DE2527375C3

DE2527375C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines korrigierten Soll-Rechtecksignals

Info

Publication number: DE2527375C3
Application number: DE2527375A
Authority: DE
Inventors: Erwin 8000 Muenchen Francke
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1975-06-19
Filing date: 1975-06-19
Publication date: 1979-05-03
Also published as: DE2527375B2; US4129814A; FR2316795A1; CH609793A5; DE2527375A1; GB1548451A; SE7606870L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Im Abtastkopf eines Kurvensteuergerätes ist im allgemeinen eine rotierende Blende angeordnet, welche nicht nur periodisch ein Bild der abzutastenden Linie über Schlitzblenden auf eine Photozelle wirft, sondern gleichzeitig auch noch synchron mit der Linienabtastuüg eine Lichtschranke unterbricht, an deren Ausgang ein dementsprechendes Rechtecksignal entstellt. Das Signal wird auf ein Monoflop gegeben, das nach einer vorbestimmten Zeit zurückstellt, um für den nächsten Lichtschrankenimpuls bereit zu sein.

Die bekannten Kurvensteuergeräte haben den Nachteil, daß die im Abtastkopf vorgesehene rotierende Blende oder Scannerscheibe mit sehr genauer Drehzahl umlaufen muß. Dies bedeutet nicht mehr die Forderung nach der Einhaltung enger Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Abtasteinrichtung, sondern vorhindert auch den Einsatz des Gerätes bei stark schwankenden Netzfrequenzen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein symmetrisches Vergleichsrechtecksignal automatisch mit hoher Genauigkeit, und zwar auch bei stark schwankender Netzfrequenz zu bilden.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß lediglich die aufeinanderfolgenden Bezugskanten der Grund-Vergleichs-Rechtecksignale verarbeitet werden, so daß Vergleichs-Rechtecksignale entstehen, die völlig symmetrisch zur Bezugskante liegen. Auch starke Schwankungen der Netzfrequenz wirken sich nicht auf die Symmetrie aus, so daß ein solches Kurvensteuergerät mit Netzfrequenzen von 48 bis 62 Hz betrieben werden kann. Außerdem sind die Anforderungen an die Fertigungstoleranzen des Abtastkopfes geringer, und schließlich ist die Konstanz des Abgleichs des Gerätes wesentlich verbessert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltanordnung und

Fig. 2 ein Impulsdiagramm zur Veranschaulichung

der Signale an den verschiedenen Stellen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

Nach den Fig. 1 und 2 wird das Grund-Vergleichsrechtecksignal 26 über eine Klemme 27 einerseits einer Frequenzhalbierungsstufe 11 und andererseits dem Rückstelleingang Λ einer bistabilen Kippstufe 12 zugeführt.

Das Ausgangssignal der Frequenzhalbierungsstufe

11 ist in dem Impulsdiagramm nach Fig. 2 bei 28 wiedergegeben.

Über eine 180°-Phasendrehstufe 16 mit niederohmigem Ausgang ist eine Integrationsstufe 17 kapazitiv an die Frequenzhalbierungsstufe 11 angelegt. Das Ausgangssignal der Stufe 17 ist das in Fig. 2 mit 29 bezeichnete Dreiecksignal.

An die Integrationsstufe 17 schließt sich ein NuIl-Spannungskomparator 18 mit einer Phasendrehung von 180° an. Die Null-Bezugsspannung wird bei 30 an den Komparator 18 angelegt. Das Ausgangssignal des Komparators ist in Fig. 2 mit 31 bezeichnet.

Schließlich wird das Ausgangssignal des Komparators 18 an eine Differentiations- und Gleichrichterstufe 19 angelegt, an deren Ausgang die Nadelimpulse

13 gemäß Fig. 2 vorliegen. Auf Grund der Schaltung sind die Nadelimpulse 13 völlig symmetrisch zur Bezugskante 14 des Grund-Vergleichsrechtecksignals 26.

Die am Ausgang der Stufe 19 erscheinenden Nadelimpulse 13 sind an den Eingang .S' der bistabilen Kippstufe 12 angelegt.

Auf Grund der Steuerung der bistabilen Kippstufe

12 durch die Nadelimpulse 13 und die Bezugskante

14 des Grund-Vergleichsrechtecksignals 26 erscheint am Ausgang ein Rechtecksignal 15, dessen abfallende Flanken unabhängig von der Frequenz vollständig symmetrisch zur an der gleichen Stelle gebliebenen Bezugskantc 14 sind. Das Signal 15 entpricht dem Signal 26, ist jedoch diesem gegenüber so korrigiert, daß die absteigenden Flanken die vorstehend erwähnte" Symmetrie aufweisen.

Während das symmetrisierte Vergleichsrechtecksignal 15 bei 32 direkt abgenommen werden kann, kann es aber auch über eine Anpassungsstufe 20 mit nie- ^r> derohmigem Ausgang und gegebenenfalls Phasendrehung um 180° an eine Integrationsstufe 21 angelegt werden, die das Ausgangssignal 33 nach Fig. 2 abgibt. Das Dreiecksignal 33 kann bei 34 abgenommen und einer weiteren Verwendung zugeführt werden. Das

ίο Dreiecksignal wird jedoch außerdem noch an einen Komparator 23 gegeben, der ebenfalls als Schwellenbildungsglied aufzufassen ist und eine Phasendrehung von 180° vornimmt. Am Ausgang des Komparators 23 liegt schließlich das Signal 35 nach Fig. 2 vor, wel- > ches den Fensterimpuls zur Fangbereichsbegrenzung des Kurvensteuergerätes darstellt. Ersichtlich sind die Fensterimpulse 24 vollständig symmetrisch zu der nach unten vorgenommenen Verlängerung 36 der Bezugskante 14 der Grund-Vergleichsrechteckimpulse

.ή 26. Über ein Potentiometer 25 kann dem Komparator 23 eine regelbare Bezugsspannung zugeführt werden, mittels der der Bezugspegel 37 des Dreiecksignals 33 und damit die Breite der Fensterimpulse geregelt werden kann.

r> Schließlich kann durch eine Integraticnskonstantenstufe 22, weiche an den Ausgang der Integrationsstufe 21 angeschlossen ist, die Ausgangsspannung der Integrationsstufe konstant gehalten werden.

Es ist also möglich, nicht nur ein genau symmetri-

xi sches Vergleichsrechtecksignal zu schaffen, sondern es wird weiter die Bildung eines amplituden- und phasenstabilen Dreiecksignals sowie eines zur Bezugskante vollständig symmetiischen Fensterimpulses ermöglicht.

Γι Die Amplitudenkonstanz des Dreiecks 33 ist vor allem deshalb nötig, um zu gewährleisten, daß das Tastverhältnis des Fensterimpulses 35 bei Frequenzänderung konstant bleibt. Der Fangbereich darf sich relativ zur Linienimpulsbreite nicht ändern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erzeugen eines korrigierten Soll-Rechtecksignals, dessen Flanken zu einer Be- > zugsflanke eines unkorrigierten Soll-Rechtecksignals symmetrisch sind, das von einem Abtastkopf eines Kurvensteuergerätes, der eine zu verfolgende Linie periodisch in Querrichtung abtastet, zusammen mit einem Ist-Rechtecksignal erzeugt wird, dessen Phasenlage relativ zur Bezugsflanke des unkorrigierten Soll-Rechtecksignals ein Maß für die Abweichung des Abtastkopfes vom Sollwert ist, wobei die Erzeugung des korrigierten Soll-Rechtecksignals durch Integration und i> Schwellenwertbildung des unkorrigierten Soll-Rechtecksignals erfolgt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Frequenzhalbierung des unkorrigierten Soll-Rechtecksignals (26) und Integration .'< > des so erhaltenen Signals (28),

b) Vergleichen des Integrationssignals (29) mit einem Schwellenwert und Erzeugen von Nadelimpulsen (13) bei Übereinstimmung der Amplitude des Integrationssignals (29) mit r> dem Schwellenwert und

c) Erzeugen des korrigierten Soll-Rechtecksignals (15), dessen eine Flanke (14') phasenmäßig mit der Bezugsflanke (14) des unkorrigierten Soll-Rechtecksignals (26) übereinstimmt und dessen der einen Flanke (14') benachbarten Flanken phasenmäßig mit den Nadelimpulsen (13) übereinstimmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergleichen der Ampli- π tude des Integrationssignals (29) mit dem Schwellenwert ein Vergleicher-Rechtecksignal (31) erzeugt wird, das zum Erzeugen der Nadelimpulse (13) differenziert wird.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das am Abtastkopf erzeugte, unkorrigierte Soll-Rechtecksignal (26) an eine Frequenzhalbierungsstufe (11) und an einen ersten Eingang (R) einer bistabilen Kippstufe (12) angelegt ist, deren zweitem Eingang (S) die Nadelimpulse (13) zugeführt sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzhalbierungsstufe (11) eine 180°-Phasendrehstufe (16) mit niederohmigem Ausgang und eine daran angeschlossene erste Integrationsstufe (17) nachgeschaltet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Integrationsstufe (17) zur Schwellenbildung mit einem Null-Spannungskomparator (18) verbunden ist, dem eine Differenzierstufe (19) mit Gleichrichter nachgeschaltet ist, deren Ausgang am zweiten Eingang (S) der bistabilen Kippstufe (12) liegt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis _b0 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bistabilen Kippstufe (12) eine zweite Inlegrationsstufe (21) nachgeschaltet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die bistabile Kippstufe (12) und die zweite Integrationsstufe (21) eine niederohmige Anpassungsstufe (20) mit 180°-Phasendrehung geschaltet ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung der zweiten Integrationsstufe (21) durch eine von deren Ausgangsspannung abgeleitete und der zweiten Integrationsstufe (21) zugeführte Integrationskonstante konstant gehalten wird.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Integrationsstufe (21) ein einen Fensterimpuls (24) zur Fangbereichsbegrenzup.g erzeugender Komparator (23) nachgeschaltet ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal des Komparators (23) einstellbar ist.