DE2544896C3

DE2544896C3 - Funktionsgenerator

Info

Publication number: DE2544896C3
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: 1981-05-27
Also published as: DE2544896A1; DE2544896B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Funktionsgenerator der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art. Ein derartiger Funktionsgenerator ist allgemein bekannt.

Bekannte Funktionsgeneratoren zur Erzeugung eines

zeitabhängigen Signals mit mehreren diskreten Signalamplituden 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 Bedieiiungsperson 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 Veriauf des gewünschten Signals

is Hdet

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

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

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Funktionsgenera< ?rs nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet
Bei dem erfindungsgemäßen Funktionsgenerator werden die Ausgangssignale der Spannungsteiler den ungeradzahligen Signalamplituden zugeordnet, während die geradzahligen Signalamplituden durch Mittelwertbildung der Ausgangssignale zweier, den jeweils benachbarten ungeradzahligen Signalamplituden zu-

J5 geordneter 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 Ausgangs^gnals wesentlich erhöht ist.

Die Erfindung wird mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Funktionsgenerators;

F i g. 2 eine schematische Darstellung der bei dem Funktionsgenerator nach F i g. 1 vorgesehenen Folgesteuereinrichutng und

F i g. 3 ein Zeitdi&gramm des Ausgangssignals des Funktionsgenerators nach Fig. 1.

Der beispielsweise als Sollwertgeber für Regeleinrichtungen vorgesehene Funktionsgenerator nach F i g. 1 weist im dargestellten Beispielsfalle insgesamt fünf Spannungsteiler Pi bis PS auf, die einerseits an eine Gleichspannungsquelle 10 und andererseits an Masse angeschlossen sind. Die Ausgänge 11 bis 15 der Spannungsteiler PX bis PS sind an ein Verknüpfungsnetzwerk 16 angeschlossen, das eine der Anzahl der Spannungsteiler PX bis PS entsprechende Anzahl von steuerbaren Schaltgliedern 51 bis 55 aufweist. Jedes Sehaltglied 51 bis 55 ist mit seinem Eingang an den Ausgang 11, 12, 13, 14 bzw. 15 eines zugeordneten Spannungsteilers P1 bis PS und mit seinem Ausgang an einen Widerstand RX. Rl, R3, R4 bzw. RS eines

M Mittelwertbildners 17 angeschlossen. Die Widerstände Λ 1 bis Λ5 sind an ihrer den Schaltgliedern 51 bis 55 abgewandten Seite parallel geschaltet und mit dem Ausgang 18 des Funktionsgenerators verbunden. Die

Steuereingänge K1 bis K 5 der Schaltglieder S1 bis 55 sind an eine Folgesteuereinrichtung 19 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 Startsignal erhält Die dem Ringzähler 21 zugeführten Zählimpulse werden von diesem sequentiell auf dessen Ausgänge BX bis B 9 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 ungeradzahligen Ausgänge B1, S3. B5, B7 und B9 des Ringzählers 21 sind über jeweils ein ODER-Glied OR 1 bis OR 5 mit einem zugeordneten Steuereingang KX bis K 5 der Schaltglieder 51 bis 55 verbunden. Beispielsweise ist der Ausgang dl des Ringzählers 21 mit dem Steuereingang K1 des Schaltgliedes 51 verbunden. Die geradzahligen Ausgänge B 2, B 4, B 6 und BS des Ringzählers 21 sind über jeweils zwei der ODER-Glieder OR 1 bis OR 5 mit jeweils zwei der Steuereingänge Ki bis K 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 1 und über das ODER-Glied OR 2 mit dem Steuereingang K 2 verbunden. Der letzte Ausgang B 9 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 B9 angelegten neunten Zählimpulses der Zählimpulsfolge stillgesetzt.

Die in Fip. 2 dargestellte unterschiedliche Verschaltung 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 Zählimpnls an einem geradzahligen Ausgang des Ringzählers 21 an. so wird dieser Zählimpuls den Steuereingängen zweier verschiedener Schaltglieder zugeführt, wodurch die betreffenden Schaltglieder gleichzeitig durchgesteuert werden. Wird beispielsweise der Ausgang Bl des Ringzählers 21 mit zinem Zählimpuls beaufschlagt, so gelangt dieser Zählimpuls Ober die ODER-GLieder OR 1 und OR 2 zu den Steuereingängen K 1 und K 2, wodurch die Schaltglieder 5 t und 52 durchgesteuert werden. Hierdurch überträgt das Verknüpfungsnetzwerk 16 (Fig. 1) sowohl das Ausgangssignal des Spannungsteilers Pi als auch das Ausgangssignal des Spannungsteilers P2 an den Mittelwertbildner 17. Im betrachteten Beispielsfalle bedeutet dies, daß an dem Widerstand R 1 die Spannung am Ausgang 11 des Spannungsteilers PX und an dem Widerstand K 2 die Spannung am Ausgang 12 des Spannungsteilers P2 anliegt Infolge der ausgangsseitigen 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

<o 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 und die diskreten Amplituden A 1 bis A 9 besitzt

Das Ausgangssignal 26 nach Fig.3 wud wie folgt gebildet:
Sobald der Vorwahlzähler 22 (Fig.2) über semen Starteingang 23 ein Startsignal erhält, erzeugt er nach einer der vorgegebenen Anzahl von Taktimpulsen entsprechenden Zeitdauer einen ersten Zählimpuls, welcher über den Ausgang B1 des Ringzählers 21 an den Steuereingang K 1 des Schaltgliedes 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 B 2 des Ringzählers 21 an die Steuereingänge K 1 und K 2 der Schaltglieder 51 bzw. 52 und schaltet diese Schaltglieder gleichzeitig durch. Hierdurch werden die Ausgänge 11 und 12 der Spannungsteiler P1 und P2 mit dem Ausgang 18 verbunden, wodurch dit der Amplitude A 1 entsprechende Ausgangsspannung des Spannungsteilers Pl und die der Amplitude A3 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 B 3 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 Vorwahlzählers 22 gelangt über den Ausgang B 4 des Ringzählers 21 an die Steuereingänge K ?. u: J K 3, wodurch die Schaltglieder 52 und 53 gleichzeitig durchschalten und die Spannungen an den Ausgängen 12 und ό der Spannungsteiler /-"? und P 3 unter Bildung der Amplitude A4 des Signals 26 gemittelt werden. In entsprechender Weise werden die fünften bis neunten Zählimpulse des Vorwahlzählers 22 die Amplituden A 5 ois A 9 des Signals 26 erzeugt.

Verallgemeinert man den in F i g, 1 bis 3 dargestellten Beispielsfall auf die Anzahl (n+\) Amplituden des Signals 26, so sind insgesamt ¹Zi (n + 2) Spannungsteiler P, Schaltglieder 5, Mittelwertbildner-Widerstände R und ODER-Glieder OR sowie (n+ I) Ringzählerausgänge B erforderlich.

Als Schaltglieder 51 bis 55 können elektromechanische oder elektronische Schaltglieder, beispielsweise

Feldeffekttransistoren verwendet werden. Als Spannungsteiler können neben den in Fig. 1 dargestellten Potentiometern auch andere Arten von Spannungsteilern, beispielsweise Digital-Analog-Wandler vorgesehen werden. Schließlich ist die Ausbildung der Folgesteuereinrichtung 19 nach Fig. 2 nur beispielhaft und kann auch auf andere Weise erfolgen.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Funktionsgenerators sind Regeleinrichtungen für Kunststoff-Spritzgießmaschinen, bei denen der gewünschte Zeitverlauf verschiedener Maschinenparameter, wie z. B. Spritzdruck, Spritzgeschwindigkeit, Werkzeuginnendruck usw. als Sollwert-Funktion mittels des erfindungsgemäßen Funktionsgenerators vorgebbar ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Funktionsgenerator zur Erzeugung eines zeitabhängigen Signals, der eine Vielzahl von Spannungsteilern zur Erzeugung von jeweils einer diskreten Signalamplitude aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Spannungsteiler (Pu Pi .... P{_n+2)n) jeweils einer ungeradzahligen Signalamplitude (A_u A₃,..., A_n+1) zugeordnet sind und daß den Spannungsteilern (Pu P2, ■■-, P(n+2)n) 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 (Pu P?

P(n+2)/2) einstellbar ist

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

Spannungsteiler (Pu P2 /%+2)/2) entsprechende

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

(Su Si S(n+2)n) aufweist, die jeweils zwischen

zugeordneten Spannungsteilern und Längswider-Ständen (Ru R2 R(n+2)n) des Mittelwertbildners

(17) angeordnet und mit einem Steuereingang (K₁, K2, ... K(„+2y2) an die Zeitsteuereinrichtung (19) angeschlossen sind um: daß c t Längswiderstände

(Ru /?2 R(n+2y2*) des Mittelwertbildners (17) an

Ihrer dem jeweils zugeordnete) Schaitglied 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 (21) aufweist, der eine der Anzahl (77+1) der Signalamplituden entsprechende Anzahl

(n+\) von Ausgängen (Bu Bi ßn+i) besitzt,

denen sequentiell jeweils ein Zählimpuls der Zählimpulsfolge zuführbar ist und daß jeder

Ungeradzahlige Ausgang (B\, Bj S_n+1) des

Ringzählers (21) mit einem zugeordneten Steuereingang (Ku K2 /Qn+2y2) des Verknüpfungsnetzwerkes (16) und jeder geradzahlige Ausgang (B?. Bt, .... B_n) des Ringzählers (21) mit zwei zugeordneten Steuereingängen (Ku Kr, K₂, Ky. ...; Km+2y2-i. K(n* jy?) des Verkr.iipfungsnetzwerks (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

(fl+1) der Signalamplituden (Au A₂ /4„+t)

entspricht.