DE2349904C3 - Digital-Analog-Umsetzer mit Amplituden- und Impulsbreiten-Modulation - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Digital-Analog-Umsetzer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I, wie er typischerweise zusammen mit Lagemeßgeräten, z. B. Lagemeßtransformatoren, verwendet wird. Insbesondere ist ein Umwandler angesprochen, der digitale Eingangssignale empfängt und in Antwort darauf Signale zur Speisung des Lagemeßgerätes abgibt, die eine Kombination von Modulationen aufweisen, beispielsweise eine Kombination aus Impulsbreiten- und Impuls-Amplituden-Modulation.

Ein Umsetzer bzw. Umwandler, der bei Lagemeßgeräten verwendet wird, ist in der US-Patentschrift 42 487 beschrieben. Es handelt sich dort um einen Digital-Analog-Umwandler, der einen digitalen Wert »n« aufnimmt, der als laufende Zähldifferenz zwischen den Zählungen in zwei zyklisch getakteten Zählern gespeichert ist, und der in Antwort darauf impulsbreitenmodulierte Ausgangssignale bildet Die Ausgangssignale speisen ein Lagemeßgerät, d. h. setzen es unter Strom. Geeignete Lagemeßgeräte werden häufig unter dem eingetragenen Warenzeichen Indyctosyn vertrieben. Solche Gerate sind typischerweise Transformatoren, die trigonometrisch zueinander (wie Sinus und Kosinus) in Beziehung stehende Wicklungen auf einem Teil besitzen und eine kontinuierliche Wicklung auf dem anderen Teil.

LagemeBtransformatoren arbeiten typischerweise über einen oder mehrere diskrete Raumzyklen hinweg,

beispielsweise 1 mm for lineare Geräte oder Γ für drehbare Geräte, Um eine bessere Auflösung zu erreichen, wird jeder Raumzyklus in NTeile unterteilt, wobei N typischerweise 2000, 10 000, 2048 oder eine ähnliche Zahl beträgt Der digitale Wert »n« bezeichnet eine bestimmte Raumstellung zwischen 0 und N in einem Raumzyklus. Der Wert von »n« wird im Wandler wie oben beschrieben gespeichert Die impulsbreitenmodulierten Ausgangssignale des Umwandlers werden über einen Einspeisungsschaltkreis an die Transformatorwicklungen gelegt und haben Impulsbreiten, die Funktionen des Verhältnisses »n«/N'sind.

hl der US-Patentschrift 37 57 321 ist eine verbesserte Vorrichtung und Methode zur Speisung des Transformators beschrieben, weiche Leistungs-Treiberkreise mit Ein-Aus-Charakteristik zur bilateralen Speisung der Wicklungen des LagemeÖtransformators verwendet

Die obenerwähnten Systeme haben sich als zufriedenstellend herausgestellt Um jedoch deren Genauigkeit zu erhöhen, ist es erforderlich, die Taktfrequenz zu erhöhen oder die Trägerfrequenz zu vermindern, wodurch die Zahl der Unterteilungen N, in welche der Raumzyklus unterteilt wird, erhöht wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Zahl der Unterteilungen des Transformatorzyklus bei unveränderter Trägerfrequenz zu erhöhen, ohne daß eine Erhöhung der Taktfrequenz erforderlich ist

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Die vorliegende Erfindung schafft also einen Digital-Analog-Umsetzer für ein Lagemeßgerät, in dem der Lagemeßtransformator durch eine Kombination aus verschieden modulierten Signalen gespeist wird. Hierbei werden impulsbreitenmodulierte Signale mit amplitudenmodulierten Signalen aufsummiert Die impulsamplitudenmodulierten Signale umfassen die »feinen Bits« und die impulsbreitenmodulierten Signale umfassen die »groben Bits« des Gerätes.

Die impulsbreitenmodulierten Signale werden in einem Digital-Analog-Umwandler hergestellt, der typischerweis.; zwei Zähler enthält, die über einen Zählbereich zyklisch getaktet werden. Die Zählungen der beiden Zähler sind um eine Zählung für jedes grobe Informationsbit verschoben.

Die Ausgangssignale der Zähler haben deshalb eine « Phasenverschiebung, die proportional zur gespeicherten Grobzählung ist Diese Phasenverschiebung wird verwendet, um impulsbreitenmodulierte Signale herzustellen, welche die groben Bits N/A verkörpern. Der Impulsamplitudenteil der vorliegenden Erfindung verkörpert die feinen Bits A, die zusammen mit den groben Bits N/A eine vollständige Kombination von Bits ergeben, welche den Raumzyklus des Transformators in JVTeile unterteilt Um beispielsweise den Zyklus in 2000 Teile zu unterteilen, ist N = 2000 und A typischerweise gleich 5, so daß N/A = 400.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein allgemeines Blockdiagramm eines Lagemeßgerätes mit einem Umsetzer gemäß der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 Blockdiagramme der Zählersteuerung und der Einheiten zur Impulsamplitudensteuerung des Gerätes nach F i g. 1,

F i g. 3 ein Blockdiagramm des Teils der Vorrichtung nach F i g. 1 zur Steuerung der Impulsbreite,

Fig.4 den Zählersteuerteil der Impulsbreitensteuerung nach F i g. 3,

Fig,5 die Zähler und die Schaltungsteile zur logischen Kombination der Impulsbreitensteuerung von Fig.3 zusammen mit dem Speisungsschaltkreis und dem Transformator des Gerätes nach F i g. 1,

F i g, 6 Wellenformen, die für die Wirkungsweise der Impulsbreitenmodulation von Teilen des Gerätes nach F i g. 5 repräsentativ sind,

Fig. 7 weitere Einzelheiten der Teile des Speisungsschaltkreises von F i g. 5 zur Impulsamplitudenmodulation, die zur Speisung der Kosinus-Wicklung eines Transformators angeschlossen sind,

Fig.8 weitere Einzelheiten der Teile des Speisungsschaltkreises von F i g. 5 zur Impulsamplitudenmodulation, die zur Speisung der Sinuswicklung des Transformators geschaltet sind,

Fig.8a zeigt weitere Einzelheiten des Speisungsschaltkreises von F i g. 5 zur Impulsamplitudenmodulation wie F i g. 8, jedoch sind hier die Widerstände mit + 1, —1 und +1, -1 gewichtes während die Widerstände in Fig.8 mit +1, -1 und +2, -2 gewichtet sind,

F i g. 9 eine Wellenform, die repräsentativ für ein Bit mit einer +1-Amplitude ist, kombiniert mit den impulsbreitenmodulierten Wellenformen, die in Verbindung mit F i g. 5 dargestellt sind,

Fig. 10 Wellenformen, die repräsentativ für die impulsbreitenmodulierten Sinus- und Kosinus-Signale der F i g. 5 sind, modifiziert durch eine +2-Bit-Amplitudenmodulation,

F i g. 11 Sinus- und Kosinus-W el'enformen, die eine um ein Bit größere Impulsbreitenmodulation wie die Sinus- und Kosinus-Wellenformen der F i g. 5 besitzen, weiter modifiziert durch eine -2-Bit-ImpuIsamplitudenmodulation,

Fig. 12 Sinus- und Kosinus-Wellenformen mit einer Impulsbreitenmodulation wie diejenige in Fi g. 11, aber durch eine —1-Bit-Impulsamplitudenmodulation modifiziert,

F i g. 13 weitere Einzelheiten einer typischen Treiberschaltung, wie sie in dem Teil zur Impulsbreitenmodulation des Treiberschaltkreises von Fig.5 verwendet •wird.

Wo in den Zeichnungen eine Vielzahl von Leitungen durch eine einzelne Leitung dargestellt ist, ist die Anzahl von Leitungen in einem Kreis in dieser Leitung angezeigt

In F i g. 1 entspricht der Lagemeßtransformator 42 typischerweise einem solchen, wie er unter dem eingetragenen Warenzeichen Inductosyn vertrieben wird. Der Transformator 42 besitzt ein Einphasenteil 40, das üblicherweise stationär ist, und ein Mehrphasenteil 41, das relativ zum Teil 40 beweglich ist Dies ist durch das Lageeingangssignal X angedeutet. Das Teil 41 kann von Hand oder automatisch gesteuert bewegt werden. Dies geschieht typischerweise, wenn beispielsweise Lagemessungen an Werkzeugmaschinen ausgeführt werden.

Zusätzlich zum Lageeingang X hat das Teil 41 elektrische Eingangssignale auf den Leitungen 37 und 38, welche die elektrische Lage Y definieren. Das Ausgangssignal des Teils 40 des Transformators 42 auf den Leitungen 39 hat eine Amplitude, die eine Funktion der Differenz zwischen der räumlicher.' Lage X und der elektrischen Lage Vist Das System nach F i g. 1 wird als Servomechanismus betrieben, so daß der elektrische Winkel Y kontinuierlich nachgestellt wird und das Fehlersignal auf den Leitungen 39 auf 0 reduziert wird. Dabei ist die elektrische Lage Y ein Maß für die

räumliche Lage X. Die Anzeige 26 oder irgendein anderer geeigneter Ausgang (nicht gezeigt) zeigt die räumliche Lage X des Transformators 42. Die Wirkungsweise von Transformatoren im Servo-Mechanismusbetrieb zur Lagemessung ist wohl bekannt. Vergleiche dazu die US-Patentschriften 36 86 487, 37 42 487,37 57 321.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Art und Weise, auf welche die elektrischen Signale auf den Leitungen 37 und 38 erzeugt werden. Sobald ein Fehlersignal auf den to Leitungen 39 auftritt und eine Diskrepanz zwischen der räumlichen Lage A"und der elektrischen Lage Vanzeigt, wird es im analogen Schaltkreis 5 durch eine geeignete und wohlbekannte Filterschaltung und Phasendetektion empfangen, wodurch Gleichstromfehlersignale auf den r> Leitungen 48 erzeugt werden, die zu dieser Diskrepanz proportional sind. Die Gleichstromfehlersignale auf den Leitungen 48 stellen den positiven ( + e^ und den negativen {-c) Wert derselben Funktion e dar. Die Gleichstromfehlersignale auf den Leitungen 48 dienen 2» als Eingangssignale für den Digital-Sinus-Kosinus-Generator (DSCG) 4.

Der Generator 4 modifiziert in Antwort auf das Fehlersignal auf den Leitungen 48 die Treibersignale auf den Leitungen 37 und 38, bis die elektrische Lage Y 2". gleich der räumlichen Lage X ist. Dadurch wird das Fehlersignal auf den Leitungen 39 auf 0 reduziert.

Der Generator 4 arbeitet mittels einer Zählersteuerung 35 so. daß er Ausgangsimpulse auf dei Leitung 151 so lange erzeugt, wie das Fehlersignal + e bzw. - e auf in den Leitungen 39 eine Schwelle überschreitet. Der positive oder negative Sinn der Impulse auf der Leitung 151 wird durch den positiven oder negativen Wert auf Leitung 59 bestimmt. Dieser ist seinerseits durch den positiven oder negativen Sinn des + e-Signals bestimmt. r> leder Impuls (oder jede Impulsgruppe) auf Leitung 151 repräsentiert eine Lageeinheit für das Transformatorteil 41. Die Impulse auf der Leitung 151 werden algebraisch in der Impulsamplitudensteuerung 28 akkumuliert, wie hiernach beschrieben wird, bis eine bestimmte Zahl A m\ angehäuft wurde (beispielsweise ist A = 5). Jeder dieser Impulse repräsentiert die »feinen Bits« der Lagemessung. Nachdem A feine Bits angesammelt worden sind, wird die Feinbitzählung auf 0 zurückgestellt und ein Ausgangssignal auf der Leitung 61 erzeugt, welches als *> Eingangssignal entsprechend einem »groben Bit« für die Impulsbreitensteuerung 30 dient. Die Zahl von groben Bits wird in der Impulsbreitensteuerung 30 auf ähnliche Weise algebraisch akkumuliert. Die gesamten angehäuften Zählungen in der Impulsamplitudensteue- in rung 28 (feine Bit5\ und in der Impulsbreitensteuerung 30 (grobe Bits) werden dann über die Leitungen 63 bzw. 64 zu der Anzeige 26 geleitet, welche diese angehäuften Zählungen als Maß für die Lage des Transformatorteils 41 relativ zum Teil 40 anzeigt "

Die in der Impulsamplitudensteuerung 28 und in der Impulsbreitensteuerung 30 angehäuften Bits werden jeweils über die Leitungen 71 bzw. 72 als Eingangssignale weitergeleitet, welche die Treiberschaltung 33 steuern. In Antwort auf die feinen und groben Bits 6n erzeugt der Treiberschaltkreis 33 die gewünschten Ausgangssignale auf den Ausgangsleitungen 37 und 38.

Die Impulsbreitensteuerung 30 und die Treiberschaltung 33 werden vom Taktgeber 21 über die Taktausgangsleitung 20 getaktet. Entsprechend werden die Zählersteuerung 35 und die Impuisampiitudensteuerung 28 im Generator 4 durch Signale auf den Leitungen 85 und '», die synchron vom Taktgeber 21 hergeleitet werden, getaktet.

Nun zu Fig. 2. Die Zählersteuerung 35 von Fig. I empfängt das Gleichstromfehlersignal auf den Eingangsleitungen 48. Das positive Fehlersignal + e geht zum Inverter 88 und das negative Signal - e geht zum Inverter 89. Die Inverter 88 und 89 sind mit den D-Eingängen der Flip-Flops 91 bzw. 92 verbunden. Die Flip-Flops 91 und 92 werden vom Bezugssignal auf der Leitung 85 getaktet. Sie speichern daher eine 0 im Flip-Flop 91, wenn das positive Gleichstromfehlersignal einen Schwellwert übersteigt, wobei gleichzeitig eine 1 im Flip-Flop 92 gespeichert wird. Wenn die Polarität der Fehlersignale auf den Leitungen 48 umgekehrt wird, dann speichert das Flip-Flop 91 eine I und das Flip-Flop 92 eine 0. Wenn die Fchlcrsignale sowohl am positiven als auch am negativen Eingang innerhalb einer bestimmten Schwellzone sind, dann speichern Flip-Flop 91 und Flip-Flop 92 eine I. In diesem letzteren Fall sagt man. daß das Fehlersignal innerh.)¹^ eines Totbereiches der Detektorschaltung sei. Die (^-Ausgänge der Flip-Flops 91 und 92 dienen als Eingangssignale für das NAND Tor 93.

Immer dann, wenn beide Flip-Flops 91 und 92 eine 1 speichern und damit anzeigen, daß das Fehlersignal auf den Leitungen 48 zwischen den Schwellwerten liegt, d. h. innerhalb des Totbereiches, erzeugt das NAND-Tor 93 ein Ausgangssignal 0. Dieses wird im Flip-Flop 95 gespeichert, wenn es über die Re?crenzleitung 85 getaktet wird. Immer dann, wenn entweder der positive oder der negative Wert auf den Leitungen 48 die Schwelle überschreitet, ist das Ausgangssignal des NAND-Tores 93 eine 1. Diese wird auf das Taktsignal auf der Referenzleitung 85 hin im Flip-Flop 95 gespeichert. Die 1 oder die 0, die im Flip-Flop 95 gespeichert ist, wird durch den nächsten Übergang in Positive auf der M-Leitung 99, welche das Flip-Flop % taktet, von der Impulsbreitensteuerung 30 zum Flip-Flop 96 übertragen. Die Übertragung einer 1 vom Flip-Flop 95 zum FPp-Flop 96 erzeugt eine 1 an dessen (^-Ausgang bzw. eine U an disscr (^-Ausgang. Die Übertragung einer 0 erzeugt am Q-Ausgar g eine 0 und am (^-Ausgang eine I. Der (^-Ausgang des Flip-Flops 96 ist mit einem der beiden Eingänge des NAND-Tores 98 verbunden. Der andere Eingang ist mit dem Ausgang einer Stufe des durch 10 teilenden Zählers 154 über die Signalleitung 152 verbunden. Die Impuisampiitudensteuerung 28 wird genauer weiter unten beschrieben. Kurz gesprochen hat jedoch der Zähler 154 der Steuerung 28 ein Eingangssignal auf der M-Leitung 99, welches den Zähler 154 um eine Zählung weiterstellt, entweder nach oben oder zurück, je nach dem Niveau der Auf/Nieder-Leitung bzw. LI/D-Leitung 59, und immer dann, wenn auf der Leitung 151 eine 0 liegt, welche den Zähler 154 bereitmacht

Immer wenn eine 1 vom Flip-Flop 95 zum Flip-Flop 96 übertragen wird durch einen ins Posjtive gehenden Impuls auf der M-Leitung 99, geht der (^-Ausgang des Flip-Flops % von 1 auf 0 und macht dadurch den Zähler 154 bereit. Der nächste Impuls auf der Leitung 99 stellt den Zähler 154 um einen Zählschritt weiter und bringt so das /4-Ausgangssignal auf der Leitung 152 auf 1. Das Ausgangssignal auf der Leitung 152 in Kombination mit dem Ausgangssignal am (^-Ausgang des Flip-Flops 96 betätigt das NAND-Tor 98, welches das Flip-Flop 95 in den Zustand 0 bringt Der nächste Impuls auf der Leitung 99 überträgt die 0 vom Flip-Flop 95 zum Flip-Flop 96. Derselbe Impuls auf der Leitung 99 wird jedoch auch im Zähler 154 gezählt da das Flip-Flop 96

noch immer im Zustand i ist und dadurch den Zähler 154 bereithält. Sobald die 1 vom Flip-Flop % übertragen ist, wird der (^-Ausgang des Flip-Flops % auf eine 1 zurückgestellt und dadurch der Zähler 154 abgestellt. Der Effekt der oben beschriebenen Arbeitsweise ist, daß zwei Impulse in den Zähler 154 gezählt werden, wenn das Flip-Flop 95 durch das NAND-Tor 93 auf 1 gestellt wird, ner Zähler 154 hat die Stufen B, Cund D höherer Ordnung, welche den Übertrag der A-Stufe aufnehmen. Da der Zähler 154 einen Zählbereich von 10 hat und da er zwei Zählungen zählt für jede im Flip-Flop 95 gespeicherte 1, ist der Zähler 154 ein Zähler der Stufe 5 für die Anzahl von Einsen, die im Flip-Flop 95 gespeicherl sind, auf algebraischer Basis betrachtet, wobei das Vorzeichen durch das Niveau auf der U/D-Lcitung 59 bestimmt ist. Das Ausgangssignal vom /ahler 154 auf der TN-Leitung 61 wird jedesmal erzeugt, wenn 5 Bits vom Zähler 154 angesammelt sind.

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repräsentativ. Das Ausgangssignal für das grobe Bit auf i.eitung 61 von der Impulsamplitudensteuerung 28 wird als Eingangssignal an die Impulsbreitensteucrung 30 angelegt.

Die Impulsbreitensteuerung 30 der F i g. 1 ist in einem weiteren Blockdiagramm detailliert in Fig. 3 gezeigt. Jedes Eingangssignal auf der TN-Leitung 61 stellt bei der besonderen gezeigten Ausführungsform eine Veränderung von 5 Bits in der räumlichen Lage X des Transformators dar. Die Leitung 61 ist ein Eingang zur Zählersteuerung 7, die ebenfalls als Eingang die U/r Leitung 59 aufnimmt; diese definiert den positiven oder negativen Sinn der Impulse auf der Leitung 61. Die Zählersteuerung 7 ist detaillierter in F i g. 4 gezeigt.

Die Zählersteuerung 7 in Fig. 3 erzeugt Impulse auf den Ausgangsleitungen 8 und 9, die als Eingangssignale dem ersten Zähler 11 bzw. dem zweiten Zähler 1Γ: zugeführt werden. Im allgemeinen Fall empfängt entweder der erste Zähler 11 oder der zweite Zähler 12 für ein Eingangssignal auf der Leitung 61 je nach dem Niveau auf der U/D-Leitung 59 mehr Impulse als der andere Zähler. Auf diese Weise speichern der erste und der zweite Zähler die Zahl von Impulsen auf der Leitung 61 und sammeln diese algebraisch an. Die Ausgänge des ersten und des zweiten Zählers 11 bzw. 12 auf den Leitungen 52 und 69 bzw. auf den Leitungen 55 und 51 führen zur logischen Verknüpfungsschaltung 17. Die Ausgangssignale auf den Leitungen 52 und 69 haben gegenüber den Ausgangssignalen auf den Leitungen 55 und 51 eine Phasenverschiebung, die proportional zur Zähldifferenz zwischen dem ersten Zähler 11 und dem zweiten Zähler 12 ist. Indem diese phasenverschobenen Signale logisch verknüpft werden, werden impulsbreitenmodulierte Steuersignale auf der Ausgangsleitung 72 erzeugt, weiche die Arbeitsweise der Treiberschaltung 33 in F i g. 1 steuern und so impulsbreitenmodulierte Signale auf den Ausgangsleitungen 37 und 38 erzeugen.

Zusätzlich erzeugt die logische Verknüpfungsschaltung 17 auch auf der Ausgangsleitung 80 Steuersignale zur Steuerung der Impulsamplitudensteuerung 28 von Fig.l.

Weiterhin ist anhand der F i g. 3 zu erkennen, daß die Impulsbreitensteuerung 30 zusätzlich einen Referenzzähler 83 enthält, der von den Taktimpulsen auf der Leitung 20 über die Steuerung 7 getaktet wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden der erste Zähler 11 und der zweite Zähler 12 in ihrer Zählung symmetrisch bezüglich des Referenzzählers 83 verändert Demgemäß wird das Ausgangssignal des Referenzzählers 83 auf der Leitung 85 zweckmäßigerweise als Phasendetektorsignal benutzt, das als Eingangssignal für den analogen Schaltkreis 5 in Fig. 1 gezeigt ist.

Zusätzlich speichert, wie in F i g. 1 gezeigt, der Referenzzähler 83 eine Zählung, welche die grobe Lage des Transformatorteils 41 anzeigt, zu der Zeit, wenn der zweite Zähler 12 durch 0 geht. Demgemäß sind die Ausgangsleitungen 64 mit der Anzeige 26 verbunden

ίο und ermöglichen so eine parallele Ablesung des Referenzzählers.

Statt der parallelen Ablesung können auch andere Methoden verwendet werden, um die erwünschte Darstellung der Lage des Transformatorteils 41 zu erhalten. Für weitere Einzelheiten der Art und Weise, auf welche die Impulse auf der Leitung 58 in einem zusätzlichen äußeren Zähler (nicht gezeigt) gespeichert werden, um die Zählung auf eine für die Ablesung geeignete Weise aufzuzeichnen, wird auf die obencenannte US-Patentschrift 36 86 487 hingewiesen.

Die Zählersteuerung 7 innerhalb der Impulsbreitensteuerung 30 von F i g. 3 ist im Detail in F i g. 4 gezeigt. Dort erzeugt die TN-Leitung 61, welche die groben Impulse, jeder gleich 5 feinen Bits, führt, eine ungleiche Zahl von Ausgangsimpulsen auf den Ausgangsleitungen 8 und 9 als Funktion von jedem Eingangsimpuls. Die U/D-Leitung 59 bestimmt, welche von den Leitungen 8 oder 9 die größere Anzahl von Impulsen empfängt. Die Leitung 61, welche die Grobimpulse führt, ist mit den

M Takteingängen der Flip-Flops 203, 206 und 208 verbunden. Das Flip-Flop 203, dessen /-Eingang an eine 1 geschaltet ist und dessen /(-Eingang an eine 0 geschaltet ist, speichert jeden Eingangsimpuls auf Leitung 61. Das Flip-Flop 206 ist mit seinem /- und

j) seinem /(-Eingang an den Ausgang des Exclusiv-Oder-Tores 201 angeschlossen. Das Flip-Flop 206 schaltet deshalb bei jedem Eingangsimpuls auf Leitung 61, wenn nicht eine Veränderung im Signalniveau auf der U/D-Leitung 59 stattgefunden hat. Das Flip-Flop 208.

das sowohl mit seinem /- als auch mit seinem /(-Eingang an eine 1 geschlossen ist, schaltet bei jedem Eingangsimpuls. Der Ausgang des Flip-Flops 208 ist mit der Anzeige 26 in F i g. 1 als eine Datenstelle verbunden, die zur Anzeige der Lage des Teils 41 des Transformators

Vt 42 notwendig ist.

Jeder im Flip-Flop 203 gespeicherte Impuls wird zum Flip-Flop 204 durch die Wirkung des Taktsignals auf der Leitung 20, durch zwei im Flip-Flop 207 geteilt, übertragen. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 207 ist mit

so dem Takteingang des Flip-Flops 204 verbunden und überträgt den im Flip-Flop 203 gespeicherten Wert vom C-Ausgang des Flip-Flops 203 zum D-Eingang des Flip-Flops 204. Wenn das Q-Ausgangsniveau des Flip-Flops 203 auf das Flip-Flop 204 übertragen wird, wird gleichzeitig ein Taktsignal an das Flip-Flop 205 angelegt, dessen Takteingang mit dem (^-Ausgang des Flip-Flops 203 verbunden ist. Das Flip-Flop 205 speichert das Niveau der U/D-Leitung 59 zur Zeit der Übertragung der Information vom Flip-Flop 203 zum Flip-Flop 204. Der D-Eingang des Flip-Flops 205 ist mit der U/D-Leitung 59 verbunden.

Das Exclusiv-Oder-Tor 201 bezieht ein Eingangssignal von der U/I>Leitung 59 und sein anderes Eingangssignal vom (^-Ausgang des Flip-Flops 205. Die Wirkungsweise des Exclusiv-Oder-Tores 201 ist die, den gegenwärtigen Zustand der U/D-Leitung 59 zur Zeit der Übertragung der Information auf das Flip-Flop 204 mit dem vorherigen Zustand auf der Leitung 59 bei der

vorherigen Informationsübertragung vom Flip-Flop 203 auf das Flip-Flop 204 zu vergleichen, wie er im Niveau des (^-Ausgangs des Flip-Flops 205 gespeichert ist. Wenn keine Veränderung im Niveau der U/D-Leitung 59 stattgefunden hat, wird sein Ausgangssignal zu den /- und K-Eingängen des Flip-Flops 206 eine I sein und dadurch erlauben, daß das Flip-Flop 206 seinen Zustand bei jedem Eingangsimpuls auf der Leitung 61 verändert. Immer, wenn eine Differenz zwischen dem augenblicklichen Niveau auf der U/D-Leitung 59 und dem vorhergehenden Niveau ist, ist das Ausgangssignal des Exclusiv-Oder-Tores 201 eine 0, wodurch die Veränderung des Flip-Flops 206 verhindert wird. Der Ausgang des Auf/Nieder-Flip-Flops 205, der gespeicherte Impuls im Flip-Flop 204 und das Paritäts-Flip-Flop 206 werden in den N AN D-Toren 214,215,216,217,220,221 und den UND-Toren 223 und 224dekodiert.

Die Funktion der Zählersteuerung 7 der F i g. 4 ist im Grunde die gleiche wie diejenige der ähnlichen Vorrichtung, die in der obengenannten US-Patentschrift 37 42 4S7 beschrieben isi. Die Vuiiicniung nach F ; g. 4 in der vorliegenden Anmeldung ist eine bevorzugte Ausführungsform. Das in der US-Patentschrift 37 42 487 beschriebene Gerät kann auf ähnliche Weise für die vorliegende Erfindung verwendet werden.

In F i g. 5 erhalten der erste Zähler 11 und der zweite Zähler 12 die Eingangs-Schrittsignale auf den Leitungen 8 und 9, die von den Ausgängen der Zählersteuerung 7 von F i g. 4 hervorgebracht werden.

Der Zähler 11 enthält die durch 5 teilenden Stufen 227 und 228, gefolgt von einer durch 2 teilenden Stufe 229 und zwei parallelen, durch 2 teilenden Flip-Flops 230 und 231. Das direkte Ausgangssignal des Zählers 11 erscheint auf der Leitung 69 vom durch 2 teilenden Flip-Flop 231. Das Ausgangssignal des Zählers H auf der Leitung 52 wird von der Zählstufe 230 abgeleitet und ist gegenüber dem Ausgangssignal auf der Leitung 69 um 90° phasenverschoben.

Ähnlich wie der Zähler 11 enthält der Zähler 12 entsprechende, durch 5 teilende Stufen 227', 228', welche eine durch 2 teilende Stufe 229' speisen, und zwei parallele, durch 2 teilende Stufen 230' und 231'. Das direkte Zählerausgangssignal auf der Leitung 51 wird von der Zählstufe 231 abgeleitet. Das Ausgangssignal von Zähler 12, das auf der Leitung 55 erscheint, ist in bezug auf das Ausgangssignal auf Leitung 51 um 90° phasenverschoben.

Die Ausgangssignale auf den Leitungen 52 und 69 sind in bezug auf die Ausgangssignale auf die Leitungen 55 und 51 als Funktion der Zähldifferenz, die vom ersten Zähler U und vom zweiten Zähler 12 gespeichert wird, phasenverschoben. Weitere Einzelheiten bezüglich der Art der Ausgangssignale der Zähler II und 12 der vorliegenden Erfindung können mit Bezug auf die Ausgangssignale der entsprechend bezifferten Zähler in der obengenannten US-Patentschrift 36 86 487 erhalten werden.

Die Ausgangssignale der Zähler 11 und 12 in Fig.5 dienen als Eingangssignale für die logische Verknüpfungsschaltung 17. Die logische Verknüpfungsschaltung 17 der vorliegenden Erfindung ist in der Funktion analog, wenn auch im Detail verschieden, zu der logischen Verknüpfungsschaltung 17 in der obengenannten US-Patentschrift 36 86 487. Im einzelnen bildet das <?-Ausgangssignal auf der Leitung 52 vom Flip-Flop 230 ein Eingangssignal für das NAND-Tor 110 und das NOR-Tor 118. Entsprechend bildet das ^»-Ausgangssignal auf Leitung 55 vom Flip-Flop 230* ein Eingangssi-

gnal für das NAND-Tor UO und das NOR-Tor 118. Auf analoge Weise bilden die Ausgangssignale auf den Leitungen 69 und 51 von den Flip-Flops 231 und 23Γ entsprechende Eingangssignale für das NAND-Tor 114 und das NOR-Tor 119.

Die Flip-Ftops 126, 127, 128 und 129 erhalten Eingangssignale von dem NAND-Tor 110, dem NOR-Tor 118, dem NAND-Tor 114 bzw. dem NOR-Tor 119. Die Taktleitung 20, die an die Takteingänge der Flip-Flops 126 bis 129 angeschlossen ist, speichert die entsprechenden, von den Toren 110, 118, 114 und 119 gelieferten Niveaus jeweils an der führenden Flanke eines Taktimpulses. Der Q- und O-Ausgang von jedem Flip-Flop 126 bis 129 bildet einen Eingang für die Treiberschaltung 33 und insbesondere für die Impulsbreiten-Treiber 133 bis einschließlich 138. Die Q- und (^-Ausgänge der Flip-Flops 126 bis 129, die gemeinsam als Leitungen Tl bezeichnet sind, definieren die Impulsbreitenmodulation und deshalb die Grohmessung der elektrischen Signale, die in der Kosinus-Wicklung 44 unc! der !Cosinus-^yicklüri" 46 des Transform^{3 tr}*r^c \\\ Verbindung mit der Wirkung des Treiberschaltkrcises 33 erzeugt werden.

Der Treiberschaltkreis 33 enthält die Impuls-Amplituden-Treiber 141, 142, 143 und 144, welche in Kombination mit den Impulsbreiten-Treibern 131 bis einschließlich 138 arbeiten. Weitere Details der Impuls-Amplituden-Treiber 141 bis 144 sind in Zusammenhang mit den F i g. 7 und 8 gezeigt und beschrieben. Ein typischer Impulsbreiten-Treiber 131 bis 138 ist in Zusammenhang mit F i g. 13 gezeigt und beschrieben.

Zurück zu Fig. 5. Die Impuls-Amplituden-Treiber 141 und 142 werden durch die Eingangssignale auf den Leitungen 147 gesteuert, welche von der lmpuls-Amplituden-Steiicriing 28 kommen. Auf ähnliche Weise sind die Impiils-Ampliuiden-Treiber 143 und 144 durch die Eingangssignale auf den Leitungen 146 gesteuert, die auch von der Impuls-Amplituden-Steuerung 28 kommen.

Der Ausgang des Impuls-Amplituden-Treibers 141 ist über die Leitung 190 mit dem Anschluß 170 der Kosinus-Wicklung 44 verbunden. Entsprechend sind die Ausgänge der Impulsbreiten-Treiber 131 und 132 über die Leitung 190 mit dem Eingangsanschluß 170 der Kosinus-Wicklung 44 verbunden. Das Signal auf der Leitung 190 ist daher eine Summe aus den Impulsbreiten-Signalen, die von den Treibern 131 und 132 hergestellt werden, und den Impuls-Amplituden-Signalen, die vom Treiber 141 erzeugt werden.

In analoger Weise führt die Ausgangsleitung 191, die am anderen Anschluß 171 der Kosinus-Wicklung 44 angeschlossen ist, die Summe der Impuls-Amplituden-Signale, die vom Treiber 142 erzeugt werden, und der Impulsbreiten-Signale, die von den Treibern 133 und 134 erzeugt werden.

In ähnlicher Weise sind die Signale auf der Ausgangsleitung 192, welche zum Anschluß 178 der Sinus-Wicklung 46 führt, eine Summe der Impuls-Amplituden-Signale vom Treiber 143 und der Impulsbreiten-Signale von den Treibern 135 und 136.

Schließlich führt die Ausgangsleitung 193, die am anderen Anschluß 180 der Sinus-Wicklung 46 angeschlossen ist, die Summe der Impulsbreiten-Signale von den Treibern 137 und 138 und der Impuls-Amplituden-Signale vom Treiber 144.

Die Impulsbreiten-Steuerung 28 von F i g. 2 enthält den durch 10 teilenden Zähler 154, der so betrieben wird, daß die Anzahl von feinen Datenbits, die in

Kombination mit der Zählsteuerung 35 erzeugt werden (wie oben beschrieben), durch 5 geteilt wird. ]e nach der Zählung im Zähler 154 zwischen 0 und 4, wie durch die binären Bits B, C und D höherer Ordnung bestimmt, erzeugt die Impuls-Amplituden-Steuerung 28 auf den Ausgangsleitungen 147 und 146 Steuersignale, die zum Treiberschaltkreis 33 gelangen. Für die fünf arabischen Zählungen 0, 1, 2, 3 und 4 ist die binäre Zählung des Zählers 154 in den Stufen D, C und B höherer Ordnung in der folgenden Tafel gezeigt:

Tafel I

Ara	/iihlor	(	«	Gewicht	Leitung	Leitung	LciUmi!
bische	154				15«	159	167
Zählung	/)				(ill	t±2)	Vor
		I	0				zeichen
		1	I				(I - t- 1
0	0	0	(I	0	(I	0	0
1	0	0	0	+ ]	I	0	0
2	I	0	1	+ 2	0	1	0
3	0		_ -)	0	1	1
4	0		-1	1	0	1

In der Tafel I ist das beabsichtigte Gewicht des Impuls-Amplituden-Signals in der Gewichtspalte angegeben. Wie durch Betrachten der DCß-Zählung im Zähler 154 erkannt werden kann, wird das Gewicht + I oder - 1 durch das direkte Ausgangssignal auf Leitung 158 der Stufe Bbestimmt. Das Gewicht +2 oder -2 ist durch das NOR-Tor 163 bestimmt, dessen Eingänge mit den Stufen Sund Cdes Zahlers 154 verbunden sind. Das NOR-Tor 163 erzeugt auf der Ausgangsleitung 159 ein Signal, wenn das Gewicht +2 oder -2 gewünscht ist. Das Vorzeichen des Gewichtes, das dem Ausgangssignal vom Zähler 154 zugeteilt wird, wird durch das NOR-Tor 164 bestimmt, das seine Eingangssignale von den Stufen Dund Cdes Zählers 154 erhält.

Der Ausgang des NOR-Tores 164 in Fig. 2, der das erwünschte Vorzeichen des Ausgangssignals des Zählers 154 trägt, ist mit dem Eingang des Exclusiv-Oder-Tores 165 und des Exclusiv-Oder-Tores 165 verbunden. Das Exclusiv-Oder-Tor 165 kombiniert das Signal von Tor 164, welches das Vorzeichen der Impulsamplitude darstellt, mit dem Signal, welches das Vorzeichen der Impulsbreite darstellt. Dieses letztere Vorzeichen ist durch das Eingangssignal am Exclusiv-Oder-Tor 165 vom (^-Ausgang des Flip-Flops 128 in F i g. 5 bestimmt. In entsprechender Weise kombiniert das Exclusiv-Oder-Tor 165' in F i g. 2 das Vorzeichen des Amplitudensignals des NOR-Tores 164 mit dem Vorzeichen des Impulsbreiten-Signds. Dieses letztere wird vom Q-Ausgang des Flip-Flops 126 in Fig.5 bestimmt Das Ausgangssignal des Exclusiv-Oder-Tores 165 wird dem NOR-Tor 173 zugeführt und über den Inverter 166 zum NOR-Tor 174. Die NOR-Tore 173 und 174 bestimmen den positiven, negativen oder O-Sinr. des Impuls-Amplituden-Gewichtes, das gegebenenfalls dem Treibersignal für die Kosinus-Wicklung hinzugefügt werden soll. Zusätzlich bestimmen die Eingangssignale für die NOR-Tore 173 und 174 auf der Leitung 176 vom Exclusiv-Oder-Tor 168 die Länge eines etwaigen Impulses, der als Teil des Treibersignals für die Kosinus-Wicklung addiert werden soll. Das Exclusiv- Oder-Tor 168 erhält seine Eingangssignale von den

Zählerausgängen 51 und 69 von F i g. 5.

In ähnlicher Weise bestimmen in Fig. 2 die NOR-Tore 173' und 174' den positiven, negativen oder O-Sinn des Impuls-Amplituden-Faktors, der hinzugefügt werden soll, indem entsprechende Niveaus auf den Ausgangsleitungen 160' und 16Γ eingestellt werden. Die NOR-Tore 173' und 174' erhalten die Information über das Vorzeichen als Eingangssignale vom Exclusiv-Oder-Tor 165'. Das Eingangssignal für das NOR-Tor 174' durchläuft dabei den Inverter 166'. Die Dauer ein?¹* etwaigen Impulses mit positiver oder negativer Amplitude wird durch die Leitung 177 vom Exclusiv-Oder-Tor 168' gesteuert, die /u den Eingängen der NOR-Tore 173' und 174' führt. Das Exclusiv-Oder-Tor 168' erhält sein Eingangssignal über die Leitungen 52 und 55 von den Zählerausgängen von F i g. 5.

In Zusammenhang mit den Kosinus-Steuersignalen auf Leitung 147 ist zu bemerken, daß die Dauer dieser Signale durch Kreuzkopplung über die Leitungen 51 und 69 mit der Sinus-Schaltung von F i g. 5 bestimmt ist. In entsprechender Weise ist die Dauer der Sinus-Steuersignale auf den Leitungen 146 in Fig. 2 durch die Eingangsleitungen 52 und 55 bestimmt, die von den Kosinus-Steuersignalen in F i g. 5 abgeleitet werden.

In den Fi g. 7, 8 und 8a sind weitere Einzelheiten Jer Impuls-Amplituden-Treiber 141 bis 144 des Treiberschaltkreises 33 von F i g. 5 dargestellt. Die Kosinus-Steuersignale auf den Leitungen 147 in F i g. 7 kommen von der Impuls-Amplituden-Steuerung 28 von F i g. 2 und bestimmen, wie die Ausgangsleitungen 190 und 191 unter Strom gesetzt werden, wählen also sowohl Amplitude und Vorzeichen des impulsamplitudenmoduüerten Signals, das zu einem etwa vorhandenen impulsbreitenmodulierten Signal, welches die Kosinus-Wicklung 44 treibt, hinzugefügt werden soll. Im einzelnen ist die Ein-Bit-Leitung 158, welche das Hinzufügen von plus oder minus einem feinen Bit der Impulsamplitude kennzeichnet, an den Eingang der NAND-Tore 251 und 253 angeschlossen. Die Zwei-Bit-Leitung 159 ist mit dem Eingang des NAND-Tores 252 und des NAND-Tores 254 verbunden. Die erste Vorzeichenleitung ( + oder —) 160 ist mit dem anderen Eingang der NAND-Tore 251 und 252 verbunden. Die zweite Vorzeichenleitung (+ oder —) 161 ist mit dem zweiten Eingang der NAND-Tore 253 :ier 254 verbunden.

Alternativ dazu kann, wie in Fig. 8a gezeigt, ein Oder-Tor 240 in die Leitungen 158" und 159" eingefügt werden. In dieser Figur sind diejenigen Elemente, welche denen in Fig. 7 und 8 entsprechen, mit einem hinzugefügten doppelten Strich gezeigt. Die Widerstände 274" und 278" sind am Ausgang 195 zusammengeschlossen und haben ein Gewicht 1; ebenso die Widerstände 273" und 277", die auch das Gewicht 1 haben und die in entsprechender Weise am Ausgang 195 zusammengeschlossen sind.

Auf ähnliche Weise haben die Widerstände 272" und 276" ein Gewicht 1, ebenso wie die Widerstände 271" und 275".

Die Ausgänge der NAND-Tore 251 bis 254 sind mit den Summa tionswiderständen 271 bis 274 verbunden. Die Ausgänge der NAND-Tore 251 bis 254 sind außerdem mit den Eingängen der Inverter 265 bis 268 verbunden, die ihrerseits mit den Summationswiderständen 275 bis 278 verbunden sind. Die Summationswiderstände 271 und 275 haben typischerweise gleichen Wert und sind zusammengeschaltet an der Ausgangsleitung 190.

In ähnlicher Weise sind die Widerstände 272 und 276 mit dem Gewicht 2, verglichen mit den Widerständen 271 und 275, gewählt. Die Widerstände 272 und 276 sind auch an der Ausgangsleitung 190 zusammengeschlossen, welche als ein Eingang für die Kosinus-Wicklung 44 dient.

In ähnlicher Weise sind die Widerstände 273 und 277 an der Ausgangsleitung 191 zusammengeschlossen und haben das Gewicht 1, verglichen mit den Widerständen 274 und 278, die selbst das Gewicht 2 haben, und die in ähnlicher Weise an der Ausgangsleitung 191 zusammengeschlossen sind.

Die Impuls-Amplituden-Treiber 141 und 144 in F i g. 8 sind mit den Impuls-Amplituden-Treibern 141 bzw. 144 identisch. Die Elemente in F i g. 8, die Elemente in F i g. 7 entsprechen, tragen dasselbe Bezugszeichen mit einem hinzugefügten Strich. Die Treiber 143 und 144 erzeugen auf den Leitungen 192 und 193 Ausgangssignale, welche die Sinus-Wicklung 46 in derselben Art treiben, wie das Gerät von Fig.7 auf den Leitungen 190 und 191 Ausgangssignale erzeugt, um die Kosinus-Wicklung 44 zu treiben.

In F i g. 13 ist ein Treiberkreis 131, entsprechend dem Treiberkreis 131 in Fig.5, typisch für alle Treiber 131 bis 138 der F i g. 5 gezeigt Die Inverter 285,286 und 287 beziehen von der Stromversorgungsleitung 125 Strom und liefern ein Ausgangssignal zum Summationswiderstand 282, der zur Ausgangsleitung 190 führt. Das hohe odv:r_niedrige Niveau des Signals ist durch das 126-(?-Eingangssignal für die Inverter 285, 286 und 287 bestimmt.

Zur Beschreibung der Wirkungsweise wird wiederum die F i g. 1 herangezogen.

Dort wird das Gerät, das eine Kombination aus Impuls-Amplituden-Modulation und Impulsbreiten-Modulaiion besitzt, gezeigt. Kurz gesprochen hat der Transformator 42 ein in der Lage veränderliches Teil 41, das zur räumlichen Lage X bewegt wird. Die elektrischen Signale vom Generator 4 auf den Leitungen 37 und 38 definieren eine elektrische Lage Y. Das Gerät arbeitet so, daß die elektrische Lage Ygleich der räumlichen Lage X gemacht wird, so daß das Fehlersignal auf der Leitung 39 auf 0 reduziert wird. Der Analogschaltkreis 5 empfängt das Fehlersignal auf den Leitungen 39 und bringt über die Gleichstromfehler-Eingangssignale auf den Leitungen 48 den Generator 4 dazu, die elektrische Lage Y so lange zu variieren, bis das Fehlersignal 0 ist. Dadurch wird die räumliche Lage X aufgefunden. Die Anzeige 26 zeigt die digitale Darstellung der elektrischen Lage Y, die vom >o Generator 4 abgelesen wird, wobei ein digitales MaB für die räumliche Lage X des Teils 41 des Transformators 42 gebildet wird.

Der Generator 4 arbeitet auf digitaler Basis, wobei ein digitales Bit die feinste Maßeinheit für den Transformator 42 darstellt Der Generator 4 erzeugt typischerweise einen Impuls, der ein Bit darstellt, bei jeder Veränderung um eine Maßeinheit der Lage des Transformators 42. Jedes Bit (hierin manchmal auch »feines Bit« genannt) im Generator 4 wird in gewichteter Weise durch eine Kombination von groben Bits (im gezeigten Beispiel gleich 5 feinen Bits) und feinen Bits dargestellt

Die Impuls-Amplituden-Steuerung 2S definiert bei einer bevorzugten Ausführungsform 5 feine Bits zur Lagemessung, und die Impulsbreiten-Steuerung 30 definiert 400 grobe Bits für Grobdaten zur Lagemessung. Die Kombination der feinen Datenbits lind der groben Datenbits ergibt einen Apparat, der 2000 (= 5 · 400) feine Datenbits definiert Diese 2000 feine Datenbits teilen jeden Raumzyklus des Transformators 42 in 2000 Teile. Diese Unterteilung N des Raumzyklus ist deshalb gleich 2000, und die räumliche Lage X hat in jedem Zyklus einen Wert »n«, welcher einer von 2000 verschiedenen, diskreten Werten ist In entsprechender Weise haben die elektrischen Signale auf den Leitungen 37 und 38, weiche die elektrische Lage Y definieren, 2000 diskrete Werte. Bei einer bevorzugten Amplitudenausführung werden diese 2000 Werte in Y durch 2000 verschiedene Amplitudenverhältnisse der Energie bei der Fundamentalfrequenz im Signal auf den Leitungen 37 zu der Energie im Signal auf den Leitungen 38 dargestellt Im einzelnen hat das Signal auf den Leitungen 37 eine Fundamentalfrequenzkomponente nach der Fourierauflösung mit einer Amplitude, die zu Kosinus θ proportional ist, und das Signal auf den Leitungen 38 hat eine Fundamentalfrequenzkomponente mit einer Amplitude, die zu Sinus-Θ proportional ist wobei der elektrische Winkel θ gleich (»n«/N)360° ist

Die einzelnen Wirkungsweisen der Zählersteuerung 35, der Impuls-Amplituden-Steuerung 28, der Impulsbreiten-Steuerung 30 und des Treiberschaltkreises 33 des Generators 4 wurden oben im einzelnen beschrieben. Die kombinierte Wirkung dieser Bestandteile wird nun zusammen mit den typischen Wellenformen von F i g. 6 und von den F i g. 9 bis 12 beschrieben.

In F i g. 6 werden typische Wellenformen für den Fall gezeigt in dem die Zählung »n« = 60 feine Bits ist, bei einem System, in dem die insgesamt mögliche Zahl feiner Bits, welche durch die Unterteilung TV definiert ist, gleich 2000 ist Für »n« = 60 und N = 2000 ist der elektrische Winkel

θ = (»n«/N) ■ 360° ,

also gleich (60/2000) · 360 oder 10,8°. Die Impulsbreite W_c des Signals in der Kosinus-Wicklung 44 und die Impulsbreite W, für das Signal in der Sinus-Wicklung 46 werden durch die folgenden Ausdrücke gegeben:

/V/2 - 2 [((/1 + 2) - (/1 + 2) Mod. A) Mod. N]Ί (l

W, = Tt

W_c

W₁- - Impulsbreite des Kosinus-Signals (rad.) VV, = Impulsbreite des Sinus-Signals (rad.) »η« = Zählung

F = normierte Fundamentalfrequenz A = Zahl der Amplitudenbits

Mod = arithmetischer Moduloperator Bei einem Apparat mit N gleich 2000 und A gleich 5 und bei einem Dateneingang von »n« = 60 Bits ist

^W* '⁷ 25 F'

Diese Werte von W_cund Wisind diejenigen, die in der Fig.6 und auch in den Fig.9 und 10 dargestellt sind. Die Fig.9 bis 12 zeigen Wellenformen, welche 61 Bits, 62 Bits, 63 Bits und 64 Bits darstellen, wobei θ = 10,98, 11,16,11,34 und 11,52° ist.

Die Art und Weise, auf welche das Gerät nach der vorliegenden Erfindung zählt, ist genauer in der folgenden Tafel II gezeigt In der Tafel II ist die gewichtete Gesamtzahl von Datenbits in der linken Spalte gezeigt Diese gewichtete Gesamtzahl ist die Summe der Impuls-Amplituden-Feinbits plus die Impulsbreiten-Grobbits. Die gewichtete Gesamtzahl in Tafel II beginnt mit der Sinuszählung 0, welche willkürlich als O-Punkt des Gerätes der vorliegenden Erfindung definiert wird. Vom Sinus-0 ausgehend, der mit der Gesamtzahl 0 gewichtet ist, geht die Zählung zu + 1 und +2 Feinbits, wodurch die gewichteten Gesamtzahlen +1 und +2 erzielt werden. Danach wird ein Grobbit addiert, minus 2 Feinbits, wodurch eine gewichtete Gesamtzahl 3 entsteht In ähnlicher Weise ist die gewichtete Gesamtzahl 4 gleich 1 Grobbit mit einem Gewicht von 5 minus 1 Feinbit, wodurch die gewichtete Gesamtzahl 4 entsteht Die gewichtete Gesamtzahl 5 stellt die Feinbits wieder auf 0 zurück. Die zyklische Art der Impuls-Amplituden- und Impulsbreiten-Summation fährt über den vollen Zählbereich von 2tOOfort

In der Tafel II sind die gewichteten Gesamtzahlen von 60 bis 65 dargestellt In den F i g. 6 und 9 bis 12 sind die entsprechenden Wellenformen für die gewichteten Gesamtzahlen 60 bis 64 ebenfalls gezeigt.

Tafel II

Gewichtete	Impuls-	Impulsbreite	grobe Bits
Gesamtzahl	Amplitude	grob	0
	fein	Feingewicht	0
O	0	0	0
1	+ 1	0	1
KJ	+2	0	1
3	-2	5	1
4	-I	5	1
5	0	5	1
6	+ 1	5	2
7	+2	5	2
8	-2	10	2
9	-1	10	2
10	0	10	2
11	+ 1	10	3
12	+2	10	3
13	-2	15	12
14	-1	15	12
60	0	60	12
61	+ 1	60	13
62	+2	60	13
63	-2	65	13
64	-I	65
65	0	65

Die Wirkungsweise der Impulsbreiten-Modulation ist folgende:

Bei einer Gesamtzahl von 60 feinen Bits häuft die Impulsbreiten-Steuerung 30 zwölf Grobdatenbits an und speichert diese. Die Impuls-Amplituden-Steuerung 28 häuft gerade Null feine Bits an. Die zwölf groben Datenbits werden in der Steuerung 30 auf diese Weise gespeichert, die oben im Zusammenhang mit Fig.3 beschrieben ist

Der erste Zähler 11 und der zweite Zähler 12 in Fig. 3 haben zyklisch getaktete Zählungen, die relativ zueinander verschoben sind, so daß zwölf Grobdatenbits definiert werden und phasenverschobene Ausgangssignale auf den Leitungen 52 und 69 relativ zu den Ausgangssignalen auf den Leitungen 55 und 51 erzeugt werden. In Fig.5 existiert diese relative Phasenverschiebung zwischen den Zählern 11 und 12 zwischen den Signalen auf den Leitungen 50 und 53 in dieser Zählern. In F i g. 6 entsprechen die Wellenformen 50' und 53' den Signalen auf den Leitungen 50 und 53 in F i g. 5. Die Welle 50' hat einen Obergang ins Negative bei f 0 und ist relativ zur Wellenform 53' phasenverschoben, die einen ins Negative gehenden Übergang bei f 1 hat Die durch 2 teilende Stufe 231 erzeugt ein Signal, das von der Wellenform 69' dargestellt wird, und in entsprechender Weise erzeugt die durch 2 teilende Stufe 231' ein Signal, das durch die Wellenform 51' dargestellt ist Der Vergleich der Wellenformen SV und 69' zeigt eine relative Phasenverschiebung, die bei dem besonderen gewählten Beispiel 12 grobe Datenbits darstellt und gleich 60 feinen Datenbits ist.

Die durch 2 teilende Stufe 230 erzeugt, wie durch die Wellenform 52' gezeigt, eine gegenüber der Wellenform 69' um 90° phasenverschobene Welle. In entsprechen der Weise erzeugt die durch 2 teilende Stufe 230', wie durch die Welle 55' gezeigt, eine gegenüber der Wellenform SV um 90° phasenverschobene Welle. Es ist zu beachten, daß die Ausgangsstufe 231 während einer anfänglichen Einschaltphase auf eine logische 1 gestellt wird, während alle anderen Stufen im Zähler 11 und 12 und insbesondere die Stufe 231' auf eine logische 0 gestellt werden. Auf diese Weise ist das Ausgangssignal auf Leitung 69 um 180° gegenüber dem Fall verschoben, wenn die Stufe 230 während der Einschaltphase auf 0 gestellt würde.

Die Wellenform 126<?'des Flip-Flops 126 hat einen ins Negative gehenden Übergang bei /5, der aus dem ins Positive gehende Übergang der Wellenform 55' resultiert. Danach hat die Wellenform 126<?'bei fl2

einen ins Positive gehenden Übergang, <'xr aus dem ins Negative gehenden Übergang der Wellenform 52' resümiert Auf ähnliche Weise wird jedes der Flip-Flops 126 bis 129 geschaltet als Ergebnis der Übergänge, die von den Wellenformen 52', 69', 55' und 51' angezeigt sind. Die Flip-Flops 126 und 127 steuern die Wirkung der Impulsbreiten-Treiber 131 bis 134 des Treiber-Schaltkreises 33 in F i g. 5. Diese setzen die Kosinus-Wicklung 44 des Transformators 42 unter Strom. In ähnlicher Weise steuern die Flip-Flops 128 und 129 die Treiber 135 bis 138, die ihrerseits die Sinus-Wicklung 46 des Transformators 42 unter Strom setzen.

Die weitere Beschreibung erfolgt nun anhand der F i g. 5 und 6. Die Wellenformen 44' und 46' in F i g. 6 zeigen den Strom durch die Kosinus-Wicklung 44 und

f>5 die Sinus-Wicklung 46. Zur Zeit /0 liegen die (^-Ausgänge der Flip-Flops 126 und 127 beide auf 1, so daß die ^-Ausgänge beide auf 0 liegen. Bei diesen Zuständen der Ausgänge haben die Inverter 131 und 132

beide das Eingangssignal 0 und erzeugen daher Ausgangssignale 1 auf der Leitung 190. Entsprechend haben die Inverter 133 und 134 die Eingangssignal 1 und erzeugen daher die Ausgangssignale 0 auf Leitung 191. Beide Inverter 131 und 132 liegen also hoch, die -5 Inverter 133 und 134 nieder; daher fließt der Strom durch die Kosinus-Wicklung 44 vom Anschluß 170 zum Anschluß 171. Zur Zeit f 4 wird 127Q negativ und 127Q positiv. Deshalb ist unmittelbar nach f 4 das Eingangssignal zum Inverter 132 eine 1 und das Eingangssignal ι ο zum Inverter 134 eine 0. Deshalb hat unmittelbar nach f4 der Inverter 131 das Ausgangssignal 1 und der Inverter 132 das Ausgangssignal 0. Ein Strom aus dem Inverter 132 fließt eher in den Inverter 131 als durch die Kosinus-Wicklung 44. In ähnlicher Weise ist unmittelbar nach r4 der Ausgang des Inverters 133 auf 0 und der Ausgang des Inverters 134 auf 1. Deshalb fließt der Strom aus dem Inverter 134 eher in den Inverter 133 als durch die Kosinus-Wicklung 44. Zwischen den Zeiten f 4 und ί 5 ist der Leitungszustand 0 der Kosinus-Wicklung 44 in der Wellenform 44' in F i g. 6 angedeutet Zur Zeit / 5 schaltet der Q-Ausgang des Flip-Flops 126 in F i g. 5 von der i auf eine G, so daß unmittelbar nach >'5 die Inverter 133 und 134 ein Ausgangssignal 1 haben, während die Inverter 131 und 132 die Ausgangssignale 0 haben. Dementsprechend fließt Strom von den Invertern 133 und 134 über die Leitung 191 durch die Kosinus-Wicklung 44 zu den Invertem 131 und 132. Der Strom durch die Kosinus-Wicklung unter diesen Bedingungen wird willkürlich als negativ bezeichnet, m Der negative Strom in der Kosinus-Wicklung 44 existiert für die Zeit zwischen ί 5 und 112. Zur Zeit 112 hat die Wellenform 126<?'einen Übergang ins Positive, was ein Ausgangssignal 0 des Ir^Merters 133 und ein Ausgangssignal I des Inverters 131 hervorruft Die Ausgangssignale 0 des Inverters 132 qnd 1 des Inverters

134 bleiben unverändert Unter diesen Bedingungen ist der Strom durch die Kosinus-Wicklung 44 wiederum für die Zeit zwischen 112 und 113 0.

Zur Zeit f 13 hat die Wellenform \27Q' einen Übergang ins Positive. Dadurch schaltet der Ausgang des Inverters 134 auf 0 und der Ausgang des Inverters 132 auf 1. Für die Zeit zwischen 113 und f 20 haben die Inverter 131 und 132 die Ausgangssignale 1, während die Inverter 133 und 134 die Ausgangssignale 0 haben. Dadurch wird ein positiver Strom durch die Kosinus-Wicklung in derselben Weise, wie oben für die Zeit zwischen iOund ί 4 erörtert, hervorgerufen.

Auf ähnliche Weise wie im Zusammenhang mit der Kosinus-Wicklung 44 erörtert, werden auch die Inverter

135 bis 138 für die Sinus-Wicklung 46 selektiv zwischen den Zuständen 1 und 0 geschaltet, so daß ein bilateraler Strom geführt wird. Im einzelnen haben die Inverter 135 und 136 zwischen (0 und rl die Ausgangssignale 0, während die Inverter 137 und 138 die Ausgangssignale 1 besitzen. Dadurch wird ein positiver Strom vom Anschluß 180 zum Anschluß 178 der Sinus-Wicklung 46 hervorgerufen. Für die Zeit zwischen 11 und f 8 haben die Inverter 135 und 138 die Ausgangssignaie 0, während die Inverter 136 und 137 die Ausgangssignale 1 ω besitzen. Dadurch wird ein Zustand ohne Strom in der Sinus-Wicklung 46 hervorgerufen.

Zwischen den Zeiten 18 und f9 liegt der (^-Ausgang des Flip-Flops 129 auf 1, so daß die Ausgänge der Inverter 135 und 136 auf 0 liegen. Die Ausgänge der Inverter 137 und 138 liegen auf 1. Unter dieser Bedingung fließt ein negativer Strom durch die Sinus-Wicklung 46. Von ί 9 bis ί 16 herrscht wieder der Zustand ohne Strom. Bei 116 sind die Flip-Flops 128 und 129 wieder im selben Zustand wie bei 10, und der Zyklus beginnt von neuem.

Bisher wurde angenommen, daß die Wellenform 44' und die Wellenform 46', also die Ströme durch die Kosinus- und durch die Sinus-Wicklungen, keinen Beitrag vom amplitudenmodulierenden Teil der vorliegenden Erfindung erhalten. Wenn die Impuls-Amplituden-Modulation nichts zu den Treibersignalen beiträgt, arbeitet die vorliegende Erfindung analog zu der, die früher in der obengenannten US-Patentschrift 3) 42 487 beschrieben wurde. Nach der vorliegenden Erfindung kann das Einfügen der Amplitudenbits in die impulsbreitenmodulierten Signale unter Verwendung irgendeiner geeigneten analogen Schaltung erreicht werden, wie beispielsweise durch die festen Widerstände, die als 271 Us 278 in den F i g. 7 und 8 gezeigt sind. Es kann aber alternativ dazu auch beispielsweise ein variables Potentiometer verwendet werden. Die Wahl dieser Schaltung sollte jedoch in keiner Weise den Urmang der vorliegenden Erfindung einschränken.

Wenn von der Impuls-Amplituden-Steuerung 28 ein zusätzliches grobes Datenbit erzeugt wird, indem ein Ausgangsimpuls auf der Leitung 61 zur Impulsbreiten-Steuerung 30 hervorgerufen wird, erzeugt die Impulsbreiten-Steuerung, wie oben in Zusammenhang mit F i g. 3 erklärt, eine Veränderung durch eine Phasenverschiebung seiner Ausgangswellenformer.. Im einzelnen werden die Wellenfoifnen 50' und 53' zueinander relativ verschoben, wodurch die relativen »An«- und »Aus«- Zeiten der Wellenfoirmen 44' und 46' verändert werden. Bei der vorliegeaden Anordnung klammert jedes Datenbit vier Zustände mit feinen Bitdaten ein, wie ausführlicher zusammen mit den Fig.9 bis 12 erörtert wird.

Der Zweck der Methode, Impuls-Amplituden-Signale mit feinen Bits zu den Impulsbreiten-Signalen mit groben Bits hinzuzufügen, ist, die Gesamtzahl von Unterteilungen des Transformatorzyklus zu erhöhen, ohne die Taktfrequenz zu erhöhen oder die Trägerfrequenz zu erniedrigen. Wenn aüein du. !mpulsbreiten-Signale verändert würden in ihrer Breite, um die Gesamtzahl von Unterteilungen zu erhöhen, dann müßte entweder die Taktfrequenz oder die Trägerfrequenz notwendigerweise verändert werden.

In F i g. 5 werden die Impulsbreiten-Signale und die Impuls-Amplituden-Signale auf den Leitungen 190,191, 192 und 193 addiert Betrachtet man die Leitung 190 als typisch, so empfängt die Leitung 190 das Impulsbreiten-Signal von den Impulsbreiten-Treibern 131 und 132 und die Impuls-Amplituden-Signale vom Impuls-Amplituden-Treiber 141. Ein Vergleich der Impulsbreiten-Treiber (als typisch ist der Impulsbreiten-Treiber 131 in Fig. 13 gezeigt) mit den Impuls-Amplituden-Treibern (als typisch ist der Impuls-Amplituden-Treiber 141 in F i g. 7 gezeigt) zeigt, wie die wirkliche Summation der Impulsbreiten- und Impuls-Amplituden-Signale vonstatten geht. Im einzelnen führt der Ausgangswiderstand 282 des Treibers 131 zur Ausgangsleitung 190, ebenso wie die Ausgangswiderstände 27t, 272,275 und 276 des Treibers 141 von Fig.7. Die Widerstände 271 und 275 Von Fi g- 7 werden relativ zum Widerstand 282 von F i g. 13 so gewählt, daß eine Leitfähigkeit entsteht, die gleich dem erwünschten Verhältnis aus Impuls-Amplituden-Strom zu Impulsbreitenstrom ist Die Verhältnisse werden so gewählt, daß jeder Schritt der Impulsbreite um eine Einheit 5 Datenbits repräsentiert, während jeder Schritt in der Impuls-Amplitude ein Datenbit

darstellt. Um das richtige Verhältnis der Leitfähigkeiten zu erhalten, wurde der Widerstand 282 in F i g. 13 zu 320 Ohm bestimmt, während die Widerstände 271 und 275 in Fig.7 4800 Ohm betragen. Die Widerstände 272 und 276 (mit einem gewichteten Wert, der doppelt so groß wie die Widerstände 271 und 275 ist) haben einen Wert von 9600 Ohm.

Die feinen Bits der Impuls-Amplituden-Daten werden zu den Impulsbreiten-Daten hinzugefügt oder abgezogen auf eine Weise, die oben in Zusammenhang mit Tafel II beschrieben wurde. Die Addition und Subtraktion wird nun weiter mit Bezug auf die Fig.9 bis 12 erläutert. In der Fig.9 werden eine Kosinus-Wellenform 44' und eine Sinus-Wellenform 46' in der Zeit zwischen 113 und /29 in ausgedehnter Form gezeigt, und zwar über einen Teil derselben Zeitperiode wie für die entsprechenden Wellenformen in F i g. 6.

Zusätzlich ist in F i g. 9 ein +1-Amplitudenbit zu den entsprechenden Wellenformen in Fig.6 addiert Die gestrichelten Wellenformen in F i g. 9 stellen die Gestalt der Impulsbreiten-Wellenformen dar ohne die hinzugefügten Amplituden-Bits. Bei der Wellenform 44' in F i g. 9 ist gezeigt, wie ein Amplituden-Bit zwischen den Zeiten f 16 und f 17 von der Impulsbreiten-Wellenform abgezogen ist, die sonst zwischen den Zeiten 113 und f20 einen konstanten positiven Wert hätte. In entsprechender Weise ist ein Amplituden-Bit vom zwischen i21 und i28 ins Negative gehenden Teil der Wellenform 44' zwischen den Zeiten i24 und i25 abgezogen.

Die Additionen und Subtraktionen der Amplituden- und Impulsbreiten-Wellenformen ergeben sich als Resultat der Summationen auf den Leitungen 190, 191, 192 und 193 der Signale von den Impulsbreiten- und Impuls-Amplituden-Treibern, wie in F i g. 5 gezeigt.

In F i g. 9 ist ein Datenbit von der Kosinus-Wellenform 44' abgezogen, ein Datenbit ist zu der Sinus-Wellenform 46' hinzugefügt Im einzelnen sind die Wellenformen von ί 13 bis f20 überall um ein Amplituden-Bit größer als bei der Impulsbreiten-WeI-lenform allein, die strichelt gezeigt ist In entsprechender Weise ist in der Zeit zwischen f21 und f 28 diese Wellenform auch um ein Amplituden-Bit größer (im negativen Wert) als die Impulsbreiten-Wellenform allein.

In Fig. 10 stellen die Kosinus-Wellenform 44" und die Sinus-Wellenform 46" die Impulsbreiten-Wellenformen von Fig.6, aber unter Hinzufügen von zwei positiven Amplituden-Bits, dar. Die Additionen und Subtraktionen der Amplituden-Bits in Fig. 10 erfolgen in denselben Zeitintervallen, die in F i g. 9 bezeichnet sind, haben aber in Fig. i0 die doppelte Amplitude wie in Fig.9. Mit doppelter Amplitude ist gemeint, daß beispielsweise die Höhe »h« der Subtraktion in der Wellenform 44' die Hälfte der Höhe 2 »h« der Subtraktion in der Wellenform 44" ist.

In Fig. II ist eine Amplitude von -2 Bit zu verschiedenen Versionen der Impulsbreiten-Wellenformen von F i g. 6 addiert, wo diese Impulsbreiten-Wellenformen der Fig.6 durch die Vergrößerungen um ein grobes Bit modifiziert werden. Die Impulsbreiten-Wellenform von F ί g, 9 stellt daher 12 grobe Bits (= 60 feine Bits) + 1 feines Bit dar, was zusammen einen gewichteten Wert von 61 feinen Datenbits ergibt. Die Fig. 10 stellt 12 grobe Bits plus 2 feine Bits dar, was zusammen einen gewichteten Wert von 62 feinen Datenbits ergibt. F i g. 11 stellt 13 grobe Bits (= 65 feine Bits) plus -2 feine Bits dar, was insgesamt einen gewichteten Wert von 63 feinen Datenbits ergibt. Schließlich stellt die Fig. 12 13 grobe Bits plus -1 feines Bit dar, was zusammen einen gewichteten Wert von 64 feinen Datenbits ergibt.

Die Impulsbreite der Kosinus-Wellenform 44'" in Fig. 11 verläuft von M2.5 bis fl9J>, wobei zwischen den Zeiten r 15.5 und r 17.5 im positiven Halbzyklus eine Amplitudenaddition um 2 Bits stattgefunden hat. Entsprechend verläuft die Impulsbreite in dem negativen Halbzyklus zwischen r21.5 und f27.5 mit einer Amplitudenaddition um 2 Bits zwischen 123.5 und 125.5.

In entsprechender Weise beinhaltet die Sinus-Wellenform 46'" eine Subtraktion um zwei Amplituden-Bits für die Zeit zwischen 112J5 bis f 19.5, wobei die zugrundeliegende Impulsbreite zwischen 115.5 >nd 1173 während des positiver. Halbzyklus verläuft, in ähnlicher Weise sind während des negativen Halbzyklus zwei Amplituden-Bits zwischen i21.5 und Γ27.5 abgezogen, wobei das ins Negative gehende Impulsbreiten-Signal zwischen 123.5 und 125J verläuft.

In Fig. 12 ist die Impulsbreiten-Wellenform von F i g. 11 in Kombination mit einer Addition von -1-Amplituden-Bits gezeigt Die Dauer der Additionen und Subtraktionen der Atnplitudendaien in Fig. 12 ist dieselbe wie in Fig. 11, außer daß das Amplitudengewicht in F i g. 12 halb so groß ist wie in F i g. 11.

Das Hinzufügen eines zusätzlichen feinen Datenbits zur Wellenform von Fig. 12 wird dadurch ausgeführt, daß jeder Amplitudenbeitrag völlig eliminiert wird, so daß die Wellenform dann wie durch den gestrichelten Teil in F i g. 12 angedeutet aussieht

Die Addition (nicht gezeigt) eines zweiten feinen Datenbits zur Wellenform von Fig. 12 wird dadurch ausgeführt, daß ein Amplitudenwert von +1 zur Wellenform von Fig. 12 in derselben Weise hinzugefügt wird, in der die Addition von +1 Datenbit zu den Daten der Wellenformen von F i g. 9 gezeigt ist

Ein drittes Datenbit wird (nicht gezeigt) zu den Wellenformen von F i g. 12 in derselben Weise addiert, wie zwei Datenbits zu den Wellenfornjen von Fig. 10 hinzugefügt wurden. Das vierte Datenbit wird zu den Wellenformen von Fig. 12 hinzugefügt, indem (nicht gezeigt) die zugrundeliegenden Impulsbreiten dieser Wellenform verändert werden und 2 Datenbits abgezogen werden. Der Prozeß, Amplituden-Bits zu den grundlegenden Impulsbreiten-Bits hinzuzählen oder davon zu subtrahieren, geht in der angedeuteten Weise für jede gewünschte Gesamtveränderung fort.

Die Erfindung wurde insbesondere mit Bezug auf eine besonders bevor?.ugte Ausführungsform beschrieben. Selbstverständlich weiß der Fachmann, daß diese und andere Veränderungen in Form und Details gemacht werden können, ohne den Bereich und Gedanken der Erfindung zu verlassen.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   j. Digital-Analog-Umsetzer, bei dem in Abhängigkeit der Größe und Richtung eines der Veränderung eines Winkels entsprechenden analogen Fehlersignals eine Zählersteuerung eine Impulsbreitensteuerung steuert, die eine Zählung erzeugt, die einem groben Teil dieses Winkels entspricht und die eine logische Verknüpfungsschaltung der Impulsbreiten- ι ο steuerung steuert, die einen ersten Impulszug mit einer Trägerfrequenz einer Treiberschaltung zuführt, wobei dieser erste Impulszug aus amplitudenkonstanten Impulsen mit einer Dauer besteht, die proportional einer ersten trigonometrischen Funk- ι ·> tion des groben Teils des Winkels ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulsamplitudensteuerung vorgesehen ist, die von der Zählersteuerung gesteuert wird und die zyklisch Zählungen entsprechend einem feinen Teil des Winkels vornimmt, entsprechend dieser Zählung einen zweiten Impulszug mit der Trägerfrequenz erzeugt, dessen Impulse eine Dauer proportional einer zweiten trigonometrischen Funktion des groben Teils des Winkels und eine Amplitude proportional dem feinen Teil des Winkels aufweisen und die Impulse beider Impulszüge in der Treiberschaltung miteinander verknüpft werden, wobei die algebraische Kombination der Impulsamplituden beider Impulszüge eine Fundamentalkomponente propor- jo tional der trigonometrischen Funktion des Winkels hat

   2. Umsetzer nach Anspnvh t, dadurch gekennzeichnet, daß die algebraische Kombination eine Trägerfrequenzkomponeirite einschließt, deren Amplitude proportional zum Sinus des Winkels und deren Phase repräsentativ für das Vorzeichen des Sinus des Winkels ist, wobei der erste Impulszug eine Trägerfrequenzkomponente enthält, deren Amplitude proportional zum Sinus des groben Teils des Winkels ist, und eine Phase hat, die repräsentativ für das Vorzeichen des Sinus des groben Teils ist, wobei die Impulsamplitudensteuerung besteht aus einem logischen Schaltkreis zur Erzeugung des zweiten Impulszuges mit einer Trägerfrequenzkomponente, deren Amplitude proportional zu einem Kosinusprodukt ist, welches das Produkt aus dem Kosinus des feinen Teils und dem Kosinus des groben Teils ist, und die eine Phase hat, welche repräsentativ für das Vorzeichen des genannten Kosinusproduktes ist to

   3. Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die algebraische Kombination eine Trägerfrequenzkomponente einschließt, deren Amplitude proportional zum Kosinus des Winkels und deren Phase repräsentativ für das Vorzeichen des Kosinus des Winkels ist, wobei der erste Impulszug eine Trägerfrequenzkomponente enthält, deren Amplitude proportional zum Kosinus des groben Teils des Winkels ist, und eine Phase hat, die repräsentativ für das Vorzeichen des Kosinus des groben Teils ist, wobei die Irnpulsamplitudensteuerung besteht aus einem logischen Schaltkreis zur Erzeugung des zweiten Impulszuges mit einer Trägerfrequenzkomponente, deren Amplitude proportional zu einem Sinusprodukt ist, welches das Produkt aus dem Sinus des feinen Teils und dem Sinus des groben Teils ist, und die eine Phase hat, welche repräsentativ für das Vorzeichen des

   genannten Sinusproduktes ist.

   4, Umsetzer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsamplitudensteuerung (28) Impulsamplitudentreiber (141, 142 bzw. 143, 144) ansteuert, deren Ausgänge zusammen mit Ausgängen von Impulsbreitentreibern (131 bis 134 bzw. 135 bis 138) an einer Kosinus- bzw, Sinuswicklung (44 bzw. 46) anliegen, wobei die Impulsbreitentreiber (131 bis 134 bzw. 135 bis i38) von der Impulsbreitensteuerung (30) angesteuert werden, der ein Impuls bei jeder zyklischen Zählung der Impulsamplitudensteuerung (28) zugeführt wird.

   5. Umsetzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Zyklus der Impulsamplitudensteuerung (28) von 5 Bits diese eine Einbitleitung (158) und eine Zweibitleitung (159) aufweist, die Einbitleitung (158) an Tore (251, 253) und die Zweibitleitung (159) an weitere Tore (152, 154) angeschlossen sind, deren Ausgänge über Widerstände. (271 bis 274) an die Wicklung (44 bzw. 46) und an Inverter (265 bis 268) angeschlossen sind und die Inverterausgänge über weitere Widerstände (275 bis 278) an der Wicklung (44 bzw. 46) liegen, wobei die Widerstände (271, 273, 275, 277), die an die einen Tore (251, 253) und an die von diesen Toren (251,

   253) angesteuerten Inverter (265,267) angeschlossen sind, das Gewicht 1 und die restlichen Widerstände (272,274,276,278) das Gewicht 2 haben und wobei das eine Tor (251) der Einbitleitung (158) und das eine Tor (252) der Zweibitleitung (159) und die Inverter (265»266) der anderen Tore (253,254) über ihre Widerstände (271,272,275,276) am einen Ende der Wicklung (44 bzw. 46) und die anderen Tore (253,

   254) und die anderen Inverter (267, 268) über ihre Widerslände (273, 274, 277, 278) am anderen Ende der Wicklung (44 bzw. 46) angeschlossen sind.