DE2544896B2

DE2544896B2 - Funktionsgenerator

Info

Publication number: DE2544896B2
Application number: DE19752544896
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Gleixner
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1975-10-07
Filing date: 1975-10-07
Publication date: 1980-06-26
Also published as: DE2544896C3; DE2544896A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Funktionsgenerator der im Oberbegriff des Anspruchs I näher bezeichneten Art. Fin derartiger Funktionsgenerator ist allgemein bekannt.

Bekannte Fiinktionsgmeratorcn ir Erzeugung eines

zeitabhängigen Signals mit mehreren diskreten Slgnalamplituden weisen eine der Anzahl der Signalamplituden entsprechende Vielzahl von Spannungsteilern auf, deren Ausgangssignale den jeweiligen Signalamplituden zugeordnet sind, Anwendungsgebiete derartiger Funktionsgeneratoren sind beispielsweise Kunststoffmaschinen-Regeleinrichtungen, wo sie als Sollwertgeber eingesetzt werden. Um eine möglichst bequeme Einstellung der Signalamplituden für eine Bedienungsperson zu gewährleisten, wird üblicherweise die Anzahl der Spannungsteiler auf ein überschaubares Maß begrenzt, worunter jedoch die Genauigkeit der Iteration des erzeugten stufenförmigen Generator-Ausgangssignals an den Verlauf des gewünschten Signals leidet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Funktionsgenerator der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß bei gleicher Anzahl von Spannungsteilern und damit unveränderter Einstellungsbequemlichkeit eine genauere Iteration des erzeugten Signals an den Verlauf des gewünschten Signais erzielbar isL

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Funktionsgenerators nach Anspruch I sind in den Ansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Funktionsgenerator werden die Ausga^gssignale der Spannungsteiler den ungeradzahligen Signalamplituden zugeordnet, während die geradzahligen Signalamplituden durch Mittelwertbildung der Ausgangssignale zweier, den jeweils benachbarten ungeradzahligen Signalamplituden zugeordneter Spannungsteiler gebildet werden. Auf diese Weise wird bei gleicher Anzahl von Spannungsteilern gegenüber dem Stand der Technik die Anzahl der Signalamplituden verdoppelt, wodurch die Iterationsgenauigkeit des erzeugten Aur.gangsäignals wesentlich erhöht ist.

Die Erfindung wird mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. I eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Funktionsgenerators;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der bei dem Funktionsgenerator nach Fig. 1 vorgesehenen Folgesteuereinrichutng und

Fig. 3 ein Zeitdiagramm des Ausgangssignals des Funktionsgenerators nach Fig. 1.

Der beispielsweise als Sollwertgeber für Regeleinrichtungen vorgesehene Funktionsgenerator nach Fig. I weist im dargestellten Beispielsfalle insgesamt fünf Spannungsteiler Pi bis P5 auf, die einerseits an eine Glcichspannungsqiielle tO und andererseits an Masse angeschlossen sind. Die Ausgänge M bis 15 der Spannungsteiler PX bis Pb sind an ein Verknüpfungsnetzwerk 16 angeschlossen, das eine der Anzahl der Spannungsteiler Pi bis PS entsprechende Anzahl von steuerbaren Schaltgliedcrn 51 bis 55 aufweist. |edes Schaltglied 51 bis 5 5 ist mit seinem Eingang an den Ausgang II, 12, 13, 14 bzw. 15 eines zugeordneten Spannungsteilers P I bis /^J5 und mit seinem Ausgang an einen Widerstand Ri. R2. R 3. R4 bzw. /?5 eines Miltclwcrlbildncrs 17 angeschlossen Die Widerstände R 1 bis R 5 sind an ihrer den .Schaltgliedern .S'l bis 5 5 abgewandten Soite parallel geschaltet und mit dem Ausgang 18 des Funktionsgenerator verbunden. Die

SteuereingSnge K1 bis KS der Schaltglieder 51 bis 55 sind an eine Folgesteuereinrichtung t9 angeschlossen, die von einem Taktgeber 20 angesteuert wird.

Die in F i g. 2 näher veranschaulichte Folgesteuereinrichtung 19 enthält einen Ringzähler 21, der von einem einstellbaren Vorwahlzähler 22 mit einer Folge von Zählimpulsen beaufschlagt wird. Der Vorwahlzähler 22 ist seinerseits an den Taktgeber 20 angeschlossen und erhält von diesem laufend Taktimpulse, Wird der Vorwahlzähler 22 entsprechend dem dargestellten Beispiel auf die Ziffer 372 eingestellt, so zählt dieser 372 Taktimpulse ab und gibt dann einen Zählimpuls an den Ringzähler 21 weiter. Anschließend beginnt der Vorwahlzähler wieder von Neuem zu zählen, so daß der nächstfolgende Zählimpuls abgegeben wird, wenn wiederum 372 Taktimpulse abgezählt sind. Die Impulspause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zählimpulsen entspricht somit der einstellbaren Anzahl der Taktimpulse. Der Vorwahlzähler 22 beginnt jedoch erst dann zu zählen, wenn er an seinem Starteingang 23 ein Startsignai erhält. Die dem Ringzähler 2t zugeführtpn Zählimpuise werden von diesem sequentiell auf dessen Ausgänge B\ bis ß9 verteilt. Im einzelnen bedeutet dies, daß der erste ankommende Zählimpuls auf den Ausgang B1, der zweite ankommende Zählimpuls auf den Ausgang B 2, usw. verteilt wird. Die un^eradzahligen Ausgänge B 1, S3, ß5, Bl und ß9 des Ringzählers 21 sind über jeweils ein ODER-Glied OZ? 1 bis OR 5 mit einem zugeordneten Steuereingang Ki bis K5 der Schaltglieder 51 bis 55 verbunden. Beispielsweise ist der Ausgang Sl des Ringzählers 21 mit dem Steuereingang K 1 des Schaltgliedes 5 1 verbunden. Die geradzahligen Ausgänge B 2, B4, B6 und 58 des Ringzählers 21 sind Ober jeweils zwei der ODER-Glieder OR 1 bis OR 5 mit jeweils zwei der Stcuereingänge Ki bis Aw 5 der Schaltglieder 51 bis 55 verbunden. Beispielsweise ist der Ausgang B 2 des Ringzählers 21 über das ODER-Glied OR 1 mit dem Steuereingang K i und über das ODER-Glied OR 2 mit dem Steuereingang K 2 verbunden. Der letzte Ausgang ß9 des Ringzählers 21 ist über eine Leitung 24 mit dem Stillsetzeingang 25 des Vorwahlzählers 22 verbunden. Hierdurch wird der Vorwahlzähler 22 nach Abgabe des an den Ausgang S9 angelegten neunten Zählimpulses der Zählimpulsfolge stillgesetzt.

Die in Fig. 2 dargestellte unterschiedliche Verschallung der ungeradzahligen und geradzahligen Ausgänge des Ringzählers 21 hat zur Folge, daß ein Zählimpuls an einem ungeradzahligen Ausgang des Ringzählers 21 nur einen einzigen Steuereingang eines zugeordneten Schaltgliedes ansteuert und dieses Schaltglied schließt. Liegt dagegen ein Zählimpuls an einem geradzahligen Ausgang des Ringzählers 21 an, so wird dieser Zählimpuls den Steuereingängen zweier verschiedener Schaltglieder zugeführt, wodurch die betreffenden Schaltglicder gleichzeitig durchgesteuert werden. Wird beispielsweise der Ausgang 02 des Ringzählers 21 mit einem Zählimpuls beaufschlagt, so gelangt dieser Zählimpuls über die ODER-GLieder OR 1 und OR 2 zu den Steuereingängen Kl und K 2, wodurch die Schaltglicdcr 51 und 5 2 durchgesteuert werden. Hierdurch überträgt das Verknüpfungsnetzwerk 16 (F ig. I) sowohl das Ausgangssignal des Spannungsteilers P I als auch das Ausgangssignal des Spannungsteilers /'2 an den Mittelwertbildner 17. Im betrachteten Hcispiclsfallc bedeutet dies, daß an dem Widerstand R 1 die Spannung am Ausgang 11 des Spannungsteilers Pi und an dem Widerstand R 2 die Spannung am Ausgang 12 des Spannungsteilers P2 anliegt, infolge der ausgangsseitjgen Parallelschaltung der Widerstände R1 und R 2 liegt bei gleicher Dimensionierung der Widerstände Al bis R5 am Ausgang 18 des Funktionsgenerators ein Spannungssignal, das der halben Summe der Ausgangsspannungen der Spannungsteiler P1 und P 2 entspricht. Wird dagegen nur ein einziger der Schalter 51 bis 55 durchgesteuert (was bei Beaufschlagung eines zugeordneten ungeradzahligen Ausganges des Ringzählers 21 mit einem Zählimpuls. der Fall ist), so liegt am Ausgang 18 des Funktionsgenerators ein Spannungssignal, das der Ausgangsspannung des mit dem durchgeschalteten Schaltglied verbundenen Spannungsteilers entspricht. Durch die aufeinanderfolgende Durchschaltung von einem Schaltglied und anschließend von zwei Schaltgliedern entsteht am Ausgang 18 des Funktionsgenerators das in Fig.3 veranschaulichte stufenförmige Ausgangssignal, das eine Iteration des mit strichpunktierten Linien eingezeichneten Signals 27 darstellt υ.·*ι die diskreten Amplituden A 1 bis Λ 9 besitzt.

Das Ausgangssignal 26 nach Fig.3 wird wie folgt gebildet:

Sobald der Vorwahlzähler 22 (Fig.2) über seinen Startein_eang 23 ein Startsignal erhält, erzeugt er nach einer der vorgegebenen Anzahl von Taktimpulsen entsprechenden Zeitdauer einen ersten Zählimpuls, welcher über den Ausgang B 1 des Ringzählers 21 an den Steuereingang K 1 des Schaltglieues 51 gelangt und dieses durchschaltet. Dadurch wird die Spannung am Ausgang 11 des Spannungsteilers P1 dem Ausgang 18 des Funktionsgenerators zugeführt und bildet die Amplitude A 1 des Spannungssignals 26. Der zweite Zählimpuls des Vorwahlzählers 22 gelangt über den Ausgang S 2 des Ringzählers 21 an die Steuereingänge K 1 und K 2 der Schaltglieder 5 1 bzw. 52 und schaltet diese Schaltglieder gleichzeitig durch. Hierdurch werden die Ausgänge 11 und 12 der Spannungsteiler F1 und P2 mit dem Ausgang 18 verbunden, wodurch die der Amplitude A I entsprechende Ausgangsspannung des Spannungsteilers PI und die der Amplitude A 3 entsprechende Ausgangsspannung des Spannungsteilers P2 gemittelt werden und die Amplitude A 2 des Spannungssignals 26 ergeben. Der dritte Zählimpuls des Vorwahlzählers 22 gelangt über den Ausgang B3 des Ringzählers 21 an den Steuereingang K 2 des Schaltgliedes 52 und schaltet dieses durch. Hierdurch wird der Spannungsteiler Pl allein mit dem Ausgang 18 verbunden, wodurch am Ausgang 18 die Ausgangsspannung des Spannungsteilers P2 anliegt, welche die Amplitude A 3 des Signals 26 bildet. Der vierte Zählimpuls des Vorwahlzähler 22 gelangt über den Ausgang BA des Ringzählers 21 an die Steuereingänge K 2 und K 3, wodurch die Schaltglieder 52 und 53 gleichzeitig durchschalten und die Spannungen an den Ausgängen 12 und 13 der Spannungsteiler P2 und P3 unter Bildung der Amplitude A 4 des Signals 26 gemittelt werden In entsprechender Weise werden die fünften bis neunten Zählimpulse des Vorwahlzählers 22 die Amplituden A 5 bis A 9 des Signals 26 erzeugt.

Verallgemeinert man den in F i g. I bis 3 dargestellten Heispielsfall auf die Anzahl (n+\) Amplituden des Signals 2ft, so sind insgesamt '/? (n + 2) Spannungsteiler /', Schaltglicder 5, Mittelwertbildner-Widerstände R und ODER-Cilieder OR sowie (n+ 1) Ringzählerausgänge Il erforderlich.

Als Sehaltglieder S 1 bis 55 können elektromechanische oder elektronische Schaltglicdcr. beispielsweise

Feldeffekttransistoren verwendet werden. Als Span- gemäßen Funktionsgenerator* sind Regeleinrichtungen

nungsteiler können neben den in Fig. I dargestellten für KunstsloffSpritzgieBmaschinen, bei denen der

Potentiometern auch andere Arten von Spannungstei- gewünschte Zeitverlauf verschiedener Maschinenpara-

lern. beispielsweise Digital-Analog-Wandler vorgesc· meter, wie /. B. Spritzdruck. Spritzgeschwindigkeit,

hen werden. Schließlich ist die Ausbildung der · Wcrkmiginnendruck usw. als Sollwert-Funktion mittels

Folgesteuereinrichtung 19 nach Fig. 2 nur beispielhaft des crfindungsgcniäUcn Funktionsgenerator* vorgeb·

und kann auch auf andere Weise erfolgen. bar ist.
Fin bevorzugtes Anwendungsgebiet des erfindungs-

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Funktionsgenerator zur Erzeugung eines zeitabhängigen Signals, der eine Vielzahl von Spannungsteilern tut Erzeugung von jeweils einer diskreten Signalamplitude aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Spannungsteiler (Pt, Pi, -.., Pfa+yn) jeweils einer ungeradzahligen Signalamplitude (Ai, A₃,..., A„₊₎) zugeordnet sind und daß den Spannungsteilern (Pt, Pi,..., Ρ(η+2)η) ein von einer Zeitsteuereinrichtung (19) gesteuertes Verknüpfungsnetzwerk (16) nachgeschaltet ist, das sequentiell in der Reihenfolge der ungeradzahligen und geradzahligen Signalamplituden entweder einen einzigen Spannungsteiler oder wenigstens zwei Spannungsteiler gleichzeitig über einen Mittelwertbildner (17) mit dem Ausgang (18) des Funktionsgenerators verbindet.

2. Funktionsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (Pt, Pi,..., P(n+iyi) einstellbar ist

3. Funktionsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungsnetzwerk (16) eine der Anzahl ((n+2)/2) der

Spannungsteiler (Pt, Pi Ρζ,+iyi) entsprechende

Anzahl ((/?+2)/2) von steuerbaren Schaltgliedern

(St, Si S(„+iyi) aufweist, die jeweils zwischen

zugeordneten Spannungsteilern und Längswiderständen (Rt, Ri Rfn+iyi) des Mittelwertbildners

(17) angeordnet und mit einem Steuereingang (Ki,

Ki K(n₊2)ii) an die Zeitsteuereinrichtung (19)

angeschlossen sind und daß die Längswiderstände

(Rt, Ri R(n+iyi) des Mittelw^rtbildners (17) an

ihrer dem jeweils zugeordneten Schaltglied abgewandten Seite parallel geschaltet sind.

4. Funktionsgenerator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuereinrichtung (19) einen von einem Vorwahlzähler (22) mit einer Folge von digitalen Zählimpulsen beaufschlagbaren Ringzähler (2i) aufweist, der eine der Anzahl (n+\) der Signalamplituden entsprechende Anzahl

(n+l) von Ausgängen (Bt, Bi ß_n+i) besitzt,

denen sequentiell jeweils ein Zählimpuls der Zählimpulsfolge zuführbar ist und daß jeder ungeradzahlige Ausgang (Bt, B₃, — B_n+1) des Ringzählers (21) mit einem zugeordneten Steuereingang (Ki, Ki K(_n+i)/i) des Verknüpfungsnetzwerkes (16) und jeder geradzahlige Ausgang (Bi, B*, .... B_n) des Ringzählers (21) mit zwei zugeordneten Sleuereingängen (Ki, Kr, Ki, K₃; ...; Kfn+iyi-t, Kf_n+ iy₂) des Verknüpfungsnetzwerks (16) verbunden ist.

5. Funktionsgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulspausen der digitalen Zählimpulsfolge einstellbar sind und daß die Zählimpulsanzahl der Zählimpulsfolge der Anzahl

(n+1) der Signalamplittiden (Ai, Ai A_n+1)

entspricht.