DE2532267A1

DE2532267A1 - Impulsfolgengenerator

Info

Publication number: DE2532267A1
Application number: DE19752532267
Authority: DE
Inventors: Gunter Dipl Phys Dr Hartig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-02
Filing date: 1975-07-18
Publication date: 1977-01-13
Also published as: DE2532267B2; US4088874A; DD125906A5; FR2316794B1; CH600683A5; JPS528762A; IT1071112B; FR2316794A1; DE2532267C3; GB1539405A; NL7607217A

Description

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. JOHANNES SPIES

8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 48 TELEFON: (089) 2269 17 · TELEGRAMM-KURZANSCHRIFT: TaTOMIC MÜNCHEN

Dr. Gunter Hartig, Karlsruhe

Impulsfolgengenerator

Die Erfindung betrifft einen Irapulsfolgengenerator zum Erzeugen von Impulsfolgen, deren Impulszahl von einer geometrischen Gieße, insbesondere einer Weg- oder Winkelgröße abhängt, mit ein<=m ersten Impulsgenerator zum Erzeugen von Impulsfolgen, bei dt-rif-n der zeitliche Abstand zwischen den Impulsen von der geomei-t·;«'-hen Größe, insbesondere der Weg- oder Winkelgröße abhängt; und mit einem Zeitgeber, der die Dauer der jeweils vom erstm Impulsgenerator abgegebenen Impulsfolge steuert.

Es sind bereits verschiedene Impulsfolgengeneratoren bekannt, bei denen die Anzahl der Impulse einer am Ausgang erhaltenen Impulsfolge von einer geometrischen Größe abhängt. Beispielsweise ist es bekannt, hierfür einen Frequenzgenerator zu verweden, in dessen frequenzbestimmendem Kreis ein» Spule liegt» deren Induktivität in Abhängigkeit von der mechanischen Größe verändert wird, in dem z.B. ein Kern in der Spule in Abhängigkeit von der raechsnisehen Größe, verschoben wird; diesem Frequenz-

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generator ist ein Tor nachgeschaltet, das während einer vorbestimmten, konstant bleibenden Zeitdauer geöffnet wird, so daß am Ausgang dieses Tores eine Impulsfolge erscheint, deren Impulszahl jeweils von der Frequenz des Frequenzgenerators und damit von der mechanischen Größe abhängt.

Weiterhin sind Impulsfolgengeneratoren bekannt, deren grundsätzliche Schaltungsanordnung im Prinzip genauso ausgebildet ist, wie die eben erwähnte bekannte Schaltungsanordnung, wobei jedoch die Frequenz des Frequenzgenerators konstant gehalten wird, wogegen man die Zeitdauer, während der das Tor geöffnet wird, an dessen Ausgang man die gewünschte Impulsfolge erhält, in Abhängigkeit von der mechanischen Größe verändert wird.

Beide erwähnten Impulsfolgengeneratoren haben den Nachteil, daß sie sehr empfindlich gegenüber unvermeidlichen, aber unerwünschten Änderungen der Betriebsbedingungen sind, wie beispielsweise gegenüber Temperatur-, Alterungs- und Betriebsspannungsbeeinflussungen, da unterschiedliche Baugruppen für die Erzeugung der Frequenz des Frequenzgenerators und der Zeitgröße, mit welcher die Öffnung des Tores gesteuert wird, Verwendung finden.

Erfindung soll ein Impulsfolgengenerator zur Erzeu- -j "--n digitalen Impulsfolgen der eingangs erwähnten Art geschaffen werden, der die vorstehenden Nachteile vermeidet, also i -.-.sbesondere gegenüber unerwünschten Parametern und Einflüssen, beispielsweise gegenüber Temperaturschwankungen, Schwankungen der Betriebsspannung, Alterungserscheinungen etc., v/eitgehend unempfindlich ist, so daß also die Anzahl der bei vorbestimmten geometrischen Größen erhaltenen Impulse einer Impulsfolge am Ausgang des Impulsfolgengenerators durch unerwünschte Parameter bzw. Einflüsse praktisch nicht verändert wird.

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Das wird bei dem eingangs genannten Impulsfolgengenerator erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Zeitgeber einen zweiten Impulsgenerator aufweist, der von gleichem Aufbau wie der erste Impulsgenerator ist, insbesondere identisch wie der erste Impulsgenerator aufgebaut ist; sowie einen Zähler, der während des Auftretens einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen des zweiten Impulsgenerators den ersten Impulsgenerator anschaltet, wobei das Frequenzverhältnis der beiden Impulsgeneratoren durch die geometrische Größe veränderbar ist. Auf diese Weise wird, insbesondere wenn die frequenzbestimmenden Schaltelemente auf einem gemeinsamen Trägerkörper angebracht wird, erreicht, da° !arm, wenn sich die Zahl der vom ersten Impulsgenerator pro Zaiteinheit abgegebenen Impulse aufgrund von unerwünschten Pa.dmetern bzw. Einflüssen, beispielsweise aufgrund von TemperaturSchwankungen, Betriebsspannungsschwankungen, Alterungserscheinungen etc., ändert, auch die Zahl der im zweiten Impulsgenerator pro Zeiteinheit erzeugten Impulse eine Änderung im gleichen Sinne erfährt, so daß das Zeitintervall t, während welchem dem ersten Impulsgenerator die gewünschte Impulsfolge entnommen wird, im umgekehrten Sinne verändert wird.

Wenn also beispielsweise die Frequenz des ersten Impulsgenerators dirch Temperatureinflüsse erhöht wird, dann erfährt auch die Frequenz des zweiten Impulsgenerators eine entsprechende Erhöhung. Da nun die Zeit, während der dem ersten Impulsgenerator die gewünschte Impulsfolge entnommen wird, durch das Auftreten einer vorbestimmten Impulsanzahl im zweiten Impulsgenerator bestimmt, also der Impulsfrequenz des letzteren umgekehrt proportional ist, werden in diesem Falle dem ersten Impulsgenerator Impulse während einer kürzerer Zeit entnommen, also dessen Frequenzerhöhung aufgrund unerwünschter Einflüsse automatisch durch eine Erniedrigung der Zeit kompensiert, während der die Impulse der erwünschten Impulsfolge entnommen

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werden. Entsprechend wird eine Erniedrigung der Impulsfolgenfrequenz aufgrund unerwünschter Einflüsse durch eine Vergrößerung der Zeitdauer, während der die Impulse der gewünschten Impulsfolge entnommen werden, aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung automatisch kompensiert.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß unter dem Begriff des "Anschaltens" des ersten Impulsgenerators ganz allgemein die Zeit zu verstehen ist, während der dem ersten Impulsgenerator jeweils Impulse entnommen werden können. Bei direkter "Ankopplung des Ausgangs für die erwünschten Impulsfolgen an den ersten Impulsgenerator kann daher unter dem "Anschalten" die Iftbetriebnahme dieses Impulsgenerators verstanden werden. Wenn dagegen der Ausgang des ersten Impulsgenerators über ein Tor geführt ist, an dessen Ausgang die erwünschten Impulsfolgen entnommen werden, kann der erste Impulsgenerator ununterbrochen betrieben werden, so daß dann unter dem "Anschalten" dieses Impulsgenerators die Zeit zu verstehen ist, in welcher Tor für den Durchgang von Impulsen geöffnet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl von Impulsen des zweiten Impulsgenerators, während deren Auftreten der erste Impulsgenerator angeschaltet ist, von außen steuerbar. Dadurch läßt sich erreichen, daß einem vorbestimmten Betrag einer geometrischen Größe bei sonst gleicher Einstellung Impulsfolgen unterschiedlicher Impulszahl zugeordnet werden können, so daß sich also durch die erwähnte Steuerung gewissermaßen der "Maßstab" der in Impulszahlen ausgedrückten geometrischen Größe verändert werden kann.

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Eine besonders vorteilhafte Ausfiihrungsform des Impulsfolgengenerators nach der Erfindung erhält man, wenn die Frequenz jedes der beiden Impulsgeneratoren durch wenigstens je ein Schaltelement veränderbar ist, wobei beide Schaltelemente ein in Abhängigkeit von der geometrischen Größe derart verdreh- oder verschiebbares und die Frequenz bestimmende Größe des Schaltelementes veränderndes Betätigungsteil aufwei en, das durch das Verdrehen oder Verschieben des Betätigungsteils das Verhältnis der Frequenz des ersten Impulsgenerators zur Frequenz des zweiten Impulsgenerators verändert wird. Insbesondere karn das Schaltelement, durch welches die Frequenz der Impulsge^eratoren veränderbar ist, wenigstens je eine Spule in jedem Impulsgenerator sein, wobei eine oder beide Spulen als Betätigungsteil einen deren Induktivität verändernden Kern aufweisen, der in Abhängigkeit von der geometrischen Größe verdreh- oder verschiebbar ist, so daß die Induktivität der Spule in Abhängigkeit von der geometrischen OroBe ve: ändert wird. Hierbei können beide Spulen einen gemeinsamen Kern aufweisen, der so angeordnet ist, daß bei seinem Verdrehen oder Verschieben zumindest in einem bestimmten Verdreh- bzw. Verschiebebereich die Änder;¹"; "*^r* Induktivität der Spulen gegensinnig erfolgt, so daß c\o · -"-"ktiVitat der einen Spule erhöht und gleichzeitig die der anderen Spule erniedrigt wird.

Durch die vorstehende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Impulsfolgen_ecneratcrs ist es möglich, die Empfindlichkeit desselben gegenüber der geometrischen Größe wesentlich zu erhöhen, weil dadurch bei einer Veränderung der geometrischen Größe gleichzeitig die Frequenz des ersten Generators im entgegengesetzten Sinne zu der Frequenz des zweiten Generators verändert werden kann. Wenn also beispielsweise die Freouenz des ersten Generators erhchü wird, dann erfolgt ein? Herabsetzung der Frequenz des zweiten Generators, wodurch di-^r Zeit t, vährc-nd der Impulse arc Ausgang des ersten Generators erscheinen, erhöht wird, so daß

also pro Größeneinheit der Veränderung der geometrischen Größe eine wesentlich stärkere Änderung der Impulszahl der jeweiligen Impulsfolge erzielbar ist, als wenn nur die Frequenz des ersten Impulsgenerators erhöht und die Frequenz des zweiten Impulsgenerators konstant gehalten wird.

Außerdem ist es auch möglich, daß die eine der beiden Spulen oder beide Spulen eine sich über ihre Länge ändernde Wicklungsdichte aufweist bzw. aufweisen; und auch der Kern kann eine sich über seine Länge ändernde Permeabilität besitzen. Dadurch wird es ermöglicht, einen beliebigen Verlauf der ^.npulszahl N pro Impulsfolge in Abhängigkeit von der geomet '3chen Größe, beispielsweise einer Verschiebung oder Verdrehung,-zu erzie-. len.

Im einzelnen kann der Aufbau so. sein, daß der Kern zumindest teilweise aus feldverdrängendem Material, beispielsweise Aluminium, und/oder mindestens teilweise aus ferritischem Material besteht. Bei einer linearen Anordnung können die Spulen koaxial nebeneinander angeordnet sein und einen gemeinsamen, im wesentlichen aus feldverdrängendem Material bestehenden ΧοχΉ aufweisen; oder die Spulen können bei derselben grundsätzi1 r.hen Anordnung hinsichtlich ihres Kerns so ausgebildet sein, daß letzterer zwei ferritische Teile besitzt, die je einer der beiden Spulen zugeordnet sind und zwischen sich zur Entkopplung der beiden Spulen eine Abschirmung aufweisen.

Bei einer kreisförmigen Anordnung, bei welcher die Spulen nebeneinander auf einem Kreis angeordnet sind, kann die Spule jedes Impulsgenerators aus wenigstens zwei Teilspulen bestehen, die in Serie geschaltet und gleichgroß aber jeweils gegensinnig zueinander gewickelt sind und sich radial gegenüber stehen, wobei sich die Spulenachsen senkrecht zur Kreisebene erstrecken

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und ein Kern aus feldverdrängendem und/oder ferritischem Material senkrecht zur den Spulenachsen durch die Spulen oder über den Spulen verdrehbar ist. Insbesondere können bei dieser Anordnung die Spulen auf sich senkrecht zur Ebene des Kreises erstreckende erste Sektoren eines Ferritschalenkerns gewickelt sein, über denen sich in gleicher Weise erstreckende, jedoch nur halb so viele, diametral auf einem gleichgroßen, parallelen Kreis angeordnete zweite Sektoren verdrehbar angeordnet sind, wobei die einen Sektoren jeweils durch je eine Ferritscheibe auf ihrer den anderen Sektoren abgewandten Seite miteinander verbunden sind und in den Mitten der Ferritscheiben je ein sich senkrecht zur Ebene der Kreise erstreckender Kern vorgesehen ist.

Es sei noch erväbnt, daß bei dem Impulsfolgengenerator nach der Erfindung der Zähler oder dessen Decodierung von außen steuerbar sein kann, so daß die beiden Impulsgeneratoren während unterschiedlicher.Zeitdauern angeschaltet werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger, in den Figuren der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführur.gsbeispiele näher erläutert; es zeigen:

Fig. ±~ ein Prinzipschaltbild eines Impulsfolgengenerators in Blockdarstellung;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer ins einzelne gehenden Schaltung, mit der das Blockschaltbild der Fig. 1 verwirklicht werden kann;

Fig. 3 eine lineare Anordnung der Spulen der beiden Frequenzgeneratoren nach den Figuren 1 und 2, deren Frequenz durch Verschiebung eines den Spulen gemeinsam zugeordneten Kerns verändert werden kann;

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Fig. 4 eine Kreisanordnung der Spulen der beiden Impulsgeneratoren der Fig. 1 und 2 in Aufsicht", wobei jede der beiden Spulen aus zwei Teilspulen besteht; wobei ferner im rechten Teil eine Aufsicht auf den gemeinsamen Kern gezeigt ist;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Kernanordnung nach Fig. 4 im zusammengebauten Zustand; und

Fig. 6 eine Kurvendarstellung möglicher Kennlinien des Impulsfolgengenerators.

Der in Fig. 1 dargestellte Impulsfolgengenerator weist einen ersten Impulsgenerator 1 auf, der, wenn er angeschaltet ist, fortlaufend Impulse erzeugt, wobei der zeitliche Abstand zwischen den Impulsen bzw. die Impulsfrequenz von einer geometrischen Größe, beispielsweise einer Weg- oder Winkelgröße abhängt. Pie Veränderung der Frequenz des ersten Impulsgenerators 1 erfolgt dadurch, daß die Induktivität einer Spule W^, die ein frequenzbestimmendes Element dieses Impulsgenerators ist, in Abhängigkeit von der geometrischen Größe verändert wird.

Weiterhin ist ein zweiter Impulsgenerator 2 vorgesehen, der in seinem Aufbau und seiner Auslegung identisch wie der erste Impulsgenerator 1 ausgebildet ist. Der Impulsgenerator 2 besitzt eine Spule W₂, deren Induktivität, die ein frequenzbestimmendes Element dieses Impulsgenerators ist, in Abhängigkeit von der -gleichen geometrischen Größe verändert werden kann, wie die Induktivität der Spule W,..

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Die Veränderung der Induktivitäten der Spulen W₁ und W₂ erfolgt so, daß durch die geometrische Größe das Verhältnis der Frequenz f-. des Impulsgenerators 1 zu der Frequenz f₂ des Impulsgenerators 2 verändert wird. Die Impulsgeneratoren 1 und 2 sind über Leitungen 3, 4 mit einem Zähler 5 verbunden, und zwar derart, daß der Zähler 5 die beiden Impulsgeneratoren 1, 2 auf Befehl einschaltet und sie beim Erreichen eines bestimmten Zählzustandes abschaltet. Der Zähler 5 kann beispielsweise ein Untersetzer mit einem Untersetzungsverhältnis von 1 zu η sein, so daß also nach Zählen von jeweils η Impulsen über die Leitungen 3» 4 als Abschaltbefehl an die beiden Impulsgeneratoren 1, 2 gibt. Der Zähleingang 6 dieses Zählers ist mit dem impulsabgebenden Ausgang 7 des Impulsgenerators 2 über die Leitung 8 verbunden. Über den Steuereingang 9 des Zählers 5 können Impulse 10 eingegeben werden, durch die der Einschaltbefehl für die Impulsgeneratoren 1, 2 ausgelöst wird.

Die gewünschte Impulsfolge 11 wird am impulsabgebenden Ausgang 12 des Impulsgenerators 1 abgenommen.

Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist wie folgt:

Zunächst seien die beiden Impulsgeneratoren 1 und 2 abgeschaltet, und der Zähler 5 befinde sich auf dem Zählzustand "0". Wird nun ein Steuerimpuls 10 über den Steuereingang 9 in den Zähler 5 eingegeben, dann löst dieser Steuerimpuls 10 einen Einschaltbefehl für die beiden Impulsgeneratoren 1, 2 im Zähler 5 aus, der den Impulsgeneratoren über die Leitungen 3 t 4 zugeführt wird. Nun beginnen beide Impulsgeneratoren Impulse zu erzeugen. Während die Impulse 11 des Impulsgenerators 1 ar. dessen Ausgang 12 abgenommen werden, werden die im Ausgang 7 des Impulsgenerators 2 erscheinenden Impulse über die Leitung

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8 dem Zähleingang 6 des Zählers 5 zugeführt. Wenn nun der Zähler 5 einen vorbestimmten Zählzustand erreicht hat, wird dadurch in diesem Zähler ein Abschaltsignal ausgelöst, welches den Impulsgeneratoren 1, 2 über die Leitungen 3, 4 zugeführt wird und diese abschaltet. Damit erscheinen aber zunächst auch keine weiteren Impulse 11 mehr am Ausgang 12, so daß die gewünschte Impulsfolge am Ausgang 12 in der Zeit erscheint, die zwischen dem Einschalt- und dem Abschaltbefehl für den Impulsgenerator 1 vergeht.

Der Impulsgenerator 1 kann auch als Ausgangsimpulsgenerator bezeichnet werden, weil er die gewünschten Ausgangsimpulse 11 abgibt, während der Impulsgenerator 2 auch als Taktgenerator bezeichnet werden kann, weil er den Takt, in dem der Impulsgenerator 1 betrieben wird, in Verbindung mit dem Zähler 5 bestimmt.

Um fortlaufend Impulsfolgen zu erhalten, können laufend Impulse 10 am Eingang 9 in den Zähler 5 eingegeben werden, und zwar in einem vorbestimmten zeitlichen Abstand, der selbstverständlich größer als die Dauer der jeweiligen Betriebszeit der Impulsgeneratoren 1 und 2 ist.

Für den Fachmann ist es erkennbar, daß die beiden Generatoren 1 und 2 auch während unterschiedlicher, sich überdeckender, Zeitintervalle eingeschaltet werden können. Beispielsweise kann der Ausgangsimpulsgenerator 1 nur während einer kürzeren Zeit als der Taktimpulsgenerator 2 eingeschaltet werden, z.B. in dem Zeitintervall zwischen den Zähl er zu ständen "2" und "6" des Zählers 5, ein Vorgang, der durch eine entsprechende, in an sich bekannter Weise vornehmbare Decodierung des Zählers bewirkt werden kann. Ebenso ist es möglich, die Decodierung des Zählers 5 oder den Zähler 5 selbst von außen über eine ent-

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sprechende, an sich bekannte, Steuerung zu ändern. Eine mögliche, ins einzelne gehende Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Schaltungsanordnung weist zwei ICs (integrierte -Schaltkreise) auf, von denen eines die beiden Impulsgeneratoren 1 und 2 in Verbindung mit den Spulen W^ und Wp sowie die Sperrleitung 13, die den Leitungen 3, 4 in Fig. 4 entspricht, bildet. Dieses IC kann z.B. ein Bauteil des Typs SN 7402 (Quad-2 input NOR) sein. Dieses JC besteht aus vier NOR-Toren 14 bis 17 mit je zwei Eingängen, wobei je ein Eingang jedes Tors an die gemeinsame Sperrleitung 13 angeschlossen ist. Im einzelnen werden die beide!- Generatoren 1, 2 jeweils durch zwei kreuzgekoppelte Tore 14, 15 bzw. 16, 17 gebildet, deren Ausgänge mit der zugehörigen Induktivität W^ bzw. Wp verbunden sind. Beim Zustand "0" auf der Sperrleitung 13 werden die Impulsgeneratoren 1 und 2 eingeschaltet. Der Impulsgenerator 1 liefert während seiner Arbeitsdauer die Ausgangsimpulsfolge 11 am Ausgang 12; der Impulsgenerator 2 liefert während der gleichen Arbeitsdauer Taktimpulse an seinem Ausgang 7, der mit dem Zähleingang 6 des Zählers 5 verbunden ist. Der Zähler 5 kann beispielsweise ein IC vom Typ SN 7493 sein.

In der vorliegenden Verschaltung liegt die Sperrleitung 13 am Ausgang der vierten Binärstufe, die nach acht Taktimpulsen, welche am Zähleingang 6 ankommen, an ihrem Ausgang D den Zustand "1" erzeugt, wodurch die Impulsgeneratoren 1, 2 gesperrt werden. Die Einschaltdauer t der Impulsgeneratoren beträgt in diesem Beispiel

t = 1 . η

worin f₂ die Frequenz des Generators 2 bedeutet, während η die

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Zahl der bis zum Abschalten der Impulsgeneratoren am Eingang 6 benötigten Taktimpulse darstellt.

Die Schaltung wird durch einen positiven Rücksetzimpuls 10 auf den Rücksetzeingang R_Q des Zählers 5 zur Abgabe einer erneuten Ausgangsimpulsfolge 11 veranlaßt, damit dem Rücksetzimpuls 10 die Sperrleitung 13 für die Impulsgeneratoren 1, 2 in den Zustand 0 gebracht wird, wodurch die Impulsgeneratoren wieder zu arbeiten beginnen.

Ausführungsbeispiele der Spulen W₁ und Wp in Verbindung mit einem in Abhängigkeit von einer geometrischen Größe verschieb- bzw. verdrehbaren gemeinsamen Kern sind in den Figuren 3 bis 5 dargestellt:

In Fig. 3 ist eine lineare Spulenanordnung gezeigt, bei der die Spulen W. und Wp auf einen gemeinsamen hohlzylindrischen Spulenträger 18 koaxial im Abstand voneinander gewickelt sind. In den Spulenträger 18 ist ein Kern 19 in Achsrichtung des Spulenträgers und damit der Spulen W₁ und Wp verschiebbar, wobei die Kernabmessungen im Verhältnis zu den Spulen so gewählt sind, daß bei Verschiebung des Kerns 19 das Verhältnis der Frequenz f^ des Impulsgenerators 1 zur Frequenz fp des Impulsgenerators 2 verändert wird. Insbesondere ist die Länge des Kerns 19 so, daß gleichzeitig mit einer merklichen Herabsetzung der Induktivität der Spule W₁ eine merkliche Erhöhung der Induktivität der Spule Wp erfolgt, und umgekehrt.

Der Kern 19 ist an einer Stange 20 befestigt, die beispielsweise in Abhängigkeit von einer Weggröße s innerhalb des Hubes H, der durch den Doppelpfeil angedeutet ist, verschoben werden kann. Diese Weggröße s kann z.B. die jeweilige Verstellung des Gaspedals eines Kraftfahrzeugs sein, wozu

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die Stange 20 mit dem Gestänge des Gaspedals verbunden ist. In diesem Falle erhält man also am Ausgang 12 eines mit der Spulenanordnung nach Fig. 3 versehenen Impulsfolgengenerators Impulsfolgen mit einer Impulszahl, die jeweils von der Stellung des Gaspedals abhängt. Der Kern 19 besteht im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 aus feldverdrängendem Material, beispielsweise Aluminium, er kann jedoch auch aus ferritischem Material bestehen. Wenn letzteres der Fall ist, muß allerdings zur Entkopplung der Spulen W^ und I^ in der Längsmitte des Kerns eine Abschirmung vorgesehen sein, so daß er gewissermaßen aus zwei ferritischen Teilen besteht, von denen der eine mit der Spule YL und der andere mit der Spule Y^, zusammenwirkt, und zwischen denen sich eine entkoppelnde Abschirmung befindet.

Eine Spulenanordnung der Spulen YL und YL,, mit der das Frequenzverhältnis f-j/fp iⁿ Abhängigkeit von einer Winkelgröße OC verändert werden kann, ist aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich. Hierin besteht der Kern aus zwei Teilen, nämlich einem Ferritschalenkern 21 und einem über diesem verdrehbaren Kern 22, wobei beide Teile in Fig. 5 in ihrem Zusammenbau im Längsschnitt gezeigt sind, während die Fig. 4 Aufsichten auf die beiden Teile im auseinandergenommenen Zustand zeigt, und zwar sind die/zasammengebauten Zustand einander zugewandten Seiten der Teile 21, 22 sichtbar. Der Kern 21 weist Zylindersektoren 23 auf, die aus ferritischem Material bestehen und sich von einer kreisförmigen Ferritgrundplatte 24 nach oben zu erstrecken. Die Spulen W^ und Wp bestehen aus jeweils zwei Teilspulen, die ihrerseits auf die Zylindersektoren 22 gewickelt sind, so daß also die Spulenachsen in Fig. 4 senkrecht zur Grundplatte 24 verlaufen. Die Teilspulen, von denen die Spule W,. gebildet wird, sind diametral entgegengesetzt angeordnet, in Serie geschaltet und gleichgroß, aber

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jeweils gegensinnig zueinander gewickelt; dasselbe gilt für die Teilspulen, welche die Spule W₂ bilden.

Der Kern 22 besitzt ebenfalls eine kreisförmige Grundplatte 25, die den gleichen Kreisdurchmesser wie die Grundplatte 24 hat, und er weist außerdem ebenfalls Zylindersektoren 26 auf, die beispielsweise die gleichen Abmessungen wie die Zylindersektoren 23 haben können. Jedoch sind nur zwei diametral entgegengesetzt am Kreisumfang der Grundplatte 25 angeordnete Zylindersektoren 26 vorgesehen, die im zusammengebauten Zustand mit dem Kern 21 über den Zylindersektoren 23 in Abhängigkeit von der Winkelgröße &. verdrehbar sind, so daß das Frequenzverhältnis f-j/f£ durch Verdrehen des Kerns 22 relativ zum Kern 21 um die Achse 27 (siehe Fig. 5) veränderbar ist.

Zum Schließen des Feldverlaufs ist in der Mitte der Grundplatte 24 und 25 je ein Stift oder ein Hohlzylinder 28 bzw. 29 vorgesehen. Die gesamten Kernteile 21 und 22 bestehen vorzugsweise aus ferritischem Material. Der Winkel, innerhalb dessen eine eindeutige Zuordnung der Anzahl der Impulse 11 einer Impulsfolge zum Winkel ©C bei der Spulenanordnung nach den Fig. 4

und 5 gegeben ist, beträgt 90° und ist durch den Doppelpfeil in Fig* 50 angedeutet.

Es sei darauf hingewiesen, daß auch mehr als vier Zylindersektoren 23 vorhanden sein können, wobei diese Zylindersektoren symmetrisch über den Umfang der Kreisplatte 24 so verteilt sind, daß sich paarweise gegenüberliegende Zylindersektoren ergeben, die jeweils mit Teilspulen bewickelt sind, wobei die Zusammenschaltung der Teilspulen nach den Grundsätzen erfolgt, die sich aus der Erläuterung der Fig. 4 und 5 ergeben; die kreisförmige Grundplatte 25 weist in diesem Falle halb so viele Zylindersektoren 26 auf, die ebenfalls

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symmetrisch über den Umfang der Kreisplatte 25 verteilt sind.

Die Fig. 6 zeigt eine Kurvendarstellung, in der auf der Ordinate die Anzahl N der Impulse einer am Ausgang 12 erscheinenden Impulsfolge aufgetragen ist, während auf der Abszisse die geometrische Größe, beispielsweise der Weg s oder der Winkel c*· aufgetragen ist. Aus der Vielzahl der möglichen Kurven sind beispielsweise zwei Kurven 31 bzw. 32 eingezeichnet. Der Verlauf dieser Kurven läßt sich durch eine sich über die Spulenlänge ändernde Wicklungsdichte der Spule W^ und/oder der Spule W₂ oder durch eine sich über die Länge des Kerns ändernde Permeabilität oder durch beide Maßnahmen erreichen. Die Veränderung der Permeabilität des Kerns über dessen Länge kann dadurch erzielt werden, daß der Kern in seinem Material und/ oder in seiner Form inhomogen ist. Z.B. kann der Kern 19 in der Richtung der Achse der Spulen W^ und W^ zugespitzt verlaufen, beispielsweise schräg angeschliffen sein. Auch die Sektoren 26 können in Umfangsrichtung der Kreisscheibe 25 eine zunehmende Höhe besitzen, also ebenfalls keilförmig in dieser Umfangsrichtung verlaufen. Ein Beispiel dar Änderung der wicklungsdichte der Spulen in der Achsrichtung dieser SpLn. .-) .kann so aussehen, daß die Wicklungsdichte der Spule W₅ in Fig. 3 von rechts nach links abnimmt, vährend die Wickiimgsdichte der Spule W^ in dieser Figur v»n rechts nach links zunimmt. Dadurch würde sich bei homogenem Kern 19 im mittleren Bereich des Hubes H eine starke Änderung der Pulszahl N pro Längeneinheit der Verschiebung des Kerns 19 in Achsrichtung ergeben, während in den Endbereichen des Hubes H diese Änderung wesentlich flacher werden würde.

Um etwa einen Abfall der Impulszahl N zu Beginn des Hubes zu erzielen, wie er durch die Kurve 32 in Fig. 6 repräsen- ' tiert wird, kann der Kern 19 an der hinteren Stirnseite (in

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Fig. 3 links) mit einer Ferritscheibe versehen sein, während er im übrigen aus feldverdrängendem Material besteht.

Um ein Piatau im Mittelbereich zu erzielen, wie durch die Kurve 31 in Fig. 6 angedeutet ist, kann in den Kern 19 eine Rille eingedreht sein.

Entsprechendes gilt für die Anordnung nach den Fig. 4 und 5, so daß sich mit dieser Anordnung auch die unterschiedlichsten Kurvenverläufe der Impulszahl N als Funktion der Weggröße s oder der Winkelgröße oL erzielen lassen.

Der Impulsfolgengenerator kann so ausgebildet sein, daß der Kern 19 bzw. 26 an einen Druck - bzw. Unterdrucksensor, insbesondere eine Meinbrandose, angeschlossen ist, so daß er in Abhängigkeit von dem Druck bzw. Unterdruck, welcher von dem Druck- bzw. Unterdrucksensor (bei dem es sich also um eine Druckmeßeinrichtung bzw. eine Druckaufnahmeeinrichtung handelt) ermittelt wird, verschoben bzw. verdreht wird.

Der Kern 19 bzw. 26 kann beispielsweise über ein Gestänge an die Membrane einer Membrandose, welche den Unterdruck im Drosselventilweg eines Kraftfahrzeugs ermittelt, angeschlossen sein.

Anstelle eines Anschließens des Kerns 19 bzw. 26 an einen Druck- bzw. Unterdrucksensor ist es auch möglich, daß der Kern 19 bzw. 26 als Kolben eines Druck- bzw. Unterdrucksensors ausgebildet ist, so daß er in Abhängigkeit von dem Druck bzw. Unterdruck, welcher von dem Druck- bzw. Unterdrucksensor ermittelt wird, verschoben bzw. verdreht wird, wobei der Kern vorzugsweise federbelastet ist.

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Die beiden vorerwähnten Ausbildungen, insbesondere die zuletzt erwähnte Ausbildung, eignen sich vor allem für einen linearen Korn, Avie er bei 19 in Fig. 3 dargestellt ist.

Dor Kern kann, wie bereits erwähnt, federbelastet sein, so daß er durch die Federkraft in einer Ruhelage gehalten wird, wenn gegenüber dein Umgebungsdruck ein Überdruck- bzw. Unterdruck vorhanden ist.

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Claims

Patentansprüche

f 1.Λ Impulsfolgengenerator zum Erzeugen von Impulsfolgen, deren — Impulszahl von einer geometrischen Größe, insbesondere einer Weg- oder Winkelgröße abhängt, mit einem ersten Impulsgenerator zum Erzeugen von Impulsfolgen, bei denen der zeitliche Abstand zwischen den Impulsen von der geometrischen Größe, insbesondere der Weg- oder Winkelgröße abhängt; und mit einem Zeitgeber, der die Dauer der Jeweils vom ersten Impulsgenerator abgegebenen Impulsfolge steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber einen zweiten Impulsgenerator (2) aufweist, der von gleichem Aufbau wie der erste Impulsgenerator (1) ist; sowie einen Zähler (5)» der während des Auftretens einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen des zweiten Impulsgenerators den ersten Impulsgenerator anschältet, wobei das Frequenzverhältnis der beiden Impulsgeneratoren durch die geometrische Größe veränderbar ist.
2. Impulsfolgengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Impulsen dßs zweiten Impulsgenerators (2), während deren Auftreten der erste Impulsgenerator (1) angeschaltet ist, von außen steuerbar ist.
3. Impulsfolgengenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz jedes der beiden Impulsgeneratoren (1, 2) durch wenigstens je ein Schaltelement (W^, W₂)veränderbar ist, wobei beide Schaltelemente ein in Abhängigkeit von der geometrischen Größe derart verdreh- oder verschiebbares und die frequenzbestimmende Größe des Schaltelements veränderndes Betätigungsteil (19, 22) aufweisen, daß durch das Verdrehen oder

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Verschieben des Betätigungsteils das Verhältnis der Frequenz des ersten Impulsgenerators zur Frequenz des zweiten Impulsgenerators verändert wird.
4. Impulsfolgengenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement, durch welches die Frequenz der Impulsgeneratoren veränderbar ist, wenigstens je eine Spule (W₁, W₂) in jedem Impulsgenerator (1, 2) ist, wobei eine oder beide Spulen als Betätigungsteil einen deren Induktivität verändernden Kern (19, 22) aufweisen, der in Abhängigkeit von der geometrischen Größe verdreh- oder verschiebbar ist, so daß die Induktivität der Spulen in Abhängigkeit von der geometrischen Größe verändert wird.
5. Impulsfolgengenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Spulen (W₁, W₂) einen gemeinsamen Kern (19, 22) aufweisen, der so angeordnet ist, daß bei seinem Verdrehen oder Verschieben zumindest in einem vorbestimmten Verdreh- bzw. Verschiebebereich die Änderung der Induktivitäten der Spulen gegensinnig erfolgt, so daß die Induktivität der einen Spule erhöht und gleichzeitig die Induktivität der anderen Spule erniedrigt wird.
6. Impulsfolgengenerator nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Spulen oder beide Spulen (W₁, W₂) eine sich über ihre Länge ändernde Wicklungsdichte aufweist bzw. aufweisen.

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7. Impulsfolgengenerator nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (19, 22) eine sich über seine Länge ändernde Permeabilität besitzt.
8. Impulsfolgengenerator nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (19, 22) mindestens teilweise aus feldverdrängendem Material und/oder mindestens teilweise aus ferritischem Material besteht.
9. Impulsfolgengenerator nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (VL, Wp) koaxial nebeneinander angeordnet sind und einen gemeinsamen, im wesentlichen aus feldverdrängerdem Material bestehenden Kern (19) aufweisen.
10. Impulsfolgengenerator nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (W₁, W₂) koaxial nebeneinander angeordnet sind und einen gemeinsamen Kern (19) aufweisen, der zwei ferri+ische Teile besitzt, die je einer der beiden Spulen zugeordnet sind und zwischen sich zur Entkopplung der beiden Spillen eine Abschirmung aufweisen.
11. Impulsfolgengenerator nach einem der Ansprüche ·+ - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (W^, W₂) nebeneinander auf einem Kreis angeordnet sind.

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12. Impulsfolgengenerator nach Anspruch 11, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die Spule (W^, W₂) jedes Impulsgenerators (1, 2) aus wenigstens zwei Teilspulen besteht, die in Serie geschaltet und gleich groß aber jeweils gegensinnig zueinander gewickelt sind und sich radial gegenüberstehen, wobei sich die Spulenachsen senkrecht zur Kreisebene erstrecken und ein Kern aus feldverdrängendem und/oder ferritischem Material senkrecht zu den Spuxenachsen durch die Spulen oder über den Spulen verdrehbar ist.
13. Impulsfolgengenerator nach Anspruch 12, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die Spulen (VL, Wp) auf sich senkrecht zur Ebene des Kreises erstreckende erste Sektoren (23) eines Ferritschalenkerns (21) gewickelt sind, über denen sich in gleicher Weise erstreckende, jedoch nur halb so viele, diametral auf einem gleich großen, parallelen Kreis angeordnete zweite Sektoren (26) verdrehbar angeordnet sind, wobei die einen Sektoren jeweils durch je eine Ferritscheibe (24, 25) auf ihrer den anderen Sektoren abgewandten Seite miteinander verbunden sind und in den Mitten der Ferritscheiben je ein sich senkrecht zur Ebene der Kreise erstreckender Kern (28, 29) vorgesehen ist.
14. Impulsfolgengenerator nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (5) oder dessen Dekodierung von außen steuerbar ist, so daß die beiden Impulsgeneratoren (1, 2) während unterschiedlicher Zeitdauern angeschaltet werden können.

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15. Impulsfolgengenerator nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (19, 26) an einen Druck- bzw. Unterdrucksensor, insbesondere eine Membrandose, angeschlossen ist, so daß er in Abhängigkeit von dem Druck bzw. Unterdruck, welcher von dem Druck -bzw. Unterdrucksensor ermittelt v/ird, verschoben bzw. verdreht wird.
16. Impulsfolgengenerator nach einem der Ansprüche 1-14, insbesondere nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (19, 26) als Kolben eines Druck - bzw. Unterdrucksensors ausgebildet ist, so daß er in Abhängigkeit von dem Druck bzw. Unterdruck, welcher von dem Druck- bzw. Unterdrucksensor ermittelt wird, verschoben bzw. verdreht wird, wobei der Kern vorzugsweise federbelastet ist.

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