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Schaltungsanordnung zum Erzeugen sinus förmiger Spannungen Die Erfindung
betrifft eine Schaltungsanordnung, mit der sich auf einfache Weise sinusfdrmige
Spannungen erzeugen lassen.
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Üblicherweise werden Sinusspannungen durch IC- oder RC-Generatoren
hervorgebracht. Diese sind teuer im Aufbau, wenig frequenzstabil und lassen keine
einfache Frequenzumschaltung zu.
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Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile bekannter Sinusgeneratoren
durch ein andersartiges Prinzip der Sinus spannungserzeugung zu Uberwinden.
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Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daS ein Festwertspeicher, der zu
Jedem ihm Uber Eingangsleitungen zugeftihrten, digitalen Winkelwert auf Ausgangsleitungen
den entsprechenden binär kodierten Sinuswert abgibt, eingangsseitig mit einem von
einem Taktgenerator beaufschlagten Zähler, dessen Kapazität der digiz talen Winkelstufung
des Festwertspeichers angepaßt ist, vert bunden und ausgangsseitig an einen Digital-Analog-Wandler
angeschlossen ist.
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Festwertspeicher dieser Art gibt es in integrierter Form fUr Rechenmaschinen
o. ä. Sie dienen eigentlich zur Berechnung von Sinusfunktionen. Man kann sie aber
auch mit handelsUblichen Digitalbausteinen aufbauen, etwa nach dem Prinzip eines
Umkodierers, der auf einen n-stelligen Eingangskode (Winkel in 360°/2n, 1800/2n
oder 90°/2n) einen m-stelligen Ausgangskode (Sinus dieses Winkels in Binärform)
abgibt, In Jedem Fall wird die Frequenz der erzeugten sinusfönniaen Spannung durch
die digitale Winkelstufung und durch die Frequenz der dem
Zähler
zugefuhrten Taktimpulse bestimmt. Eine Frequenzänderung der sinusförmigen Spannung
wird unter Ausnutzung dieser Zusartinenhänge gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
einfach dadurch erreicht, daß der Taktgenerator bezüglich seiner Frequenz umschaltbar
und/oder steuerbar ist.
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Man könnte als Taktgenerator beispielsweise einen Relaxationsoszillator
einsetzen, dessen Frequenz durch Umschalten der frequenzbestimmenden Glieder oder
vorzugsweise durch Span.
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nungssteuerung stufenweise oder kontinuierlich verändert wird.
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Eine höhere Frequenzstabilität wird gemäß einer Weiterbildung der
Erfindung dadurch erzielt, daß der Taktgenerator aus einem HF-Oszillator, vorzugsweise
einem Quarzoszillator, mit nachgeschalteter Impulsformerstufe besteht, deren Ausgangsfrequenz
durch eine über Umschalt- oder sonstige Steuermittel steuerbare Untersetzerschaltung
entsprechend der Jeweiligen Sollfrequenz der sinusförmigen Spannungen heruntergeteilt
wird.
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Der Festwertspeicher enthält Ublicherweise nur die Sinuswerte zwischen
Oo und 90°, Um sämtliche Werte zwischen Oo und 3600 zu erhalten, die rür eine Periode
der zu erzeugenden Sinusspannung erforderlich sind, mUßte man vier derartiger Speicher
einsetzen. Ein solcher Aufwand wird nach einer Weiterbildung der Erfindung unter
Berticksiohtigung der Tatsache, daß die Werte der zweiten Sinushalbwelle den negativen
Werten der ersten Halbwelle entsprechen, dadurch umgangen, daß dem Festwertspeicher
eine vom Zähler Uber eine Auswerte- und Steuerschaltung steuerbare Umkehrstufe nachgeschaltet
ist, die einen zusätzlichen, ständig mit Signal beaufschlagten Eingang aufweist,
dessen Wertigkeit um eine Stelle höher als der Wert der höchsten Stelle des binär
kodierten Sinuswerts ist, und die steuerbare Umkehrstufe Je nach dem an ihrem Steuereingang
anliegenden binären Ausgangssignal der Auswerte- und Steuerschaltung die auf den
Ausgangsleitungen
des Festwertspeichers anstehenden Binärsignale
sowie das am zusätzlichen Eingang anstehende L-Signal invertiert oder in der ursprUnglichen
Form beläßt.
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In der obigen Ausführung werden im Bereich der ersten Halbwelle Jeweils
die Werte 1 + sin x erzeugt und in der zweiten Halbwelle die Werte 1 - sin (x n
1800). Die Subtraktion des sin (x c 1800) von 1 geschieht durch Addition des entsprechen~
den Komplementärwerts zu 0. Da bei einer Komplementärwertbi lc dung durch Invertieren
im binären, insbesondere im dualen System ein Fehler von der kleinsten Einheit der
Binärsignale auftreten kann, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die
Ausgänge der steuerbaren Umkehrstufe mit einer Addierschaltung verbunden sind, die
in den Fällen, in denen die Binärsignale des Festwertspeichers von der steuerbaren
Umkehrstufe invertiert werden, den betreffenden Binärsignalen ein Signal von deren
kleinster Einheit zuaddiert.
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Das genannte Signal von der kleinsten binären Einheit ist nur dann
zuzuftihren, wenn die steuerbare Umkehrstufe das Signal zum Invertieren erhält.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dementsprechend dadurch gekennzeichnet,
daß das zu addierende Signal von dem binären Ausgangssignal der Auswerte- und Steuerschaltung,
das die steuerbare Umkehrstufe steuert, abgeleitet ist.
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Um mit nur einem Festwertspeicher, der die Werte von Oo bis 900 enthält,
auszukommen, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Zähler
ein Uber Steuereingänge umschaltbarer Vorwärts-Rtlckwärts-Zähler ist, der Jeweils
nach Erreichen eines bestimmten Zählerstandes von der Auswerte-und Steuerschaltung
in die eine Zählrichtung und nach Erreichen eines anderen bestimmten Zählerstandes
von der Auswerte- und Steuerschaltung in die andere Zählrichtung umgeschaltet wird.
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Der Zähler durchläuft in diesem Fall Jeweils die den Winkelwerten
zwischen o° und 900 entsprechenden Digitalwerte und dann die gleichen Digitalwerte
abwärts bis zu dem Oo entsprechenden Digitalwert, der gleich dem 1800 entsprechenden
Digitalwert ist. Das gleiche wiederholt sich für die zweite Sinushalbwelle, wobei
die Ausgangssignale des Festwertspeichers invertiert werden. Pro Periode muß also
der Zähler viermal umgeschaltet werden und die steuerbare Umkehrschaltung zweimal.
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Dies wird nach einer Weiterbildung der Erfindung besonders einfach
dadurch erreicht, daß die Auswerte- und Steuerschaltung aus logischen Schaltkreisen
zur Auswertung des Zählerstands des Zählers und zwei von diesen sowie gegenseitig
gesteuerten bistabilen Kippstufen besteht. Nach der Digital~ Analog-Umsetzung wird
eine Spannung erhalten, die die Sinusform treppenförmig annähert. Die Frequenz der
treppenförmigen Stufung ist gleich der Frequenz der Taktimpulse, die den Zähler
beaufschlagen. Um sie und ihre Oberwellen zu eliminieren, sieht eine Weiterbildung
der Erfindung vor, daß dem Digital-Analog-Wandler ein Tiefpaß nachgeschaltet ist,
der die dem Zähler zugefUhrte Frequenz sperrt.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß sich durch Steuerung mittels einer sinus- oder impulsförmigen HF-Spannung eine
sinusförmige NF-Spannung erzeugen läßt, die die Frequenzstabilität der HF-Spannung,
etwa die Stabilität der von einem Quarzgenerator gelieferten Frequenz hat, außerdem
einen sehr geringen Klirrfaktor aufweist und sich leicht zwischen verschiedenen
Fest frequenzen umschalten sowie kontinuierlich verändern läßt (Wobbeln). Die gewonnene
sinusförmige Spannung hat bei sämtlichen Frequenzen, zwischen denen sie stufenweise
oder kontinuierlich verändert wird, eine konstante Amplitude. Der Aufbau des Sinusgenerators
ist fast durchweg mit zuverlässigen und preisgünstigen Digitalbausteinen zu realisieren.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben und in ihrer Wirkungsweise erläutert. Es
zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Fig.
2 eine tabellarische Übersicht Uber die in Fig. 1 erzeugten Signale, Fig. 3a - d
ein logisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
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In Fig. 1 ist ein Taktgenerator 1 dargestellt, der beispielsweise
aus einem Quarzgenerator der Frequenz 800 kHz und einer Begrenzerstufe zur Impulsformung
besteht. Die durch die Impulsformung gewonnenen rechteckfbrmigen Ausgangsspannungen
des Taktgenerators 1 werden von einer an sich bekannten Untersetzerstufe 2 in einem
bestimmten Verhältnis untersetzt, das durch die Steuerstufe 3 wählbar ist. In einer
praktischen Ausführung ist eine Umschaltung zwischen den Untersetzungs-Faktoren
2, 4 und 16 möglich, so daß am Ausgang der Untersetzerschaltung 2 wahlweise rechteckförmige
Spannungen von 400, 200 und 50 kHz anstehen. Diese werden als Taktimpulse einem
Vorwärts-RUckwärts-Zähler 4 zugeführt, der über Steuersignale an seinen Steuereingängen
4a und 4b von Vorwärts- auf Rückwärtszählung und umgekehrt umschaltbar ist. Ein
L-Signal am Eingang 4a bestimme z. B. die Vorwärtszählung, ein L-Signal am Eingang
4b die Rückwärtszählung. Statt zweier Steuereingänge 4a und 4b kann auch nur ein
Eingang vorgesehen werden, an dem ein L-Signal die Vorwärtszählung und ein O-Signal
die Rückwärtszählung bewirkt. Die Signale zur Umsteuerung der Zählrichtung werden
einer Auswerte- und Steuerschaltung 5 entnommen, die den jeweiligen Stand des Zählers
4 auswertet und bei einem bestimmten Zählerstand dem Eingang 4a ein L-Signal zuführt
und
bei einem anderen bestimmten Zählerstand den Eingang 4b mit L-Signal belegt. Der
Zähler 4 ist ein mehrstufiger 3inärzähler mit einem Zähleingang und mehreren, hier
fünf, Ausgängen 4/1 bis 4/n, auf denen der jeweilige Zählerstand in Binärform ansteht.
Zur Auswertung in der Auswerte- und Steuerstufe 5 sind dementsprechend logische
Identifizierungsschaltungen, bestehend aus UND- oder NAND-Gattern und Invertern,
eingesetzt. Ihre Ausgangssignale, die jeweils bei einem Zählerstand auftreten, nach
dem die Zählrichtung umgesteuert werden soll, werden dem Speicherteil der Auswerte-
und Steuerstufe 5 zugeleitet, und zwar vorzugsweise jeweils einem der beiden Eingänge
einer bistabilen Kippstufe, deren beide Ausgänge mit den Steuereingängen 4a und
4b des Zählers 4 verbunden sind. Einer der Ausgänge der genannten bistabilen Kippschaltung
ist ferner mit einem Eingang einer weiteren bistabilen Kippschaltung in der Auswerte-
und Steuerstufe 5 verbunden, auf deren Bedeutung später eingegangen wird.
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Der Zähler 4 hat anfangs den Zählerstand 0, wobei auf sämtlichen fünf
Ausgängen 4/1 bis 4/n das Signal 0 anstehe. Diese Signalkombination bewirkt in der
Auswerte- und Steuerstufe 5 ein Einstellen der ersten und zweiten bistabilen Kippstufe
in die Arbeitslage. Damit liegt am Eingang 4a des Zählers L-Signal, das eine Vorwärtszählung
herbeiführt, und am unteren Ausgang 5a der Auswerte- und Steuerstufe 5 O-Signal,
das wirkungslos ist. Treffen jetzt von der Untersetzerstufe 2 Taktimpulse ein, so
erreicht der Zähler 4 nacheinander die Zählerstände 1, 2, 3, ... 31, wobei schließlich
auf sämtlichen fünf Ausgängen 4/1 bis 4/n L-Signal liegt. Diese Signalkombination
rührt in der Auswerte- und Steuerschaltung 5 zu einer Rückstellung der ersten bistabilen
Kippstufe in die Ruhelage, wodurch das L-Signal am Eingang 4a abgeschaltet und ein
Signal an den Eingang 4b angelegt wird. Am Ausgang 5a ändert sich nichts. Die nächsten
Taktimpulse versetzen nun den Zähler 4 nacheinander in die
Stellungen
30, 29, 28 ... O, in welch letztgenannter Stellung erneut der Steuerbefehl für Vorwärtszählung
gegeben wird, der die erste bistabile Kippstufe in der Auswerte- und Steuerschaltung
5 erneut in die Arbeitslage bringt. Das dabei am Ausgang dieser bistabilen Kippstufe
auftretende L-Signal schaltet die zweite bistabile Kippstufe in die Ruhelage zurück,
und am Ausgang 5b liegt nun während des nächsten Vorwärts- und Rückwärts-Zählvorgangs
L-Signal an.
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Die Zählerausgänge 4/1 bis 4/n sind mit den Eingängen eines Festwertspeichers
6 verbunden, der zu Jedem ihm eingangsseitig in Form einer Zählerstellung z (z =
0 ... 2n - 1) in einem n-stelligen Binärkode zugeführten Winkelwert x = S ~900 ausgangsseitig
in einem m-stelligen Binärkode den Wert y = sin x auf m, hier acht, Ausgängen 6/1
bis 6/m bereitstellt. Bei fünf Eingängen (n = 5) gibt er also nacheilt ander während
Jedes Vorwärtszählvorgangs die Sinuswerte von oO, 2,81250, 5,6250, ... 87,18750
aus und während Jedes RUckwärtszählvorgangs die Werte von 87,18750 abwärts bis 00.
Auf den genauen 900-Sinuswert wurde hier verzichtet, da er durch 87,18750 i. a.
ausreichend gut angenähert wird. Andererseits kann man ihn aber leicht dadurch erhalten,
daß man im Festwertspeicher Jedem n-stelligen Eingangswertzden m-stelligen Ausgangswert
y = sin zu zuordnet. Da in diesem Fall z 900 ist, werden mit n = 5 bei der Vorwärtszählung
die Sinuswerte von 00, 2,9030, 5,8060, ... 900 und be er Rückwärts zählung die entsprechenden
Werte abwärts ausgegeben.
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Die Ausgangswerte y des Festwertspeichers 6 erscheinen in binär kodierter
Form an m Ausgängen 6/1 bis 6/m des Festwertspeichers 6, von denen der oberste,
6/m, die Wertigkeit 1/2, der nächste die Wertigkeit 1/4 und der letzte, 6/1, die
Wertigkeit 1/2m hat. Diese acht Ausgänge sind mit einer steuerbaren Umkehrstufe
7 verbunden, die außerdem einen
mit dem Ausgang 5a der Auswerte-
und Steuerschaltung 5 verbundenen Steuereingang 7a und einen zusätzlichen Eingang
7b, an dem ständig L-Signal anliegt, aufweist. Das Signal am Eingang 7b hat die
Wertigkeit 1. Jeder der einschließlich des Eingangs 7b m + 1, im Beispiel also neun,
Eingänge der steuerbaren Umkehrstufe 7 ist mit dem Steuereingang 7a mittels logischer
Schaltungen in einer Exklusiv-ODER-Funktion verknüpft. Ein L-Signal an einem der
Eingänge wird also nur dann als L-Signal zum Ausgang weitergegeben, wenn am Steuereingang
7a O-Signal anliegt; ist dort hingegen L-Signal vorhanden, so wird Jedes L-Signal
am Eingang zu O-Signal am Ausgang und umgekehrt invertiert. Das nämliche gilt für
das L-Signal am Eingang 7b.
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Wie oben beschrieben ist, steht während des ersten Vorwärts-und Rückwärts-Zählvorgangs
am Ausgang 5a und somit am Eingang 7a O-Signal an. Auf den neun Ausgangsleitungen
der steuerbaren Umkehrstufe erhält man folglich bei der ersten z Vorwärtszählung
die Werte 1 + y, wobei y = sin x, x=2n s ~ 90 oder zur 1 ~ 900 ist, im Bereich von
00 bis 900 und bei der ersten Rückwärts zählung die entsprechenden, um 1 erhöhten
Sinuswerte im Bereich 900 bis 1800. Beim anschließenden zweiten Vorwärts- und Rückwärts-Zählvorgang
liegt am Eingang 7a vom Ausgang 5a her L-Signal an. Jetzt wird Jedes Signal, das
vom Festwertspeicher 6 geliefert wird, invertiert und auch das L-Signal am Eingang
7b als Signal zum Ausgang weitergegeben. Anstelle der Werte 1 + y erscheinen Jetzt
an den Ausgängen der steuerbaren Umkehrstufe 7 die Werte y, die bis auf 1/2m den
Werten 1 - y entsprechen.
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Der Wert von 1/2m, um den das Ergebnis zu klein ist, kann in einer
nachfolgenden Addierschaltung 8, die an ihren Steuereingang 8a nur bei Jedem zweiten
Vorwärts- und Rückwärts-Zählvorgang ein L-Signal vom Ausgang 5a zur Addition erhält,
hinzugefügt werden. Im allgemeinen ist aber der Fehler so gering - bei m = 8 beträgt
er ca. 4 o/oo -, daß auf die Addierschaltung 8 verzichtet werden kann.
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Die Werte 1 - y, die beim zweiten Vorwärtszählen erzeugt werden, entsprechen
den um 1 erhöhten Sinuswerten im Bereich von 1800 bis 2700, ihnen schließen sich
bei der zweiten Rückwärtszählung die um 1 erhöhten Sinuswerte im Bereich von 2700
bis 3600 an. Danach beginnen die beschriebenen Vorgänge wieder von vorne, also bei
einem Winkel von 00.
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Am Ausgang der steuerbaren Umkehrstufe 7 bzw. der Addierschaltung
8 erhält man also während Je zweier Vorwärts- und Rückwärts-Zählvorgänge sämtliche
Sinuswerte von O0 bis 3600, überlagert von einem konstanten Anteil von oder dereinem
Gleichspannungsanteil entspricht, binär kodiert auf m + 1 Leitungen.
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Der nachfolgende Digital-Analog-Wandler 9 wandelt die binär kodierten
Werte in Analogwerte um und führt sie einem Tiefpaß 10 zu, dessen Grenzfrequenz
so gewählt ist, daß die Frequenz der dem Zähler 4 zugeführten Taktimpulse bereits
in den Sperrbereich fällt. Bei Taktimpulsen unterschiedlicher Frequenz ist die Jeweils
niedrigste für die Bemessung des Tiefpasses 10 maßgeblich. Mit der Taktimpulsfrequenz
werden auch ihre sämtlichen Oberwellen durch den Tiefpaß 10 eliminiert, so daß man
an seinem Ausgang anstelle der am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 9 erhaltenen
treppenförmig gestuften Sinusspannung eine rein sinusförmige Spannung von sehr geringem
Klirrfaktor bekommt.
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Fig. 2 macht die Signalzustände an den verschiedenen Punkten von Fig.
1 deutlich, und zwar zeigt Fig. 2a die Ausgangsimpulse des Taktgenerators 1, Fig.
2b die durch Untersetzung um den Faktor 2 gewonnenen Taktimpulse am Ausgang der
Untersetzerstufe 2, Fig. 2c die Ausgangssignale des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 4,
Fig. 2d die Signale am Ausgang 5a der Auswerte-und Steuerschaltung 5, Fig. 2e die
Ausgangsslgnale des Festwertspeichers 6, Fig. 2f die nach Durchlaufen der steuerbaren
Umkehrstufe 7 erhaltenen Signale, Fig. 2g die durch die Addierschaltung
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korrigierten Signale und Fig. 2h die am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 9 anstehende,
treppenförmig gestufte Sinusspannung, Jeweils in Abhängigkeit von der Zeit.
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Die sinusförmige Spannung hat eine Frequenz, die um den Faktor 4 ~
(2n - 1) kleiner ist als die an den Zähler 4 angelegte Taktfrequenz. Bei n = 5 und
einer Taktfrequenz von 400 kHz erhält man eine Frequenz der sinusförmigen Spannung
von ca.
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3,2 kHz. Durch Umschalten der Taktfrequenz mittels der Untersetzerstufe
2 auf 200 kHz gewinnt man eine sinusförmige Spannung von 1,6 kHz und bei einer Taktfrequenz
von 50 kHz eine sinusförmige Spannung von 400 Hz, um bei den eingangs gewählten
Zahlenbeispielen zu bleiben. Wenn man die TaktRrequenz kontinuierlich verändert,
erhält man einen Wobbelgenerator, der beispielsweise den für Messungen an Fernmeldeleitungen
maßgeblichen Bereich von 200 Hz bis 3,2 kHz kontinierlich überstreicht.
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Der Wert für n kann auch größer gewählt werden, um eine feinere Winkelstufung
zu erreichen. Allerdings geht dies nur so weit, wie das Auflösungsvermögen des Digital-Analog-Wandlers
9 reicht. Außerdem muß man die Zugriffszeit zum Festwertspeicher 6 beachten, die
nicht beliebig klein ist, sondern bei einem Festwertspeicher in MOS-Technik immerhin
einige Hundert Nanosekunden beträgt. Mit n = 5 braucht man für eine Periode der
sinusförmigen Spannung schon 4 (52 - 1) = 124 Einzelwerte, deren Abruf aus dem Festwertspeicher
eine Zeit von bis zu 0,1 ms erfordert. Damit ist eine obere Grenze für die zu erzeugenden
Spannungen von 10 kHz gegeben. Festwertspeicher in bipolarer Technik haben eine
kleinere Zugriffszeit und erlauben folglich eine feinere Winkelstufung bzw. höhere
Frequenz der zu erzeugenden Spannungen.
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Wenn ein Festwertspeicher in MOS-Technik eingesetzt wird, besteht
ferner die Gefahr, daß bei Eintreffen eines Taktimpulses die
Signale
an den m Ausgängen 6/1 bis 6/m nicht gleichzeitig, sondern zu verschiedenen Zeitpunkten
innerhalb der Zugriffszeit vom bestehenden zum neuen Signalzustand überwechseln.
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An den Treppenkanten der Sinusspannung von Fig. 2h würden dann Spannungsspitzen
nach oben und unten auftreten. Sie lassen sich dadurch vermeiden, daß man in den
Weg zwischen dem Festwertspeicher 6 und dem Digital-Analog-Wandler 9 in Fig. 1 schneller
schaltende bipolare Schalterstufen einfügt, die Jeweils erst gegen Ende eines Taktimpulses,
wenn die neue Signalkombination mit Sicherheit an allen m Ausgängen ansteht, kurzzeitig
leitend geschaltet werden und die Signalkombination in einen Speicher führen, der
sie bis zur Übernahme der nächsten Signalkombination speichert.
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Bei der bisherigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß die sinusförmigen
Spannungen Jeweils beim Winkelwert 00 beginnen. Dies ist jedoch nicht zwingend,
da der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 4 auf Jeden beliebigen Wert voreingestellt werden
kann, so daß man sinusförmige Spannungen beliebiger Phasenlage erhält.
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Fig. 3a bis d zeigt das logische Schaltbild einer praktisch au sge
führten Schaltungsanordnung zum Erzeugen sinusförmiger Spannungen. In Fig. Da-ist
der HF-Generator 1 zu sehen, der aus einem Quarzgenerator und einer Begrenzerstufe
besteht.
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Die Untersetzerschaltung 2 ist aus einem Modulo-n-Teiler in integrierter
Schaltung aufgebaut und wird von der Steuerstufe 3 gesteuert. Die Steuerstufe 3
weist vier Schalter -3a - d auf, mit denen der Untersetzungsfaktor und damit die
Frequenz der sinusförmigen Spannung umgeschaltet werden kann.
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Wenn keiner dieser Schalter 3a c d betätigt ist, kann am Eingang 2a
der Untersetzerschaltung 2 auch eine andere Impulsspannung als Taktfrequenz angelegt
werden, beispielsweise eine Spannung mit sich kontinuierlich ändernder Frequenz,
die als Wobbeltakt wirkt.
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Die Ausgangsspannung der Untersetzerschaltung 2 gelangt über die Leitung
I zum Vorwärts-Rückwärts-Zähler 4 in Fig. 3b, der aus zwei hintereinandergeschalteten
Binärzählern in integrierter Schaltung besteht. Seine Zählrichl tung wird über einen
gemeinsamen Eingang 4a/b umgeschaltet, der mit dem Ausgang des ersten Flip-Flops
in der Auswerte-und Steuerstufe 5 in Fig. 3b verbunden ist. Dieses Flip-Flop wird
von zwei NAND-Schaltungen mit Je fünf Eingängen gesteuert, die bei den Zählerständen
0 und 31ein Umschaltsignal erzeugen.
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Dem ersten Flip-Flop ist ein zweites Flip-Flop nachgeschaltet, dessen
Ausgang 5a die Leitung II während der ersten 62 Taktimpulse mit O-Signal und während
der weiteren 62 von insgesamt 124 Taktimpulsen mit L-Signal belegt. Die Ausgänge
4/1 bis 4/n des Zählers 4 sind durch Leitungen III bis VII mit Anpassungsstufen
in Fig. 3c verbunden, an die die Eingänge des Festwertspeichers 6 angeschlossen
sind, Anpassungstufen sind hier deswegen vonnöten, weil der Festwertspeicher 6 an
andere Betriebsspannungen, nämlich die über die Leitungen VIII und IX herangeführten
Spannungen +U2 und -U2 in Fig. Dd, als die anderen Schaltungselemente angeschlossen
ist. Die anderen Schaltungselemente werden mit einer Spannung +U1 betrieben.
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Die Ausgänge 6/1 bis 6/m des Festwertspeichers 6 in Fig. 3c führen
- wiederum über Anpassungsstufen - an Leitungen X bis XVI, die mit den Eingängen
der steuerbaren Umkehrstufe 7 in Fig. 3d verbunden sind. Diese besteht aus m + 1
Exklusiv-ODER-Gattern und wird über den Eingang 7a von den Signalen auf der Leitung
II gesteuert. Der zusätzliche Eingang 7b ist ständig mit +U1 verbunden, was dem
dauernden Anliegen eines L-Signals an diesem Eingang entspricht. Den Ausgängen 7/1
bis 7/m + 1 der steuerbaren Umkehrstufe 7 sind direkt die Eingänge des Digital-Analog-Wandlers
9 nachgeschaltet, d. h. auf eine Addierschaltung, wie sie in Fig. 1 dargestellt
ist, wurde hier verzichtet. Der Digital-Analog-Wandler 9 ist in Fig. 3d ausgangsseitig
noch mit einer
Verstärkerstufe verbunden, die seine Analogspannungen
mit kleinem Ausgangswiderstand weitergibt. An den Verstärkerausgang kann der in
Fig. 3d nicht mehr dargestellte Tiefpaß angeschlossen werden.
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Falls statt sinusförmiger Spannungen Wechselspannungen anderer Kurvenform
gewünscht werden, kann man sie leicht dadurch erhalten, daß man die Zuordnung der
Ausgangssignale zu den Eingangssignalen entsprechend ändert bzw. einen anderen Festwertspeicher
einsetzt. Auf diese Weise lassen sich nach dem geschilderten Prinzip periodische
Wechselspannungen beliebiger Kurvenform erzeugen.