beschrcigangssicnal sind daher dann in Phase mit dem analo- benden Einspeicherzähler für den Speicher taktet, gen bingangssignai. 30 (Die Tastfoige des Speichers 32 ist ais die /lcii dcfi-

Der Phasendetektor 26 übt zwei Funktionen aus. niert. die zur Verschiebung von einer Speicherstelle Erstens stellt er ein Vor- oder Nacheilen des Fehler- zur nächsten Spcichcrstellc benötigt wird; diese Zeit signals an der Klemme 42 relativ zu dem vom digita- ist in der Servoanordnung 10 eine Konstante.) len analogen Konverter 36 gelieferten Bezugssignal Hinsichtlich der Funktion der Fehler-Zahl- und fest; zweitens liefert er ein Signal, das den fcstgestcll- 35 Registerstufe 54 ist zu bemerken, daß der Phasenten Phasenfehler zeitlich repräsentiert, d. h., er liefert detektor 26 die Phasendifferenz zwischen dem Fehlerfeine Folge von Impulsen, deren Breite dem Phasen- signal und dem Bczugssignal lediglich wählend der fehler proportional ist. Das Phascnfehler-Ausgangs- Cbcrgangspunkte feststellt, d. h., die Phase wird alle signal wird auf einen Glcichspannungs-Intcgrator 46 180 geprüft. Eine Fehlerinformation ist daher lediggegeben, welcher eine Gleichspannung in Form eines 40 lieh während des Zeitintervalls verfügbar, in dem der Sägezahns liefert. Diese Gleichspannung ist propor- Fehler durch den Phasendetektor 26 festgestellt wird, tional zum Phasenfehler, d. h., es handelt sich um ein Mit anderen Worten, die Fehlerinformation ist also Glcichspannungssignal. dessen Wert proportional zur alle 190 verfügbar. Da jedoch die Stufe 54 den Feh-Größe des Phasenfehler= ist. Das Ausgangssigna] des ler in Form von Speichcrstcllen zählt und diese In-Gleichspannungsintegrators 46 wird auf einen Gleich- 45 formation speichert, wird die I'ehlerzahlung im spannungsverstärker 58 gegeben, in dem das Signal gesamten Pcriodcnintervall geliefert. Die Phasenverstärkt rind auf einen Niveaudetektor 50 weiter- fehlerkorrektur kann daher im gesamten Interval! geleitet wird. und nicht nur wahrend der Fehlersignaldaucr durch-

Dieser Niveaudetektor 50 stellt den Wert des durch geführt werden.

des GtefciBpaantmgs-Iategtator 46 etzengten und so Wie oben ausgeführt, erhält die Mrstofe (furch den Verstärker 48 verstärktet! Oleichspan- 52 zwei Eingangssignale, nämlich das Voreil-Nacheilmmgssignals fest Speziell stellt der Nrveaudetcktor Signal vom Pbasendetektor 26 und eines der drei 50 den Wert der Spannung an drei Stellen längs des Niveausignale vom Niveaudetektor 50. Eilt der Pha-Sägezahns fest. Em erster Signalwert A liegt etwas senfehler dcT Ausgangsgröße des Vibrators vor, so höher als der Wert Null (beispielsweise 5·/· Fre- 3$ wird dieser Zustand durch dss Voreil-Nacheil-Signal quenzänderang des Fehlersignals). Ein zweiter Signal- angezeigt. In M&trixgatterkreisen 52 werden verschie- «ert ß ist auf den Mittelwert eingestellt (20·/· Fre- dene Gatter als Funktion des Niveaosignals und des quenzänderang). Em dritter Signalwert C ist auf den Voreii-Nacheil-Signals wirksam geschähet, um ein Maximalwert eingestellt (50 ⁴Zo Frequenzänderung). Ausgangssignal an einem von sieben Signalausgängen Daher führt der S'gnalweit A zu einer Phasenfehler- 60 m erzeugen. Dieses Signal fet nicht nur ein Maß für Korrektunate von 5·/«, der Signalwert S zu einer die Phasenfehlerrichtung (Vor- oder Nacheiluag), Korrekturrate von 2O*/o und der Signalwert C zu sondern auch ein MaB für den vom Niveaudetektor einer Korrekturrate von 50%. Der Niveaudetektor 50 50 festgestellten Gleichspaniiungswert. Die letztere liefert daher ein Ausgangssignal auf einer von drei Größe bestimint die Phasenfehler-Korrekturrate in Ausgangsleitungen, das jeweils einem der drei Signal- 55 der digitalen Servoanordnung. werte des durch den Gleichspannungs-Integrator 46 Die Matrixgatterstufe 52 ist über mehrere Auserzeugten Sägezahns entspricht. Diese Ausgangs- gangsleitungen, d. h. im Beispiel 7, an eine Speichersigcaie werden auf eine Matrixgatterstufe 52 gegeben. programmatrix 56 und über weitere Ausgangsleitun-

9 10

gen (im Beispiel 3) an eine Registerprogrammatrix sprechenden Korrekturfolgewertes, welcher durch die

58 angeschaltet. Die letztgenannte M' ;rix 58 liefert Matrixgatterstufe 52 in der Registerprogrammatrix 58

ein Programm-Ausgangssignal auf einen variablen ausgewählt wird, in den variablen Korrekturfolgezäh-

Korrekturfolgezähler 60, welcher ein Abwärtstakt- ler 60 eingespeist wird.

signal auf die Fehler-Zahl- und Registerstufe 54 gibt. 5 Die Speicherprogrammatrix 56 und die Register-Die Speicherprogrammatrix 46 liefert ein Programm- programmatrix 58 üben im wesentlichen die gleiche Ausgan «ssignal auf einen variablen Tastfolgezähler Funktion aus, d. h., die Matrix 56 ruft eine Änderung 52, welcher seinerseits an einen Antriebssignal-Aus- der Zählfolge im Zähler 62 hervor, während die Respeicherzähler 64 angekoppelt ist. Ein Grund-Tast- gisterprograinmatrix 58 zu einer Änderung in der folgezähler 66 ist an einen Einspeicher-Zähler 68 und io Zählfolge führt, mit der die Fehlerzählungen in der an einen Bezugssignal-Ausspeicherzähler 70 ange- Fehlerzähl- und Registerstufe 54 abgezählt werden, schaltet. Über eine Klemme 72 wird ein Taktsignal Die vom variablen Zähler 52 in den Antriebssignalin den variablen Tastfolgezähler 62 und den Grund- Ausspeicherzähler 64 überführte Zählfolge wird ent-Tastfolgezählcr 66 eingespeist. Die Zählung vom weder vergrößert oder vermindert, um die Geschwinvariablen Tastfolgezähler 62 wird als Takt auf den is digkeit, mit welcher der Speicher das auf den Vibrator variablen Korrekturfolgezähler 60 gegeben, während 14 gegebene Antriebssignal ausspeichert, entspredie Zählung vom Grund-Tastfolgezähler 66 wie oben chend zu vergrößern oder zu verkleinern. Die Gebeschrieben als Aufwärtstaktsignal auf die Fehler- schwindigkeit des Vibrators 14 wird daher vergrößert Zähl- und Registerstufe 54 gegeben wird. oder verkleinert, um Phasendifferenzen zu kompen-

Dic Ausgangssignale der Zähler 64, 68, 70 werden *o sieren, welche zu dem Phasendetektor 26 festgestellt

auf eine Adressengattereinheit 74 gegeben, welche werden.

ihrerseits die Taktsignale für den Speicher 32 liefert. Die Phasenfehlerkorrektur läuft so lange weiter, Das Signal vom Bezugssignal-Ausspeicherzähler 70 bis die Fehler-Zahl- und Speicherstufe 54 auf Null dient zur Ausspeicherung des Zählers 32 und zur Er- heruntergezählt hat, wonach dann ein Null-Klemmzeugung des Bezugssignals, während der Antriebs- as signal auf den Gleichspannungs-Integrator 46 gegeben Signal-Ausspeicherzählcr 64 zur Ausspeicherung des wird, um diesen auf einen vorgegebenen Gleichspan-Zählers 32 zwecks Erzeugung des Antriebssignals für nungswert zu klemmen. Der Niveaudetektor 50 beden Vibrator 14 dient. wirkt dann, daß die Matrixgatterstufe 42 das Grund-

Die Speicherprogrammatrix 56 liefert vier Grund- programm in den variablen Zähler 62 einspeist. Der

programme zur Programmierung des variablen Tast- 30 Zähler 62 zählt mit der gleichen Zählfolge wie der

fc!gczäh!crs 62. Eines dieser Programme ist ein Grundzählcr 66, wodurch angezeigt wird, daß in der

Grundprogramm, das für eine Grundzählfolge sorgt, Ausgangsgröße des Vibrators 14 kein Phasenfehler

wenn in der Ausgangsgröße des Vibrators ein Null- mehr vorhanden ist.

Phasenfehler vorhanden ist. Das Grundprogramm In der erfindungsgemäßen Anordnung ist weiterhin wird auf den variablen Tastfolgezähler 62 gegeben, 35 eine Zähler-Voreinstellstufe 76 vorgesehen, weiche um diesen ebenso wie den Grund-Tastfolgezähler 66 an den Antriebssignal-Ausspeicherzähler 64 angcmit der Grundzählfolge zu takten. Drei weitere Pro- koppelt ist. Der Vorgang der Einstehung dieser Zähgramme vergrößern die Zählfolgc des variablen Zäh- ler-Voreinstellstufe 76 umfaßt die Erzeugung und lers 62 um den Korrekturfolgeprozentsatz, welcher Anzeige des Phasenfehlers in ""orm von Speichcrdurch die vom Niveaudetektor 50 gelieferten Signal- 40 stellen bzw. Speichertastungen in der Fehler-Zählniveaus bestimmt ist. Die drei verbleibenden Pro- und Registerstufe 54. Dabei wird der maximale Feh gramme vermindern die Zählfolge des variablen Zäh- ler am Beginn einer zu diesem Zweck durchgeführten lers 62 um eine entsprechende Anzahl von Korrektur- Test-Wobbel-Geländeuntersuchung durch Anzeige in folgeprozentsätzen entsprechend den drei Erhöhungs- der Stufe 54 von einer Bedienungsperson festgestellt. Programmen. Die Speicherprogrammatrix 56 liefert i5 Die Servoanordnung 10 wird dabei durch Vorcinstelaiso ein Ausgangssignal, das die Folge bs.-timmt, mit lung des Antriebssignal-Ausspeicherzählers 64 auf die welcher der variable Zähler 62 zählt. Ob der Zähler angezeigte Anzahl von Speicherstellen über die Zäh-62 schneller oder langsamer als der Grund-Tastfolge- ler-Voreinstellstufe 76 auf eine minimale Anfangszähler 66 zählt, wird durch das von der Matrixgatter- phasenverschiebung voreingestellt. Zur Einstellung stufe 52 gelieferte VoreJl-Nacheil-Signal festgelegt. So des Vor- oder Nacheilens des Phasenfehlers ist ein

Die RegisterpTOgrammatrix 58, welche der St»»·- Schalter vorgesehen, wodurch das Servo-Antriebs-

cherprogrammatrix 56 entspricht, liefert mehrere Pro- signal und damit der Vibrator phasenrichtig ausgelöst

gramme (im Beispiel 3), von denen eines in den werden. Die Zähler-Voreinstellstufe 76 wird im fol-

variablen Korrekturfolgezähler 60 eingespeist wird. genden an Hand von Fig. 6 noch genauer er-

Das spezielle Programm-Ausgangssignal wird durch SS läutert.

den Korrektnrfblgeprozentsatz bestimmt, mit dem Die Anordnung nach Fig. 2 stellt ein komplizier-

der Niveaudetektor 50 and die Matrixgatterstufe 52 tes Servosystem mit einet Vielzahl voa Programmen

den Phasenfehler korrigieren. Die Registerprogramm- zur Abstimmung der Korrekturfolge aof die Größe

matrix 58 legt zusammen mit dem vom variablen des Phasenfehlers dar. Dabei ist die Zählfolge des

Zähler 5* kommenden Takt fest, wieviel Taktzäh- &» variablen Tastfolgezählers 62 ebenso wie die des

lungen gezählt werden, bevor der variable Korrektt».- variablen Korrekturfolgezählers 60 ω einer Vielzahl

folgezähler 60 ein Abwartstaktsignal erzeugt, das von Korrekturfolgeschritten variierbar. Es ist hierzu

seinerseits auf die Fehler-Zahl- .nid Registerstufe 54 zn bemerken, daß im Rahmen der Erfindung auch

gegeben wird, damit diese mn eine vorher gespei- verschiedene andere weniger komplizierte, jedoch in

cherte Fehlerzählung henmterzaiL Die Anzahl der 65 gleichem Maße praktische Servoanordnungsn reali-

Taktzählungen vor der Einspeisung eines Abwärts- siert werden können. Beispielsweise kann gemäß einer

taktsignals in die Stufe 54 ist daher durch das spe- Alternative der Ntveaadetektor 50 fehlen, wobei der

zielle Programm festgelegt, das als Funktion des ent- Gleichspannungs-Integrator 46 als Ladekapazität

11 12

wirkt. Dabei erfolgt die Korrektur über die Matrix- Das Ausgangssignal des Gleichspaunungs-Integragatterstufe 52 und die Programmatrizen S6 und 58, tors 46 wird auf einen Gleichspannungsverstärker 94 wenn sich die Kapazität entlädt. Gemäß einer weite- gegeben, welcher die Verstärkung des Kreises erhöht ren Ausführungsform können drei Programme über und damit eine Regelung der Empfindlichkeit der die Speicherprogrammatrix 56, nämlich ein Grund- 5 Schleife möglich macht. Ein Gleichrichterkreis 96 programm, ein Voreilungsprogramm und ein Nach- nimmt das verstärkte Signal auf und überführt es in eilungsprogramm, vorgesehen werden. Die beiden ein Signal mit lediglich negativen Werten. Daher ist letztgenannten Programme bewirken dabei, daß der das in den Niveaudetektor 50 eingespeiste Signal variable Tastfolgezähler 62 mit konstanter Folgefre- polaritätsunabhängig, so daß dieser Detektor nur die quenz aufwärts oder abwärts zählt. Bei einer derarti- io Größe des Spannungswertes und nicht die Polarität gen Ausführungsform sind die Fehler-Zahl- und feststellen muß. Der Niveaudetektor 50 enthält meh-Registerstufen 54 und der Gleichspannungs-Integra- rere Vergleichsstufen 98, welche als Schalter wirken, tor 46 nicht erforderlich. Eine derartige Anordnung Am Eingang der Vergleichsstufen 98 liegt jeweils ein korrigiert Phasenfehler nur bei Vorhandensein eines Bezugswert-Einstellzweig 100, wodurch rine Folge Fehlers und arbeitet auf dem Prinzip von Servnanord- 15 von Bezugswerten bzw. Spannungsschwellwerten einnungen, welche in der Servotechnik als reine »Null- gestellt wird. Daher schaltet ein zunehmendes, vom such-Servoanordnungen« bekannt sind. Gleichspannungsverstärker 48 kommendes Spanin den F i g. 3 bis 6 sind Schaltschcmata von logi- nungssignal die Vergleichsstufen 98 aufeinanderfolschen Schaltungen für verschiedene Kreise der An- gend durch, wenn die zunehmende Spannung jeweils Ordnung nach F i g. 2 dargestellt, welche im Rahmen ao in den Bereich der von dem Bezugswert-Einstellzweig ckr Erfindung mögliche Ausfuhrungsformen derarti- 100 eingestellten Spannungsschwellwerte gelangt. Ein ger Kreise darstellten. Signalniveau A führt dabei zu einem Ausgangssignal, Fig. 3 zeigt in Verbindung mit den Fig. 4 bis 6 das einer Phasenfehler-Korrekturrate von 5°/o entden Phasendetektor 26 mit dem Eingang für das Be- spricht; ein Signalnivcau B entspricht einer Korrek-Zugssignal und dem Eingang für das Fehlersignal. 45 turrate von 25⁰O und ein Signalniveau C einer Kor-Diese Signale werden auf einen Verstärker 80 bzw. 82 rekturrate von 50⁰Zo.

gegeben, welcher jeweils ein rechteckförmiges Aus- Die Voreil- und Nacheilleitung 94 bzw. 92 ist weigangssignal liefert, das auf die entsprechenden Aus- terhin an ein Oder-Gatter 102 angeschaltet, das ein gangssignale (Bezu_bssignal bzw. Fehlersignal) abgc- Ausgangssignal liefert, wenn entweder ein Voreilstimmt ist. Diese rechieckförmigen Ausgangssignale, 30 signal oder ein Nacheilsignal auf den Leitungen 94 welche mit etwa vorhandenen Phasenfehlern behaftet und 92 vorhanden ist. Das Ausgangssignal dieses sind, werden auf einen Phasendetektorkreis 83 gege- Oder Gatters ist das Fehler Aufwärtszäh! -Auslöseben, der generell durch ein Oder-Gatter 86, Inverter signal, das auf die obenerwähnte Fehler-Zahl- und 84 und 85 sowie mehrere Flip-Flops 88 gebildet wird. Registerstufe 54 (im einzelnen in F i g. 5 dargestellt) Das Ausgangssignal des Phasendetektorkreises 83 35 gegeben wird.

besteht aus zwei Signalen gleicher Polarität, welche Bei dem im Gleichspannungsverstärker 48 (und ein Maß für ein Voreilen oder Nacheilen des Fehler- zwar durch dessen Verstärker 94) erzeugten Voreilsignals relativ zur Phase des Bezugssignals sind. Das Nacheil-Sigml handelt es Fich — wie oben schon Voreilsignal und das Nacheilsignal werden über eine ausgeführt — um ein logisches Signal, das entweder Leitung 94 bzw. 92 auf einen Differentialverstärker 40 einen hohen oder einen niedrigen Signalwert besitzt. 90 in Form eines großen bzw. kleinen Signals der Der hohe Signalwert zeigt dabei an, daß ein Voreilgleichen Polarität gegeben. Dieser Differentialverstär- Phasenfehler vorhanden ist, während ein niedriger ker überführt das große bzw. kleine Signal in ein Signalwert einen relativ zum Bezugssignal Nacheilpositives bzw. negatives Ausgangssignal, das jeweils Phasenfehler anzeigt. Dieses Voreil-Nacheil-Signal anzeigt, ob der Phasenfehler dem Bezugssignal voreilt 45 wird auf die Matrix-Gatterstufe 52 gegeben, für die oder nacheilt. Wenn also die »Nacheil-Leitung« 92 eine Ausführungsform in F i g. 4 im einzelnen darhoch liegt, so erzeugt der Differentialverstärker ein gestellt ist.

Ausgangssignal negativer Polarität, das ein Maß für Das oben im Zusammenhang mit der F ' 'er-Zähleinen Nacheil-Phasenfehler ist. Liegt die »Vorcil- und Registerstufe 54 (s. Fig. 5) erwähnte Null-Leitung« 94 tief, so liefert der Differentialverstärker 5» Klemmsignal wird auf den Gleichspannungs-Integraein Ausgangssignal positiver Polarität, das ein Maß tor 46 (F i g. 3), und zwar speziell auf einen Schalter für einen "ereilenden Phasenfehler ist 104 gegeben, welcher einen Feldeffekttransistor eat-Das Ausgangsstgaal des Pnasendetektors 16 wird hält Dieser Schalter £04 ist hinter dem Schalter 91 in auf den Gleichspanmmgs-Integrator 46 gegeben, wel- den Kreis des Gleichspannung-Integrators 46 eingecher mechanisch betätigbare Schalter 92 mit verschie- 55 schaltet. Wenn die Fehler-Zahl- und Registerstufe 54 denen Schalterstellungen enthält, wobei Kapazitäten auf Null heruntergezählt hat, so erzeugt sie zu diemit unterschiedlichen Kapazitätswerten in die Schal- sem Zeitpunkt — wie oben erwähnt — ein Ausgangstung eingekoppeh werden können. Die »hohe« signal, welches das Null-Klemmsignal darstellt Dieses Schaltstellrmg des Schalters 92 enthält keine Kapazi- Klemmsignal wird auf den Feldeffekt-Transistortät, so daß das Ausgangssignal des Differentialverstär- ^6o Schalter 104 gegeben, wodurch das vomPhasendetekkers direkt in den Gleichspannungsverstärker 48 ein- tor 26 gelieferte Fehlersignal auf Masse geklemmt gespeist wird. Bei der »mittleren« und »tiefen« Schalt- wird. Der Niveandetektor 50 speist dann das Grundstellung des Schalters 92 liegt eine kleine bzw. große programm über die Matrixgatterstufe 52 und die Kapazität im Kreis, so daß der erzeugte Spannungs- Speicherprogrammatrix 56 in den variablen Tast-Sägezahn einen vorgegebenen Anstieg erhält; damit ⁶5 folgezähler 62 ein, wodurch angezeigt wird, daß in ergeben sich unterschiedliche Ladungsmengen, bei der Ausgangsgröße des Vibrators 14 eia Nuü-Phasendenen ein nachfolgender Schwellwertdetektor einge- fehler vorhanden ist schaltet wird. Unter Bezugnahme auf F i g. 4 in Verbindung mit

13 14

den Fig. 3, 5 und 6 werden nunmehr Ausführungs- vermindert, um die gewählte Zählfolgenänderung für formen der Matrixgatterstufe 52, der Speicherpro- den Antriebssignal-Ausspeicherzähler 64 zu realisiegrammatrix 56, des variablen Tastfolgezählers 62 und ren. Eilt der Phasenfehler nach, so wird übe/ die des Grund-Tastfolgezählers 66 nach F i g. 2 beschrie- »Voreil «-Gatter 112 ein -4— 19-Programm für eine ben. Die durch den Niveaudetektor 50 nach F i g. 3 5 um 5 °/o schnellere Zählfolge im variablen Tastfolgegelieferten Spannungswerte A, B und C werden zu- zähler 62, ein -h-15-Programm für eine 20°/oige Zusammen mit dem Voreil-Nacheil-Signal auf die Ma- nähme und ein -^-10-Programm für eine 50°/oige trixgatterstufe 52 gegeben. Es sei bemerkt, daß das Zunahme in der Korrekturrate des Phasenfehlers Voreil-Nacheil-Signal in F i g. 2 aus Gründen der realisiert.

Übersichtlichkeit als vom Phasendetektor 26 korn- io Wie Fig. 4 weiterhin zeigt, wird das Haupttakt-

mend dargestellt ist; tatsächlich wird dieses Signal signal nach F i g. 2 über eine Klemme 72 auf den

jedoch über den Gleichspannungsverstärker 48~er- Zähler 118 gegeben. Dieses Haupttaktsignal wird

zeugt, wie dies aus F i g. 3 hervorgeht. weiterhin in eine Folge von Flip-Flops 120 einge-

Das Voreil-Nacheil-Signal wird auf einen Opera- speist, welche den Grund-Tastfolgezähler 66 bilden, tionsverstärker 106 mit hoher Verstärkung gegeben, 15 Das gemäß F i g. 2 das Au.-gangssignal des Zählers welcher als empfindlicher Schalter wirkt. Dieser Ver- 66 bildende »Grundzählungs« -Signal wird über Uudstärker wirkt also so, daß er schon durch ein kleines Gatter 122 und 124 geliefert, wobei das letztere als Eingangssignal in seinen leitenden Zustand getriggert Inverter wirkt. Das Ausgangssignal des Zählers 66 wird. Daher führt ein großes Voreil-Nacheil-Signal wird in den Einspeicherzähler 68 eingegeben und zu einem Ausgangssignal einer Polarität am Verstär- 20 dient zur Einspeicherung in den Speicher 32 und zur ker 106. während ein kleines Voreil-Nacheil-Signal Auspeicherung des Bezugssignals aus diesem Speicher zu einem Ausgangssignal der anderen Polanut führt. mit konstanter Folgefrequenz. Es ist zu bemerken, Diese Signale werden auf einen Inverter 108 gegeben, daß das Haupttaktsignal ebenso wie das Grundzähwelcher entweder »Voreil«-Und-Gattei 110 oder lungssignal vom Grund-Tastfolgezähler 66 und das »Nacheil«-Und-Gatter 112 ansteuert. Diese Gatter 25 variable Zählungssignal vom variablen Tastfolgezäh- 110 und 112 bewirken eine Abnahme oder eine Zu- ler 62 ein relativ breiter Impuls ist. Weiterbin sind in mhme der von einem Zähler 118 des variablen Tast- an sich bekannter Weise auch höherfrequente Taktfolgezählers 62 (über die Speicherprogrammatrix 56) signale vorhanden, welche zur Zeittaktung von weigeliu-ferten Zählung, was durch einen Voreil- odei teren Komponenten, beispielsweise bei der Adressie-Nachcil-Phasenfehler bestimmt wird. 30 rung lic: Speichers 32, des Analog-Digital-Konverters

Die Korrekturrate ist durch die Spannungswerte A, 30, der Digital-Analog-Konverter 34 und 36, der B und C festgelegt, welche auf entsprechende Und- Adressengatter 74, usw., dienen.
Gatter 114 gegeben werden. Diese Gatter sind ihrer- Am Ausgang der Matrixgatterstufe 52 erscheinen seits über Inverter 115 an die Und-Gatter 110 und drei Ausgangssignale, welche einer Änderung der 112 angekoppelt. Wie dargestellt, sind die Ausgangs- 35 Korrekturrate von 5, 20 und 50⁰O entsprechen. Diese signale der Voreil- und Nacheil-Gatter 110 und 112 Ausgangssignale sind mit -=-20, -f- 4 bzw. — 2 bein Form von Korrekturprozentsätzen des Phasenfeh- zeichnet. Sie werden auf die Registerprogrammatrix lers definiert; d. h., diese Ausgangssignale wähhn 58 gegeben.

über die Speicherprogrammatrix 56 ein Programm Gemäß F i g. 5 in Verbindung mit den F i g. 3, 4 aus, das gemäß F i g. 4 an den Ausgängen der Ma- 40 und 6 ist die Fehler-Zahl- und Registerstufe 54 an trixgatterstufe 52 einer Abnahme der Zählfolge des den variablen Korrckturfolgezähler 60 und d''. Regivariablen Tastfolgezählers 62 um 50, 20 oder 5°,o sterprogrammatrix 58 angeschaltet,
bzw. einer Zunahme der Zählfolge um5, 20 oder Das vom Oder-Gatter 102 des Phasendetektors 26 50° 0 entspricht. Das Null-Ausgangssignal der Matrix- gelieferte Fehler-Aufwärts-Auslösesignal wird in ein gatterstufe 52 kommt von einem Und-Gatter 116, das 45 Und-Gatter 126 eingespeist, das weiterhin ein Aufmit seinem Eingang an alle drei Ausgänge der Und- wärtstakisignal vom Grundtastfolgezähler 66 erhält. Gatter 114 angeschaltet ist und das Grundpiogramm Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Aufin den variablen Tastfolgezähler 62 einspeist. Dieses wärtstakt-Eingangssignal für die Fehler-Zahl- und Grundprogramm taktet den Zähler 62 mit der glei- Registerstufe 54 um dr Grundzähl-Ausgangssignal ch^n Zählfolge, wie der des Grund-Tastfolgezählers 5° des Zählers 66. Wenr¹ ein Phasenfehler vorhanden ist, 66, wodurch ein fehlender Phasenfehler in der A"s- wird also ein Voreü- oder Nacheil-Signal über das gangsgröße des Vibrators angezeigt wird. Oder-Gatter 102 in das Und-Gattei 126 eingespeist,

Wie F i g. 4 zeigt, sind in der Speicherprogramm- um dieses durchzuschallen. Damit können auch die matrix 56 sieben Programme realisiert, welche durch Aufwärtstaktimpulse über das Und-Gatter 126 gelandie Ausgangssignale der Matrixgatterstufe 52 ausge- 55 gen, um ein Register 128 während der Zeitperiode, in wählt werden können. Diese Auswahl hängt von der der das Fehlersignal vorhanden ist, aufwärts zu tak-Größe des Phascnfehlers und von einem Voreilen ten. Wie obei: in Verbindung mit F i g. 2 beschrieben oder Nacheilen der Phase relativ zum Bezugssignal wurde, zählt das Register also um eine Anzahl von ab. Ztt diesem Zweck sind in der Speichetprogramm- Zählungen, weiche gleich der Dauer der vom Phasenmatrix 56 ein -4—20-Programm entsprechend dem ^tf* detektor 26 gelieferten Feirierimpulse ist. Die Zäh-Null-Phasenfehler (Grundprogramm), ein -5—21-Pro- Hingen im Register 128 sind also gleich der Zählzeit gramm entsprechend einer 5 «/eigen Abnahme in der von Speicherstetlen in Einheiten, von Speichertastun-Zählfolge, ein -*--25-Programm entsprechend einer gen. An die Speicherstellen des Registers 128 ist ein 20 «/eigen Abnahme dieser Zählfolge und ein -r-40- Und-Gatter 130 angekoppelt, das bei Auffüllung des Programm entsprechend einer 50 »/eigen Abnahme in 6s Registers ein Abschalt-Eingangssignal auf das Undder ZHhlfolge des variablen Tastfolgezählers 62 reali- Gatter 126 gibt. EiQ niedriger Signalwert vom Undsiert Für jede der drei letztgenannten Programme ist Gatter 130 verhindert damit, daE weitere Zählungen das Ausgangssignal des Zählers 118 entsprechend über das Und-Gatter 126 in das Register 128 einge-

15 ^ή0 16

geben werden, wodurch ein Verlust an Zählungen im signal-Ausspeicherzähler 64 zusammen mit der Register vermieden wird. Adressengattereinheit 74 und der Zähler-Voreinstell-Wie an Hand von F i g. 2 erläutert wurde, wird im stufe 76 dargestellt. Die Zähler und die Adressen^at-Register 128 während des Phasenfehlerkorrekturvor- ter sind an sich konventioneller Art und in F i g. 6 in gangs mit einer Zählfolge zurückgezählt, welche durch 5 einem logischen Schema dargestellt, das ihre Zuorddie Matrixgatterstufe 52 als Funktion des Signals vom nung bei der Adressierung des Pufferspeichers 32 Niveaudetektor 50 und durch Programmierung durch zeigt. Ein Teil der Adressengattereinheit 74 ist zusamdie Registerprogrammatrix 58 festgelegt ist. Wie men mit einem entsprechenden Zähler dargestellt, wo-F i g. 5 zeigt, ist in der Matrix 58 ein —-2-Programm, bei die Ausnehmungen der Gatter zusammengeschaltet ein -=--4-Programm und ein -j—20-Programm reali- io und auf den Speicher 32 geführt sind. Um die Kapasiert, von denen eines zur Festlegung der Folgefre- zität des Speichers zu variieren und den Einspeicherquenz ausgewählt wird, mit der das Abwärtstaktsignal zähler 68 und den Bezugssignal-Ausspeicherzähler 70 von einem Zähler 132 über ein Und-Gatter 134 in durch Vergleich zu synchronisieren, können hier nicht das Register 128 eingespeist wird. Der Zähler 132 dargestellte konventionelle Mittel verwendet werden, wird durch die Grundzählung, welche über ein Gatter 15 Die Grundzählung wird vom Grund-Tastfolgezähler 135 vom Grund-Tastfolgezähler 66 (F i g. 2) geliefert 66 sowohl auf den Einspeicherzähler 68 und den Bewird, und durch einen auf ein Gatter 135 und ein zugssignal-Ausspeicherzähler 70 mit konstanter Folge-Gatter 134 gegebenen Abwärtszähl-Auslöseimpuls frequenz gegeben, um in den Speicher einzuspeichern getaktet. Damit wird die Folgefrequenz, mit der das und das Bezugssignal mit vorgegebener Verzögerung Register 128 abwärts getaktet wird, durch das über 20 auszuspeichern, wie dies oben in Verbindung mit das Ausgangssignal der Matrixgatterstufe 52 ausge- F i g. 2 schon beschrieben wurde. Die variable Zähwählte Matrixprogramm geregelt. Diese Folge ist lung aus dem variablen Tastfolgezählcr 62 wird in durch den speziellen Signalwert festgelegt, auf dem den Antriebssignal-Ausspeicherzähler 64 eingegeben, der Signalwertdetektor 50 arbeitet. Wenn ein Phasen- Zur Durchschaltung entsprechender Folgen von Gatfehler korrigiert wird, ist das Und-Gatter 134 immer 25 tern der Adressengattereinheit 74 werden an Punkten durchgeschaltet, um das Register 128 abwärts zu takten. 146 und 148 weitere höherfrequente Impulse einge-Ein über eine Ausgangsleitung 139 an das Register geben. Dabei handelt es sich um ein Antriebsadres-128 angeschalteter Flip-Flop 138 dient zur Aufrecht- sen-Auslösesignal und ein Bezugsadressen-Auslöseerhaltung einer Zählung in der Schaltung, um mög- signal. Weiterhin wird ein Einspeicher-Adressenlich zu machen, daß die Abwärtstaktung beginnen 30 Auslösesignal mit höherfrequentem Takt an einem kann, nachdem das Register 128 auf Null herunter Punkt 150 eingegeben, um entsprechende Folgen von getaktet ist. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 138 Gattern der Adressengattereinheit 74, welche dem wird auf einen Eingang des Und-Gatters 134 gegeben. Einspeicherzähler 68 zugeordnet sind, durchzuschal-Zur Feststellung, ob das Register 128 auf Null her- ten. Diese höherfrequenten Taktsignale takten die unter zählt, sind mehrere Gatter 140 vorgesehen. In 35 Gattereinheit während des Vorhandenseins der dem Zeitpunkt, in dem dieser Fall eingetreten ist, GrundzrU-Taktsignal, wie dies in konventioneller liefern diese Gatter über einen Inverter 142 ein Aus- Weise in Speicheradressen-Logikschaltungen durchgangssignal, welches das oben in Verbindung mit den geführt wird.

F i g. 2 und 3 genannte Null-Gatter darstellt. Dieses Wie F i g. 6 weiterhin zeigt, enthält der Einspei-

von den Gattern 140 kommende Null-Klemmsignal 40 cherzähler 68 eine Serie von Flip-Hops (152), welche

macht den Flip-Flop 138 frei. Bei dem in das Regi- zur Änderung der Kapazität des Speichers im oben-

ster 128 eingespeisten Rückstellsignal handelt es sich erwähnten Sinne dienen. Weiterhin werden in an sich

um ein Haupt-Rückstellsignal für die gesamte An- konventioneller Weise verschiedene Rückstellsignale

Ordnung, wie es in konventioneller Weise in logischen auf die verschiedenen Zähler gerben, um diese zur

Schaltungen verwendet wird. Dies gilt für alle Rück- 45 Durchführung der Zählzyklen während einer folgen-

stellsignale in der Servoanordnung 10. den Zählung freizumachen.

An das Und-Gatter 126 ist eine Voreinstell-Test- Das variable Zählsignal wird über einen Inverter wobbelstufe 144 angeschaltet. Diese zu der Zähler- 154, einen Flip-Flop 156 sowie ein Und-Gatter 158 Voreinstellstufe 76 gehörende Stufe ist an den An- in die Zähler-Voreinstellstufe 76 eingegeben. Das triebssignal-Ausspeicherzähler 64 angekoppelt, wie s° Ausgangssignal des Und-Gatters 158 läuft über einen diss oben an Hand von Fig. 2 schon angedeutet Inverter 160 in einen Zähler 162. Eine Serie v< α wurde. Die Stufe 144 liefert während einer Test- Und-Gattern 164 erhält die Voreinstell-Information untersuchung einen Phasenfehler in Zählungen, als Eingangssignal über mehrere Zapfenräder (nicht welche zur Einstellung der Zähler-Voreinstellstufe 76 dargestellt), welche gemäß den Ergebnissen der oben dienen, was an Hand von F i g. 6 noch näher erläu- 55 an Hand von F i g. 5 beschriebenen Testuntertert wird. Die Voreinstell-Testwobbelstufe 144 stellt suchung eingestellt werden. Die im Register 128 der eine logische Schaltung dar, welche die durch den Fehler-Zahl- und Registerstufe 154 während derTest-Phasenfehler während der Testuntersuchung erzeug- untersuchung angezeigten und zu erwartenden Phasen Fehlerzählungen fest teilt und sodann das Und- senfehler werden dabei auf den einzelnen Zapfen-Gatter 126 durchschauet, um die Fehlerzählungen im 60 rädern eingestellt Diese liefern Eingangssignale über Register 128 anzuzeigen. Diese angezeigten Werte die Und-Gatter 164 für den Zähler 162. Die Voreilkönnen dann zur Voreinstellung der Zähler-Vorein- bzw. Nacheilinformation wird durch eineBedienungsstellstufe76 (Fig. 6) verwendet werden. Daher wird person über einen Schalter 166 eingegeben, welcher der Vibrator am Beginn einer seismischen Unter- jeweils ein Gatter eines Paars von Und-Gattern 168 suchung phasenrichtig durch das analoge Eingangs- 65 ansteuert. Im Betrieb wird der Zähler 162 durch das signal betrieben. variable Zählsignal und ein höherfrequentes Taktin Fig. 6 ist der Einspeicherzähler 68, der Be- signal an einer Klemme 162 getaktet, bis er gemäß zugssignal-Ausspeicherzäbler 70 und der Antriebs- der Eingangseinstellung der Zapfenräder aufgefüllt

ist. Gleichzeitig mit der Auffüllung des Zählers 162 mit der vorgegebenen Anzahl von Zählungen werden die Zahlungen über ein von dem Schalter 166 durchgeschaltetes Und-Gatter 168 geschickt, um sie in den Antriebssignal-Ausspeicherzähler 64 einzugeben. Wenn der Zähler 162 mit der vorgegebenen Anzahl von Zählungen aufgefüllt ist, werden Ausgangssignale auf ein Und-Gatter 172 gegeben, dessen Ausgangssignal das Und-Gatter 158 sperrt. Damit ist die vorgegebene Anzahl von Zähjungen in den Antriebs-

signal-Ausspeicherzähler 64 eingegeben, wodurch der Vibrator 14 bei einem nachfolgenden Untersuchungsvorgang pbasenrichtig durch das analoge Eingangssignal betrieben werden kann. Wird also mit einer tatsächlichen Untersuchung begonnen, ist der voreingestellte Antriebssignal-Ausspeicherzähler 64 schon auf die Anzahl von Zählungen herauf- oder heruntergeschaltet, welche dem Phasenfehler entspricht, der vorher während der Testuntersuchung durch die Voreinstell-Testwobbelstufe 144 eingegeben wurde.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Phasenregelanordnung zur digitalen Regelung elaer Bewegungs-Istphase einer Arbeitsbewe- s gungen ausführenden Vorrichtung entsprechend einer vorgebbaren Sqllphase mit einem einerseits ein die Bewegungs-Istphase enthaltendes Istsignal aus der Vorrichtung und andererseits ein die Sollphase enthaltendes Bezugssignal aufnehmenden Phasendetektor, der das Istsignal mit dem Bezugssignal vergleicht und ein einem Phasenunterschied zwischen der Bewegungs-Istphase und der Sollphase entsprechendes Phasendifferenzsigna! abgibt, und mit einem entsprechend dem Phasendifferenzsignal des Phasendetektors in seinem Speicherinhalt änderbaren digitalen Speicher, der entsprechend seinem Speicherinhalt ein zur Steuerung der Arbeitsbewegungen geeignetes Antriebssigi.'J an die Vorrichtung abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Speicher (32) ein die Sollphase bestimmendes Eingangssignal aufnimmt, speichert und einerseits mit einer vorgegebenen zeitlichen Verschiebung als Bezugssignal und andererseits mit einer durch Steuersignale änderbaren zeitlichen Verschiebung als Λ ntriebssignal abgibt uud daß eine Steuerlogik (38, 40) das Phasendifferenzsignal aus dem Phasendetektor (26) aufnimmt und entsprechend dem durch das Phasendifferenzsignal bezeichneten Phasenunterschied die Steuersignale an den digitalen Speicher (3_j abgibt.

2. Phasenregelanordnuiig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Jaß die Steuersignale dis vom digitalen Speicher (32) abgegebene Antriebssignal um ein dem Phasenunterschied zwischen der Sollphase und der Bewegungs-Istphase entsprechendes Zeitintervall verschieben.

3. Phasenregelanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (38,40) die Steuersignale jiit einer dem Phasendifferenzsignal entsprechend sich ändernden Folgefrequenz an den digitalen Speicher (32) abgibt und damit eine sich ändernde Folgefrequenz des vom digitalen Speicher (32) abgegebenen Antriebssignals bestimmt.

4. phasenregelanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüphe, dadurph gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (38, 40) weitere Steuersignale mit einer konstanten Folgefrequenz an den digitalen Speicher (32) abgibt und damit eine konstante Folgefrequenz des vom digitalen Speicher (32) abgegebenen Bezugssignals bestimmt und daß die weiteren Steuersignale das Bezugssignal um die Hälfte eines durch eine Gesamtzahl an Eingangssignalspeicherstellen des digitalen Speichers (32) gegebenen Zeitintervalls verschieben.

5. Phasenregelanordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gefcennzeielmet, daß das Phasendifferenzsignal den Phäsenunterschied 60; nach Betrag und Vorzeichen enthält und daß die Steuerlogik (38,40) eine das Phasendifferenzsignal aufnehmende und entsprechend dem Vorzeichen die Folgefrequenz der Steuersignale gegenüber der konstanten Folgefrequenz der weiteren Steuersignale in durch den Betrag festlegbaren Stufen ändernde Programmstufe (52, 56, 58) aufweist.

6. Phasenregelanordnung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (38 40) Adressengatter (74) aufweist, die, von eine Zähleinrichtung (fö, 64) entsprechend der voi der Programmstufe (52,56,58) bestimmten Folge frequenz betätigt, die Steuersignale an den digi talen Speicher (32) abgeben.

7. Phasenregelanordnung nach Anspruch 6, da durch gekennzeichnet, daß an die Zähleinrichtung (62, 64) eine Zähler-Voreinstellstufe (76) ange koppelt ist. über die die Zähleinrichtung (62, 64] auf einen Zählerinhalt voreinstellbar ist, der ein« VQil Beginn des Eingangssignals an mit der Sollphase übereinstimmende Bewegungs-Istphase ermöglicht.

8. Phasenregelanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fehlar-Zähl- und Registerstufe (54), während dei Phasendetektor (26) das Phasendifferenzsigna] abgibt, Aufwärtstaktimpulse, die mit einer dei konstanten Folgefrequenz entsprechenden Frequenz aufeinanderfolgen, aufwärtszählt, daß die Programmstufe (52, 56, 58) eine dem Betrag des Phasenunterschiecjs entsprechende Folgefrequenz von der Fehler-Zahl- und Registerstufe (54) zuführbaren Abwärtstaktimpulsen festlegt und daß d:; Fehler-Zahl- und Registerstufe (54) bei nicht mehr anliegendem Phasendifferenzsginal die Abwärtstaktimpulse bis auf Null abwärts zählt und dann ein die Programmstufe (52, 56, 58) auf eine der konstanten Folgefrequenz gleiche Folgefrequenz der Steuersignale festlegendes Null-Klemmsignal abgibt.

9. Phasenregelanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (38, 40) einen das Phasendifferenzsignal aus dem Phasendetektor (26) aufnehmenden und in ein dem Phasenunterschied proportionales Spannungssignal umwandelnden Integrator (46) und einen das Spannungssignal aufnehmenden Niveaudetektor (50) aufweist, der innerhalb festgeleg.er Spannungsgrenzen liegende Spannungssignale ermittelt und entsprechende Niveausignale an die Programmstufe (52, 56, 58) abgibt, und daß die Programmstufe (52, 56, 58) eine auf die Niveausignale ansprechende und die Folgefrequenz der Steuersignale auswählende Matrixgatterstufe (52) aufweist.

10. Phasenregelanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem digitalen Speicher (32) ein das Eingangssignal aufnehmender und umwandelnder Digital-Analog-Konverter (30) vorgeschaltet ist und daß zwischen den digitalen Speicher (32) und der Vorrichtung (14) ein das Antriebssignal umwandelnder Antriebssignal-Digital-Analog-Konverter (34) und zwischen den digitalen Speicher (32) und dem Phasendetektor (26) ein das Bezugssignal umwandelnder Bezugssignal-Digital-Analog-Konvertec (36) geschaltet ist.