DE2327148C3

DE2327148C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum schrittweisen Steuern von elektronischen Stellgliedern in n Schritten in Rundfunk- und/oder Fernsehgeräten

Info

Publication number: DE2327148C3
Application number: DE2327148A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 7530 Pforzheim Schroeder
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1973-05-28
Filing date: 1973-05-28
Publication date: 1979-09-27
Also published as: AT348602B; ES426718A1; BE815535R; GB1471935A; FR2325260A1; NL7406975A; AU6946574A; ATA419474A; FR2325260B3; DE2327148B2; US3909732A; DE2327148A1

Description

gleichzeitig abschaltbar sind Dieses Verfahren arbeitet aber nur in einer Einstellrichtung und kann nicht in Rückwärtsrichtung betrieben werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art das Verhältnis der Anzahl der Einstellstufen, bezogen auf die Einstellzeit, auf etwa das Doppelte zu erhöhen, ohne die Einsteilgenauigkeit zu vermindern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst Weitere Ausbildungen dnr Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß gegenüber den bekannten Verfahren und Schaltungen die Stufenzahl auf z. B. 2 (n— 1) erhöht ist und damit die Einstellgenauigkeit etwa verdoppelt wird, obwohl die Einstellgeschwindigkeit praktisch erhalten bleibt

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fi g. 1 die Kombination eines elektronisches Schrittzählers mit einem bistabilen elektronischen Schalter, wodurch die Zahl der schaltbaren Ausgänge verdoppelt werden kann,

Fig.2 das Priazipschaltbild des Zwischenstufenverfahrens für Digitalanalogwandler, wie sie als Stellglieder für Bedienungsfunktionen benötigt werden,

Fig.3 das Prinzipschaltbild des unsymmetrischen Schrittsteuerverfahrens, bei dem in einer Richtung langsamer, aber feiner gesteuert wird als in der anderen Schrittrichtung.

Der elektronische Schrittschalter 51 in F i g. 1 ist beispielsweise an seinem Eingang Ei so steuerbar, daß mit jedem positiven Impuls eine positive Ausgangsspannung vom Ausgang A 1 auf A 2, von A 2 auf A 3 oder von Λ 3 auf Λ 4 übergeht Dabei ist nur jeweils einer der vier Ausgänge positiv alle anderen werden Null. Der elektronische Schrittschalter kann zyklisch arbeiten, so daß ein positiver Impuls an E1 die positive Ausgangsspannung von A 4 auf A 1 übergehen läßt oder ein positiver Impuls an El die positive Ausgangsspannung von A 1 auf A 4. Wenn elektronische Sperren eingebaut sind, wie es bei Bedienungsfunktionen für Lautstärke, Helligkeit und Farbsättigung üblich ist, sind die letztgenannten zyklischen Operationen nicht möglich. Das Vor- und Rückwärtssteuern zwischen A 1 und A 4 ist dann jeweils nur durch eine Umkehr der Schrittrichtung möglich.

Parallel zu El liegt E\ der Eingang des bistabilen elektronischen Schalters 52, der durch einen positiven Impuls an diesen Eingang in die positive Lage am Ausgang A 5 gesetzt wird, unabhängig davon, wieviel positive Impulse an E3 eintreffen. Parallel zu £2 liegt £4, der zweite Eingang des bistabilen elektronischen Schalters 52, an dem der Ausgang A 5 in die Nullstellung gesetzt wird, unabhängig davon, wieviel positive Impulse an EA eintreffen.

Die Und-Gatter G 1 bis G 9 sind in vier Gruppen so aufgeteilt, daß jeweils zwei aufeinanderfolgende Gatter mit einem Eingang gemeinsam an einem der Ausgänge des elektronischen Schrittschalters Ai bis A4 angeschlossen sind. |e ein Eingang der vier Gruppen liegt jeweils direkt an A 5, dem Ausgang des elektronischen Schalters 52. Der letzte Eingang aus jeder der vier Gruppen ist über den Inverter /1 mit A 5 verbunden. Am Ausgang jedes lln(.'-^riattcrs erscheint bekanntlich nur dann ein positives Signal, wenn seine beiden Eingänge positiv werden, woraus sich folgende Kombinationen ergeben:

1. Bei Vorwärtsschritten (positive Impulse an El) werden nacheinander folgende Ausgänge positiv:

Λα i> Λα, Aas, Act.

Z Bei Rückwärtsschritten (positive Impulse an E 2):
Ac2, Ag 4, Ao

Dies gilt jedoch nur für zyklische Schaltungen des elektronischen Schrittschalters. Wenn elektronische Anschläge vorhanden sind, kann A 4 nur über E I positiv geschaltet werden und A 1 nur über EZ Es fallen zwei Kombinationsmöglichkeiten aus. Gi und G 8 sind in diesem Falle überflüssig, man erreicht nur sechs Ausgänge.

In weiterer Ausbildung, z. B. wie im Ausführungsbeispiel von F i g. 1 gezeigt und vorstehend beschrieben, ergibt sich aus diesem eine besonders einfache Lösung in der Weise, daß der elektronische. Schrittschalter außer je einem Signaleingang für die beiden Schrittrichtungen η verschiedene Ausgänge besitzt, viie nacheinander in beliebiger Schrittrichtung mit den entsprechenden Eingangssignalen schaltbar sind und daß ein weiterer bistabiler elektronischer Schalter mit dem einen S»gnaleingang zum Steuern der einen Schaltstellung parallel zu dem einen Signaleingang des elektronischen Schrittschalters und mit dem anderen Signaleingang zum Steuern in die andere Schaltstellung parallel zum anderen Signaleingang des elektronischen Schrittschalters geschaltet ist und daß der Schaltausgang des elektronischen Schalters in Serie oder parallel zu den η Ausgängen, gegebenenfalls in Verbindung mit zusätzlichen Schalteielementen so geschaltet wird, daß in der einen Schrittrichtung π Ausgänge und in der anderen zusätzlich η bzw. n-2 weitere Ausgänge oder Ausgangssignale nacheinander schaltbar sind.

Die Schrittzähler in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 können z.B. aus Flip-Flop-Ketten, Schieberegistern oder Ringzählern bestehen.

Fig.2 zeigt das Beispiel eines binär kodierten Digitalanalogwandlers, wobei die Zähl-Flip-Flop FFI bis FF3 hintereinander geschaltet sind und interne elektronische Anschläge besitzen sollen. Als Stellglied für eine beliebige Funktionssteuerung dient der Transistor Tl, an dessen Basis die Matrixwiderstände 1R, 2R, AR insgesamt acht verschiedene Leitwertkombinationen für den Basistrom bilden können. Die Werte der Widerstände verdoppeln sich jeweils. Der Zusatzwiderstand 8/? ist doppelt so groß, wie AR und wird von einem weiteren Flip-Flop FF4 geschaltet dessen Vor- und Rückwärtseingang parallel zu den gemeinsamen Vor und Rückwärtseingangen £Vund Er der Zähl- Flip-Flop liegen. Je nach der Zählrichtung wird der Zusatzwiderstand 8/7 parallel- oder abgeschaltet und erzeugt so für eine bestimmte Zählriditung die gewünschten Zwischenstufungen. Die Stufenzahl einschließlich der Zwischenstufen erhöht sich durch die Schaltung von P auf 14. Es kommen also sechs Zwischenstufen hinzu. Der Weg zu bestimmten Zwischenstufen führt stets über eine Umkehr der Zählrichtung für jeweils eine Rück- und Vorwärtsstufe. Dadurch werden alle Zwischenstufen jedoch wesentlich schneller erreicht als bei einer normalen sequentiellen Schrittsteuerung.

Das Allsführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht in der Grundschaltung dem der Fig. 2, jedoch wird in Vorwärisrichtung eine feinere Shifting erreicht, weil

Flip-Flop FF 5 in Verbindung mit 8/? nur auf die Vorwärtszählimpulse reagiert, während FFΊ den Eingang für die Rückwärtszählimpulse besitzt und nur mit drei Zähl-Flip-Flop arbeitet statt mit vier. Daraus ergeben sich 16 Vorwärtsschritte und nur 8 Rückwärtsschritte mit der Unsicherheit von einem Zählschritt, weil die Rückwärtszählung unabhängig vom Schaltzustand von FFi erfolgen kann. Natürlich sind die Rückwärtsschritte in diesem Falle Doppelschritte.
Die Schrittfunktionen der beschriebenen Ausführungsbeispiele können sowohl durch drahtlose als auch durch drahtgebundene, beispielsweise durch Tastung ausgelöste Signale (Fernbedienung) betätigt werden Die Schrittfunktionen können auch drahtlos oder

·'< drahtgebunden mittelbar oder unmittelbar durch die Tastsignale eines periodischen Start-Stop-lmpulsgenerators ausgelöst werden, wobei der Start-Stop-Impulsgenerator durch Tastung betätigbar ist und entweder mit der Tastschaltung oder mit dem elektronischen

ι (ι Schrittschalter unmittelbar verbunden isL

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Verfahren zum schrittweisen Steuern von elektronischen Stellgliedern in π Schritten in Rundfunk- und/oder Fernsehgeräten mittels Ultraschall-Fernsteuerung unter Verwendung eines elektronischen Schrittschalters mit π verschiedenen Ausgangssignalen, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schrittschalter eine Vorwärts- und eine Rückwärtsschrittrichtung besitzt und mindestens in einer der beiden Schrittrichtungen etwa die Hälfte der Schritte übersprungen werden.

Z Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Schrittrichtung Schritte ungeradzahliger Ordnungszahl und in der anderen Schrittrichtung Schritte geradzahliger Ordnungszahlen ausgeführt werden.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens f»ich Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schrittschalter (Si) getrennte Eingänge (Ei, E2) für die Vorwärts- und Rückwärtsschrittrichtung und π verschiedene Ausgänge (A 1 bis A 4) besitzt, die nacheinander in beiden Schrittrichtungen schaltbar sind, daß ein weiterer bistabiler elektronischer Schalter (S 2) mit seinem einen Signaleingang (E3) zum Steuern der einen Schaltstellung parallel zu dem einen Signaleingang (Ei) des elektronischen Schrittschalters (Si) und mit dem anderen Signaleingang (E4) zum Steuern in die andere Schaltstellung parallel zum anderen Signaleingang (E2) des elektronischen Schrittschalters (Si) geschähet ist und daß der Schaltausgang (AS) des bistabilen elektronischen Schalte,s (52) mit den η Ausgängen des elektronischen Schrittschalters (S 1) so verknüpft ist, daß in der einen Schrittrichtung η Ausgangssignale und in. der anderen zusätzlich η bzw. n—2 weitere Ausgangssignale nacheinander schaltbar sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale mit Hilfe von Oder- bzw. Und-Gattern (Gi bis G8, Fig. 1) schaltbar sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schrittschalter aus einer Kette binärer Zähl-Flip-Flops (FFi bis FF3) besteht und die Ausgangssignale auf binär gestufte Widerstandswerte (1R, 2R, 4/7, SR) arbeiten, wobei der höchste Widerstandswert (SR) von einem weiteren bistabilen elektronischen Schalter (FFA) schaltbar ist (F i g. 2).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schrittschalter aus einer Kette binärer Zähl-Flip-Flops (FFi bis FF5) besteht, deren Signaleingang für die eine Schrittrichtung an dem ersten Zähl-Flip-Flop (FF5) und für die andere Schrittrichtung (Signaleingang ER) an dem zweiten Zähl-Flip-FIop (FFi) angeordnet ist, und daß die Ausgangssignale auf binär gestufte Widerstandswerte (1R, IR, 4R, SR) arbeiten, wobei der höchste Widerstandswert [SR) von dem ersten Zähl-Flip-FIop (FFS) schaltbar ist (F ig. 3).

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schrittschalter durch einen Start-Niopf Impulsgenerator auslösbar ist.

Die Erfindung betrifft ein im Oberbegriff des Anspruchs I angegebenes Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens. Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt (Funkschau 1971,Heft6,S. 153bis 156;s.unten).

Verfahren dieser Art können durch ein Signal entsprechender Dauer oder durch mehrere kurzzeitige, gegebenenfalls auch kodierte Signale auf die gewünschte Einstellposition gebracht und anschließend h* dieser

ι" Stellung festgehalten werden. Elektronische Stellglieder werden bevorzugt für drahtgebundene oder drahtlose Fernsteuerung eingesetzt, wobei sich nunmehr auch die digitale Technik wegen ihrer sicheren und exakten Funktion sowie der Speichermöglichkeiten zunehmend durchsetzt.

In Rundfunk- und Fernsehgeräten verwendet man beispielsweise zur Abstimmung auf die gewünschten Empfangskanäle voreingestellte Abstimmspannungen, die über elektronische Schalter wahlweise an Kapazitätsdioden gelegt werden können. Die elektronischen Schalter können von elektronischen Schrittschaltern sequentiell gesteuert werden. Es sind Fernbedienungsschaltungen für Fernsehgeräte bekannt, die ebenfalls über eine sequentielle, schrittweise Steuerung in ihrer

-"> Lautstärke, Helligkeit oder Farbsättigung stufenweise in Auf- und Abwärtsrich tung geregelt werden können.

Für das Steuern in Stufen sind verschiedene Gesichtspunkte zu berücksichtigen. Es hätte keinen Sinn, die Stufung der digitalen Steuerung bis weit unter

^!" die Grenze der Unterscheidungsmöglichketten zwischen benachbarten Stufen zu verfeinern. Ebenfalls ist es auch nicht empfehlenswert, während des Regelvorganges die Kontrollzeit für eine erreichte Stufe über das Gehör, die Augen, das menschliche Gehirn und die

'"' Rückmeldung an die motorischen Nerven, die beispielsweise über einen Finger die Tastung einer Fernbedienungsschaltung beenden müssen, allzu kurz zu machen. Die Verweilzeit auf einer erreichten Stufe muß die menschliche Reaktionszeit mit Sicherheit übertreffen.

'" Die Praxis hat gezeigt, daß eine Verweilzeit pro Stufe von mindestens 0,6 s gewählt werden muß. Nur dann ist es einer bedienenden Person mit Sicherheit möglich, den Bedienungsvorgang auf Grund einer angezeigten Kanalziffer zu stoppen. Gleiche Bedingungen gelten

'' auch für Lautstärke-, Helligkeits- und Farbsättigungsstufen.

Allen sequentiell steuernden Verfahren haftet daher der Nachteil an, daß eine relativ lange Einstelldauer zu erwarten ist, sobald ein größerer Einstellbereich zu

'" durchlaufen ist. Benutzt man beispielsweise 16 Stufen für sonst kontinuierlich einzustellende physiologische Bedienungsfunktionen, wie Lautstärke, Helligkeit und Farbsättigung, so benötigt man zum Durchregeln des gesamten Regelbereiches ca. 10 s. Diese Zeit wird meist als zu lang empfunden.

Aus der oben bereits genannten Literaturstelle in Funkschau 1971, Heft 6, Seiten 153 bis 156 ist ein elektronischer Schrittschalter bekannt, wobei mehrere bistabile elektronische Schalter derart angeordnet sind,

'" daß der Ausgang des jeweils eingeschalteten bistabilen elektronischen Schalters mit dem Eingang des nachfolgenden ausgeschalteten elektronischen Schalters über einen Kondensator verbunden ist, so daß der Kondensator sich entlädt und seinen Aufladestromstoß beim

" Ausschalten des eingeschalteten elektronischen Schalters an den Eingang des nachfolgenden weitergibt und diesen einschaltet, wobei sämtliche bistabilen elektronischen Schalter über einen gemeinsamen Steuereingang