DE2445043A1

DE2445043A1 - Vorrichtung zur transformation von signalen eines ersten koordinatensystems in signale eines zweiten koordinatensystems

Info

Publication number: DE2445043A1
Application number: DE19742445043
Authority: DE
Inventors: Kenneth Robson Brown; Colin Keith Sharp
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1973-09-22
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1975-03-27
Also published as: US3963912A; JPS5737900B2; GB1446081A; JPS5079236A; FR2245029B1; FR2245029A1

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANSLEYH

DIPL-ING ERNST RATHMANK

München 71, Melchiorstr. 42

Unser Zeichen: A 12 915

Ferranti Limited

Hollinwood-Lancashire

England

Vorrichtung zur Transformation von Signalen eines ersten Koordinatensystems in Signale eines zweiten Koordinatensystems

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Auflösung bzw. Transformation von Signalen in einem ersten Satz von Achsen bzw. einem ersten Koordinatensystem in Signale in einem zweiten Satz von Achsen bzw. einem zweiten Koordinatensystem, wobei andere Signale zur Verfügung stehen, die auf bestimmte Weise kombiniert trigonometrische Funktionen liefern, welche für die Übertragung des ersten Satzes von Achsen in den zweiten Satz von Achsen erforderlich sind.

Spezieller betrifft die Erfindung elektronische iMultiplizierer und ist sowohl auf einen besonderen Multiplizierertyp anwendbar, der einen Ausgang als Produkt eines Gleichstrom- und eines Wechselstromsignals erzeugt, als auch auf eine spezielle Anordnung von Multiplizierern zur Transformation von Signalkomponenten in einem Satz von Achsen bzw. Koordinatensystem in Komponenten in einem anderen Satz von Achsen bzw. Koordinatensystem.

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Der betroffene spezielle Multipliziererschaltkreis kann als Modulator verwendet werden, um eine als Amplitude eines Gleichstromsignals dargestellte Information einem Wechselstromsignal gewünschter Frequenz, d.h. einem Träger zu Zwecken der Übertragung aufzudrücken. Alternativ kann ein solcher Schaltkreis dazu verwendet werden, zwei unterschiedliche Parameter miteinander zu muliplizieren, deren einer Wert zu jeder Zeit von einem Wechselstromsignal und deren anderer Wert von einem Gleichstromsignal dargestellt werden, wobei beim Wechselstromsignal vorzugsweise dessen Amplitude zur Darstellung des entsprechenden Parameters dient.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Multipliziererschaltungsanordnung vorgesehen, die zwei parallele Strompfade für dasselbe Signal enthält, von denen ein Pfad mit einer Signalpegel-Justiereinrichtung verbunden ist; die Anordnung enthält ferner eine Einrichtung, die auf ein Ungleichgewicht der Gleichstromkomponenten in jedem der parallelen Strompfade anspricht (im folgenden auch als Ungleichgewichts-Detektor bezeichnet); dieses Ungleichgewicht entspricht einem Gleichstromsignal in einem dritten Signalpfad zur Erzeugung eines Steuersignals, um die Signalpegel-Justiereinrichtung zu verändern und das Ungleichgewicht zu reduzieren. Dadurch werden die Wechselstromkomponenten in den parallelen Strompfaden in einem Ausmaß ungleich, das dem Gleichstromsignal in dem dritten Pfad proportional ist.

Vorzugsweise enthält die Signalpegel-Justiereinrichtung eine Abzweigung von dem einen Strompfad über einen variablen Widerstand, bei dem. es sich vorteilhafterweise um einen Feldeffekttransistor handelt, dessen Steuerelektrode auf das Steuersignal anspricht.

Eine solche Schaltung kann dazu verwendet werden, an einem Verbindungspunkt wenigstens der parallelen Strompfade ein Wechselstrom-Ausgangssignal zu liefern, das sich als Produkt eines Wechsel-

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_ Q _M

strom-Eingangssignals, das an den parallelen Strompfaden anliegt, und eines Gleichstrom-Eingangssignals darstellt, welches dem dritten Pfad zugeführt wird. Dies entspricht der Amplitudenmodulation des Wechselstromeingangssignals entsprechend dem Gleichstrom-Eingangssignal.

Es ist gut möglich, den dritten Pfad direkt an den Verbindungspunkt anzuschließen, an dem das Wechselstrom-Ausgangssignal von den parallelen Strompfaden abgenommen wird. Vorzugsweise wird das Wechselstrom-Ausgangssignal hinter dem Ungleichgewichts-Detektor abgenommen; dieser Ungleichgewichts-Detektor kann einen Summierverstärker enthalten, der eine Wechselstrom-Rückkopplung zu einem scheinbar geerdeten Eingang für den oben erwähnten Verbindungspunkt der parallelen Strompfade besitzt. Falls wenigstens ein weiterer Pfad zur Anlegung eines weiteren Gleichstrom-Eingangssignals ebenfalls an diesen Verbindungspunkt angeschlossen würde, würde das Ausgangssignal der Schaltung ein Produkt mit der Summe der Gleichstrom-Eingangssignale darstellen.

Alternativ kann das weitere Gleichstrom-Eingangssignal so angelegt werden, daß es direkt die Gleichstrom-Komponente in dem einen der paraLlelen Strompfade beeinflußt. Es ist ohne weiteres möglich, daß dieser weitere Pfad eine Signalinverter-Einrichtung enthält und daß der dritte Pfad an den Eingang dieser Signalinverter-Einrichtung angeschlossen ist, so daß der Wechselstrom-Ausgang der Schaltung ein entgegengesetztes Vorzeichen aufweist, verglichen mit dem erstgenannten Fall, wo der dritte Pfad an den Eingang des Ungleichgewichts-Detektors angelegt war. Falls Gleichstrom-Eingangssignale sowohl an den Eingang einer solchen Signalinverter-Einrichtung als auch an den Eingang des Ungleichge-

wichts-Detektors angelegt würden, würde das Wechselstrom-Ausgangssignal der Schaltung ein Produkt darstellen, dessen einer Faktor die Differenz zwischen den Gleichstrom-Eingangssignalen wäre.

Es ist häufig nötig, auf Signale zu antworten, die beispielsweise

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Fehler darstellen und als Komponenten in ersten Achsen bzw. einem ersten Koordinatensystem hervorgerufen wurden, um andere Signale als Komponenten in zweiten Achsen bzw. einem zweiten Koordinatensystem zu erzeugen, die beispielsweise die erforderliche Korrektur darstellen. Im allgemeinen erforderte dies eine Auflösung jeder der Komponenten der ersten Achsen in solche der zweiten Achsen und eine Summierung, um Komponenten der zweiten Achsen zu bilden. Bei einer Trägheitsplattform, beispielsweise für ein Flugzeug, werden Fehlersignale von mit der Plattform gekoppelten Kreiseln erzeugt, die Neigungswinke!abweichungen um die Plattformachsen darstellen. Für diese Fehlersignale müssen Korrektursignale erzeugt und an Kardan-Servosysteme in unterschiedlichen Achsen angelegt werden. Bislang wurden solche Operationen in Bezug auf den Ausgang eines Azimuthdrehmelders auf der Plattform mittels eines mechanischen Auflösungs- oder Umwandlungssystems durchgeführt, das von dem Synchro-Motor angetrieben wurde.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein relativ kompaktes elektronisches System zu schaffen, das dazu geeignet ist, das genannte mechanische System zu ersetzen und dabei vorzugsweise mit geringeren Kosten verbunden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß Multiplizierschaltungen für jedes aufzulösende bzw. zu transformierende Koordinatensignal vorgesehen sind, welche so angeschlossen und untereinander verbunden sind, daß sie aus korrespondierenden Koordinatensignalen und spezielle trigonometrische Funktionen darstellenden Kombinationen der anderen Signale Produkte darstellende Ausgangssignale erzeugen, und durch eine Einrichtung zum additiven Kombinieren jener Ausgänge zur Lieferung der gewünschten Signale in den zweiten Achsen.

Sofern sich die gewünschten trigonometrischen Funktionen einfach

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durch Addition der anderen Signale mit geeigneten Vorzeichen ergeben, ist es vorteilhaft, daß die Multiplizierer sowohl Summierais auch Inverter-Eingänge besitzen, so daß die gewünschten Additionen und Subtraktionen der anderen Signale gleichzeitig mit der Multiplikation durch Anlegen dieser Signale an die Multiplizierer erfolgt.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zur Steuerung einer Flugzeug-Trägheitsplattform bestehen die anderen Signale aus den Ausgangssignalen eines Azimuthdrehmelders, vorzugsweise eines dreiphasigen Drehmelders, dessen eine Phase geerdet ist, so daß die Ausgänge der anderen beiden Phasen Kosinus- oder Sinus-Funktionen liefern, wenn sie addiert bzw. subtrahiert werden.

Es ist klar, daß sich die erfindungsgemäßen Multiplizierschaltungen gut für die erfindungsgemäße Anwendung eignen; die erforderliche Addition oder Subtraktion kann mit den erfindungsgemäßen Multiplizierschaltungen durch die Art erfolgen, in welcher die Gleichstrom-Eingangssignale angelegt werden. Die aufzulösenden bzw. zu transformierenden Signalkomponenten sind dann vorzugsweise amplitudengekennzeichnete Wechselstromsignale, während die anderen Signale Gleichstromsignale sind, die aus der Demodulation der Drehmeldesignale herrühren.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Figuren. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Multiplizierschaltung,

Fig. 2 eine schematische Schaltung eines dreiphasigen Azimuthdrehmelders und

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Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Koordxnatenwandlers für eine Trägheitsplattform.

Die Multiplizierschaltung gemäß Fig. 1 besitzt einen Anschluß 10 zum Anlegen eines Wechselstrom-Eingangssignales, einen Anschluß 11 zum Anlegen eines Gleichstrom-Eingangssignales und einen Anschluß 12 für ein Ausgangs-Signal, das das Produkt der Eingangssignale an den Anschlüssen 10 und 11 darstellt.

Der Wechselstrom-Eingangsanschluß 10 ist über einen Kondensator 13 an einen gemeinsamen Punkt 14 zweier paralleler Schaltungspfade 15 und 16, die sich zu einem Verbindungspunkt 17 an ihren anderen Enden erstrecken, angeschlossen. Ein Spannungsteiler aus Widerständen 18 und 19 liegt zwischen einer Masseschiene 20 und einem Anschluß 21 und liefert eine bestimmte Gleichspannung an den gemeinsamen Punkt 14. Eine Einrichtung 22 ist vorgesehen, um auf ein Ungleichgewicht der Gleichstrom-Signalkomponenten am Verbindungspunkt 17 durch Erzeugen eines entsprechenden Ausgangssignals zu antworten. Ein invertierender Verstärker 23 mit einer Rückkopplung über einen Widerstand 24 auf seinem scheinbar geerdetem Eingang ist in dem parallelen Schaltungspfad 15 vorgesehen. Die Einrichtung 22 enthält vorzugsweise einen Summierverstärker, dessen einer Eingang 25 mit dem Verbindungspunkt 17 verbunden ist und eine scheinbare Erde darstellt. Jedes Ungleichgewicht im Stromfluß im anderen parallelen Schaltungspfad 16 über einen Widerstand 26 verglichen mit demjenigen im Ausgang des invertierenden Verstärkers 23 über einen Widerstand 27 erzeugt ein Netto-Eingangssignal am Verstärker 22; der Verstärker 22 besitzt eine Wechselstrom-Rückkopplung von seinem Ausgang 28 über einen Widerstand 29 und einen Kondensator 30 zu seinem Eingang 25. Die Verstärker 22 und 23 können ohne weiteres aus kommerziell erhältlichen integrierten Schaltkreisen bestehen, die oft auch als Operationsverstärker bezeichnet werden.

Jegliches Ausgangssignal, das von einem Metto-Gleichstromsignal am

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Verbindungspunkt 17 herrührt, wird dazu benutzt, eine Signalpegel-Justiereinrichtung zu steuern, die mit dem parallelen Schaltungspfad 15 gekoppelt ist und die Gleichstromkomponente in diesem Pfad verändern kann, um die Gleichstromkomponenten durch die Widerstände 26 und 27 ins Gleichgewicht zu bringen. Diese Signalpegel-Justiereinrichtung wirkt auf den Eingang des invertierenden Verstärkers 23. Das Steuersignal am Verstärkerausgang 28 wird über den Strompfad 31 vom Widerstand 29, über einen weiteren Widerstand 32 und eine Verbindung 33 zwischen jenem Widerstand und einem Kondensator 34, der an die Masse- bzw. Erdungsschiene

20 angeschaltet ist, gewonnen und dazu verwendet, die Leitfähigkeit eines Feldeffekttransistors (FET) 35 zu steuern. Der Feldeffekttransistor ist vorzugsweise ein solcher mit isolierter Steuerelektrode. Dieser Feldeffekttransistor 35 ist das variable Element der Signalpegel-Justiereinrichtung, die als Widerstands-T-Netzwerk dargestellt ist; das T-Netzwerk besteht aus den Widerständen 36 und 37, die in Reihe direkt im Schaltungspfad 15 liegen, und aus einer Abzweigung 38 von ihrem Mittelpunkt über die Quellen-Senken-Strecke des Feldeffekttransistors 35 zur Erdungsschiene 20; die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 35 wird vom Signal am Ausgang 28 des Verstärkers 22 gesteuert.

Bei dieser speziellen Ausführungsform wird von einem n-Kanal-Feldeffekttransistor ausgegangen, so daß eine negative Polarität des Steuersignals einen Anstieg des Quellen-Senken-Widerstands bewirkt. Infolge eines solchen Anstiegs fließt ein geringerer Teil der Gleichstromkomponente im Schaltungspfad 15 vom Punkt 14 durch die Abzweigung 38, so daß ein größerer Teil dieser Gleichstromkomponente auf den Eingang des invertierenden Verstärkers gelangt. Falls ein positives Gleichspannungspotential am Anschluß

21 angelegt würde, würde der Ausgang des Verstärkers 23 negativer werden und der scheinbar geerdete Eingang infolge der Rückkopplung über den Widerstand 24 erhalten bleiben. Dies erlaubt eine Kompensation eines Ungleichgewichts, die in einem positiven Gleich-

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Stromsignal am Verbindungspunkt 17 resultiert. Daher muß auch der Verstärker 22 invertierend sein.

In Abwesenheit von Wechselstrom- und Gleichstrom-Eingangssignalen an den Anschlüssen 10 und 11 justiert die Schaltung die Leitfähigkeit des Feldeffekttransistors 35 so, daß der gesamte Gleichstrom, der den Verbindungspunkt 17 über den parallelen Schaltungspfad 16 über den Widerstand 26 erreicht, über den Widerstand 27 in den parallelen Schaltungspfad 15 fließt. Die parallelen Schaltungspfade 15 und 16 sind dann am Verbindungspunkt 17 für Gleichstromsignale im Gleichgewicht, die an dem gemeinsamen Punkt 14 angelegt werden; der Verstärker 22 erhält kein Netto-Eingangssignal und besitzt einen konstanten Wert.

Wenn nun ein Wechselstrom-Eingangssignal an den Anschliß 10 und über den Kondensator 13 an den gemeinsamen Punkt 14 angelegt wird, fliessen in den Widerständen 26 und 27 gleiche Wechselstromsignale entgegengesetzter Phase, so daß sich wiederum kein Ausgangssignal vom Verstärker 22 ergibt. In der Figur ist der Anschluß 11 für ein Gleichstrom-Eingangssignal über einen Widerstand 39 mit dem Verbindungspunkt 17 verbunden. Wenn ein Gleichstromeingangssignal angelegt wird, wird das Gleichgewicht der Gleichstromkomponenten am Verbindungspunkt 17 verschoben, so daß ein Ausgangssignal auf der Leitung 31 erscheint; dieses Ausgangssignal besitzt eine Gleichstromkomponente, die vom Gleichstrom-Eingangssignal am Anschluß 11 abhängt. Dies hat eine sofortige Justierung der Leitfähigkeit des Feldeffekttransistors 35 zur Folge, um den Gleichstromfluß über den Widerstand 27 zu ändern und das Gleichgewicht am Verbindungspunkt 17, der mittels des Verstärkers 22 scheinbar geerdet ist, herzustellen.

Die Widerstandsänderung des Feldeffekttransistors 35 kann so angesehen werden, als bewirke sie eine Änderung der Gesamtverstärkung im parallelen Schaltungspfad 15, was zur Folge hat, daß die gegen-

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phasigen Wechselstromkomponenten in den beiden parallelen Schaltungspfaden 15 und 16 nicht mehr eine gleiche Amplitude haben und sich daher am Verbindungspunkt 17 nicht mehr gegenseitig aufheben. Ein Wechselstrom-Signal gelangt daher an den Eingang 25 des Verstärkers 22 und ruft ein entsprechendes Wechselstrom-Ausgangssignal hervor, das über einen Kondensator 40 auf den Ausgangsanschluß 12 gekoppelt ist. Es ist klar, daß der Kondensator 30 auch dazu dient, einen Nebenschluß für die Wechselstrom-Signale im Ausgang 28 darzustellen. Die Wechselstrom-Ausgangssignale am Anschluß 12 besitzen eine Amplitude, die vom Wert des Gleichstrom-Eingangssignals am Anschluß 11 abhängt, und sind daher eine Produktmodulation des Wechselstrom-Eingangssignals am Anschluß 10.

Falls der Unterschied des Widerstands des Feldeffekttransistors 35 für Gleichstrom- und Wechselstromsignale so groß ist, daß die Wirkung der Schaltung in unerwünschter Weise beeinflußt wird, dann kann vorteilhafterweise eine Kompensation im Bezugspfad 16 der beiden parallelen Schaltungspfade vorgenommen werden. Diese Möglichkeit ist durch die gestrichelte Verbindungslinie von beiden Seiten des Widerstands 26 zu einer Serienschältung aus einem Widerstand 43 und einem Kondensator 44 angedeutet. Der Kondensator 44 stellt sicher, daß der Widerstand 43 nur für Komponenten des Wechselstrom-Eingangssignales vom Anschluß 11 wirksam wird. Gleichstromkomponenten am gemeinsamen Punkt 14 können im Schaltungspfad 16 nur über den Widerstand 26 fHessen.

Falls über einen weiteren Widerstand 39 ein weiteres Gleichstrom-Eingangssignal an den Verbindungspunkt 17 angelegt würde, würde das Ausgangssignal am Ausgangsanschluß 12 der Schaltung ein Produkt darstellen, in dem die Summe aus diesem weiteren Gleichstrom-Eingangssignal und demjenigen am Anschluß 11 zugeführten enthalten ist. Ein gestrichelter Verbindungszweig 45 deutet in der Zeichnung diese Möglichkeit an. Alternativ können natürlich beide Gleichstrom-Eingangssignale additiv über denselben Anschluß 11 eingegeben werden, jedoch kann die Bereitstellung getrennter Eingangsanschlüsse

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bei einigen Anwendungen vorteilhafter sein, beispielsweise wenn die Anordnung für ganz allgemeine Zwecke geschaffen wird.

Infolge der Anwesenheit des invertierenden Verstärkers 23 im Schaltungspfad 15 kann ein Wechsel des Vorzeichens des Ausgangssignals in Bezug auf das Gleichstrom-Eingangssignal erhalten werden, wenn ein Anschluß an den Eingang des invertierenden Verstärkers anstelle eines Anschlusses über den Widerstand 39 an den Verbindungspunkt benutzt wird. Ein solcher Anschluß ist durch den gestrichelt dargestellten Schaltungszweig 46 angedeutet. Wenn gleichzeitig mit den Zweigen 39 oder 45 der Zweig 46 für ein anderes Gleichstrom-Eingangssignal verwendet wird, erzeugt die Schaltung ein Ausgangssignal, das ein Produkt darstellt, v/elches die Differenz zwischen den zwei Gleichstrom-Eingangssignalen enthält.

Auch wenn zusätzliche Wechselstrom-Signalkomponenten dem Multiplizierer am Eingang des Summierverstärkers 22 zugeführt wurden, ergäbe sich eine Wechselstrom-Signalzusammensetzung als Addition jener Komponente und dem früheren Ausgang des Multiplizierers. Diese Möglichkeit ist nützlich, wenn Komponenten kombiniert werden sollen, die von einem Achsensystem in ein anderes aufgelöst wurden.

Im folgenden wird als Beispiel die spezielle Anwendung der erfindungsgemäßen Multiplizierer anhand der Fig. 2 und 3 auf eine Steuerung für eine Trägheitsplattform beschrieben.

Bei einem Trägheitsnavigationssystem für ein Flugzeug oder ein Unterseeboot ist eine kardanisch aufgehängte Trägheitsplattform mit zwei Kreiseln gekoppelt, die eine Winkelverschiebung der Plattform relativ zu den jeweiligen Plattformachsen erfassen. Ausgangssignale V, und V- dieser Kreisel müssen umgewandelt werden, um geeignete Korrektursignale zu erzeugen, die an zwei Kardanservo-Systeme angelegt werden, um die Plattform in Bezug auf die Kardanachsen zu verschieben. Es ist bekannt, daß Eingangssignale V ₁ bzw. V ₂ für die Kardanservo-Systeme erforderlich

509813/0369 " ^X1 "

sind,	wobei	^Ä	<^V1	sin	θ +
	ν = ^vol
und		A	<^V1	cos	θ -
	V =

nachträglich
Geändert

^cos

sin Θ) (2)

Darin sind A eine Transformationskonstante und θ der Wellenwinkel. Die Spannungen sind herkömmlicherweise 400 Hz-Wechselstromsignale .

Signale, die sin θ und cos θ entsprechen, werden von den Ausgängen eines dreiphasigen Azimuthdrehmelders abgeleitet.

Fig. 2 zeigt eine Eingangswicklung HO eines Azimuthdrehmelders mit drei Ausgangswicklungen 111, 112, 113, die jeweils um einen Winkel von 12O° versetzt sind und Ausgangsanschlüsse Sl, S2 bzw. S3 speisen. Der Ausgangsanschluß S2 ist geerdet, so daß sich folgende Ausgänge ergeben:

V_s3 = B V sin (Θ + 120°) - 3 (3)

^Vsl ^{= B} ^ ^sin <^{θ + 24O}°) " ⁴ <⁴)

Darin sind V eine Wechselspannung, die an die Eingangswicklung 110 angelegt wird, B eine Transformationskonstante und θ der Wellenwinkel.

Es kann gezeigt werden, daß

^Vs3 ^{+ V}sl ~ ^ ^{cos θ ί5)}

^¥s3 " ^Vsl ~ * ^{sin θ (6)}

Wenn daher die Ausgänge des Drehmelders additiv und subtraktiv kombiniert werden, ergeben sich Kosinus- und Sinusfunktionen des Wellenwinkels, die zur Erzeugung der Terme in den Gleichungen 1 und 2 verwendet werden.

Vorzugsweise werden die Ausgangssignale des Drehmelders demoduliert,

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um Gleichstrom-Eingangssignale für Multiplizierer des in Fig. 1 gezeigten Typs zu erhalten. Wie oben erwähnt, drücken solche Multiplizierer einem Wechselstrom-Eingangssignal ein Gleichstrom-Eingangssignal zu Bildung eines Produktes auf. Darüber hinaus können zwei Gleichstrom-Eingangssignale additiv oder subtraktiv kombiniert werden, je nachdem ob sie an den Eingang des Summierverstärkers 22 oder den des invertierenden Verstärkers 23 des parallelen Schaltungspfades 15 gelegt werden. Beide Verstärker stellen für Gleichstromsignale scheinbare Erden an ihren Eingängen dar.

In Fig. 3 sind die Ausgangssignale V. und V₂ der Kreisel über Anschlüsse 120 bzw. 121 angelegt. Der Anschluß 120 ist über Zweigleitungen 125 und 126 zu den Wechselstrom-Eingangsanschlüssen 10 der Multiplizierer 127 bzw. 128 geführt. In ähnlicher Weise ist der Anschluß 121 über Zweigleitungen 129 und 130 mit den Wechselstrom-Eingangsanschlüssen 11 der Multiplizierer 131 bzw. 132 verbunden.

Die Wechselstrom-Drehmelder-Ausgangssignale V₃^ und V₁ sind in der Darstellung über Anschlüsse 133 und 134 an Demodulatoren 135 bzw. 136 angelegt. Diese Demodulatoren 135 und 136 erzeugen Gleichstrom-Ausgangssignale auf Leitungen 137 bzw. 138, die über geeignete addierende und subtrahierende Gleichstrom-Eingänge der Multiplizierer zur Lieferung von Sinus- und Kosinus-Funktionen angelegt sind. Zu diesem Zweck ist die Leitung 137 über Zweigleitungen 139 und 140 an den summierenden Gleichstrom-Eingang 11 und den invertierenden Gleichstrom-Eingang 46 der Multiplizierer 132 bzw. 128 angeschlossen, während die Leitung 138 über Zweigleitungen 141 und 142 an den invertierenden Gleichstrom-Eingang 46 und den summierenden Gleichstrom-Eingang 11 der Multiplizierer 132 bzw. 128 angeschlossen ist. Die Ausgänge 143 und 144 der Multiplizierer 132 und 128 stellen daher V₂ (V₃₃ - V₃₁) bzw. V₁(V₃₁ - V₃₃) dar. aus der oben angegebenen Gleichung 6 ergibt sich, daß die Ausgänge 143 und 144 V₂ · sin θ bzw. V₁ · sin θ darstellen.

509813/0369 " ¹³ "

Die Leitungen 137 und 138 sind außerdem über Zweigleitungen 145, 146 und 147, 148 an die summierenden Verbindungspunkte 17 beider Multiplizierer 131 und 127 über die Gleichstromeingänge 11 und angeschaltet. Die Multiplizierer 131 und 127 erzeugen daher die Produkte V₂ (V₅₃ + V₃₁) bzw. V₁ (V₃₃ + V_gl). Aus der obigen Gleichung

5 ergibt sich, daß diese Produkte V₂ · cos θ und V₁ · cos θ repräsentieren. Die Ausgangsleitungen 14 3 und 144 der Multiplizierer 132 und 128 sind in der Darstellung mit den summierenden Verbindungspunkten 17 der Multiplizierer 127 bzw. 131 verbunden, um Wechselstrom-Komponenten additiv zu kombinieren und die gewünschten Signale V₁ und V₂ auf den Ausgangsleitungen 148 und 150 von den Multiplizierern 131 bzw. 127 an die Ausgangsanschlüsse 152 und zu liefern. Diese Ausänge entsprechen den obigen Gleichungen 1 und 2, so daß ersichtlich ist, daß die Gesamtverbindung und Zwischenverbindung der Multiplizierer von Fig. 3 die erforderliche Auflösung bzw. Umwandlung zwischen den Achsen der Kreisel und jenen der Kardan-Servo-Systeme durchführt.

Die speziell bevorzugten Multiplizierer können unterschiedliche Transformationskonstanten für die Sinus- und Kosinus-Funktionserzeugung liefern, indem nur für die Sinusfunktionserzeuger ein Gleichstromeingang an den invertierenden Verstärker 23 angelegt wird. Dadurch ergibt sich eine unterschiedliche Gesamtverstärkung für den Multiplizierer verglichen mit dem Fall, daß Gleichstrom-Eingänge nur an den Eingang des summierenden Verstärkers 22 angelegt werden, und eine Kompensation auf einen Trans&rmationsfaktor /"3", der nur in der obigen Gleichung 5, nicht hingegen in Gleichung

6 auftritt.

Ein elektronisches Auflösungs-System könnte natürlich auch unter Verwendung unterschiedlicher Typen von Multiplizierschaltungen realisiert werden. Für Schaltkreise des Modulationstyps, die Wechselstrom- und Gleichstrom-Eingänge erfordern, könnte die Gleichstrom-Kombination, die zur Schaffung der trigonometrischen Funktionen erforderlich ist, an den Ausgängen der Demodulatoren 135 und 136 vor-

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genommen werden, bevor diese an die Multiplizierer angelegt werden. Alternativ kann ein wahlweiser invertierender Gleichstromeingang am Multiplizierer vorgesehen werden. Unterschiedliche Maßstäbe bzw. unterschiedliche Transformationskonstanten könnten auch durch das Kombinieren oder Invertieren erzielt werden.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Auflösung von Signalen in einem ersten Satz von Achsen in Signale in einem zweiten Satz von Achsen, wobei andere Signale zur Verfügung stehen,'die auf bestimmte Weise kombiniert trigonometrische Funktionen liefern, welche für die Übertragung des ersten Satzes von Achsen in den zweiten Satz von Achsen erforderlich sind, gekennzeichnet durch Multiplizierschaltungen (127, 128, 131, 132) für jedes aufzulösende Koordinatensignal, welche so angeschlossen und untereinander verbunden sind, daß sie aus korrespondierenden Koordinatensignalen und spezielle trigonometrische Funktionen darstellenden Kombinationen der anderen Signale Produkte darstellende Ausgänge erzeugen, und durch eine Einrichtung (17) zum additiven Kombinieren jener Ausgänge zur Lieferung der gewünschten Signale in den zweiten Achsen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplizierschaltungen (127, 128, 131, 132) sowohl additiv als auch invertierende Eingänge besitzen, die jene anderen Signale direkt empfangen und sie addieren oder subtrahieren, um gleichzeitig mit der Multiplikation die trigonometrischen Funktionen zu liefern.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Multiplizierschaltungen (127, 128, 131, 132) mit aufzulösenden Wechselstromsignalen und Gleichstromsignalen als trigonometrische Funktionen betreibbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Multiplizierer (127, 128, 131, 132) parallele Signal- bzw. Schaltungspfade (15, 16) enthält, daß einer der parallelen Schaltungspfade (15V mit einer Signalpegel-

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Justiereinrichtung (35) verbunden ist, daß eine Einrichtung (22) zur Erfassung eines Ungleichgewichts der Gleichstromkomponenten in jedem der parallelen Schaltungspfade vorgesehen ist, wobei das Ungleichgewicht einem Gleichstromsignal in einem dritten Pfad (39) entspricht und ein Steuersignal zur Veränderung der Signalpegel-Justiereinrichtung und Reduzierung des Ungleichgewichts hervorruft, daß ein erster Eingangsanschluß (10) zur Zuführung eines Wechselstromsignals zu den parallelen Schaltungspfaden, ein zweiter Eingangsanschluß (11) zur Zuführung eines Gleichstromsignals zu dem dritten Pfad und ein Ausgangsanschluß (12) vorgesehen sind, wobei vom Verbindungspunkt (17) wenigstens der parallelen Schaltungspfade ein Wechselstromsignal erhalten wird, welches ein Produkt der Wechsel- und Gleichstromsignale darstellt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Pfad (39) zusammen mit wenigstens einem weiteren Pfad (45) für ein weiteres Gleichstrom-Eingangssignal an den Verbindungspunkt (17) angeschlossen ist, um ein Produkt zu erzeugen, das die Summe der Gleichstromeingänge enthält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Pfad (46) so angeschlossen ist, daß er direkt den Gleichstromsignalpegel in dem einen Schaltungspfad (15) beeinflußt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der eine Schaltungspfad (15) eine Signalinvertereinrichtung (23) enthält.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß der dritte Pfad (46) als Eingang der Signalinvertereinrichtung (23) vorgesehen ist und daß ein weiterer Pfad (45) für ein weiteres Gleichstrom-Ein-

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gangssignal an den Verbindungspunkt (17) angeschlossen ist, um ein Produkt zu erzeugen, das die Differenz zwischen den Gleichstrom-Eingangssignalen enthält.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die auf das Ungleichgewicht ansprechende Einrichtung (22) eine Wechselstromkomponente proportional dem Ungleichgewicht durchleitet und aus einem Summierverstärker mit einer Wechselstrom-Rückkopplung (29, 30) auf einen scheinbar geerdeten Eingang (25) besteht, an welchen der Verbindungspunkt (17) ebenfalls angeschlossen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Signalpegel-Justiereinrichtung einen Feldeffekttransistor (35) enthält, dessen Steuerelektrode mit dem Steuersignal beaufschlagt ist, während seine Quellen- und Senkenelektroden in einer Abzweigung einer Widerstandsdämpfung für den einen Schaltungspfad (15) liegen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der andere der parallelen Schaltungspfade (16) einen Wechselstromnebenschluß (43, 44) zur Justierung des Schaltungspfad-Widerstandes entsprechend Unterschieden des Widerstands der Signalpegel-Justiereinrichtung (35) gegenüber Wechselstrom- und Gleichstromsignalen aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Pfad (46) so angeschlossen ist, daß er direkt den Wechselstrom-Signalpegel in dem einen Schaltungspfad (15) beeinflußt.

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