DE2155128C3 - Digitale Phasenregelanordnung - Google Patents

Description

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

einerseits ein die Bewegungs-Istphase enthaltendes renzsignal bezeichneten Phasenunterschied die Steuer-

Istsignal aus der Vorrichtung und 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 digi-

signal vergleicht und ein einem Phasenunterschied 5 talen Speicher gespeichert wird. Die minimale Spei-

zwischen der Bewegungs-Istphase und der Sollphase endkapazität des digitalen Speichers ist groß genug,*

entsprechendes Phasendifferenzsignal abgibt und mit um eine Periode der kleinsten in Betracht kommen-

einem entsprechend dem Phasendifferenzsignal des den Frequenz zu speichern (in einem Ausführungs-

Phasendetektors in seinem Speicherinhalt 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 Analog-

eignetes Antriebssignal an die Vorrichtung abgibt. signale rücküberführt werden. Ein Signal wird in

Derartige Phasenregelanordnungen werden insbe- bezug auf eine Einspeicherfolgefrequenz mit konstan-

sondere zur Regelung der Bewegungs-Istphase von ter Folgefrequenz, aber zeitlich um die Hälfte aller

hydraulischen Vibratoren zur Erzeugung von seis- 15 Speicherplätze des digitalen Speichers verschoben,

mischen Signalen verwendet; sie können natürlich ausgespeichert. Dieses Signal wird als Bezugssignal

auch zur Korrektur der Phase von Antriebssignalen benutzt. Das andere Signal wird mit einer vcränder-

anderer Vorrichtungen herangezogen werden. baren Folgefrequenz ausgespeichert und als Antriebs-

Es ist nun bekannt, die Bewegungs-Istphase hy- signal der Vorrichtung benutzt.

draulischer Vibratoren auf eine durch ein Eingangs- ao Das der Arbeitsbewegung der Vorrichtung (z. B. signal vorgebbare Sollphase festzulegen. Bei der ana- des Vibrators) entsprechende Istsignal wird getastet, logen Phasenregelung sind jedoch drei bis fünf Pen- 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 eine »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 arra- 30 anordnung ist dabei so programmiert, daß das Anlöge Regelanordnungen zu einer Uberkorrektur des triebssignal um die festgestellte Anzahl von Tast-Phasenunterschieds zwischen der Bewegungs-Istphase folgezeiten im digitalen Speicher in einer den Betrieb und der sich ändernden Sollphase. Eine gleichmäßige desVibratorskorrigierendenRichtungverschobenwird, Korrektur des Phasenunterschieds im gesamten Ande- 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 Uberkorrektur besser vermeiden zu kön- signal des Vibrators und dem Bezugssignal wird durch nen, wurden digitale Phasenregelanordnungen ge- den Phasendetektor festgestellt, der das Phasendifleschaffen. So ist z. B. aus der USA.-Patentschrift renzsignal als Maß für den Phasenunterschied an 3 439 336 eine digitale Phasenregelanordnung be- «ο einen Niveaudetektor liefert. Ein durch diesen Nikannt, bei der ein Istwert entsprechend einem vor- veaudetektor geliefertes Niveausignal legt Ausgangsgebbaren Sollwert regelbar ist. Ein den Istwert ent- signale einer Programmatrix fest. Die Ausgangssignale haltendes Istwerisignal 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 pespeichert. Der digi- <5 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 festdaß sich das Sollwertsignal nicht ändern darf. Er ist legt, ob der variable Tastfolgezähler beschleunigt damit ungeeignet zur Regelung eines sich z. B. konti- So oder verlangsamt. Der variable Tastfolgezähler und nuierlich ändernden Sollwertsignals. Den gleichen die zugehörigen logischen Einheiten steuern den Nachteil hat eine aus der deutschen Auslegeschrift 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 anzugeber., 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 geführt,

sich ändernden Sollphase regelbar ist. Der Phasendetektor liefert das Phasendifferenz-

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei der eingangs signal lediglich an Übergangsstellen. Es ist daher näher erläuterten Phasenregelanordnung dadurch, daß 60 eine Fehler-Zahl- und Speicheranordnung vorgesehen, der digitale Speicher ein die Sollphase bestimmendes um den Phasenunterschied in Einheiten. der Tast-Eingangssignal aufnimmt, speichert und einerseits mit folgezeit zu zählen und diese Information zu speieiner vorgegebenen zeitlichen Verschiebung als Be- ehern. Die Korrektur des Phasenunterschieds erfolgt zugssignal und andererseits mit einer durch Steuer- dann über den Phasendetektor, den Niveaudetektor, signale änderbaren zeitlichen Verschiebung als An- ⁶S die Programmatrix sowie den variablen Tastfolgezähtriebssignal abgibt und daß eine Steuerlogik das ler und die zugehörigen logischen Einheiten im Phasendifferenzsignal aus dem Phasendetektor auf- gesamten Intervall und nicht nur während des Vornimmt und entsprechend dem durch das Phasendiffe- handenseins des PhasendiSerenzsignals.

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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile be- Servoanordnung 10, und zwar speziell auf einen anastehen insbesondere darin, daß die Phasenregelanord- logen digitalen Konverter 30 gegeben. Das^voti der nung nicht mit Überkorrektureffekten behaftet ist Quelle 12 kommende imaloge Eingangssignal wird, und daß der Sollwert der Phase kontinuierlich ver- wie oben erwähnt, auch als »Wobbelsignal« bezeichändert werden kann 5 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 konvenüo-

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

Fig 2 ein detaillierteres Blockschaltbild einer digitale Pufferspeicher32 wird im folgenden einfach AusfÜhrungsform der Anordnung nach F i g. I, als Speicher bezeichnet. Dabei kann es sich um einen

F i g 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 i₅ der Typenbezeichnung ASM-4000 handeln. Dieser Anordnung gemäß der Erfindung verwendbai sind. Speicher 32. in dem das digitale Signal gespeichert In Fi g. 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 beispiels-12 geliefert wird. Das von der digitalen Phasenkorrek- weise in der Größenordnung von 5 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- «5 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 zui Ein-Weise zur Erzeugung von seismischen Signalen für gangs-Einspeicher-Folgefrequenz mit konstanter geophysikalische Untersuchungen benutzt wird. 30 Folgefrequenz aus dem Speicher 32 ausgespeichert 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 Erfindungs- Anwendungsfall) verschoben. Dieses das analoge i^: inAnordnung stellt daher ein digitales System zur Auf- gangssignal !repräsentierende Bezugssignal wir., in rechterhaltung einer Ausgangsgröße mit konstanter 35 den Phasendetektor 26 eingespeist-DasAntriebssit^al Phase bei sich ändernder Frequenz dar. Dies erfolgt wird mit einer Programmier-Folgefrequenz, weh lie durch Vergleich der Ausgangsgröße mit einem Be- der gewünschten Rate der Phasenfehlerkorrektur rizugssignal und durch Phasenverschiebung des Ein- gepaßt ist, aus dem Speicher 32 ausgespeichert, α as 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 --s Druckstempel 18, welcher fest mit dem Erdboden ankommenden Fehlersignals und des Bezugssip'iK gekoppelt ist, um eine wirksame Übertragung der an den Signalübergangsstellen, das ist alle 180^C.J <e Energie vom Vibrator auf den Erdboden zu gewähr- festgestellte Zeitdifferenz führt zu einer Folge « <-.n leisten. Ein mit dem Druckstempel gekoppelter Be- Impulsen, deren Breite der Größe des Phasenfeh rs schleunigungsmesser 20 dient zur Erzeugung eines Si- 45 proportional ist. Dieses Fehlersignal wird auf < -gnals, das ein Maß für die Bewegung des Druckstem- digitale Taktsteuerstufe 38 gegeben. DieseTaktstci - rpels 18 und damit des erzeugten analogen Signals ist. stufe 38 liefert ein programmiertes Ausgangssig;· ' Das Signal vom Beschleunigungsmesser 20 wird auf zur Ansteuerung einer zu der digitalen Phasenscl einen doppelten Integrator 22 gegeben, welcher die bereinheit 28 gehörenden Einspeicher- und Ausst < Beschleunigung in eine Amplitudengröße überführt 50 cherstufe40. Das Signal von dieser Einspeicher- u ul und ein Ausgangssignal liefert, das ein Maß für die Ausspeicherstufe 40 ist ein Maß für die Korrektiv Auslenkung des Druckstempels 18 ist. Dieses Aus- rate des Phasenfehlers in diskreten ProzentwciL·:' lenkungssignal wird in eine Stufe 24 zur automati- und damit ebenfalls proportional zur Größe des Phuschen Verstärkungsregelung eingespeist, weiche ein senfehlers des Vibrators 14.

»Fehlere-Signal mit konstanter Amplitude liefert. 55 Dieses Signal gibt weiterhin auch ein Voreilen ocvr Dieses Signal enthält vorhandene Phasenfehler in der Nacheilen des Phasenfehlers relativ zum Bezugssignal Ausgangsgröße des Vibrators. Das von der Stufe 24 an. Das über den Antriebs-Digital-Analog-Konvcrter zur automatischen Verstärkungsregelung kommende 34 gelieferte Antriebssignal wird daher um die fest-Signal wird gewöhnlich als Fehlersignal bezeichnet. gestellte Anzahl von Tastungen im Speicher 32 in der Tatsächlich stellt es die Ausgangsgröße des Vibrators 60 geforderten Richtung zur Korrektur der Ausgangsin Form von dessen Auslenkung dar. größe des Vibrators 14 verschoben, um eine NuIl-

Das Fehlersginal, das vorhandene Fehler der Aus- Phasendifferenz zwischen den von der Einheit gangsgröße des Vibrators 14 relativ zum analogen kommenden Signalen (Antriebssignal und Bezugs-Eingangssignal von der Quelle 12 enthält, wird auf signal) einzustellen.

die digitale Phasenregelanordnung 10 und speziell auf 65 F i g. 2 zeigt in Einzelheit der Ausführungsform der

einen Phasendetektor 26 in dieser Anordnung gege- digitalen Phasenkorrektur-Servoanordnung 10 gemäß

ben. Das analoge Eingangssignal von der Quelle 12 der Erfindung. Sich entsprechende Komponenten der

' wird in eine digitale Phasenschiebereinheit 28 der Anordnungen nach Fig. 1 und 2 sind dabei mit

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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- oder

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

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

analoge Eingangssignal wird an einer Klemme 44 in 5 Voreil-Nacheil-Signal ist ein Impulssignal, das dem

den Analog-Digitalkonverter 30 eingespeist. Das von vom Phasendetektor 26 gelieferten Fehlersignal ähn-

diesem Konverter kommende digitale Signal wird in lieh ist. Es führt einen kleinen oder großen Signal-

den Speicher 32 eingegeben, welcher ein Paar von wert auf einen (nicht dargestellten) Schalter, welcher

Ausgangssignalen, nämlich eines für den Antriebs- ein- oder ausgeschaltet wird. Dieses Voreil-Nacheil-

Digital-Analogkonverter 34 und eines für den Be- _iO 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. I) dienende Antriebssignal mit programmier- Das Phasenfehlersignal vom Phasendetektor 26 barer Folgefrequenz aus dem Speicher 32 ausgespei- wird weiterhin als Fehler-Aufwärtszähl-Auslösesignal chert. Das Bezugssignal wird relativ zu der Eingangs- _i5 auf eine Fehler-Zahl- und Registerstufe 54 gegeben. Einspeichcrfolge 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-Aufwärtszählverschoben. Für den speziellen Anwendungsfall wird Auslösesignal löst also für die Dauer des Phasenfehdas Bczugssignal beispielsweise um 128 msec verzö- i₀ lers eine Zählung in der Fehler-Zahl- und Registergert; dies entspricht der Hälfte der Speicherzellen des stufe 54 aus, d. h., diese Stufe zählt aufwärts,.bis die hier speziell verwendeten Pufferspeichers 32. Das Fehlerimpulse enden. 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 Zählzeit der Speicherstellen in Eineinen festen Bezug dar. Ist im Ausgangssignal des 25 heiten von Speichertaslungen bzw. Speicherstellen. Vibrators keine Phasenverschiebung vorhanden, so Diese Einheiten sind durch die Aufwärts-Takt-Zähwird durch den Phasendetektor 26 kein Fehler fest- lungen gegeben, welche von der gleichen Quelle komgestellt. Die Auslenkung des Vibrators und das Aus- men, die auch einen im folgenden noch zu beschreigangssignal sind daher dann in Phase mit dem analo- bcnden Einspeicherzähler für den Speicher taktet, gen Eingangssignal. 30 (Die Tastfolge des Speichers 32 ist als die Zeit defi-

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 Speichcrstelle 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 festgestcll- 35 Registerstufe 54 ist zu bemerken, daß der Phasenten Phasenfehler zeitlich repräsentiert, d. h., er liefert detektor 26 die Phasendifferenz zwischen dem Fehlereine Folge von Impulsen, deren Breite dem Phasen- signal und dem Bezugssignal lediglich während der fehler proportional ist. Das Phasenfehler-Ausgangs- Übergangspunkte feststellt, d. h., die Phase wird alle signal wird auf einen Gleichspannungs-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 Gleichspannungssignal, dessen Wert proportional zur alle 190 verfügbar. Da jedoch die Stufe 54 den Feh-Größe des Phasenfehlers ist. Das Ausgangssignal des Ier in Form von Speicherstellen zählt und diese In-Gleichspannungsintcgrators 46 wird auf einen Gleich- 45 formation speichert, wird die Fehler^ählung im spannungsverstärker 58 gegeben, in dem das Signal gesamten Periodenintervall geliefert. Die Phasenverstärkt und auf einen Niveaudetektor 50 weiter- fehlerkorrektur kann daher im gesamten Intervall geleitet wird. und nicht nur während der Fehlersignaldauer durch-

Dieser Niveaudetcktor 50 stellt den Wert des durch geführt werden.

den Gleichspannungs-Integrator 46 erzeugten und a* Wie oben ausgeführt, erhält die Matrixgatterstufe

durch den Verstärker 48 verstärkten Gleichspan- 52 zwei Eingangssignale, nämlich das Voreil-Nacheil-

nungssignals fest. Speziell stellt der Niveaudetektor Signal vom Phasendetektor 26 und eines der drei

50 den Wert der Spannung an drei Stellen längs des Niveausignale vom Niveaudetektor 50. Eilt der Pha-

Sägezahns fest. Ein erster Signalwert A liegt etwas senfehler der Ausgangsgröße des Vibrators vor, so

höher als der Wert Null (beispielsweise 5°/o Fre- 55 wird dieser Zustand durch das Voreil-Nacheil-Signal

quenzänderung des Fehlersignals). Ein zweiter Signal- angezeigt. In Matrixgatterkreisen 52 werden verschie-

wertß ist auf den Mittelwert eingestellt (20⁰Zo Fre- dene Gatter als Funktion des Niveausignals und des

quenzänderung). Ein dritter Signalwert C ist auf den Voreil-Nacheil-Signals wirksam geschaltet, um ein

Maximalwert eingestellt (50⁰Zo Frequenzänderung). Ausgangssignal an einem von sieben Signalausgängen

Daher führt der Signalwert A zu einer Phasenfehler- 60 zu erzeugen. Dieses Signal ist nicht nur ein Maß für

Korrekturrate von 5⁰Zo, der Signalwert B zu einer die Phasenfehlerrichtung (Vor- oder Nacheilung),

Korrekturrate von 20% und der Signalwert C zu sondern auch ein Maß für den vom Niveaudetektor

einer Korrekturrate von 50⁰Zo. Der Niveaudetektor 50 50 festgestellten Gleichspannungswert. Die letztere

liefert daher ein Ausgangssignal auf einer von drei Größe bestimmt die Phasenfehler-Korrekturrate in

Ausgangsleitungen, das jeweils einem der drei Signal- 65 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 Speichersignale werden auf eine Matrixgatterstufe 52 gegeben. programmatrix 56 und über weitere Ausgangsleitun-

* ίο

een (im Beispiel 3) an eine Registerprogrammatrix sprechenden Korrekturfolgewertes, welcher durch die 58 angeschaltet. Die letztgenannte Matrix 58 liefert Matrixgatterstufe 52 in der Registerprogrammatrix 58 ein Programm-Ausgangssignal auf einen variablen ausgewählt wird, in den variablen Korrekturfölgezah-Korrekturfolgezähler 60, welcher ein Abwärtstakt- ler 60 eingespeist wird.

sienal 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 Ausgangssignal auf einen variablen Tastfolgezähler Funktion aus, d. h die Matrix 56 ruft eine Änderung 52 welcher seinerseits an einen Antriebssignal-Aus- der Zählfolge im Zahler 62 hervor, wahrend die Respeicherzähler 64 angekoppelt ist. Ein Grund-Tast- gisterprogrammatrix 58 zu einer Änderung in der foleezähler 66 ist an einen Einspeicher-Zähler 68 und io Zählfolge führt, mit der die Fehlerzahlungen 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 Antnebssignal-

in den variablen Tastfolgezähler 62 und den Grund- Ausspeicherzähler 64 überführte Zählfolge wird ent-Tastfoleezähler 66 eingespeist. Die Zählung vom weder vergrößert oder vermindert, um die Geschwinvariablen Tastfolgezähler 62 wird als Takt auf den 15 digkeit, mit welcher der Speicher das auf den Vibrator variablen Korrekturfolgezähler 60 gegeben, während 14 gegebene Antriebssignal ausspeichert, entspredie Zählune 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-

Die Ausgangssignale der Zähler 64, 68, 70 werden ao sieren, welche zu dem Phasendetektor 26 festgestellt auf eine Adressengattereinheit 74 gegeben, welche werden. 5 _L, ......

ihrerseits die Taktsignale für den Speicher 32 liefert. Die Phasenfehlerkorrektur lauft so lange weiter,

Das Sienal vom Bezugssignal-Ausspeicherzähler 70 bis die Fehler-Zahl- und Speicherstufe 54 auf Null dient zur Ausspeich' rung des Zählers 32 und zur Er- heruntergezählt hat, wonach dann ein Null-KIemmzeueung des Bezugssignals, während der Antriebs- a₅ signal auf den Gleichspannungs-Intcgratoi 46 gegeben sienal-Ausspeicherzähler 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 Droeramme zur Programmierung des variablen Tast- 3» Zähler 62 zählt mit der gleichen Zählfolge wie dt r foleezählers 62 Eines dieser Programme ist ein Grundzähler 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, welch.-um diesen ebenso wie den Grund-Tastfolgezähler 66 an den Antriebssignal-Ausspeicherzähler 64 angc mit der Grundzählfolge zu takten. Drei weitere Pro- koppelt ist. Der Vorgang der Einstellung dieser Zäheramme vergrößern die Zählfolge des variablen Zäh- ler-Voreinstellstufe 76 umfaßt die Erzeugung unu fers 62 um den Korrekturfolgeprozentsatz, welcher Anzeige des Phasenfehlers in Form von Speiche: durch die vom Niveaudetektor 50 gelieferten Signal- 40 stellen b/w. Speichertastungen in der Fehlcr-Zähi niveaus bestimmt ist Die drei verbleibenden Pro- und Regislerstufe 54. Dabei wird der maximale Feh Bramme vermindern die Zählfolge des variablen Zäh- ler am Beginn einer zu diesem Zweck durchgeführten fers 62 um eine entsprechende Anzahl von Korrektur- Test-Wobbel-Geländeuntersuchung durch Anzeige w foleeorozentsätzen entsprechend den drei Erhöhungs- der Stufe 54 von einer Bedienungsperson festgestell; oroerammen Die Speicherprogrammatrix 56 liefert 45 Die Seilanordnung 10 wird dabei durch Voreinstel also ein Auseangssienal, das die Folge bestimmt, mit lung des Antriebssignal-Ausspeicherzählers 64 auf di welcher der variable Zähler 62 zählt. Ob der Zähler angezeigte Anzahl von Speicherstellen über die ZaIi 62 schneller oder langsamer als der Grund-Tastfolge- ler-Voreinstellstufe 76 auf eine minimale Anfang zähler 66 zählt wird durch das von der Matrixgatter- phasenverschiebung voreingestellt. Zur Einstellung stufe 52 gelieferte Voreil-Nacheil-Signal festgelegt. 5<> des Vor- oder Nacheilens des Phasenfehlers ist e;n Die Registerprogrammatrix 58, welche der Spei· Schalter vorgesehen, wodurch das Servo-Antnebcherprogramrnatrix 56 entspricht, liefert mehrere Pro- signal und damit der Vibrator phasenrichtig ausgelösi gramme (im Beispiel 3), von denen eines in den werden. Die Zahler-Voremstellstufe 76 wird im folvariablen Korrekturfolgezähler 60 eingespeist wird. genden an Hand von Fig. 6 noch genauer er Das spezielle Programm-Ausgangssignal wird durch 55 läutert

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

der Niveaudetektor 50 und die Matrixgatterstufe 52· tes Servosystem mit einer Vielzahl von Programmer den Phasenfehler korrigieren. Die Registerprogramm- zur Abstimmung der Korrekturfolge auf die Groß« matrix 58 legt zusammen mit dem vom variablen des Phasenfehlers dar Dabei ist die Zahlfolge de· Zähler 52 kommenden Takt fest, wieviel Taktzäh- «° variablen Tastfolgezahlers 62 ebenso wie die de luneen gezählt werden, bevor der variable Korrektur- vanablen Korrekturfolgezahlers 60 in einer Vielzah foleezähler 60 ein Abwärtstaktsignal erzeugt: das von Korrekturfolgeschritten variierbar. Es ist hiem seinerseits auf die Fehler-Zahl- und Registerstufe 54 zu bemerken, daß im Rahmen der Erfindung aucl aeaeben wird, damit diese um eine vorher gespei- verschiedene andere weniger komplizierte, jedoch 11 cherte Fehlerzählung henmterzählt. Die Anzahl der S₅ gleichem Maße praktische Servoanordnungen reali Taktzähluneen vor der Einspeisung eines Abwärts- siert werden können. Beispielsweise kann gemäß eme taKäBiHs in die Stufe 54 ist daher durch das spe- Alternative der Niveaudetektor 50 fehlen, wobei de

ki d t GleichspannungsIntegat 46 l Ldkapazita

Se Prograirn. festgelegt, das als Funktion des ent- Gleichspannungs-Integrator 46 als Ladekapazita

11 12

wirkt. Dabei erfolgt die Korrektur über die Matrix- Das Ausgangssignal des Gleichspannungs-Integragatterstufe 52 und die Programmatrizen 56 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-lntegra- 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 eine Folge Fehlers und arbeitet auf dem Prinzip von Servoanord- 15 von Bezugswerten bzw. Spannungsschwellwcrten cinnungen, 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 Schaltschemata von loci- nungssignal die Vergleichsstufen 98 aufeinandcrfolschen 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-Einstellzwcig der Erfindung mögliche Ausführungsformen 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 5⁰O entden Phasendetektor 26 mit dem Eingang für das Be- spricht; ein Signalniveau B entspricht einer Korrekzugssignal und dem Eingang für das Fehlersignal, as turrate von 25 °/o und ein Signalniveau C einer Kor-Diese Signale werden auf einen Verstärker 8ft bzw. 82 rekturrate von 50° 0.

gegeben, welcher jeweils ein rechteckförmiges Aus- Die Voreil- und Nacheilieitung 94 bzw. 92 ist wei-

gangssignal liefert, das auf die entsprechenden Aus- terhin an ein Oder-Gatter 102 angeschaltet, das ein

gangssignale (Bezugssignal bzw. Fehlersignal) abge- Ausgangssignal liefert, wenn entweder ein Voreil-

stimmt ist. Diese rechteckförmigen 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-Aufwärtszähl-Auslöse-

ben, 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. Registerstufc 54 (im einzelnen in F i g. 5 dargestellt)

Das Ausgangssigna] 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-Signal handelt es sich — 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 «las 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 Bezugssignai 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 eben im Zusammenhang mit der Fehler-Zähleinen Nacheil-Phasenfehler ist. Liegt die »Voreil- 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 tor46 (Fig. 3), und zwar speziell auf einen Schalter für einen voreilenden Phasenfehler ist. 1Θ4 gegeben, welcher einen Feldeffekttransistor ent-Das Ausgangssignal des Phasendetektors 26 wird hält. Dieser Schalter 104 ist hinter dem Schalter 92 in auf den Gleichspannungs-Integrator 46 gegeben, wel- den Kreis des Gleichspannungs-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 eingekoppelt werden können. Die »hohe« signal, welches das Null-Klemmsignal darstellt. Dieses Schaltstellung 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 Niveaudetektor 50 speist dann das Grundstellung des Schalters 92 liegt eine kleine bzw. große programm über die Matrixgatterstufe 52 und dit Kapazität im Kreis, so daß der erzeugte Spannungs- Speicherprogrammatrix 56 in den variablen Tast Sägezahn einen vorgegebenen Anstieg erhält; da.nit ⁶S folgezähler 62 ein, wodurch angezeigt wird, daß ir ergeben sich unterschiedliche Ladungsmengen, bei der Ausgangsgröße des Vibrators 14 ein Null-Phasen denen ein nachfolgender Schwellwertdetektor einge- fehler vorhanden ist.
schaltet wird. Unter Bezugnahme auf F i g. 4 in Verbindung mi

den Fig. 3, 5 und 6 werden nunmehr Ausfuhrungsformen der Matrixgatterstufe 52, der Speicherprogrammatrix 56, des variablen Tastfolgezählers 62 und

des Grund-Tastfolgezählers 66 nach F i g. 2 beschnebcn. Die durch den Niveaudetektor 50 nach l· ι g- 3 gelieferten Spannungswerte A, B und C werfen zulammen mit dem Voreil-Nacheil-Signal auf die: MatrixgatterstufeSZ gegeben. Es sei bemerkt, daß das Voreil-Nacheil-Signal in Fig. 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit als vom Phasendetektor 26 kornmend dargestellt ist; tatsächlich wird dieses Signal jedoch über den Gleichspannungsverstärker 48 erzeugt, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht.

Das Voreil-Nacheil-Signal wird auf einen Operationsverstärker 106 mit hoher Verstärkung gegeben, welcher als emptindlicher Schalter wirkt. Dieser \ erstärker wirkt also so, daß er schon durch ein kleines Eingangssignal in seinen leitenden Zustand getrigger wirf. Daher führt ein großes Voreil-Nachol-S.gnal zu einem Ausgangssignal einer Polarität am Vcrstar- » kcrl06. während ein kleines Vorcil-Nachcil-Signal zu einem Ausgangssignal der anderen Polantat fuhrt. Dicse Signale werden auf einen Inverter 108 gegeben, welcher entweder ,VorciL-Und-Gatter 110 oder •Nachcil«-Und-GatterI12 ansteuert. Diese Gatter« 110 und 112 bewirken eine Abnahme oder cmc Zunahmc der von einem Zähler 118 des variablen Tasifolgczählcrs 62 (über die Spcichcrprogrammatnx 56 gclieferten Zählung, was durch einen Vorcil- oder Nachcil-PhasenfehlcT bestimmt w>rd.

Die Korrekturratc ist durch die Spannungswertc Λ B und C festgelegt, welche auf entsprechende Und-Gatter 114 gegeben werden. Diese Gatter sind ihrer-_Kits über inverter 115 an die Und-Gatter 110 und 112 angekoppelt. Wie dargestellt, sind die Ausgangssignale der Voreil- und Nache.l-G.tter 110 und 112 in Form von Korrekturprozentsätzen des Phasenfehlers definiert; d. h., diese Ausgangssignale wählen über die Speichcrprogrammatrix56 cm Programm aus. das gemäß Fig. 4 an den Ausgang«,1 der Matrixgattcrstufe.52 einer Abnahme der Zahlfolge des variablen Tastfolgezählers 62 um 50, 20 oder 5·/. bzw. einer Zunahme der Zählfolge um5, 20 oder 5()o „ entspricht. Das Null-Ausgangssignal der Matrixgat.erstufe 52 kommt von einem Und-Gatter 116 das mit seinem Eingang an alle drei Ausgange der Und-Gatter 114 angeschaltet ist und das Grandprogramm in den variablen Tastfolgezähler 62 einspeist Dieses Grundprogramm taktet den Zähler 62 mit der gleichen Zählfolge, wie der des Grund-Tast olgezahlcrs 66. wodurch ein fehlender Phasenfehler in der Ausgangsgröße des Vibrators angezeigt wird.

Wie F i g. 4 zeigt, sind in der Sparprogrammmatrix 56 sieben Programme realisiert, weiche durch die Ausgangssignale der Matrixgatterstu e 52 ausgewählt werden können. Diese Auswahl hangt von der Größe des Phasenfehlers und von einem Vorcilen oder Nacheilen der Phase relativ zum Bezugss.gnal ab. Zu diesem Zweck sind in der Speicherprogrammmatrix 56 ein ~20-Programm entsprechend dem Null-Phasenfehler (Grundprogramm), em --2 -FJ" hindert, um die gewählte Zählfoigenänderung für X Antriebssisnal-Ausspeichemhler «4 zu realisieden απιγ p_{hasenfehler nac}h, so wird über die V_n^L Gatter 112 ein -Ξ-19-Programm für eine *Z°™ schnellere Zählfolge im variablen Tastfolgeum d /·.* l_₁₅_p_rogramm für eine 20 »/«ige Zu⁰ '_{d ein} ^-10-Programm für eine 5O«/oige " ^ der'Korrekturrate des Phasenfehlers

daß ^dP

^rea"; p; ₄ weiterhin zeigt, wird das Haupttaktwie r& ^ „^ ^ _Ki_emme72 auf den signal nacn * ^^ _{Haupttaktsigna}i _wird

* . \f_{m Fo}l_ge von Flip-Flops 120 einget welche den Grund-Tastfolgezähkr 66 bilden. i, _{Fig 2} das Ausgangssignal des Zahlers

««Ρ» »Grundzählungs«-Signal wird über Und- *· °"°r'_{2 d 12}4 geliefert, wobei das letzlere als Gatter-im u ^ \_usgangssignal des Zähler? 66

^inv^^ricl . p_inspeicherzähler 68 eingegeben und wird »n de«^nsp« ^ ^ _{Speicher32 unc}, „,

^"^™Bzugssignals aus diesem Spcivhcr ^ ^ _{Es ist zu bcmcrtcn}.

* _nai ^S _ebcnso wie das Grund,äh^b _d-Tastfolgezähler 66 und da< V_0n, variablen Tastfolgc/äh- ^,^^_Γ Impuls ist. Weiterhin sind in ler we " _{Weise auch} höherfrequente 1 akt-

an sich ^DeK' _{wdche zur} Zeittaktung von wci-

['»nale vom , _{beispiclsweisc} bei der Adress.c- ««^{cn 1}^JS_6n 32, _des Analog-Digital-Konvcrtcrs

^r«ⁿt njajtai-Analog-Konverter 34 und 36, der JO. der D^W An g ^^

^A°T"^se"^" _der Matrixgatterstufc 52 erscheinen Am1 Λ'»8» *. _{( welche είηεΓ} Änderung der drc Ausgangss^i; e^ 9 ^_{n Diese}

Korrekturrate voη ^ _fezw ^ _{2 fee}_

l sind m t _r, ^^

^5B ^^cne"_F. _{5 in} Verbindung mit den Fig. 3, 4

J^cmJJ J_h. Dehler-Zahl- und Registerstufe S4 an und 6^^ _äh,_{er 60 und die Regi}.

der' ^v*"^a^^c _{rf 5g angesc}haltet.

sterprogram«™«^J %_{2 des} p_hasendetektors 26

?f ^i^Miwärte-Auslösesignal wird in ein fdiefertc Fehter-A^wwte Au g ^ ^

Und^Gatt^^²^^^,^, _{ähler 66 erhäl}, wartstaKtsign»» _tf , . _{h bti dem Auf}.

J^JJ^ Fehler-Zahl- und das GrundziW-Ausgangssignal ^^^^βηη ein Phasenfehler vorhanden ist, d«ι ZaWen™™™ _d Nacheil-Signal über das wird also e « voren y^^^ _{m eingespeisti}

„„ HiAAdurchzuschalten. Damit können auch die um djse»^™£™«™£ⁿ _{das Und}._{Gatter 126} gelan-

™f'^tS _ei_n ^ktö^mSr 128 während der Zeitperiode, in gen. um en^Rcgjter 1« wa ^ ^ ^

der ^? oben ?n Verbindung mit F i g. 2 beschrieben ^"jJf^^SS J₈₀ um eine Anzahl von wurde ^zahltJ^ ^Κε,⁸^^r _{der Dauer der vom Phasen}.

^Zahlu^ "JSen Fehlerimpulse ist. Die ZähdetekloJ» J^SlÄ sind also gleich der Zählzeit

der

»ariablen

126

,,_a8 ⁸„_si_Kre Zählungm

15 16

gehen werden, wodurch ein Verlust an Zählungen im signal-Ausspeicherzählcr 64 zusammen mit der Register vermieden wird. Adressengaitereinheit 74 und der Zähler-Voreinstell-Wic an Hand von Fi g. 2 erläutert wurde, wird im stufe 76 dargestellt. Die Zähler und die Adrcssengat-Registcr 128 w ährend des Phasenfehlcrkorrekturvor- ter sind an sich konventioneller Art und in F i g. 6 in g^ngs mit einerZählfolgc zurückgezahlt,welche durch 5 einem logischen Schema dargestellt, das ihre Zuorddie Matrixgatterstufe 51 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 dargestelli, wo-F i g. 5 zeigt, ist in der Matrix 58 ein -i— 2-Programm, bei die Ausnehmungen der Gatter zusammengeschaltet ein -f--4-Programm und ein -i— 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 Bczugssignal-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-Tastfolgezählcr 66 (Fig. 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 aufzuspeichern, wie dies oben in Verbindung mit das Ausgangssignal der Matrixgatterstufe 52 ausge- Fig. 2 schon beschrieben wurde. Die variable Zähwä'hlte Matrixprogramm geregelt. Diese Folge ist lung aus dem variablen Tastfolgezähler 62 wird in durch den speziellen Signalwert festgelegt, auf dem den Antrichssignal-Ausspeicherzähler 64 eingegeben, der Signalwertdctcktor 50 arbeitet. Wenn ein Phasen- Zur Durchschallung entsprechender Folgen von Gatfehler korrigiert wird, ist das Und-Gatter 134 immer 15 tern der Adressengattereinheit 74 werden an Punkten durciigcschaltct. um das Register 128 abwärts zu takten. 146 und 148 weitere höherfrequcnte Impulse eingc-F.in über eine Ausgangsleitung 139 an das Register geben. Dabei handelt es sich um ein Antricbsadres- 128 angeschalteter Flip-Flop 138 dient zur Aufrecht- sen-Auslösesignal und ein Bezugsadressen-Auslösecrhaltung 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-Gattcrs 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, Grundzahl-Taktsignale, 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-Flops (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 gegeben, 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 Vorcinstell-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 tnebssignal-Ausspeicherzähler 64 angekoppelt, wie 50 Ausgangssignal des Und-Gatters 158 läuft über einen dies oben an Hand von Fig. 2 schon angedeutet Inverter 160 in einen Zähler 162. Eine Serie von 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 Phaten Fehlerzählungen feststellt und sodann das Und- senfehler werden dabei auf den einzelnen Zapfen-Gatter 126 durchschaltet, 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 eine Bedienungsstellstufe 76 (F i g. 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-Ausspeicherzähler 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 Zählungen 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 Ausgangssignalc auf ein Und-Gatter 172 gegeben, dessen Ausgangssignal das Und-Gatter 158 sperrt. Damit ist die vorgegebene Anzahl von Zählungen in den Antriebs-

n, wodurch der

Antr

Av!*.""⁰¹- ist der voreinbSnS-Ausspcicherzähler 64 schon DsmB» « _{h f}. _{odcr heruincr}.

riif Phasenfehler entspricht, der der Tesiuntcrsuchung durch die Vor-144 eingegeben wurde.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungea

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Phasenregelanordnung zur digitalen Regelung einer Be vegungs-Istphase einer Arbeitsbewegungen ausführenden Vorrichtung entsprechend einer vorgebbaren Sollphase 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 Bezjgssignal vergleicht und ein einem Phasenunterschied zwischen der Bewegungs-Istphase und der Sollphase entsprechendes Phasendifferenzsignal 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 Antriebssignal an die Vorrichtung abgibt, dadurch »0 gekennzeichnet, daß der digitale Speicher (32) ein die Sollphase bestimmendes Eingangssignal aufnimmt, speichert und einerseits mit einer vorgegebenen zeitlichen Verschiebung ais Bezugssignal und andererseits mit einer durch Steuersignale änderbaren zeitlichen Verschiebung als Antriebssignal abgibt und daß eine Steuerlogik (38, 40) das Phasendifferenzsignal aus dem Phasendetektor (26) aufnimmt und entsprechend dem durch das Phasendifferenzsignal bezeich- 3c neten Phascnunterschied die Steuersignale an den digitalen Speicher (32) abgibt.

2. Phasenregelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale das 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 Steuer logik (38,40) die Steuersignale mit 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 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (38, 40) weitere Steuersignale mit einer konstanten Folgefrequenz an den digi- so talen 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 gekennzeichnet, daß das Phasendifferenzsignal den Phasenunterschied δο 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 einer Zähleinrichtung (62, 64) entsprechend der von der Programmstufe (52,56,58) bestimmten Folgefrequenz betätigt, die Steuersignale an den digitalen Speicher (32) abgeben.

7. Phasenregelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Zähleinrichtung (62, 64) eine Zähler-Voreinstellstufe (76) angekoppelt ist, über die die Zähleinrichtung (62, 64) auf einen Zählerinhalt voreinstellbar ist, der eine von Beginn des Eingangssignals an mit der Sollphase übereinstimmende Bewegungs-Istphase ermöglicht.

8. Phasenregelanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7„ dadurch gekennzeichnet, daß eine Fehler-Zahl- und Registerstufe (54), während der Phasendetektor (26) das Phasendifferenzsignal abgibt, Aufwärtstaktimpulse, die mit einer der konstanten Folgefrequenz entsprechenden Frequenz aufeinanderfolgen, aufwärtszählt, daß die Programmstufe (52, 56, 58) eine dem Betrag des Phasenunterschieds entsprechende Folgefrequenz von der Fehler-Zahl- und Registerstufe (54) zuführbaren Abwärtstaktimpulsen festlegt und daß die Fehlcr-Zähl- 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 Folgefrequsnz gleiche Folgefrequenz der Steuersignale festlegendes Null-Klemmsignal abgibt.

9. Phasenregelanordnung nach einem der Ansprüche S 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 festgelegter 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 Bezugss'gnal-Digital-Analog-Konverter (36) geschaltet ist.