DE2241810B2 - Digitaler sinus-wobbelgenerator - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen digitalen Sinus-Wobbelgenerator mit einem digitalisierte, eleichmäßig winkelbeabstandete Funktionswerte einer Sinusfunktion in einem Festwertspeicher speichernden und auf aufeinanderfolgende Funktionsänderunestaktsignale hin über einen Digital-Analog-

3 \ 4

iVandler als analoges Sinussignal abgebenden digita- Funktionsänderungstaktgenerator ein durch das Fre- Z Sinusfunktionsgenerator. quenzänderungstaktsignal in seinem Inhalt fortschalt-

Es sind bereits verschiedene analoge Generatoren bares Frequenzregister aufweist, daß der FuniQionsur Erzeugung von seismischen Wobbel-Signalen zur änderungstaktgenerator ein von der gleichen Grund-"oeisung von variablen seismischen Signalgcnerato- 5 frequenz abgeleitetes zweites Taktsignal festgelegter ³en bekanntgeworden. Typisch für derartige bekannte Frequenz aus dem Steueroszillator aufnimmt und ein r neratoren sind Bandgeräte mit rotierender Γτοΐη- Funktionsänderungstaktsignal mii einer durch das ρ in denen das analoge Wobbel-Signal auf der Verhältnis aus der festgelegten Frequenz des zweiten Trommel aufgezeichnet ist. Eine Umdrehung der Taktsignals und dem Inhalt des Frequenzregisters Trommel liefert dabei ein Wobbel-Signal, das mittels io bestimmten Frequenz an den digitalen Sinusfunk-Radioübertragungsvorrichtungen auf zugehörige Vi- tionsgenerator abgibt und daß der digitale Sinusfunkhrationsanlagen übertragen wird. Bei hochschnellen tionsgenerator die digitalisierten, gleichmäßig wmkelsmischen Vorgängen ist jedoch ein kontinuier- beabstandeten Funktionswerte in einer vollen Sinuslicher Betrieb erforderlich, so daß auch eine kontinu- periode von 360° entsprechend einer Penode des ierliche Radioübertragung notwendig wird, welche 15 analogen Sinussignals erzeugt.

doch eine nicht wünschenswerte Betriebsbedingung Beim erfindungsgemäßen Generator handelt es sich

Herstellt Darüber hinaus erzeugen dt;artige analoge also um eine digitale Schaltung zur Erzeugung eines reneratoren Signale, welche mit Schwankungen, gro- analogen Wobbel-Signals variabler Frequenz am Ort R_Pn Verzerrungen und sich wiederholenden Fehler- jeder Vibratoranlage, wobei relativ unaufwendige lowöbbel-Signalen verbunden sind. 20 gische Schaltkreise verwendet werden. Der Steuerin typischen bekannten digitalen Generatoren zur oszillator erzeugt ein Paar von Taktsignalen festge-Pryeueune eines Wobbelsignals wird ein vorbespiel- legter Frequenz, welche im folgenden als IK-iaKt-F^Bibliotheksband verwendet, wobei das Wobbel- signal und als TPR-Taktsignal bezeichnet werden, donal über einen Computer digitalisiert und dann Diese Taktsignale werden auf den Frequenzande- «Tf dem Band gespeichert wird. Im Betrieb wird das »5 rungstaktgenerator bzw. den Funktionsanderungs-AblenSgnal vom Band auf einen Fernspeicher ge- taktgenerator gegeben. Der Wobbelbereich kann ieben und sodann mindestens einer Vibratoranlage durch digitale Subtraktion einer Anfangsfrequenz fnaefuhrt Gemäß einer Möglichkeit wird da, Wob- und einer Endfrequenz des Wobbeivorgangs festgehefsienal ebenso wie bei den vorerwähnten analogen legt werden. Um logische Elemente zu sparen, kann neneratoren auf dem Radiowege übertragen, wobei 30 der Wobbeibereich auch direkt durch eine Bedie-S die gleichen Probleme in Form einer kontinuier- nungsperson als Binärzahl eingegeben widen. Das ichen Radioübertragung usw. ergeben. Gemäß einer resultierende Bereichseingabesignal wird zusammen änSen Möglichkeit kann in jeder Vibratoranlage mit einem Zeiteingabesignal, das der ausgewählten ^getrennte" Kernspeicher vorgesehen werden, wo- Zeitdauer des eewü^ten Wobbdvojjigs erU-he dann die Kerne mittels Radioübertragungsanord- 35 spricht, auf eine durch eine Teilerlogik und ein Re-Sungen ve banden werden. Diese Maßnahme erfor- gister gebildete Subtraktionsspeicherstufe gegeben^ SertJedoch sehr genaue Verbindungen, um die Kerne Durch eine digitale L°g*^schaItung * 'd der Bereich Scenau gleichen Zeiten auszuspeisen; das bedeutet in die Zeit des Wobbeivorgangs mal dem IR-Takt _mit anderenWorten daß die Vibrationsquellen syn- und mal der Auflösung geteilt. Das resultierende Fre-Son Je nebTn werden müssen. Darüber hinaus ist 40 quenzänderungstaktsignal wird auf das Frequenzregies erforderlich, das Problem der Einspeicherung ster des Funktionsänderungstaktgenerators gegeber, eines Kwünschten Wobbelsignals in den Kernspei- wodurch das Zeitintervall festgelegt wird m dem eher ifder Vibratoranlage zu lösen. Schließlich ist das Frequenzregister fortgeschaltet wird; damit wird auch die Verwendung einer Vielzahl von Kernspei- die Schaltfolge erhöht, mit dem ein Ai auLii uit ■"- e i__*»o-«i»aitet wirrt was im foleenden ni

erwendung einer Vielzahl von Kernspei- die Schaltfolge erhöht, mit dem e_n^

rn auh endie und damit teuer. 45 fortgeschaltet wird, was im folgenden noch genauer

rn »»^X^^tteto, Patentanmeldung erläutert wird. Die Periodendauer ^s Frequenxande-

id i Gt it F l Azahl der In

e und damit teuer. 45 fortges , g

X^^tteto, Patentanmeldung erläutert wird. Die Periodendauer ^s Frequenxande-281) wird ein Generator mit Fre- rungstaktsignals ist proportional zur Anzahl der In-

^s°

s eiert wird und bei dem ein Digital-Analog-Umsetzer tionsspeicherstufe bilden, wobei die

daß ein Frequenzänderungstakt- 60 änderungstaktsignal eingespeist wird wodurch das

Frequenz des analogen Sinussignals zu einer Gesamt- 65
Zeitdauer des analogen Sinussignals proportionalen
vorgebbaren Frequenz umwandelt und an einen
Funktionsänderungstaktgenerator abgibt, daß der

odendauer der geforderten Frequenz, wobei diese Die Teilung der TPR-Taktfrequenz zur Erzeugung Zeit gleich der ausgewählten Anzahl von Inkremen- des Funktionsänderungstaktimpulses erfolgt durcli ten in jeder Periode der Sinuswelle ist. Die Funk- kontinuierliche Substraktion der Komplementbinärtionsänderungstaktsignale schalten einen Binärzähler zahl im Frequenzregister 24 von der Binärzahl in fort, der die Inkreniente in der Sinuswelle digital er- 5 einem Register 30. Die Subtraktion der beiden Zahzeugt. Ein Festwertspeicher enthält die Sinusfunk- len erfolgt durch eine Teilerlogik 28. Wenn die Zahl tionen von 0° — 90° in einer vorgegebenen Anzahl im Frequenzregister 24 derart ausreichend oft subvon Speicherstellen in Abhängigkeit von der gefor- trahiert ist, daß das Register 30 beim nächsten TPR-derten Auflösung. Der Anstiegszähler adressiert diese Taktsignal negativ wird, so wird ein den Funktions-Speicherstellen sequentiell. Die notwendigen Adres- io änderungstakt repräsentierender Impuls auf eine zu sen für den Zugriff zur Sinusfunktion von 91 °—100° einem Anstiegszähler 34 eines digitalen Sinusfunkwerden durch Komplementbildung im Zähler erhal- tionsgenerators 32 führende Leitung gegeben. Im ten. Die nächsten 180° werden durch Wiederholung nächsten Taktzeitpunkt läuft das Register 30 über, der vorgenannten Schritte erhalten. Für den Zugriff wodurch eine Binärzahl erzeugt wird, die gleich dem zur Sinusfunktion von 271°—360° erfolgt eine er- 15 positiven Rest vor dem Überlauf t 4096 abzüglich neute Komplementbildung im Zähler. dem Inhalt des Frequenzregisters 24 ist.

Das über den Sinusfunktionsgenerator erzeugte di- Die Periodendauer der Funktionsänderungstakt-

gitale Wort für die Sinuswelle wird in den Digital- signale ist mehrmals Kleiner als die Periodendauer

Analog-Wandler eingespeist, um das analoge Wobbel- der geforderten Frequenz, wobei die Zeitpunkte, in

Signal im erfindungsgemäßen Sinne zu erzeugen. ao denen die impulsförmigen Funktionsänderungssignale

Weitere Merkmalle und Einzelheiten der Erfindung auftreten, gleich den vorgegebenen Inkrementen in

ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Periode des sinusförmigen Ausgangssignals

von Ausführungsformen anhand der Figuren. Es sind. Die Funktionsänderungssignale schalten einen

zeigt Anstiegszähler 34 fort, welcher die Anzahl der In-

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform 25 kremente der Sinuskurve digital erzeugt. Wie oben

des erfindungsgemäßen Generators, erwähnt, bestimmt die gewünschte Auflösung, wie

Fig. 2 bis 4 jeweils ein Schaltbild von Teilen des viele Inkremente pro Periode erzeugt werden. Der

Generators nach F i g. 1, Zählerzustand wird auf einen Anstiegsgenerator 36

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform gegeben, welcher eine logische Matrix ist und die

eines Sinusfunktionsgenerators und 3° Sinusfunktionen von 0—180° in einem binären Wort

Fig. 6 ein die Schaltung nach Fig. 5 detaillierter liefert. Der Anstiegsgenerator 36 arbeitet zusammen

darstellendes Schaltbild. mit dem höchstwertigen Bit des Anstiegszählers (Si-

In dem Wobbelgenerator nach F i g. 1 liefert ein nus-Bit) auf einen Digital-Analog-Wandler 38, worin Steueroszillator 12 ein Paar von Taktsignalen fest- das digitale Ausgangswort in eine Analogspannung gelegter Frequenz auf einen Frequenzänderungstakt- 35 überführt wird, welche der Amplitude der Analoggenerator 14 und einen Funktionsänderungsgenera- Sinusform bzw. dem gewünschten Wobbcl-Signal tor 16. Diese Taktsignale werden als IR-Taktsignale entspricht.

bzw. TRP-Taktsignal bezeichnet. Der Generator 14 In den F i g. 2 bis 6 sind als Beispiele Schaltbilder enthält eine Bereichseingabestufe 18 zur Festlegung spezieller logischer Kreise für den Steueroszillator 12, des zu durchlaufenden Wobbeibereichs. Das Be- 40 den Frequenzänderungstaktgenerator 14, den Funkreichseingabesignal wird in eine Teilerlogik 19 ein- tionsänderungstaktgenerator 16 und den digitalen gespeist, die ihrerseits an ein Register 20 angekoppelt Sinusfunktionsgenerator 32 dargestellt. Im Rahmen ist. Die Wobbeizeitdauer wird weiterhin durch über der Erfindung können jedoch zur Durchführung der eine Zeiteingabestufe 22 auf die Teilerlogik 19 ge- für spezielle Anwendungsfälle des digitalen Wobbeigeben. Der Bereich wird, wie anhand von Fig. 3 45 generators erforderlichen Funktionen Modifikationen noch genauer beschrieben wird, durch die Teilerlogik und/oder ein Ersatz von speziellen logischen Kreisen 19 und das Register 20 in das Produkt aus Wobbel- vorgenommen werden. Beispielsweise enthält die zeit, IR-Taktfrequenz und Auflösung geteilt. Eine Teilschaltung zur Signalverminderung an den Enden Auflösung, die größer oder kleiner als eine Periode des Wobbel-Signals die in Fig. 6 unten dargestellten ist, erfordert eine Division oder Multiplikation mit 50 Elemente. Ist andererseits ein analoges sinusförmiges der AuQösungszabl Ausgangscignal konstanter Frequenz erwünscht, se

Das daraus resultierende Frequenzänderungstakt- kann der Frequenzänderungstaktgenerator 14 abgesignal wird in ein Frequenzregister 24 des Funktions- schaltet werden, wodurch das Frequenzregister 24 änderungstaktgenerators 16 eingespeist. Eine Start- mit einer konstanten vorgegebenen Frequenz betriefrequenzstufe 26 liefert eine Anfangsfrequenz. Eine 55 ben und nicht durch das Frequenzänderungstakt-Binärzahl, welche den TPR-Takt vom Steueroszilla- signal des Generators gesteuert wird. Wenn das Fretor 12 darstellt and mit der in jeder Periode der Si- querregister 24, beispielsweise über eine Voreinnuswelle ausgewählten Anzahl von Inkrementen mul- stell-Fingerscheiben-Eingabeanordnung eine Stelltiplizäert wird, wird zur Erzeugung des Funktions- frequenz am Eingang erhält, so stellt folglich die änderungstaktimpulses durch die im Frequenzregister 60 Kombination aus FunktionsUnderungstaktgenerator IA gespeicherte Frequenz geteilt. Beispielsweise ent- 16 und digitalem Sinusfunktionsgenerator 32 einen spricht die Frequenz im Frequenzregister 24 dem sehr genauen, in verschiedenen elektronischen Bevom FrequenzändeTungstaktgenerator 14 gelieferten reichen generell verwendbaren digitalen Oszillator Frequenzänderungstaktsignal, d. h., diese Frequenz dar.

wird durch dieses Taktsignal modifiziert. Wenn das 65 F i g. 2 zeigt im einzelnen eine Ausführungsform Frequenzregister unverändert bleibt, kann anstelle des Stcueroszillators 12 nach Fig. 1. Ein Kristalleines Wobbelsignals ein sinusförmiges Ausgangs- oszillator 40 liefert einen vorgegebenen Takt mil signal mit konstanter Frequenz erzeugt werden. einer Frequenz von 524 288 kHz, welcher das vor-

(ο

erwähnte TPR-Taktsignal darstellt. Dieses TPR- bis zu einem Gesamt-1-Zustand. Dieser auf das Taktsignal wird auf einen rückwärts zählenden Teiler Nand-Gatter78 gegebene Zustand triggert den mono-42 gegeben, welcher um 16 herunlcrleilt, um das vor- stabilen Multivibrator 80 zur Bildung eines Verminerwähntc IR-Taklsignal mit einer Frequenz von derungstakts und stellt den Zähler 68 auf den Ver-32 768 kHz zu erzeugen. Das IR-Taktsignal wird 5 minderungseingangszustand zurück. An einem Einweilcrhin auf eine Folge von Zählern 44 bis 50 ge- gang 82 wird der Zeitzähler 54 durch ein Betätigeben, welche es zur Bildung eines 1 -Sckunden-Tak- gungssignal zum Zählen veranlaßt, während am Eintes um 32 768 teilen. Die Zählung beginnt, wenn ein gang 64 ein Startsignal auf den Start-Flip-Flop 62 Start-Flip-Flop 62 gestellt wird, wodurch die Rück- gegeben wird.

stellcingangssignale von den Zählern 44 bis 50 ab- io Fig. 3 zeigt im einzelnen den Frequenzänderungs-

gcschaltcl werden. Auf Zähler 52 und 54 wird ein taktgenerator 14 mit der Bereichseingabestufe 18,

Zeiteingangssignal gegeben, wodurch eine manuelle der Zeiteingabestufe 22, der Teilerlogik 19 und dem

Möglichkeit zur Einstellung der Zeitdauer des Wob- Register 20. Dieses Register 20 enthält eine Folge

bel-Signals gegeben ist. Das bedeutet, daß die Zähler von Speicherregistern 84 bis 90, während die Teiler-

52 und 54 zur Zeitzählung benutzt werden und zur 15 logik 19 eine entsprechende Folge von Additious-

Bildung eines 9-Sckunden-Wobbelvorgangs auf acht stufen 92 bis 98 enthält. Die Bereichseingabestufe 18

eingestellt werden. Wenn die Zähler alle bis zum ist an die Additionsstufen 96, 98 angekoppelt, wäh-

»1 «-Zustand gezählt haben, bewirkt ein ß_o-Ausgangs- rend die Zeiteingabestufe 22 über einen Eingang

signal des Zählers 54, daß ein Zähler 56 (der bereits einer Folge von Nand-Gattern 100 bis 108 an die

die Vermindcrungsrückstelldauer-Einstcllung besitzt) 20 Additionsstufen 92 und 94 angekoppelt ist.

zu zählen begin n't. Wenn ein tf„-Ausgangssignal des Die Register 84 bis 90 im Register 20 sind an ent-

Zählcrs 56 seinen tiefen Signalzustand annimmt, wird sprechende Additionsstufen 92 bis 98 der Teilerlogik

ein monostabiler Multivibrator 58 getriggert. Ein 19 angekoppelt. Die Teilung des im Register 20 ge-

Oder-Galtcr leitet diesen Impuls (oder ein Eingangs- speicherten Produkts erfolgt durch wiederholtes Sub-

signal vom Flip-Flop 62) zur Rückstellung der Signal- 25 tränieren des Bcreichseingabesignals unter Verwen-

verminderung weiter. Der Start-Flip-Flop 62 wird an dung der Additionsstufen der Teilerlogik 19. Ein

einem Stai !-Eingang 64 gestellt und am Ende des Inverter 110 ist an die Additionsstufe 92 und weiter

nächsten 1-Sekunden-Taktes, nachdem das B_n-Aus- an ein Einspeicher-Flip-Flop 112 sowie ein Nand-

gangssignal des Zählers 54 seinen hohen Signalzu- Gatter 114 angekoppelt. Das Flip-Flop 112 liefert

stand eingenommen hat, zurückgestellt. 30 das zweite Eingangssignal für das Nand-Gatter 114.

An einen Zähler 68 und an den Zähler 56 ist über Ein Inverter 116 ist vom Nand-Gatter 114 auf die

entsprechende Inverter 70 bis 76 ein binärer Vermin- zweiten Eingänge der Folge von Nand-Gattern 100

derungskreis 66 angekoppelt. An die Ausgänge des bis 108 geschaltet. Das Ausgangssignal des Inverters

Zählers 68 ist ein auf einem monostabilen Multivi- 116 wird weiterhin bei 118 als Frequenzänderungs-

brator 80 geschaltetes Nand-Gatter 78 angekoppelt, 35 taktsignal vom Frequenzänderungstaktgenerator 14

wodurch ein Vcrminderungstakt-Ausgangssignal er- abgegeben.

zeugt wird. Der Zähler 63 beginnt von der Vermin- Die logische Schaltung nach Fig. 3 dient zur Er-

derungseingangsinformation an zu zählen und zählt füllung der Beziehung

Frequenzänderungstakt =

! .. , , . _t IR-Taktfrequenz X Zeit X Auflösung

Wobbel-Bereich

worin - /, (hohe Frequenz) — /., (tiefe Frequenz) 45 hiert, um eine aufeinanderfolgend kleinere Zahl im

entsprechend der Anfangs- und Endfrequenz und die Register 20 zu bilden. In einem bestimmten Zeit-

IR-Taktfrequenz eine der IR-Taktfolge gleiche Bi- Intervall nach dem Anfangszustand des Registers 20

närzahl ist. ist der darin vorhandene Rest kleiner als die Binär-

Der Frequenzänderungstaktgenerator stellt mit a"n- zahl des Bereichseingabesignals. Danach gibt die Teidcren Worten eine locisehe Einrichtung zur digitalen 50 lerlogik 19 einen Null-Übertragungsimpuls über den Teilung des Bereichs ίη das Zeitprodukt des Wobbel- Inverter 110, der das Produkt aus Zeiteingabesignal vorganES mal dem IR-Takt und mal der Auflösung und IR-Taktfrequenz beim nächsten Taktsignal erdar. D\c IR-Taktfolge wird also als »Zeitbasis« in neut in das Register 20 einspeichert. Bei dem auf der Multiplikation benutzt, wobei eine Auflösung, den Null-Übertrag folgenden Taktsignal wird das weiche größer oder kleiner als eine Periode ist, einen 55 Einspeicher-Flip-Flop 112 gestellt und das Gatter entsprechenden Divisions- oder Multiplikationspro- 114 gesperrt, wodurch wiederum die Zeiteingangszeß mit der Auflösungszahl erfordert. Ist beispiels- gatter 100 bis 103 gesperrt werden. Damit wird verweise eine Zwcipcrioden-Auflösung erwünscht, so hindert, daß nach Erzeugung eines Frcquenzändcwerden die IR-Taktfrcqucnz und die Zeit zur BiI- rungstaktsignals bei 118 ein Zeitcingabesignai auf dung einer höheren Auflösung durch 2 geteilt. 60 die Teilerlogik 19 gelangt. Daher bestimmt das Zeit-

Das Zeiteingabcsignal wird logisch mit der IR- Intervall, in dem die Additionsstufe 92 ihren tiefen

Taktfrequenz multipliziert und das Ergebnis im Rc- Signalzustand annimmt, den vorerwähnten Frcquenz-

gistcr 20 Gespeichert. Dies erfolgt über das Einspei- änderungstakt. Dieses Taktsignal vom Generator 14

chcr-Flip-Flop 112 und den Inverter 110, wodurch dient zur Steuerung der Taktfolgc des Frcquenz-

das Nand-Gatter 114 und dann die Zeiteingangs- 65 registers 24 des Funktionsänderungstaktgcncrators,

Gatter 100 bis 108 geschaltet werden. Unter Aus- wodurch eine linear ab- oder zunehmende Binärzahl

nutzung der IR-Taktfrcqucnz werden die Binärwerte im Frequenzraster entsteht,

des Bcreichseincabcsignals ausreichend oft subtra- F i c. 4 zeigt den Funktionsändcrungstaktgencrator

ίο

Das andere Eingangssignal schaltet das Gatte 128
^ffiES ^{d d}

nach Fig. 4 stellt eine gegeben. Weüe'rh^wirT^rSpeTcher^nVdtr' a" St ^⁰"¹"""^{8 2}^ ^ErfÜllunS ^{der Bezie}'

Anstiegstakt = IgR-Taktfrequenz X Inkremente pro Periode der Sinuswelle

Frequenz im Frequenzregister 24

dar, worin die TPR-Taktfrequenz eine der TPR- (F on - , u ■

Taktfolge gleiche Binänahl ist. · η ' ^{che Im} Festwertspeicher 148 sespeichert Zu diesem Zweck wird die- Binärzahl im Frequenz ς?« f ?"'^{Bit bilÜet die Adresse} für den Zugriff zur register 24 durch kontinuierliche Frequenzadditton SE "λ ^V°" ^9I ~¹⁸⁰ durch Komplementais komplementäre BinärzaM in die TPR Taktfre °^liaunS ^Im Anstiegszähler 34, während das 2°-Bit quenz geteilt. Wenn die Zahl im Frequenzreeister 24~ *⁵ w-^S hi « ^Inverterlo?'l< und den Digital-Analogausreichend oft subtrahiert ist, damit das Reiter ™ ™ analer 38 gegebene Sinus-Bit für den Zusrilf zur beim nächsten TPR-Taktsignal negativ wirdI ToI wird ^Sin"f ^u.ⁿ*^5on von 181-360- ist. auf der Übertragungsleitung von der Additionsstufe °P^ez'^eii wird die Sinus-Funktion mittels des Gene- 130 ein Impuls zwecks nachfolgender Einspeisung 14« ^{h Adressier}u"g des Festwertspeichers in den Anstiegszähler 34 des Generators 32 abgeee am,··¹⁷⁶¹'⁸'' ^{der die Sinu}sfunktion von 0^c— 90' in ben (Fig. 1, 5, 6). Der auf der Übertragsleitung imit ^ADnaiW^eit von der geforderten Auflösung in einer 145 bezeichnet) abgegebene Impuls stellt das vor- ^T^m" ^A"^{ZahI von SteIlcn} enthält. ^Der Anerwähnte Funktionsänderungstaktsignal dar Das be "'^zähler 34 dient zur sequentiellen Adressierung deutet, daß das Übertragsausgangssignal gegen Erde « η r· T^{1 VOn} °°—^{9(Γ über die} ersten fünf Bits, geht, wenn der Rest im Register 30 kleiner als der ? λ ^{ZugnfS zur Si}»usfunktion von 9Γ—!80^c Inhalt des Frequenzregisters 24 ist, wodurch bei 145 hilrt h" ^Adressen werden durch Komplementdas Funktionsänderungstaktsignal erzeugt wird Zum tv t-u» ^{Zahlers 34 üb}er das sechste Bit erhalten. Zeitpunkt des nächsten TPR-Taktsignals läuft das ir 7^an,^lfoIS^f: wird ohne das Komplement für die Register 30 über was zur Erzeugung einer Binärzahl ₄„ S !üsbii" n°R-TJ⁸¹ °~^{27(Γ wiederholt}' ^{wobei das} fuhrt, die gleich dem positiven Rest vor dem Über £!^nusDIt ('■ Bit) die entgegengesetzte Polarität der lauf +4096 minus dem Inhalt des Frequenzregisters" T? ^a"^gibt·

24 ist. ^H registers Der Anstiegszähler 34 wird in Verbindung mit dem

Fig. 5 zeigt als Blockschaltbild eine in der oben ^^nus-^blt erneut einer Komplementbildung unterzo-

genannten älteren deutschen Patentanmeldung bereits « ?71 c "^_Λο ^Zugrifl zur Sinusfunktion um

vorgeschlagene Ausfuhrungsform des digitalen Sinus- _oll , ■ ^{2U schaff}en. Das resultierende Aus-

funktionsgenerators 32 nach Fig. 1, welcher ein si- ^ngssignal ist ein eine Periode des Sinus-Signals re-

nusformiges Signal konstanter Frequenz oder ein in Λ- n- · f^{8 di}8^itaIes Wort, das bei Einspeisung

Wobbel-Signal mit vorgegebenem Frequenzbereich anal ^Ujglti^al-^Analog-Wandler 38 zur Erzeugung des

und vorgegebener Zeitdauer erzeugen kann. Die so der Prf" ,^SInusförn»gen Ausgangssignals im Sinne

Schaltung kann weiter gemäß F ig. 6 modifiziert wer- YuJf^I ^fÜhrt· ^{Es ist} ™ bemerken, daß die

den, um eine Möglichkeit zur Verminderung des si- «Z 'LT^?^derung^staktfrequenz größer als die ge-

nusformigen Ausgangssignals zu schaffen. Ein ver- 3 Analogfrequenz des Ausgangssignals ist,

mindertes Wobbel-Signal eignet sich speziell zur Spei- cZ T**· ^{Um eine ZahI}- ^we]che gleich der pro Peri-

sung einer seismischen Quelle. ^F 2™ ^des sinusförmigen Signals gewählten Anzahl von

Gemäß Fig. 5 wird das vorerwähnte Funktions- eher λλ^- ^BeisP^ieJ:»weise enthält der Festwertspei-

anderungssignal über die Leitung 145 in den An τι ρ if ^Slnusfunktion von 0"—90" in 0 bis

stiegszähler 34 eingespeist, dessen Ausgangssignale dw? ρ Γ ^{Der Ansti}eg-^<lzähler 34 adressiert jeden

wiederum ,„ den Anstiegsgenerator 36 efrtgespeist Kni "^{kte VOn} °-³¹- ^w°"ach die Logik das werden Speziell werden die Ausgangssignale des An- 6o der"21?™ -?^{r mnhen} Bit-Adresse bildet! wenn

Stiegszahlers m eine komplementäre Stufe 146 ein- TLZ £ ^{szahler 34} weiter aufwärts zählt, zählt die

gespeist welche ihrerseits auf einen Festwertspeicher FeS^ · V^{s von 31 bis} °- ^B's hierher liefert der

148 arbeitet Dieser Festwertspeicher 148 ist über wl n^pe«!"-^{er I48 das di}g'^ta'e Wort fvr ISO^ einer

S¹ 'i^f¹⁰«*, ^(Fig- ^{6) an den} Digital-Analog- ηο^Ί \S-^e °^{ben envahnt}- werden die nächsten Wandler 38 angekoppelt, der ein analoges sinusför- 6, mh J^t ^Wif^ag^^o^i der vorgenannten Schritte

rniges Ausgangssignal {d. h. das analoge Wobbel- "If f .^KomPl«nem des Sinus-Bits erhalten.

Signal gemäß F: g. 1) liefert. Wie Fi g. 5 zeigt, adres- tinL ⁸' ^{Zeigt Im ein}zclnen den digitaler. Sinusfunk-

sieren die Biu 2» bis 2* die Sinusfunktion _v?_n Sn₆S^ ³^ ^{nach F}^-^ welcher zusätzlich

Logik zur Bildung einer Signalvermin-

11 12

derung an den Enden des Wobbeisignals enthält. In tionsstufen 189 und 200 und sodann in Additions-

F i g. 6 sind der Anstiegszähler 34, der Anstiegsgene- stufen 202, 204 des Verminderungsgenerators 152

rator 36 und der Digital-Analog-Wandler 38 vor- eingespeist. Das Funktionsänderungstaktsignal wird

erwähnter Art gemäß Fi g. 1 und speziell F i g. 5 dar- ebenfalls in die Speicher-/Additionsstufen 198, 200

gestellt. Weilerhin ist die die Signalverminderung er- 5 eingespeist. Von der Additionsstufe 162 wird ein

zeugende Logik der vorerwähnten Art dargestellt, Sinus-Bit als Eingangssignal in die Logik-Kreise 194,

welche eine Änderungs-Logikstufe 150 und einen 196, das Register 198 und die Speicher-/Additions-

Änderungsgenerator 152 enthält. Weiterhin ist eine stufe 202 eingegeben. Die Ausgangssignale der Spei-

Inverterlogik 154 vorgesehen, welche eine Komple- eher-Additionsstufen 202, 204 dienen zur Adressie-

mentbildung ermöglicht, was im folgenden noch er- io rung eines Paars von Speicher-/Additionsstufen 206,

läutert wird. 208 eines Anstiegregisters 210, das, wie dargestellt,

Ist eine Verminderung des durch den erfindungs- den Digital-Analog-Wandler 38 enthält. Die digitalen

gemäßen Generator erzeugten Wobbeisignals nicht Ausgangswörter der Speicher-/Additionsstufen 206,

erwünscht, so können die Änderungs-Logikstufe 150 208 werden bei 212 abgegeben und weiterhin in den

und der Änderungsgenerator 152 entfallen, wobei das i₅ Digital-Analog-Wandler 38 eingespeist, um das ana-

Ausgangssignal des Anstiegszählers 34 direkt auf die löge Wobbelsignal im erfindungsgemäßen Sinn zu bil-

Komplementstufe 146 des Anstiegsgenerators 36 ge- den.

geben wird. Das Ausgangssignal des Festwertspei- Die Erzeugung einer Verminderung an den Enden

chers 148 wird dann direkt In den Digital-Analog- des analogen Wobbelsignals erfolgt unter Verwen-

Wandler 38 zur Bildung de;> analogen Wobbelsignals 20 dung des Festwertspeichers 148 zur Festlegung der

eingespeist. Verminderungswerte. Zu diesem Zweck wird die Ein-

Der Anstiegszähler 34 enthält ein Zählerpaar 156, speisung des Inhalts der Änderungszähler 166, 170 158, wobei de"r Zähler 156 das von der Teilerlogik 28 in die Additionsstufen 160, 162 durch die Und-Gatdes Funklionsänderungstaktgenerators 16 gelieferte ter 172 bis 184 verhindert, wenn das Funktionsände-Funktionsänderungstaktsignal aufnimmt. Die Zähler 25 rungstaktsignal seinen hohen Signalzustand besitzt. 156, 158 nehmen weiterhin den vom oben erwähnten Dann werden nur die Anstiegszähler-Adressen und Start-Flip-Flop 62 (Fig. 2) gelieferten Rückstell- das Sinus-Bit in den Festwertspeicher 148 gegeben. Eingangsimpuls auf. Die Ausgangssignale der Zähler Beim Übergang des Funktionsänderungstaktsignals 156. 158 werden auf Additionsstufen 160, 162 ge- vom hohen zum tiefen Signalzustand wird die durch geben. Ein vom monostabilen Multivibrator 80 nach 30 den Anstiegszähler erzeugte Sinusfunktior. lediglich F i g. 2 geliefertes Verminderungs-Taktsignal wird in zur Speicherung vom Festwertspeicher 148 in die ein Und-Gatter 164 eingespeist, welches an den Aus- Speicher-/Additionsstufen 198, 200 eingegeben. gang eines Änderungszählers 166 angekoppelt ist. Besitzt das Funktionsänderungstaktsignal seinen Die Ausgangsleistung des Änderungszählers 166 ist tiefen Signalzustand, so können die Und-Gatier über einen Inverter 168 auf den anderen Eingang des 35 172—184 den Inhalt de' Änderungszähler 166, 170 Und-Gatters 164 geführt. Der Verminderungs-Rück- in die Additionsstufen 160, 162 eingeben, welche die Stellimpuls wird vom Steueroszillator 12 nach Fi g. 2 Ausgangssignale der Änderungszähler zu den Ausin den Anderungszähler 166 eingespeist. gangssignalen des Anstiegszählers zur Bildung einer

Der Rückstellimpuls wird auf einen zweiten Ände- Adresse addieren, welche die Sinusfunktion für die

rungszähler 170 gegeben, wobei die Ausgangssignale 40 Verminderung erzeugt. Diese Sinusfunktion wird zu

der Änderungszähler 166,170 in erste Eingänge einer der Anstiegs-Sinusfunktion in den Speicher-/Addi-

Folge von Verminderungs-Logik-Und-Gatter 172 bis tionsstufen 198, 200 hinzuaddiert, um den Punkt auf

184 eingespeist werden. Die zweiten Eingangssignale dem Anstieg mit der Signalverminderung zu erzeu-

für diese Und-Gatter 172—184 werden über einen gen. Aufgrund der Inversion des höchstwertigen Bits

Inverter \&6 von der Taktleitung 145 geliefert. Die 45 vom Änderungszähler 170 (über einen Inverter 214)

Ausgangssignale der Und-Gatter 172—178 sowie liegen diese Sinusfunktionen um 180° außer Phase.

180—184 werden zusammen mit den entsprechenden Werden sie addiert, so führt dies zu einem Ausgangs-

Ausgangssignalen der Zähler 156,158 auf die Zähler signal mit der Amplitude Null. Da die Phasenver-

160 und 162 gegeben. Schiebung von 180° bis gegen 0° abnimmt, liefern

Die Ausgangssignale der Additionsstufen 160, 162 50 die kombinierten Sinusfunktionen eine von Null bis

werden auf die Komplementstufe 146 gegeben, wel- zu einem Maximum zunehmende Phase, was insge-

che einen Basis/Komplement-Logikkreis 188, einen samt eine Signalverminderung bedeutet.

Inverter 190 und ein Exklusiv-Oder-Gatter 192 ent- Der Vorgang wird kontinuieiiich wiederholt, bis

hält. Das Ausgangssignal des Kreises 188 und des die Änderungszähler 166, 17§ 64mal fortgeschaltet

Gatters 192 werden in den Festwertspeicher 148 ein- 55 sind bzw. 64 Schaltzustände durchlaufen haben (ir

gespeist. Der Kreis 188 liefert eine nicht komplemen- diesem Beispiel). Sodann wird ein weheres Fortschal-

tare Sinusfunktion, wenn das eingespeiste Steuer- ten verhindert; d. h. das vom Änderungszahler 16i

signal seinen hohen Signalzustand besitzt. auf den Inverter 168 gegebene Ausgangssignal nimm

Die Inverterlogik enthält ein Paar von Basis-Kom- seinen hohen Signalzustand an, wodurch das Und

plement-Logikkreisen 194, 196, welche an den Aus- 60 Gatter 164 gesperrt wird. In diesem Zeitpunkt win

gang des Festwertspeichers 148 angekoppelt sind. der Anstiegszähler-Adresse eine Verminderungs

Diese Logik 154 dient zur Invertierung der vom adresse Null hinzuaddiert, was zu zwei genau ii Festwertspeicher 148 gelieferten Sinusfunktion, um Phase befindlichen Sinusfunktionen führt. Werde:

das richtige digitale Wort in den Digital-Analog- diese beiden Sinusfunktionen über den Änderung:

Wandler 38 einzuspeisen. Der Betrieb erfolgt also 65 generator 152 addiert, so wird ein Signal mit volle

mit invertierter Polarität. Die Ausgangssignale der bzw. maximaler Amplitude auf die Speicher-/Add

Logik-Kreise 194, 196 werden in Speicher-/Addi- tionsstufen 206,208 gegeben. Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Digitaler Sinus-Wobbelgenerator mit ein^m digitalisierte, gleichmäßig winkelbeabstandete Funktüonswerte einer Sinusfunktion in einem Festwertspeicher speichernden und auf aufeinanderfolgende Funktionsänderungstaktsignale hin über einen Digital-Analog-Wandler als analoges Sinussignal abgebenden digitalen Sinusfunktionsgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß ein Frequenzänderungstaktgenerator (14) ein erstes Taktsignal festgelegt*«· Frequenz aus einem Steueroszillator (12) aufnimmt, in ein Frequenzänderungstaktsignal mit einer dem Verhältnis einer Frequenzdifferenz von maximaler minus minimaler Frequenz des analogen Sinussignals zu einer Gesamtzeitdauer des analogen Sinussignals proportionalen vorgebbaren Frequenz umwandelt und an einen Funktionsänderungstaktgenerator (16) abgibt, daß der Funktionsänderungstaktgenerator (16) ein durch das Frequenzänderungstaktsignal in seinem Inhalt fortschaltbares Frequenzregister (24) aufweist, daß der Funktionsänderungstaktgpnerator (16) ein von der gleichen Grundfrequenz abgeleitetes zweites Taktsignal festgelegter Frequenz aus dem Steueroszillator (12) aufnimmt und ein Funktionsänderungstaktsignal mit einer durch das Verhältnis aus der festgelegten Frequenz des zweiten Taktsignals und dem Inhalt des Frequenzregisters (24) bestimmten Freauenz an den digitalen Sinusfunktionsgenerator (32) abgibt und daß der digitale Sinusfunktionsgenerator (32) die digitalisierten, gleichmäßig winkelbeabstandeten Funktionswerte in einer vollen Sinusperiode von 360 entsprechend einer Periode des analogen Sinussignals erzeugt.

2. Sinus-Wobbelgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorgabe der Wobbelzeitdaver eine erste Zahlensignale abgebende Zeiteingabestufe (22) und zur Vorgabe der Frequenzdifferenz eine zweite Zahlensignale abgebende Bereichseingabestufe (18) vorgesehen ist, daß der Frequenzänderungstaktgenerator (14) eine die ersten Zahlensignale und die zweiten Zahlensignale übernehmende Subtraklionsspeicherstufe (19, 20) aufweist, die auf aufeinanderfolgende erste Taktsignale mit festgelegter Frequenz hin, die zweiten Zahlensignale von den ersten Zahlensignalen unter Bildung von Differenzzahlensignalen subtrahiert und die bei der Subtraktion gebildeten Differenzzahlensignale in einem Register (20) speichert, dann gegebenenfalls die zweiten Zahlensignale mehrfach von den Diflierenzzahlensignakn subtrahiert und die hierbei gebildeten Differenzzahlensignale wiederum im Register (20) speichert und die bei Differenzzahlensignalen für Zahlen kleiner Null das Frequenzänderungstaktsignal abgibt.

■l. Sinus-Wobbelgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiteingabestufe (22) zur Zuführung der ersten Zahlensignale über Gatter (100 bis 108) an die Subtraktionsspeicherstufe (19, 20) angekoppelt ist, deren Schaltzustand durch ein Flip-Flop (112) steuerbar ist, und daß das Flip-Flop (112) bei Differenzzahlensignalen für Zahlen kleiner Null, ausgelöst durch nächstfolgenden Impuls des ersten Taktmit Lfgelegter Frequenz, die Gatter (100 ta 1Ö8) durchschaltet und das Frequenzanderungstaktsignai abgibt.

4 Sinus-Wobbelgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet TJr der Funktionsänderungstaktgenerator (16) Se die Inhaltssignale des Frequenzregisters (24) iihernehmende weitere Subtraktionsspeicherstufe (2* 30) aufweist, die, auf aufeinanderfolgende zweite Taktsignale mit festgelegter Frequenz hin, die Inhaltssignale des Frequenzreg.sters (24) von einem der festgelegten Frequenz der. zweiten Taktsignale entsprechenden Zahlens.gnal unter Rildune von weiteren Differenzzahlensignalen subtrahiert und die bei der Subtraktion gebildeten weiteren Differenzzahlensignale in einem weiteren Reeister (30) speichert, dann gegebenenfalls die fnh Sgnale mehrfach von den weiteren Diffe- -enzzahlensignalen subtrahiert und die h.erbe, gebildeten weiteren Differenzzahlensignale w.ederum im weiteren Register (30) speichert und die bei Differenzzahlensignalen fur Zahlen kleiner Null das Funktionsänderungstaktsignal abgibt.

5 Sinus-Wobbelgenerator nach einem der vorhercehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß" das Frequenzregister (24) ein in seinem Inhalt voreinstellbarer Aufwärts-'Abvvarts-Zahler (120,122, 124) ist. . .

6 Sinus-Wobbelgenerator mit einem durch das Funktionsänderungstaktsignal in seinem Zählerinhalt fortschaltbaren und Adressensignale zur Adressierung des Festwertspeichers abgebenden Zähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur kontinuierlichen Änderung der Amplitude des von Dieital-Analog-Wandler (38) abgegebenen analogen Sinussignals die Adressensignale über Additions, stufen (160,162) dem Festwertspeicher (148) und vom Festwertspeicher (148) abgegebene digitale Sinussignale über eine digitale Sinussignale speichernde Speicher-/Additionsstufe (198 bis 208) dem Digital-Analog-Wandler (38) zuführbar sind, daß ein von einem Änderungstaktsignal in seinem Zählerinhalt fortschaltbarer Änderungszähler (166 170) nach Speicherung der durch das Adressensignal bestimmten digitalen Sinussignale in der Speicher-'Additionsstufe (198 bis 208) Änderungssignale an die hierauf die Adressensienale entsprechend den Änderungssignalen ändernden Additionsstufen (160, 162) abgibt, und daß die Speicher-'Additionsstufe (198 bis 208) die durch das Adressensignal und das geänderte Adressensignal bestimmten digitalen Sinussignale addiert und als Summe an den Digital-Analog-Wandler (38) abgibt.