DE2423247C3 - Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung einer Impulsfolge, deren Frequenz proportional ist dem Produkt der Frequenzen zweier Impulsfolgen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein Verfahren zur quasi-kontinuierlichen Produktbildung ist aus der DT-AS 21 29 371 bekannt. Bei diesem Verfahren werden beide zu multiplizierende Impulsfolgen in einen Zähler eingezählt, der die seriell anstehende Information, d. h. die hintereinander eintreffenden <>° Impulse, in eine parallele Information, d. h. in einen auf einmal abfragbaren Zählerstand umwandelt. Diese beiden parallelen Informationen werden dann in einer Multipliziermatrix multipliziert. Anschließend wird in einem dritten Zähler das parallel anstehende Produkt wieder in eine serielle Information, d. h. eine Impulsfolge, umgewandelt. Wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens ist es, daß eine Schaltung zur Realisierung des

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Verfahrens — bedingt durch die zahlreichen Verfahrensschritte - sehr aufwendig ist

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Erzeugen einer Impulsfolge, deren Frequenz proportional dem Produkt der Frequenzen zweier gegebener Impulsfolgen ist, zu schaffen, dessen technische Realisierung erheblich einfacher und somit wirtschaftlicher ist als bei bekannten Verfahren.

Diese Aufgabe wird gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet. .

Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden darin gesehen, daß die technische Realisierung sehr einfach ist Sie benötigt außer einem handelsüblichen Vorwärts-Rückwärts-Zähler nur einfache logische Verknüpfungselemente. Darüber hinaus wird ein neuer Weg zur Multiplikation zweier Frequenzen beschatten; beim erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich nicht um eine Multiplikation im herkömmlichen Sinn, sondern die benutzte Art des Zählers ergibt eine Impulsfolge, die dem Produkt zweier Impulsfolgen entspricht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der schematischen Figuren im folgenden mehr erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig.2 eine mögliche Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß F i g. 1 sind die Eingänge eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 3 über Torschaltungen 5 bzw. 4 mit einem Oszillator 2 und einem Eingang 1 für eine erste Impulsfolge f\ verbunden, deren Frequenz mit der Frequenz einer zweiten Impulsfolge f2 multipliziert werden soll. Der Oszillator 2, der auch mit einem Leitwerk 11 verbunden ist, gibt eine Hilfsimpulsfolge fh konstanter Frequenz ab. Im Leitwerk 11 wird z.B. von der Hilfiimpulsfolge fh ein Zeitabschnitt Ti vorgegebener Länge abgeleitet, während der ein vom Leitwerk 11 abgegebenes Signal die Torschaltung 4 öffnet sowie ein daran anschließender Zeitabschnitt 72. Während des Zeitabschnitts 71 wird die erste Impulsfolge f\ in den Vorwärts-Rückwärts-Zähler 3 eingezählt. Nach Ablauf des Zeitabschnitts 71, zu Beginn des Zeitabschnitts 72, gibt das Leitwerk 11 ein Signal an die Torschaltung 5, die für die Hilfsimpulsfolge fh öffnet. Gleichzeitig wird durch ein Signal auf den Eingang A des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 3 der Zähler auf Rückwärtszählen umgeschaltet und durch ein weiteres Signal eine Torschaltung 8 öffnet. Damit ist der Eingang 13 für die zweite Impulsfolge fl mit dem Ausgang 14 der Schaltung verbunden. Dieser Zustand wird solange aufrecht erhalten, wie der Zähler 3 durch die Hilfsimpulsfolge fh zurückgezählt wird. Der Zeitabschnitt 7*2 muß also so gewählt werden, daß er zum mindesten so lange dauert wie die maximal für das Zurückzählen benötigte Zeit. Sobald der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 3 wieder auf den Stand 0 zurückgezählt ist, gibt er über die Leitung B ein Signal an das Leitwerk 11, das daraufhin die Signale an die Torschaltungen 4, 5 und 8 sowie an den Vorwärts-Rückwärts-Zähler 3 zurücknimmt. Bis zum Ablauf des zweiten Zeitabschnitts T2, nach dem das erfindungsgemäße Verfahren periodisch wiederholt wird, sperren somit sämtliche Torschaltungen, im Ausgang 14 stehen keine Signale an, der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 3 arbeitet nicht.

Der nach Ablauf des Zeitabschnitts Ti erreichte maximale Inhalt des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 3 ist proportional der Frequenz der ersten Impulsfolge Π, somit ist auch die Rückzählzeit, während der die Torschaltung 8 die zweite Impulsfolge /2 an den Ausgang s 14 durchschaltet, proportional zur Frequenz der ersten Impulsfolge fi. Die Zahl der während ei ies Multiplikationszyklus auf den Ausgang 14 geschalteten Impulse ist somit proportional dem Produkt der Frequenzen der ersten und der zweiten Impulsfolge. Der Zahl der \o Impulse pro Zeitdauer eines Multiplikationszyklus, d. h. also der Summe der Zeitabschnitte T\ und 72, läßt sich aber wieder eine Frequenz zuordnen, die proportional ist dem Produkt der Frequenzen der ersten und der zweiten Impulsfolge.

Die am Ausgang 14 erscheinende Impulsfolge liegt, wie oben ausgeführt, als Impulspaket mit kleinem Paket: Pausen-Verhältnis vor. Eine opt^:male Gestaltung dieser Impulspakete am Ausgang 14 läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß die Zeitabschnitte Ti und T2 gleich groß gewählt weiden und daß die Frequenz der Hilfsimpulsfolge nur geringfügig höher ist als die maximale Frequenz der ersten Impulsfolge. Dann beträgt die Zeil, während der am Ausgang 14 Impulse anstehen, etwa die Hälfte eines Multiplikationszyklus. Werden nun zwei Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens parallel geschaltet, wobei die Einrichtungen gegeneinander versetzt arbeiten, so steht am Ausgang einer derartigen Einrichtung eine fast kontinuierliche Frequenz mit sehr günstigem Paket: Pausen-Verhältnis an. Unter »gegeneinander versetzt arbeiten« der beiden Einrichtungen sei verstanden, daß in der eisten Einrichtung der erste Zeitabschnitt Π abläuft, wäh rend in der zweiten Einrichtung der Zeitabschnitt T2 abläuft und umgekehrt.

In dem Schaltbild der F i g. 2 ist der Eingang 13 für die zweite Impulsfolge /"2 über ein AND-Glied 8 mit dem Ausgang 14 verbunden. Der Eingang 1 für die erste Impulsfolge /1 liegt über einen Schalter 4 und der Oszillator 2 für die Hilfsimpulsfolge fh über einen Schalter 5 am Eingang des Zählers 3. Die Steuereingänge der Schalter 4 bzw. 5 sind direkt bzw. über einen Inverter 20 mit einem Oszillator 2 gespeisten Frequenzuntersetzer 21 verbunden, der als Zeitgeber dient. Die Ausgänge des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 3 geben ihre Information an ein OR-Glied 22, dessen Ausgang ein Eingang des AND-Glieds 8 bildet. Ein weiterer Eingang des AND-Glieds 8 wird von dem Signal des Frequenzuntersetzers 21 über einen Inverter 23 angesteuert. Weiterhin ist der Ausgang des OR-Glieds 22 über ein NOR-Glied 24, dessen zweiter Eingang vom Frequenzuntersetzer 21 angesteuert wird, mit einem Eingang C des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 3 verbunden, über den der Zähler gestoppt werden kann. Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 3 wird vom Frequenzuntersetzer 21 über den Eingang A auf Vorwärts- bzw. Rückwärtszählen geschaltet.

Der vom Oszillator 2 gesteuerte Frequenzuntersetzer 21 gibt die Zeitdauer für einen Multiplikationszyklus an, die Zeitabschnitte Tl und TT. sind gleich groß, beispielsweise gebe der Frequenzuntersetzer 21 während des Zeitabschnitts Π ein Signal ab. während des Zeitabschnitts Tl kein Signal abgibt. Während des Zeitabschnitts 7"1 werden dann durch den geöffneten Schalter 4 die Impulse der ersten Impulsfolge fi in den Vorwärts-Rückwärts-Zähler 3 eingezählt, während der über den Inverter 20 angesteuerte Schalter 5 die Hilfsimpulsfolge fh sperrt. Gleichzeitig wird über den Eingang A der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 3 auf Vorwärtszählen geschaltet. Umgekehrt wird während des zweiten Zeitabschnitts die Hilfsimpulsfolge fh in den Vorwärts-Rückwärts-Zähler 3 eingezählt, wobei dieser über den Eingang A auf Rückwärtszählen geschaltet ist. Solange während des Rückwärtszählens nach mindestens eine Zählstute ein Signal abgibt, wird vom OR-Glied 22 ein Signal an den einen Eingang des AND-Glieds 8 abgegeben. Auch der andere, mit dem Inverter 23 verbundene Eingang des AND-Glieds 8 erhält ein Signal, daher gelangt die zweite Impulsfolge f2 ungehindert an den Ausgang 14. Sobald der Zählerstand 0 im Vorwärts-Rückwärts-Zähler 3 erreicht ist, gibt das OR-Glied 22 kein Signal ab. Dadurch wird einerseits das AND-Glied 8 gesperrt, andererseits steuert das NOR-Glied 24, dessen anderer Eingang vom Ausgang des Frequenzuntersetzers 21 ebenfalls kein Signal erhält, den Eingang C des Zählers 3, worauf der Zähler 3 auf «stopp« gesetzt wird. Während des weiteren Ablaufs des zweiten Zeitabschnitts bleibt also das AND-Glied 8 gesperrt, ebenso bleibt der Zählerinhalt 0 erhalten. Erst mit Beginn eines neuen Multiplikationszyklus, wenn am Ausgang des Frequenzuntersetzers 21 wieder ein Signal anliegt, wird in den Zähler 3 wieder die erste Impulsfolge fi eingelesen.

Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß die Schaltung gemäß F i g. 2 nur ein mögliches Ausführungsbeispiel zur Realisierung der Erfindung darstellt, die logischen Verknüpfungsglieder können durch andere logische Verknüpfungsglieder ersetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: 24

1. Verfahren zum Erzeugen einer Impulsfolge, deren Frequenz Fa proportional ist derr Produkt der Frequenzen /1 und (2 zweier gegebener Impulsfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch während eines ersten Abschnitts vorgegebener Länge die erste Impulsfolge in einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler (3) vorwärts eingezählt wird, daß der Vorwärts Rückwärts-Zähler während eines zweiten Zeitabschnitts vorgegebener Länge durch eine Hilfsimpulsfolge' konstanter Frequenz zurückgezählt wird und nach Erreichen der Nullstellung gestoppt wird und daß während des Zurückzahlen die zweite Impulsfolge auf den Ausgang der Schaltung durchgeschaltet wird, wobei die Anzahl der am Ausgang der Schaltung quasikontinuierlich erscheinenden Impulse, bezogen auf die immer gfeichtange dauernde Summe des ersten und zweiten Zeitab-Schnitts die Ausgangsfrequenz darstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Zeitabschnitte von der Hilfsimpulsfolge abgeleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitabschnitte gleiche Längen haben.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Hilfsimpulsfolge nur geringfügig höher ist als die maximale Frequenz der ersten Impulsfolge.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingang (1) für die erste Impulsfolge (f\)und ein Oszillator (2), der eine Hilfsimpulsfolge (fh) konstanter Frequenz erzeugt, wechselseitig durch Schaltmittel (4, 5) an einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler (3) schaltbar sind, daß der Ausgang eines Frequenzuntersetzers (21), dessen Eingang mit dem Oszillator (2) verbunden ist, die Schaltmittel (4, 5) und einen Eingang (A) für die Zählrichtung des Zählers (3) ansteuert und daß über weitere Schaltmiue! (22, 23) in Abhängigkeit vom Inhalt des Zählers (3) und dem Ausgangssignal des Frequenzuntersetzers (21) eine Torschaltung (8) steuerbar ist, über die zweite Impulsfolge (Γ2) zum Ausgang (14) der Schaltung durchschaltbar ist.