DE2162278C2 - Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung für einen Kreiselkompaß, der als Ausgangssignale Dreidraht-Schrittdatensignale liefert.

Bekannte Tochtergerät-Anzeigeeinrichtungen sind analoge Vorrichtungen, bei denen der Anker eines Motors mechanisch über ein Getriebe mit einer Anzeige-Kompaßrose verbunden ist. Der Steuerkurs in Grad wird durch Ablesen der Ziffer auf der gedrehten Kompaßrose entnommen, die mit einem Steuerstrich ausgerichtet ist, der auf einem stationären Rahmen der Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung markiert ist. Diese Systeme sind an verschiedenen Teilen eines Schiffes angeordnet, beispielsweise in dem Kartenraum, in den Kapitänsräumen oder auf den Brückenflügeln. Die Steuerkursanzeigen von einem Kreiselkompaß werden elektrisch zu den Tochtergerät-Anzeigeeinrichtungen übertragen, die zur Steuerung des Schiffes, zur Karteneintragung eines Kurses oder zur Peilung verwendet werden. Die elektrischen Signale sind im allgemeinen entweder Synchro-Ausgänge oder Schritt-Datensignale, die drei Paaren von Feldpolen in dem Motor zugeführt werden. Ein an dem Steuer- oder Einstellring des Kreiselkompasses befestigter Geber weist Bürsten auf, die über Kommutatorsegmente abrollen und Ströme an jedes der drei Polpaare an dem Motor liefern. Der Weicheisenanker des Antriebsmotors der Tochter-Anzeigeeinrichtung ordnet sich dann zwischen einem Polpaar und dann in der Mitte zwischen diesem Paar und dem nächsten ein. Diese schrittweise Bewegung des Ankers dreht die Kompaßrose und folgt somit der Kreiselkompaßanzeige.

Bekannte Tochtergerät-Anzeigeeinrichtungen für Kreiselkompasse der eingangs genannten Art (US-PS 26 32 882) weisen eine Vielzahl von mechanisch

bewegten Teilen auf, die der Abnutzung unterworfen sind, wobei weiterhin bei der Ablesung der Kompaßrose ein Parallaxenproblem auftreten kann. Auf Grund der Vielzahl der einzelnen mechanisch bewegten Teilen sind derartige Tochtergerät-Anzeigeeinrichtungen sehr aufwendig und wartungsintensiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die keine mechanisch bewegten Teile aufweist, so daß der mechanische Aufwand sowie der Wartungsaufwand verringert ist

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung ist sowohl für Kompaßsysteme geeignet, die Schrittdatenausgangssignale in Stromse:"Jcenlogikformat liefern, als auch für Kompaßsysteme, die die Schrittdatensignale in Stromquellen-Logikformat liefern. Bei der Stromsenkenlogik erfolgt das Schließen eines Schalters zum Spannungs-Nullpegel oder auf eine Spannung mit niedrigem Pegel, während bei der Stromquellenlogik das Schließen eines Schalters zu einer positiven Spannung oder einer Spannung mit hohem Pegel erfolgt

Durch die Verwendung von digitalen Anzeigen ergeben sich keine Parallaxenprobleme bei der Ablesung der Anzeige, und auf Grund des Fortfalls mechanischer Teile wird der Herstellungs- und Wartungsaufwand wesentlich verringert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der Tochter-Anzeigeeinrichtung weist drei parallele adaptive Schaltungen 11 mit jeweils drei Eingangsanschlüssen 1, 2 und 3 auf. Jede der parallelen adaptiven Schaltungen 11 empfängt eine Phase der Dreidraht-Schrittdatensignale von dem Kreiselkompaß. Die Ausgänge der adaptiven Schaltungen 11 werden über parallele Schmitt-Triggerschaltungen 12 und parallele Inverter- und Schaltereinheiten 13 weitergeleitet. Eine erste Dekodiereinrichtung 14 empfängt Ausgangssignale von jeder der Inverter- und Schaltereinheiten 13 sowie einen Austastimpuls von einem Austastgatter 15. Die Dekodiereinrichtung 14 ist ein Vierleitungs-/Zehnleitungs-Dekodierer, dessen Ausgang mit einer Segmentanzeige 16, beispielsweise einer Siebensegment-Anzeige verbunden ist. Eine zweite Dekodiereinrichtung 17 ist parallel zu der ersten Dekodiereinrichtung 14 angeschaltet, wobei die zweite Dekodiereinrichtung 17 einen dekodierten Ausgangsimpuls an einem von zwei Ausgangsanschlüssen erzeugt, die jeweils mit Vorwärtsbzw. Rückwärts-Zählung bezeichnet sind. Zwei parallele Impulsformerschaltungen 20 ergeben eine Formung des dekodierten Ausgangsimpulses vor der Zuführung des Impulses an einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler 21, der in Serie zugeführte In'pulse an seinem Eingang in ein binärkodiertes Dezimal-Ausgangssignal umwandelt. Der Zähler 21 weist drßi für einen Vorwärts-Rückwärts-Betrieb in Reihe geschaltete Zäh'lerabschnitte auf. Zwei zwischen den Zähk'rabschnitten des Zählers 21 angeschaltete Rücksttfllgatter 22 bewirken jeweils die Rückstellung der Zählerabschnitte auf 0 0 0, wenn 360 Grad der Vorwärtszählung erreicht ist, und auf 3 5 9, wenn der Zählwert 9 5 9 während der Abwärtszählung erreicht ist. Ein binärkodierter Dezimal-(BCD-) Dekodierer 23, der mit dem Ausgang des Zählers 21 verbunden ist, wandelt die binärkodierten Dezimal-Ausgangssignale in Siebensegment-Anzeigesignale um. Der BCD-Dekodierer 23 schließt drei Dekodierer 24 ein, die jeweils Siebensegment-Signale an eine Anzahl von Steuerkursanzeigern 25, 26, 27 liefern, die jeweils die Einer, Zehner und Hunderter-Stellen der Winkelanzeige darstellen.
Eine Testschaltung 28 schließt einen (nicht gezeigten)

ίο Impulsgenerator zur Durchführung eines dynamischen Testes der Impulsformerschaltungen 20, des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 21, der Rückstellgatter 22, des BCD-Dekodierers 23 und der Steuerkursanzeiger 25,26 und 27 ein. Diese Testschaltung 28 ermöglicht außerdem die Erzielung einer Ausgangseinstellung der Steuerkursanzeiger 25,26 und 27.

Die adaptiven Schaltungen 11 sind identisch und sind jeweils mit ihren Eingangsanschlüssen 1, 2 und 3 mit einem Anschluß entsprechender Widerstände 30 und 31 bzw. mit der Kathode einer entsprechenden Diode 32 verbunden. Die Anode der Diode 32 und der zweite Anschluß der Widerstände 30 und 31 sind über einen in Reihe geschalteten Widerstand mit einem gemeinsamen Anschluß verbunden, der den Eingangsanschluß der entsprechenden Schmitt-Triggerschaltung 12, einen Anschluß eines Kondensators 34 und die Kathode einer Diode 35 einschließt. Ein Fünf-Volt-Spannungsnull ist mit der gemeinsamen Verbindung der Anode der Diode 35 und dem zweiten Anschluß der Kondensators 34

j» verbunden.

Im Betrieb und bei Verwendung einer Stromsenkenlogik sind die Phasen A, B und C mit dem Anschluß 3 an jeder der adaptiven Schaltungen 11 verbunden. Die Klemmen 1 der adaptiven Schaltungen 11 sind mit

is +5VoIt verbunden, während die Anschlüsse 2 offenbleiben. Bei Verwendung einer Stromquellenlogik sind die Phasen A, B und C mit den Anschlüssen 2 der adaptiven Schaltungen 11 verbunden und plus 5 Volt ist mit den Anschlüssen 3 verbunden, während die

AO Anschlüsse 1 offenbleiben. Der Schritt-Dateneingang ist überlicherweise entweder ein 35-Volt- oder ein 70-Volt-Pegel, der jeder Phase zugeführt wird, und die Eingangslogik weist die in der Tabelle I dargestellte Form auf:

Tabelle I	1	2	3	4	5
0	X				X
A X	X	X	X
B			X	X	X
C

Ein χ zeigt das Schließen eines Kontaktes in der entsprechenden Phase an. Die Ziffern 0 bis 5 stellen zehn Bogenminuten oder l/6°-Schritte dar. Daher stellen sechs Schritte 1° des Steuerkurses dar.

Die Ausgangssignale der adaptiven Schaltungen 11

e,₀ sind mit den Triggerschaltungen 12 verbunden, in denen die Übergangszeiten zwischen den Spannungen mit hohem und niedrigem Pegel verringert werden, um kürzere Anstiegs- und Abfallkanten der Impulse zu liefern. Die verbesserten Ausgangsimpulse der Schmitt-

6i Triggerschaltungen 12 werden den Invertier- und Schaltereinheiten 13 zugeführt. Der Invertier-Abschnitt wird lediglich für Stromsenkenlogik-Eingänge verwendet. Wenn Stromsenkenlogik-Eingänge in dem

Schalterabschnitt verwendet werden müssen, werden die Schalter so eingestellt, daß sie Ausgänge von den Inverterschaltungen empfangen. Wenn Stromquellenlogik-Eingänge verwendet werden, empfangen die Schalter die Ausgänge direkt von den Schmitt-Triggerschaltungen 12. Die Ausgangsimpulse von den Schaltereinheiten 13 werden in der ersten Dekodiereinrichtung 14 dekodiert, um Ausgangsanzeigen von Steuerkursänderungen in Sechstel eines Grades zu liefern. Die Darstellungseinrichtung 16 stellt Sechstel eines Grades durch Beleuchtung von einem oder mehreren Elementen einer in sechs Elemente unterteilten Anzeige dar. Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, kann die Darstellungsvorrichtung 16 mehr als sechs Elemente einschließen. Es werden jedoch lediglich sechs Elemente verwendet, die eine geometrische Figur mit geschlossener Schleife bilden. Die Drehrichtung wird ebenfalls durch die Darstellungsvorrichtung 16 dadurch angezeigt, daß die Elemente entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn um die Figur herum beleuchtet werden. In einem Ausführungsbeispiel zeigt die aufeinanderfolgende Uhrzeigersinn-Beleuchtung der Elemente eine Drehrichtung nach rechts und eine aufeinanderfolgende Gegenuhrzeigersinn-Beleuchtung der Elemente eine Drehrichtung nach links an.

Die Ausgänge der Schalter in den Schaltereinheiten 13 werden außerdem der zweiten Dekodiereinrichtung 17 eingespeist, die parallel zu der ersten Dekodiereinrichtung 14 angeschaltet sind. Ein Ausgangssignal der Dekodiereinrichtungen 17 tritt nur nach einem Obergang von dem sechsten bis zum ersten Element oder von dem ersten zu dem sechsten Element in der Darstellungseinrichtung 16 auf. Die zwei Ausgangsanschlüsse der Dekodiereinrichtung 17 zeigen an, ob die Zählung von dem sechsten bis zum ersten Element (d. h. von A-C auf A in Tabelle I) oder von dem ersten zum sechsten Element (d.h. von A auf A-C in Tabelle I) übergegangen ist. Wenn die Zählung von dem sechsten zum ersten Element übergegangen ist, tritt ein Ausgangsimpuls an dem Vorwärtszählungs-Anschluß der Dekodiereinrichtung 17 auf. Wenn die Zählung von dem ersten zum sechsten Element übergegangen war, tritt ein Ausgang an dem Abwärtszählungs-Anschluß der Dekodiereinrichtung 17 auf.

Die Form des Ausgangsimpulses von der Dekodiereinrichtung 17 wird in den Impulsformerschaltungen 20 geformt und der Ausgangsimpuls wird dem ersten Abschnitt der drei Abschnitte des Vorwärts-Rückwärtszählers 21 zugeführt. Der Vorwärts-Rückwärtszähler 21

ίο wandelt an den Eingangsleitungen empfangene serielle Impulse in ein binärkodiertes Dezimalformat um, das dem BCD-Dekodierer 23 zugeführt wird. Die drei Dekodierer 24, die den drei Abschnitten in dem Vorwärts-Rückwärtszähler 21 entsprechen, wandeln die

r, binärkodierten Dezimal-Signale von dem Vorwärts-Rückwärtszähler 21 in ein Siebensegment-Dezimalformat um. Die Siebensegment-Dezimalsignale werden den Anzeigern 25, 26 und 27 zugeführt, die eine sichtbare Auslese oder Anzeige des Steuerkurses in

jo Grad ausgedrückt liefern.

Wenn die Zählung in den drei Abschnitten des Vorwärts-Rückwärtszählers 21 den Wert 360° erreicht hat, stellen die Rückstellgatter 22 die Abschnitte jeweils auf 0 0 0 zurück. Wenn während der Rückwärtszählung

>-, jeder Abschnitt 9 9 9 erreicht hat, stellen die Rückstellgatter 22 die drei Abschnitte in dem Vorwärts-Rückwärtszähler 21 auf 3 5 9 zurück.

Die Testschaltung 28 schließt einen (nicht gezeigten) Kippschalter ein, der die Impulsfolgefrequenz steuert,

jo mit der Impulse durch den Impulsgenerator in der Testschaltung erzeugt werden. Die höhere Frequenz liefert Impulse mit einer Frequenz, die 10° pro Sekunde äquivalent ist, und die niedrige Frequenz liefert Impulse mit einer Frequenz, die 1° pro Sekunde entspricht Der

r, Schalter steuert außerdem die Zuführung dieser Impulse entweder an den Aufwärtszählungs- oder den Abwärtszählungs-Ausgangsanschluß der Gatter 17. Während der anfänglichen Einstellung der Darstellungsvorrichtung wird der Kippschalter zum Abgleich der digitalen Auslese mit dem Steuerkurs verwendet.

Hierzu 1 Bhiii Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung für einen Kreiselkompaß, der als Ausgangssignale Dreidraht-Schrittdatensignale liefert, die die Drehrichtung und den Steuerkurs anzeigen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreidraht-Schrittdatensignale Signalformerschaltungseinrichtungen (11, 12) zugeführt werden, die an ihrem Ausgang kodierte Dreidraht-Impulsdatensignale liefern, daß der Ausgang der Signalformerschaltungseinrichtungen (11, 12) mit dem Eingang von ersten Dekodiereinrichtungen (14), die dekodierte Ausgangsimpulse entsprechend der Drehrichtung und dem Steuerkurs in Bruchteilen eines Grades liefern, sowie mit dem Eingang von zweiten Dekodiereinrichtungen (17) verbunden ist, die an ihrem Ausgang serielle Ausgangsimpulse entsprechend der Drehrichtung und dem Steuerkurs in Grad liefern, daß mit dem Ausgang der zweiten Dekodiereinrichtungen (17) Impulszählereinrichtungen (21) verbunden sind, die an ihrem Ausgang binärkodierte Dezimalzahl-Signale liefern und deren Ausgang mit dem Eingang von dritten Dekodiereinrichtungen (23) verbunden ist, die Dezimalsignale liefern, und daß mit den Ausgängen der ersten und dritten Dekodiereinrichtungen (14, 23) Darstellungsvorrichtungen (16, 25, 26, 27) verbunden sind, die eine optische digitale Anzeige der Drehrichtung und des Steuerkurses in Grad und in Bruchteilen eines Grades liefern.

2. Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalformerschaltungseinrichtungen durch drei parallele adaptive Schaltungen (11) gebildet sind, die zwischen dem Kreiselkompaß und den ersten und zweiten Dekodiereinrichtungen (14, 17) eingeschaltet sind und die Zuführung der Kompaß-Dreidraht-Schrittdatenausgangssignale sowohl in Stromsenken- als auch in Stromquellen-Logikformat ermöglichen.

3. Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Dekodiereinrichtungen (14) aufeinanderfolgende, die Drehrichtung und Steuerkursänderungen in Bruchteilen eines Grades anzeigende Ausgangsimpulse liefern.

4. Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Dekodiereinrichtungen (17) Einrichtungen zur Umwandlung der kodierten Dreidraht-Impulsdatensignale in Steuerkursänderungen in einer ersten Richtung anzeigende serielle Impulse an einem ersten Ausgangsanschluß und Steuerkursänderungen in einer zweiten Richtung anzeigende serielle Impulse an einem zweiten Ausgangsanschluß einschließen.

5. Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulszählereinrichtungen (21) das binärkodierte Dezimalzahlsignal entsprechend der resultierenden Akkumulation der seriellen Ausgangsimpulse liefern.

6. Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulszählereinrichtungen (21) durch einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler gebildet sind, der einen voreingestellten Minimal-Zählwert für Steuerkursänderungen in Abwärtsrichtung und einen voreingestellten Maximal-Zählwert für Steuerkursänderungen in anwachsender Richtung aufweist

7. Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellungseinrichtungen eine einzige Segmentanzeige (16) zur Anzeige von Steuerkursänderungen in Bruchteilen eines Grades sowie zur Anzeige der Drehrichtung aufweisen.

8. Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmentanzeige (1(5) Elemente einschließt, die in Form einer geschlossenen geometrischen Figur angeordnet sind und die Drehrichtung durch aufeinanderfolgende Beleuchtung der Elemente anzeigen.

9. Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellungseinrichtungen vier übliche 7-Segment-Anzeigen (16, 25, 26, 27) einschließen, von denen drei Anzeigen (25, 26, 27) den Steuerkurs

2<) anzeigen, während die 6 äußeren Elemente der vierten Anzeige (16) Steuerkursänderungen in V|6 eines Grades sowie die Drehrichtung durch die Richtung anzeigen, in der die Elemente aufeinanderfolgend beleuchtet werden.

10. Tochtergerät-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalformerschaltungseinrichtungen (11) eine Anzahl von Schmitt-Triggerschaltungen (12) einschließen, die parallel angeordnet sind und eine Schwingungsformung der Schrittdaten-Ausgangssignale ergeben.