DE2715882A1 - Schaltung zum erzeugen eines in der impulsbreite modulierten signals - Google Patents
Schaltung zum erzeugen eines in der impulsbreite modulierten signalsInfo
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Description
Va/WR/Sehs 8. 12. 1976
r. ΙΙΚΠΓ! KT '"' Γ, Pl 7
i.V. Philip·' G!o :ilu,!ipf nfribrleken
Schaltung zum Erzeugen eines in der Impulsbreite modulierten Signals
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung
zum Erzeugen eines Signals, das aus einer in der Impulsbreite modulierten Trägerwelle besteht, deren Modulations tiefe als
Funktion der Zeit eine vorher gewählte Signalform darstellt.
Unter einer in der Impulsbreite modulierten
Trügerwelle ist hier ein rechteckiges Signal zu verstellen, wobei die Lage der ansteigenden oder der abfallenden Flanke
oder dieser beiden Flanken sich in beiden Richtungen in bezug auf die unmodulierte Lage an lern kann.
Eine derartige Schaltung kann z.B. drei einen
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gegenseitigen Phasenunterschied von 120° aufweisende Signale erzeugen, deren Modulationstiefe als Funktion der Zeit eine
Sinusform darstellt. Ein derartiges dreiphasiges Signal wird zur Steuerung über Halbleiterschalter aus einer Gleichspannungsquelle
gespeister Drehstrommotoren verwendet. Die Frequenz dor durch die Modulationstiefen als Funktion der
Zeit dargestellten Sinusformen bestimmt dann die Drehzahl des Motors und die mittlere Modulations tiefe bestimmt die
effektiven Spannungen über den Motorphasen.
Schaltungen der genannten Art sind bekannt und beruhen im wesentlichen auf einer Kombination von
analogen und digitalen Techniken. Ein bekanntes Verfahren zum Erhalten eines in der Impulsbreite modulierten Signals
ist das Vergleichen einer Bezugssignalform mit einem hochfrequenten dreieckigen oder sägezahnförmigen Signal. Das
Differenzsignal wird dann in ein logisches Signal umgewandelt.
Aus der US-PS 3,753.155 ist ein derartiges
Verfahren bekannt« Dabei wird eine bestimmte Zeit vor einem Bezugszeitpunkt ein Sägezahngenerator angelassen, dessen
Ausgangssignal von einem durch ein Eingangssignal bestimmten
Pegel an zunimmt. Die erhaltene Impulsbreite wird dabei durch den Zeitabstand zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Ausgangsspannung
des Sägezahngenerators einen bestimmten Pegel erreicht, und dem Bezugszeitpunkt bestimmt. Auf diese Weise
ist die Impulsbreite stets der Amplitude eines Eingangssignals proportional.
Wenn als Ei igangssignal ein sinusförmiges Signal
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gewählt wird, wird ein in der Impulsbreite moduliertes Signal erhalten, dessen Modulation als Funktion der Zeit
sinusförmig ist, wobei die Amplitude und die Frequenz dieser Sinusform durch das genannte Eingangssignal bestimmt
werden. Dadurch wird die Genauigkeit des Ausgangssignals
durch das Eingangssignal bestimmt und ist es notwendig,
mit möglichst geringer Verzerrung ein Eingangssignal, z.B. eine Sinusform, mit einer durch das gewünschte Ausgangs—
signal bestimmten Amplitude und Frequenz zu erzeugen. Z.B. zum Erzeugen dreier derartiger Signale, die einen gegenseitigen
Phasenunterschied von 120° aufweisen, ist es erforderlich, drei stets einen gegenseitigen Phasenunterschied
von 120.° aufweisende Sinusformen bei verschiedenen
Frequenzen und Amplituden zu erzeugen, Ausserdem soll dann dafür gesorgt werden, dass Temperatur- und Speisespannungsänderungen
und z.B. Drift den analogen Teil der Schaltung, der die Impulsbreite bestimmt, nahezu nicht beeinflussen.
Die Erfindung bezweckt, eine Schaltung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die völlig digital aufgebaut
werden kann, bei der die gewünschte Modulation nicht als ein analoges Signal einem Eingang zugeführt zu werden
braucht und bei der die Frequenz sowie die Amplitude der in die Modulation aufgenommenen Signalform einfach und
gegebenenfalls in gegenseitiger Unabhängigkeit bestimmt
werden können. .,
Die Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltung enthält: einen ersten Zähler, einen ersten Eingang zur Aufnahme eines ersten Taktsignals, mit
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dessen Hilfe der erste Zähler periodisch angelassen wird, einen zweiten Eingang zur Aufnahme eines zweiten Taktsignals,
dessen Impulse von dem ersten Zähler gezählt werden, sowie ein sequentielles Netzwerk zum reihenmässigen
Detektieren vorher gewählter Stellungen des ersten Zählers, wobei dieses sequentielle Netzwerk die in der Impulsbreite
modulierte Trägerwelle moduliert, und wobei die Impulsbreite
durch den Zeitabstand zwischen jeweils zwei in verschiedenen Zählperioden des ersten Zählers detektierten
Stellungen dieses Zählers bestimmt wird, wobei die Reihenordnung, in der unterschiedliche Zählstellungen detektiert
werden, durch die genannte Signalform bestimmt wird.
Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung ist die genannte Signalform durch das sequentielle Netzwerk
bedingt, wodurch diese Signalform nicht mehr als nnaloges Signal zugeführt zu werden braucht. Da der erste Zähler
synchron mit einem ersten Taktsignal angelassen wird, ist die Wiederholungsfrequenz der modulierten Impulse, gleich
wie die Wiederholungsfrequenz des Modulationsmusters, z.B.
eine Sinusform, synchron mit diesem Taktsignal. Das modulierte Signal besteht aus einer Trägerwelle mit einer
Impulsbreite, die durch die Frequenz des ersten Taktsignals
bestimmt wird, und mit einer Modulation, deren Breite gleich einer Anzahl von Zählschritten des ersten Zählers ist.
Änderung der Frequenz des zweiten Taktsignals bei konstanter
Frequenz des ersten Taktsignals führt also eine Änderung der absoluten Modulationstiefe oder aber der Amplitude der
genannten Signalform herbei. Wird die Frequenz des zweiten Taktsignals konstant gehalten, so ist die absolute
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Modulationstiefe konstant, aber die relative Modulationstiefe ist der Frequenz des ersten Taktsignals und also der
Viederholurigsfrequenz der genannten Signalform proportional, wodurch der effektive Spannungswert des in die Modulation
aufgenommenen Signals der Wiederholungsfrequenz dieses Signals proportional ist, was z.B. bei Motorsteuerung
eine gewünschte Eigenschaft ist.
Da die Schaltung nach der Erfindung völlig mit logischen Bausteinen aufgebaut werden kann, ist die
Schaltung für Speisespannungs- und Temperaturänderungen und Drift besonders unempfindlich. Ausserdem sind die
Frequenz und die Amplitude der in die Modulation aufgenommenen Signalform einfach regelbar, weil dabei nur die
Frequenz leicht zu erzeugender Taktsignale entscheidend ist.
Was den ersten Zähler anbelangt, ist es vorteilhaft, dass die Zählrichtung des ersten Zählers umschaltbar
her ist, derart, dass dieser Zähler von einer Anfangsstellung/voi
wärtezählt und bei einer Höchststellung umgeschaltet wird
und rückwärts zählt. !
Auf diese Weise wird eine symmetrische Reihe
von Zählstellungen erzeugt, wodurch eine bestimmte positive und eine gleiche negative Modulation durch eine gleiche
Zählstellung bestimmt werden können, wenn die Höchststellung als Nullmodulation gewählt wird. Dies ist vor
allem günstig, wenn die genannte Signalform eine Symmetrie längs der Nullachse aufweist, so dass für die positive
sowie für die negative Hälfte die gleiche Reihe von Zähl-
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Stellungen dekodiert werden kann.
Venn der erste Zähler ein Vorwärts/ffiückwrirtszähler
ist, ist es vorteilhaft, dass am Zähleingang des ersten Zählers eine erste Gatterschaltung angeordnet ist,
mit deren Hilfe der nächstfolgende Impuls an diesem Zähleingang unterdrückt wird, wenn der erste Zähler die Höchststellung
erreicht hat.
Auf diese Weise wird während zwei Zählschritte des ersten Zählers die Höchststellung aufrechterhalten,
wodurch dte Symmetrie der Reihe von Zählstellungen verbessert
wird.
Bei Anwendungen, bei denen die Frequenz des ersten Taktsignals über einen grossen Bereich geändert
werden können muss, ist es vorteilhaft, dass die genannte Höchststellung eine feste Stellung des ersten Zählers ist,
bei der der erste Zähler automatisch seine Zählrichturig
wechselt und beim Erreichen der Anfangsstellung automatisch
stoppt.
Durch diese Massnahme kann die Anzahl von Zähl-.schritten
pro Zyklus des ersten Zählers auf ein Mindestmass beschränkt werden, wodurch z.B. eine Mindestanzahl bistabiler
Schaltungen benötigt wird.
Venn die Frequenz des ersten Taktsignals zu
hoch oder die Frequenz des zweiten Taktsignals zu niedrig wird, tritt Übermodulation fltuf, was bedeutet, dass ein
Startimpuls auftritt, ehe der erste Zähler die Anfangsstellung wieder erreicht hat. Die Massnahme, durch die
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dieses Problem gelöst wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung eine zweite Gatterschaltung zum Erzeugen
von Startimpulsen enthalt, die mit dem ersten Taktsignal synchron sind und die den ersten Zähler jeweils starten,
während diese Gatterschaltung weiter Setzimpulse erzeugt, die über 18O° in bezug auf die Startimpulse in der Phase
verschoben sind und den ersten Zähler in die Höchststellung zu Zeitpunkten versetzen, zu denen diese Setzimpulse
auftreten, während der erste Zähler noch vorwärts zählt.
Was das sequentielle Netzwerk anbelangt, ii es vorteilhaft, dass dieses Netzwerk enthält: eine bistabile
Schaltung, die stets in derselben Stellung des ersten Zählers umgeschaltet wird, um eine Trägerwelle zu erzeugen;
eine dritte Gatterschaltung, mit deren Hilfe jeweils parallel alle benötigten Modulationsimpulse erzeugt werden,
die je eine durch die genannte Signalform bestimmte Breite aufweisen und sich je in wenigstens einer Richtung von der
Zählstellung her erstrecken, in der die bistabile Schaltung umgeschaltet wird, sowie eine sequentielle Modulatorschaltung,
die in einer durch die genannte Signalform bestimmten Reihenfolge die Trägerwelle mit jeweils einem der Modulationsimpulse
moduliert.
Auf diese Weise können Symmetrien der genannten Signalform optimal ausgenutzt werden. Die Anzahl verschiedener
Modulationstiefen pro Periode der genannten Signalform wird im allgemeinen ja viel kleiner als die absolute
Anzahl bnötigter Modulations tiefen sein.
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Im Zusammenhang mit der minimalen harmonischen
Verzerrung der genannten Signalform ist es für das sequentielle Netzwerk günstig, dass die sequentielle Modulatorschaltung
zum Modulieren der Trägerwelle sowohl an der ansteigenden als auch an der abfallenden Flanke eingerichtet
ist.
Hei einer Schaltung nach der Erfindung, bei der alle benötigten Modulationsimpulse parallel erzeugt werden,
ist es vorteilhaft, dass die genannte dritte Gatterschaltung alle benötigten Modulationsimpulse symmetrisch zu derjenigen
Stellung des ersten Zählers erzeugt, in der die bistabile Schaltung umgeschaltet wird.
Infolge dieser Massnahme kann ein bestimmter Modulationsimpuls sowohl für eine positive als auch für
eine negative Modulation benutzt werden. Diese symmetrischen Modulationsimpulse können am einfachsten erzeugt
werden, wenn die Zählstellung, in der die bistabile Schaltung umgeschaltet wird, die Höchststellung des ersten
Zählers ist.
Bei einer Schaltung nach der Erfindung, bei der die genannte Signalform eine Sinusform ist, ist es vorteilhaft,
dass die sequentielle Modulatorschaltung enthält: einen η-Zähler, dessen Zähleingang ein Zählsignal synchron
mit dem ersten Taktsignal zugeführt wird, und dessen Ausgangssignal eine Frequenz aufweist, die sich wie η : 1
zu der Frequenz des Eingangssignals verhält; einen Sechszähler, dessen Eingang das Ausgangssignal des n-Zählers
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zugeführt wird, wobei ein Zählzyklus des Sechszählers
einer Periode der genannten Sinusform entspricht; eine vierte Gatterschaltung, mit der auf dem Befehl des n-Zählers
alle benötigten Modulationsimpulse für die ersten 60 Grade der Sinusform nacheinander als eine erste Impulsreihe
an einen Ausgang weitergeleitet werden; eine fünfte
Gatterschaltung, mit der auf dem Bef Ί1 des η-Zählers alle
benötigten Modulationsimpulse für die zweiten 60 Grade der Sinusform nacheinander als eine zweite Impulsreihe an
einen Ausgang weitergeleitet werden; eine sechste Gatterschaltung,
mit der auf dem Befehl des η-Zählers alle benötigten
Modulationsimpulse für die dritten 60 Grade der Sinusform nacheinander als eine dritte Impulsreihe an
einen Ausgang weitergeleitet werden, wobei die drei auf
diese Weise von der vierten, der fünften und der sechsten Gatterschaltung hervorgerufene erste, zweite und dritte
Impulsreihe bei jedem Zählschritt des Sechszählers wiederholt werden; eine erste Modulatorschaltung, die nacheinander
bei einem ersten, einem zweiten und einem dritten Zählschritt des Sechszählers die erste, zweite bzw. dritte
Impulsreihe und die Trägerwelle einer ersten Modulationsgatterschaltung
zuführt, die die Trägerwelle und die betreffenden Impulsreihen gemäss einer Und-Funktion
verknüpft, und die nacheinander bei einer vierten, fünften und sechsten Zählstellung des Sechszählers die erste,
"1
zweite bzw. dritte Impulsreihe und die Trägerwelle einer zweiten Modulationsgatterschal Lung zuführt, die die . ·· -
7038*2/0*53
8. 12. VJ-, G
Trägerwelle und die Invertierten der betreffenden Impulsreihen
gemäss einer Oder-Funktion ν rknflpft, sowie eine
erste Ausgangsgat terscheil tung, die Ausgangssignale der
ersten und der zweiten Modulationsgaιterschaltung gemäss
einer Oder-Puriktion verknüpft.
Dabei ist es zum Erzeugen dreier einen gegenseitigen Phasenunterschied von 120° aufweisender Signale,
die in der Impulsbreite moduliert sind, weiter vorteilhaft,
dass die Schaltung ferner enthält: eine zweite Modulatorschaltung, die nacheinander in der dritten, vierten und
fünften Zählstcllung des Sechszählers die erste, zweite
bzw. dritte Impulsreihe und die Trägerwelle einer dritten Modulationsgatterschaltujig zuführt, die die Trägerwelle
und die betreffenden Imr 1 sreihen gemäss einer Und —Funktion
verknüpft, und die in nacheinander der sechsten, ersten ur.d
zweiten Zählstellung des Sechszählers die erste, zweite
bzw. dritte Impulsreihe und die Trägerwelle einer vierten Modulationsgatterschaltung zuführt, die die Trägerwelle und
die Invertierten der betreffenden Impulsreihen gemäss eine'
Oder-Funktion verknüpft; eine dritte Modulatorschaltung, die
in nacheinander der fünften, der sechster, und der ersten Zählstellung des Sechszählers die erste, zweite bzw. dritte
Impulsreihe und die Tragerwelle einer fünften Modulationsgatterschaltung zuführt, die die Trägerwelle und die
betreffenden Impulsreihen gemäss einer Und-Funktion verknüpft, und die in nacheinander der zweiten dritten und
vierten Zählstellung des Sechs/ählers die erste, zweite
bzw. dritte Impulsreihe und die Trägerwelle einer sechsten
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8. 12.
Modulationsgatterschaltung zuführt, die die Trägerwelle und
die Invertierten der betreffenden linpulsreihen gemiiss eil ■■ r·
Oder-Funktion verknüpft; eine zwite Ausgangsgatterschaltung,
die Ausgangs signale der dritten u 1 der vierten Modulationsgatterschaltung
gemäss einer Oder-Funktion verknüpft, sowie eine dritte Ausgangsgatterschaltung, die AusgangssLgnale
der fünften und der sechsten Modulaticnsgatterschaltung
gernäss einer Oder-Funktion verknüpft.
Wenn eine Schaltung nach der Erfindung für
Motorsteuerung mit Hilfe von Leistungsschaltern verwendet
wird, entspricht die mittlere Frequenz, mit der diese Schalter geschaltet werden, der Trägerfrequenz. Diese Schaltfrequenz
weist im Zusammenhang mit der Frequenzkennlinie des Motors
einen Mindestwert (z.B. f>60 Hz) und einen Höchstwert im
Zusammenhang mit der maximalen Si haitgeschwindigkeit (z.D
1000 Hz) auf. Dies hat zur Folge, dass die Trägerfrequenz ebenfalls
innerhalb eines entsprechenden Frequenzbereiches
liegen muss. Die Motordrehzahl muss sich aber z.B. von 0,1 Hz bis zu 6o Hz und die damit gekoppelte Frequenz des
ersten Taktsignals muss sich also über einen entsprechenden Frequenzbereich ändern können. Dies bedeutet, dass das
Verhältnis zwischen der Trägerwellenfrequenz und der Wiederholungsfrequenz
des Modulationsmusters, d.h. die eingestellte Motordrehzahl, in Schritten geändert werden kürmen soll.
Dazu ist die Schaltung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie enthält: eine Schaltung, mit deren Hilfe
synchron mit dem ersten Taktsignal Startimpulse für den
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8.12. \')~,G
ersten Zähler erzeugt werden, wobei das Verhältnis zwischen
der Frequenz des ersten Taktsignals und der Wiederholungsfrequenz der Startimpulse 1 : a beträgt; erstr Mittel zur
Einstellung des Faktors a; einen ersten einstellbaren Teiler, der zwischen dem Eingang des ersten Zählers und dorn Eingang
für das zweite Taktsignal angeordnet ist, wobei dieser erste einstellbare Teiler das zweite Taktsignal durch einen
Faktor b in der Frequenz teilt, sowie zweite Mittel zur Einstellung des Faktors b, derart, dass das Verhältnis b/a
konstant ist.
Venn der Faktor a um einen Faktor 1, 2, k
bzw· 8 geändert werden kann, entspricht die Wiederholungsfrequenz der Startimpulse bei dem Höchstwert des Faktors a
der Frequenz des Zählsignals für den η-Zähler, und wenn der η-Zähler z.B. ein Fünfzähler ist, ist das Verhältnis
zwischen der Trägerfrequenz und der Wiederholungsfrequenz des
Modulationsmusters, d.h. die Sinusform, gleich 15, 3O, 6O bzw,
120. Da sich infolge der Änderung der Trägerfrequenz um Faktoren
1, 2t U und 8 die Anzahl von Impulsen pro Periode des
Modulationsmusters um Faktoren 1, 2, *» und 8 ändert, soll sich
die absolute Modulationstiefe auf umgekehrte Weise ändern, um den effektiven Spannungswert des Modulationsmusters
konstant zu halten. Dies wird mit dem genannten ersten einstellbaren Teiler erzielt.
Ein zweites Verfahren zur Änderung des genannten Frequenzverhältnisses, gegebenenfalls in Verbindung mit
dem zuerst genannten Verfahren, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung einen zweiten einstellbaren Teiler mit
•2Q9882/GS53
einem Dividenden ni enthält, von dem ein Ausgangs signal als
Zählsignal dem η-Zähler zugjTührt wird und der zwischen
dem ersten Eingang und einer Schaltung zum IOrzeugen von Startimpulsen für den ersten Zähler angeordnet ist, wobei
der Dividend einstellbar ist und wobei die Anzahl von Zählschritten η des η-Zählers derart eingestellt werden
kann, dass das Produkt nm konstant ist.
Dadurch dass das Produkt nm konstant bleibt, bleibt die Wiederholungsfrequenz des Modulationsmusters
stets ein gleicher Bruchteil der Frequenz des ersten Taktsignals; die Trägerfrequenz ändert sich aber proportional
zu 1/m. Wird das zweite Verfahren mit dem ersten Verfahren
kombiniert und ist η von 5 aif 7 umschaltbar, so werden im
genannten Beispiel auch die Verhältnisse 21, k2, Sh und
verwirklicht und sind acht verschiedene Frequenzverhältnisse möglich.
Es ist günstig, dass die Schaltung automatisch
das richtige Frequenzverhältnis wählt. Dazu soll die Frequenz des ersten Taktsignals gemessen werden. Die Schaltung nach
der Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung enthält: einen dritten Eingang zur Aufnahme eines
dritten Taktsignals, einen Referenzzähler zum Zählen der Impulse des dritten Taktsignals, eine Schaltung zum Ableiten
eines periodischen Signals aus dem ersten Taktsignal zum Starten und Stoppen des Referenzzählers, wobei die Zähldauer
des Referenzzählers durch die Frequenz des ersten Zählsignals bestimmt wird und wobei der Referenzzähler nach jeder Zähl —
periode zurückgesetzt wird, eine Gatterschaltung zum Auslesen des Standes des Referenzzählers jeweils am Ende einer
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Zählperiode des Referenzzählers, wobei die Gatterschaltung
Stände des Referenzzählers innerhalb bestimmter Bereiche,
die sich aneinander ans* hliessen, detektiert, eine Speicherschaltung
zur Speicherung des von der Gatterschaltung detektierten Bereiches, sowie Mittel zur Steuerung der Gatterschaltung
als Funktion der in der bpeicherschaltung gespeicherten Information, derart, dass ein bestimmter
Bereich, der von der Gatterschaltung detektiert wird, fiills
die in der Speicherschaltung gespeicherte Information diesem Bereich entspricht, zu beiden Seiten den entsprechenden
Bereich, für den die Gattersch.iltung empfindlich ist,
falls die in der Speicherschaltung gespeicherte Information diesem Bereich nicht entspricht, überlappt.
Aus der in der Speichervorrichtung gespeicherten Information kann nun ein Signal zur Steuerung der unterschiedlichen
einstellbaren Teiler und Zähler abgeleitet werden.. Dadurch, dass in Abhängigkeit von der in der
Speicherschaltung gespeicherten Information die Empfindlichkeit der Gatterschaltung auf die beschriebene Weise
geändert wird, tritt eine Hysterese auf, wodurch vermieden wird, dass die Schaltung zwischen zwei benachbarten Frequenzverhältnissen
schwingen kann.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungan dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigen: ■■>
Fig. 1 eine Motorregischaltung zur Tllustrierung
einer Anwendung der Schaltung nach der Erfindung;
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8.12.1976
Fig. 2 ein Zeitdiagramm mit einer Anzahl von
Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum
Erzeugen einer Trägerwelle und zum Erzeugen von Modulationsimpulsen für Modulation dieser Trägerwelle;
Fig. U ein Zeitdiagramm mit einer Anzahl von
Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 3;
Fig. 5 ein Zeitdiagramm mit einigen Signalformen
zur Erläuterung der Zweckmässigkeit symmetrischer Modulationsimpulse
;
Fig. 6 ein Zeitdiagramm mit einigen Signalformen zur Erläuterung des Ubermodulationsproblems und der Lösung
desselben;
Fig. 7 drei Sinusse zur Verdeutlichung unterschiedlicher
Symmetrien;
Fig. 8 ein Blockschaltbild des sequentiellen
Netzwerks;
Fig. 9 eine Tabelle mit unterschiedlichen relativen Impulsbreiten für eine sinusförmige Modulation;
Fig. 10 eine Funktionstabelle, der die Vorrichtung 17 der Schaltung nach Fig. 8 entsprechen soll;
Fig. 11 eine Tabelle mit verschiedenen Frequenzverhältnissen und entsprechenden Frequenzbereichen;
Fig. 12 ein detaillierteres Blockschaltbild der Kombination der Schaltungen nach den Figuren 3 und 8;
Fig. 13 eine Tabelle mit verschiedenen in der
Schaltung nach Fig. 12 auftretenden Frequenzen als Funktion
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PHN 836.2 8.12.1976
des eingestellten Frequenzverhältnisses P;
Fig. 14 eine Tabelle entsprechend der Tabelle
nach Fig. 9, für den Fall, dass dar Zähler 19 ein Siebenzähler ist;
Fig. 15 ein Blockschaltbild des das Frequenzverhältnis
P steuernden und bestimmenden Gliedes;
Fig. 16 eine Tabelle mii einer Anzahl von Grenzwerten
für die Frequenzbereiche, die von dem Glied nach Fig. 15 unterschieden werden und bei denen eine Hysterese
vorhanden ist;
Fig. 17 eine graphische Darstellung des Hystereseeffekts;
Fi-g. 18 eine Wahrheitstabelle für die Steuersignale
zur Steuerung der unterschiedlichen einstellbaren Zähler und Teiler;
Fig. 19 einen umschaltbaren 1^/10-Teiler,
Fig. 20 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Teilers nach Fig. 19,
Fig. 21 einer Schaltung ::ur Synchronisation des
Ausgangssignals des Teilers nach Fig. 19 nit dem zweiten Taktsignal VCT,
Fig. 22 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 21,
Fig. 23 eine Schaltung zum Erzeugen von Start-
und Setzimpulsen für den Vorwärts/Rückwärtszähler 16 und einigen Signalen für das Steuerglied 3I nach Fig. 15,
Fig. 2k ein zu der Schaltung nach Fig. 23
gehöriges Zeitdiagramm,
Fig. 25 eine zu der Vorrichtung 57 der Fig.
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8.12.1976
gehörige Funktionstabelle,
Fig. 26 eine Gatterschaltung zur Erläuterung des Verfahrens zur Verwirklichung der Funktionen nach der
Tabelle der Fig. 25,
Fig. 2 7 den einstellbaren Zähler ^h der
Schaltung nach Fig. 12,
Fig. 27a eine zu der Vorrichtung 61 des Teilers
nach Fig. 27 gehörige Funktionstabelle,
Fig. 28 ein zu der Schaltung nach Fig. gehöriges Zeitdiagramm,
Fig. 29 den Vorwärts/Rückwärtszähler 16,
Fig. 30 ein zu der Schaltung nach Fig.
gehöriges Zeitdiagramm,
Fig. 31 eine Gatterschaltung, mit deren Hilfe
eine der Funktionen der Tabelle nach Fig. 31a verwirklicht wird,
, Fig. 31a eine zu der Vorrichtung 18 der
Schaltung nach Fig. 29 gehörige Funktionstabelle,
Fig. 32 eine Schaltung zum Erzeugen des Signals
VCe für die Schaltungen nach den Figuren 27 und 29,
Fig. 33 eine Schaltung zum Erzeugen des Signals VC. für die Schaltungen nach den Figuren 27 und 29,
Fig. Jk ein Detailschaltbild der Schaltung
der Fig. 27,
Fig. 35 den uraschaltbaren 5/7-Zähler 19,
Fig. 36 eine Funktionstabelle, nach der die Signale PC1, PC und PC für die Schaltung nach Fig.
erzeugt werden,
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1 J 1 11 KJ _JKJ ί-
8. 12.
2V15882
Fig. 37a eine Gatterschaltung zum Erzeugen des Signals PC ,
Fig. 37t) eine Gatterschaltung zum Erzeugen des
Signals PC2,
Fig. 37C eine Gatterschaltung zum Erzeugen des
Signals PC ,
Fig. 38 eine sequentielle Schaltung, mit
deren Hilfe Modulationsimpulse für drei einen gegensi Ltigen
Phasenunterschied von 120° aufweisende Signale in der richtigen Reihenfolge angebracht werden, und den Sechszähler
20,
Fig. 39 eine Wahrheits— und Funktionstabelle,
die zu den Schaltungen nach den Figuren 38 und ^O gehört,
Fig. kO eine Schaltung, die die bistabile
Schaltung zum Erzeugen der Trägerwelle und die Modulationsschaltung zum Modulieren dieser Trägerwelle enthält,
Fig. 41 ein Blockschaltbild des Referenzzählers
38 der Schaltung nach Fig. 15,
Fig. kZ ein Detailschaltbild der Schaltungen 39
und hO der Fig. 15, und
Fig. 43 ein zu der Schaltung nach Fig. 42
gehöriges Diagramm.
Zur Illustrierung einer Anwendung einer
Schaltung nach der Erfindung zeigt Fig. 1 die drei Wicklungen 1, 2 und 3 eines Dreiphaseninduktionsmotors. Die
Wicklung 1 ist einerseits über-einen Schalter 3 mit einem
Speisungsanschlusspunkt, an den eine Spannung +V„ angelegt
ist, und über einen Schalter k mit einem anderen Speisungsanschlusspunkt,
der hier geerdet ist, und andererseits über
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8. 12.1976
einen Schalter 5 mit der Spannung +V_ und über einen
Schalter (■> mit Erde verbunden. Die Wicklung 2 ist einerseits
mit dem Verbindungspunkt der Schalter 5 und 6 und andererseits über einen Schalter 7 mit der Spannung +VD und über
einen Schalter 8 mit Erde verbunden. Die Wicklung 3 ist
einerseits mit dem Verbindungspunkt der Schalter 7 und und andererseits mit dem Verbindungspunkt der Schalter
und '* verbunden. Die Schalter 3>
^-» 5» 6, 7 und 8 werden
aus Quellen gesteuert, die Steuersignale R, R, Y, Y, B bzw. B führen, was in dieser Figur mit gestrichelten
Pfeilen symbolisch angedeutet ist.
Werden die Steuersignale als logische Signale betrachtet, wobei eine logische "1" den geschlossenen
Zustand des entsprechenden Schalters und eine logische "0" den geöffneten Zustand darstellt, so sind die Steuersignale
R, Y und B die Inversen der Steuersignale R, Y bzw. B. Dadurch führt jeder Verbindungspunkt zwischen zwei zueinander
gehörigen Schaltern stets die Spannung +V oder ist
mit Erde verbunden. Für die Spannungen V , V bzw. V
über den Wicklungen 1, 2 bzw. 3 gilt dann:
V1 = (R - Y) . VB
V2 = (Y - B) . VB (1)
V3 = (B - R) . Vß.
Stets soll sichergestellt werden, dass zwei
entsprechende Schalter nicht gleichzeitig geschlossen sein können, um Kurzschluss der Speisespannung zu vermeiden.
Die Schalter 3, h, 5, 6, 7 und 8 sind in Fig.
symbolisch' dargestellt und werden in der Praxis z.B. Thyristoren oder Transistoren sein.
Fig. 2 zeigt eine Anzahl von Spannungsformen
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«. 12.
zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig.
Von diesen Spannungsformen zeigt Fig. 2a eine rectiteckförinige
Trägerwelle, die durch die logischen Pegel "0" und "1" dargestellt ist. Nach Fig. 2b ist diese Trägerwelle in der
Impulsbreite moduliert, wobei die Modulation einen Verlauf gleich dem Ampiitudenverlauf eines Sinus aufweist.
Figuren 2c und 2d zeigen dieselbe modulierte Trägerwelle über 120° bzw. 2^0° verschoben, wobei diese Phasenverschiebung
auf die Phase des in die Modulation aufgenommenen "Sinus1
bezogen ist.
Wenn die drei gezeigten modulierten Trägerwellen die Steuersignale R, Y und B sind, v^isen die
Spannungen V1, V und V„ über den Wicklungen 1, 2 bzw. 3
nach der im Ausdruck (i) darrestellten Beziehung die in
den Figuren 2e, 2f bzw. 2g dargestellten Formen auf. Dabei sei bemerkt, dass die Trägerwelle (Fig. 2a) i;. diesen
Spannungsformen nicht vorkommt und dass diese Spannungsformen
lediglich die Modulationen enthalten.
Da die Wicklungen 1, 2 und 3 des Motors einen Tiefpass bilden, werden die Ströme durch die Wicklungen,
wenn die Trägerfrequenz genügend hoch ist, einen Verlauf gleich dem Impulsbreitenverlauf der Spannungen V1, V„ bzw.
V aufweisen und also drei einen gegenseitigen Phasenunterschied von 120° aufweisende sinusförmige Ströme sein. Diese
Ströme, befreit von der Welligkeit infolge höherer Harmonischer, sind in den Figuren 2"n, 2i bzw. 2j dargestellt.
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ο. \<t. iy/0
In Fig. 2k ist eine Trägerwelle mit einer Frequenz gleich der Hälfte der Frequenz der in Fig. 2a
gezeigten Trägerwelle dargestellt. Wird diese Trägerwelle mit derselben absoluten Modulation wie die Trägerwelle nach
Fig. 2a moduliert, so werden wieder drei Steuersignale R, Y and B erhalten, von denen die Steuersignale R und Y in
Figuren 21 bzw. 2m dargestellt sind. Für z.B. die Spannung V1 über der Wicklung 1 wird dann eine in Fig. 2n dargestellte
Form erhalten. Es stellt sich heraus, dass die Spannungsimpulse, aus denen die Spannungen V , V„ und V aufgebaut
sind, die gleiche Breite wie diese Spannung aufweisen, wenn bei deren Aufbau von einer Trägerwelle mit einer anderen
Frequenz ausgegangen wird, wobei dann diese Spannungsimpulse aber eine andere Wiederholungsfrequenz aufweisen. Dadurch
ist die "Spannung" des Sinus der Frequenz proportional, wodurch der Fluss im Motorfrequenzunabhängig wird, was eine
gewünschte Eigenschaft ist.
Eine andere gewünschte Eigenschaft ist eine
möglichst geringe harmonische Verzerrung der Motorströme. Es stellt sich heraus, dass Modulation einer Trägerwelle an
beiden Flanken in dieser Hinsicht viel vorteilhafter als Modulation an nur einer der beiden Flanken ist,
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer
Schaltung zum Erzeugen einer Trägerwelle und zum Erzeugen von Modulationsimpulsen für die Modulation dieser Trägerwelle,
wobei die Breiten der Modulationsimpulse unabhängig von der Trägerfrequenz gewählt werden können, und wobei sowohl an
der ansteigenden als auch an der abfallenden Flanke der Trägerwelle Modulationsimpulse erzeugt werden. Die Schaltung
enthält eine Vorrichtung 15 zum Erzeugen von Startimpulsen
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und Setzimpulsen synchron mit einem von einer Quelle FCT
herrührenden Rechtecksignal. Diese Start- und Setzimpulse werden über Verbindungen 12 und I3 einem Vorwärts/Rückwärtszähler
16 zugeführt, der die Impulse einer Quelle VCT zählt, und zwar derart, dass der Zähler zu dem Zeitpunkt,
zu dem ein Startimpuls erscheint, startet und. nach dem
Erreichen einer bestimmten Zählstellung in der umgekehrten Richtung zurückzählt und dann in Erwartung eines neuen
Startimpulses stoppt. Das (logische) Ausgangssignal an einem Ausgang 14 des Vorwärts/Rückwärtszählers 16 wird
einer Vorrichtung 17 zum Erzeugen einer Trägerwelle synchron,
aber über eine gewisse Zeit verzögert, mit den Startimpulsen
(und also synchron mit dem Signal FCT) zugeführt, z.B. dadurch, dass ein Flipflop zu den Zeitpunkten angesteuert wird,
zu denen der Vorwärts/Rückwärtszähler i6 sich in seiner höchsten Stellung befindet. Das Ausgangssignal am Ausgang Ik
wird ebenfalls einer Vorrichtung zum Erzeugen von Modulations- impulsen zugeführt, z.B. dadurch, dass mit Hilfe einer
Gatterschaltung eine bestimmte Stellung des Vorwärts/Rückwärtszählers 16 detektiert und in dieser Stellung ein
Flipflop angesteuert wird, wodurch Impulse symirt! trisch um
die Flanken der Trägerwelle auftreten, deren Breite durch diese Stellung des Zählers und somit durch die Frequenz des
Signals VCT bestimmt wird.
Die Wirkungsweibe der Schaltung nach Fig.
wird an Hand der Fig. k erläutert. Darin zeigt Fig. ha. das
Signal FCT als ein rechteckiges Signal mit logischen Pegeln
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"O" und "1". Die Vorrichtung 15 erzeugt daraus die Startimpulse, z.B. dadurch, dass mittels einer Gatterschaltung
jeder zweite Impuls durchgelassen wird. Es ist selbstverständlich auch möglich, z.B. jeden vierten Impuls, jeden
achten Impuls usw. zu wählen. Ausserdem werden Setzimpulse auf gleiche Weise, aber gegen die Startimpulse Ober 180°
in der Phase verschoben, erzeugt. Die Start- und Setzimpulse werden in Figuren 4b bzw. 4c dargestellt. Fig. Ud zeigt
ein Signal VCT mit einer Frequenz, die viel grosser als die der Startimpulse ist.
Zu dem Zeitpunkt t.. bei der ansteigenden Flanke
eines Startimpulses wird der Vorwärts/Rückwärtszähler 16 gestartet, wobei an dessen Ausgang 14 der Zählerstand z.B.
in einem binären Code erscheint. Dieses Ausgangssignal ist
symbolisch in Fig. 4e als eine gestufte Kurve dargestellt, deren Höhe den Zählerstand angibt. In diesem Falle ist ein
Sechzehnzähler mit als höchster Stellung also einem Code für die Zahl "15" gewählt. Beim Erreichen dieser Zahl "15" wird
die Zählrichtung des Zählers automatisch umgekehrt und zählt der Zähler zu seiner Ausgangsstellung (einem logischen
Code für die Zahl '1O") zurück. Bei der ansteigenden Flanke
eines nächstfolgenden Startimpulses (zu dem Zeitpunkt tg)
wird dieser Zyklus wiederholt.
Die Vorrichtung,17 spricht auf die ZählStellungen
"15" an und erzeugt auf diese Weise eine Trägerwelle, die in Fig. kf dargestellt ist. Die Flanken dieser Trägerwelle
fallen mit der Mitte zwischen zwei Zählstellungen "15" zusaamen, wodurch diese Trägerwelle in bezug auf ihre
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Frequenz mit dem Signal FCT synchron ist.
Figuren 4g and 4h zeigen Modulationsimpulse,
die auftreten, wenn eine Gatterschaltung auf Zählstellungen
11II11 anspricht, sowie Modulationsimpulse, die auftreten, wenn
eine Gatterschaltung auf Zählstellungen "8" anspricht. Die Breiten dieser Modulationsimpulse sind dann 10 bzw. 16
Zählschritte, so dass die Breiten der Modulationsimpulse durch die Frequenz des Signals VCT bestimmt werden.
Dabei sei bemerkt, dass es erwünscht ist, dass die Höchststellung des Zählers während zweier Zählschritte
vorhanden ist, was dadurch erzielt werden kann, dass beim Erreichen dieser Höchststellung mit Hilfe einer Gatterschaltung
der nächstfolgende Impuls des Signals VCT unter drückt wird. Dies ist daher wünschenswert, weil logische
Schaltungen ihren Zustand bei den Flanken von Impulsen ändern, so dass das die Trägerwelle erzeugende Flipflop
genau in der Mitte eines Zählzyklus seine Lage ändern kann. Dies sind die Zeitpunkte t^ und t11 in Fig. 4. Durch
diese Massnahme werden die Modulationsimpulse symmetrisch um die Flanken der Trägerwelle erzeugt.
Aus der Form des zu erhaltenden Signals, wie an Hand der Fig. 2 beschrieben, geht hervor, dass die
Impulse der Trägerwelle während der positiven Periode des nSinus" verbreitert und während der negativen Periode ver
schmälert werden sollen. Dies kann dadurch erfolgen, dass während der positiven Periode die Trägerwelle und die
Modulationsimpulse einem Oder-Gatter und während der
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negativen Periode die Trägerwelle und die Inversen der
Modulationsimpulse einem Und-Gatter zugeführt werden. Die Tatsache, dass sowohl während der negativen als auch während
der positiven Periode des "Sinus" dieselbe Modulationsimpulsreihe benutzt werden kann, ist darauf zurückzuführen,
dass mit einer Vorrichtung nach der Erfindung die erzeugten Modulationsimpulse symmetrisch um die Flanken der Trägerwelle
liegen. Dies kann an Hand der Fig. 5 verdeutlicht werden, wobei Fig. 5a eine Trägerwelle und Fig. 5b eine bestimmte
Reihe vun Modulationsimpulsen zeigt. Wenn diese beiden Signale einem Oder-Gatter zugeführt werden, wird das in
Fig. 5c dargestellte Signal erhalten, wobei die Trägerwellenimpulse
verbreitert sind, während wenn das Signal nach Fig. 5a zusammen mit der Inversen des Signals nach
Fig. 5b einem Und-Gatter zugeführt wird, das in Fig. 5d
dargestellte Signal erhalten wird, wabei die Trägerwellenimpulse
verschmälert sind.
Bei der Beschreibung an Hand der Fig. k wurde
von einem Vorwärts/Rückwärtszähler 1o mit einer festen Anzahl von Zählschritten ausgegangen. Grundsätzlich kann
von einem Vorwärts/Rückwärtszähler mit einer veränderlichen Anzahl von Zählschritten ausgegangen werden, z.B. dadurch,
dass die Zählrichtung genau halbwegs zwischen zwei Startimpulsen umgekehrt wird. Dadurch beginnt der Zähler jeweils
sofort nach dem Rückwärtszählen wieder vorwärtszuzählen. Ein sich dabei ergebender Nachteil ist u.a., dass für den
Zähler eine Vielzahl von Zweiteilern benötigt wird. Eine andere Möglichkeit ist, einen Zähler anzuwenden, der nur
in einer Richtung zählt und der jeweils nach dem Erreichen
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der höchsten Zählstellung in seine Anfanges teilung zurückgesetzt wird. Für die Erzeugung der Trägerwelle kann dabei
von einer mittleren Zählstellung ausgegangen werden. Auch diese Lösung ist im Vergleich zu der zuerst genannten
Lösung nicht attraktiv, wenn Ubermodulation gestattet werden soll. Bei der zuerst genannten Lösung erweist es sich als
besonders einfach, die ich bei TJberinodulation ergebenden
Probleme zu lösen, was an Hand der Fig. 6 auseinandergesetzt werden wird.
Fig. 6a zeigt das Signal FCT, dessen Frequenz zu dem Zeitpunkt t7 verdoppelt wird; Fig. 6b die daraus
abgeleiteten Startimpulse für den Vorwärts/liückwärtszähler
16 und Fig. 6c die daraus abgeleiteten Setzimpulse. Fig. 6d zeigt symbolisch das Ausgangssignal des Zählers 16, wenn
keine zusätzliche Massnahmen zur Lösung der sich bei Ubermodulation ergebenden Probleme getroffen sind, uml Fig. 6e
das Au s gangs signal, wenn wohl derartige Massnalimen getroffen
sind. Bei der ansteigenden Flanke eines Startimpulses (Zeitpunkt t..) wird der Zähler gestartet und erreicht nach
einem ganzen Zählzyklus wieder seine Anfangsstellung zu dem
Zeitpunkt t. noch bevor ein nächster Startimpuls zum Zeitpunkt t_ auftritt. Nach der Frequenzverdopplung folgen
jedoch die Startimpulse derart schnell aufeinander, dass zwischen zwei Startimpulsen kein vollständiger Zählzyklus
durchgeführt werden kann. Dasidann erhaltene Zählmuster
zeigt Fig. 6d nach dem Zeitpunt tft. Wird mit diesem Zählmuster
eine Trägerwelle erzeugt, so weist diese nicht
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mehr eine konstante Impulsdauer auf. Ausserdem werden sich
bestimmte Modulatioiisimpulsbrei ten zum einen Zeitpunkt wohl
und zum andemn Zeitpunkt nicht überlappen.
Die Massnahme, durch die trotz eirar Übermodulation dennoch ein regclmässiges Zählmuster erhalten wird,
besteht darin, dass der Zähler 1i> in seine Höchststellung
(die Stellung "15") zu dem Zeitpunkt gesetzt wird, zu dem
ein Setzimpuls auftritt, während der Zähler in der ersten Hälfte eines Zählzyklus zählt. Dies ist in Fig. 6e veranschaulicht,
in der zu dem Zeitpunkt t ein Setzimpuls auftritt, während der Zähler seine Höchststellung noch nicht
erreicht hat. In diesem Beispiel entspricht nach dem Zeitpunkt % die Wiederholungsfrequenz der Startimpulse zwanzig
Zählschritten. Nachdem zu dem Zeit; mkt t der Zähler in
seine Höchststellung gesetzt worden ist, zählt dieser zehn
Schritte rückwärts, wonach der nächste Startiinpuls auftritt und wieder zehn Schritte vorwärts gezählt wird. Zu diesem
Zeitpunkt t11 tritt der nächste Setzimpuls auf, aber befindet
sich der Zähler bereits in seiner Höchststellung und beginnt rückwärts zu zählen. Nun wird wieder ein regelmässiges Zählmuster
erhalten, wobei die zu erzeugende Trägerwelle regelmässig
ist und wobei Modulationsimpulse, die sich überlappen (infolge der Tatsache, dass sie breiter als zwanzig Zählschritte
sind) sich stets überlappen.
Bei der Schaltung nach Fig. 3 wurde davon
ausgegangen, dn-s die Trägerwelle und die Modulationsimpulse
gesondert erzeugt und dann mittels Gatterschaltungen zusammen-
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gefügt werden. Grundsätzlich ist es möglich, die modulierte Trägerwelle unmittelbar zu erzeugen, z.B. dadurch, dass mit
Hilfe einer sequentiellen Speicherschaltung zu «lern richtigen Zeitpunkt ein Flipflop umgeschaltet wird, also dass z.B.,
statt die Signale nach den Figuren 4f und ^g einem Oder-Gatter
zuzuführen, ein Flipflop zu den Zeitpunkten t und t umgeschaltet wird.
Man hat jedoch ein System ausgewählt, bei dem die Trägerwelle und alle benötigten Modulationsimpulse
parallel erzeugt werden; dieses System wird nocli näher
erlflutert. Statt der vorgenannten Alternative ist es aber
grundsätzlich auch möglich, zu jedem Zeitpunkt nur den zu diesem Zeitpunk.t benötigten Modulationsimpuls zu erzeugen·
Veil jedoch drei Signale zusammengesetzt werden sollen, die nur in bezug auf ihre Phase verschieden sind,
und weil diese Signale eine Anzahl von Symmetrien besitzen, erweist sich das gewählte System als das günstigste in
bezug auf die Anzahl benötigter Gatter. Bei beiden vorgenannten Alternativen müsste z.B. ein grosser Teil des
Systems dreifach ausgeführt werden.
Da alle benötigten Modulationsimpulse und die Tragerwelle parallel erzeugt werden, müssen die drei gewttnschten
Aus gangs signale daraus zusammengesetzt werden. Dabei wird von den drei sinusförmigen Signalen ausgegangen,
die in die in der Impulsbreite)modulierten Signale aufgenommen sind (siehe Fig. 2). Unter dem Ausdruck "Sinus" ist
hier die vorgenannte Modulation zu verstehen. In Fig. 7
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werden drei einen gegenseitigen Phasenunterschied von 120° aufweisende "Sinusse" dargestellt (Figuren 7^» 7t>
und 7c)» wobei die Achsen in Stücke von 60° geteilt sind, die mit I bis
VI bezeichnet sind. Dabei s : iid entsprechende Teile der drei
"Sinusse" mit den gleichen Bezugsziffern verseilen. Unter diesen drei "Sinussen" ist in Fig. 7d eine Achse dargestellt,
mit deren Hilfe jedes Stück in fünf gleiche Teile von unterteilt ist.
Aus der Figur geht hervor, dass eine Anzahl von
Symmetrien vorhanden sind; das Stück I ist spiegelsymmetrisch zu dem Stück,III; das Stück II ist symmetrisch um Q°° und
die Stücke IV, V und VI sind in bezug auf die Amplitude gleich den Stücken I, II und III, aber haben verschiedene Vorzeichen.
Für die letzten drei Stücke können dieselben Modulationsimpulse wie für die ersten drei Stücke verwendet
werden, wenn die an Hand der Fig. 5 beschriebene Modulationstechnik benutzt wird. Im Ganzen ist jeder "Sinus" auf diese
Weise in 30 Stellungen unterteilt.
Pro Stellung kann die Breite w des in der
Stellung benötigten Modulationsimpulses dadurch ermittelt werden, dass diese Breite auf ein Integral des Sinus über
einen Winkel von 12° um diese Stellungen bezogen wird. Auf ganvse Zahlen abgerundet (weil die Breiten auf eine
Anzahl von Zählschritten des Zählers 16 bezogen werden) werden dann z.B. die Impulsbreiten gefunden, die in der
in Fig. 9 dargestellten Tabelle erwähnt sind. Darin entsprechen die drei Spalten den Stücken I, II und III und
die fünf Reihen den Stellungen 1 bis 5·
Aus dieser Tabelle geht hervor, dass insgesamt
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sechs Modulationsimpulse mit verschiedenen Breiten erzeugt werden müssen. Die Tabelle soll dann in die Logik eingebaut
werden, um in jeder Stellung den innerhalb dieser Stellung fallenden Flanken der Trägerwelle den richtigen Modulationsimpuls zuzuführen.
'. Fig. 8 zeigt das Blockschaltbild einer Schaltung
mit der obengenannten Funktion. Dem Ausgang 9 der Vorrichtung
15 (Fig. 3) kann das Signal FCT oder ein Signal, das nach Teilung des Signals FCT durch eine feste Zahl erhalten ist,
entnommen werden. Dieses Signal wird einem Fünfzähler 19 zugeführt, dessen Ausgangssignal einem Sechszähler 20 zuge
führt wird. Das Ausgangssignal des Sechszählers 20 ist eine Anzeige für die Stücke I bis VI und das Ausgangssignal
des Fünfzählers eine Anzeige fiir die Stellungen 1 bis 5·
Diese Ausgangssignale werden einem Modulator 21 zügel uhrtf
von dem ein Eingang 10 mit dem Ausgang 10 der Vorrichtung 17 zum Erzeugen der Trägerwelle verbunden ist und von dem
Eingänge 11 (sechsfach) mit Ausgängen 11 der Vorrichtung 18 zum Erzeugen der Modulationsimpulse verbunden sind. Den
Ausgängen 22, 23 und Zk können nun drei einen gegenseitigen
Phasenunterschied von 120° aufweisende und in der Impulsbreite modulierte Signale (entsprechend den in Figuren 2b,
2c und 2d dargestellten Signalen) entnommen werden. Die Vorrichtung 17 soll die mit Hilfe der Tabelle nach Fig. 10 dar
gestellte Funktion erfüllen, die einfach mit logischen Gattern verwirklicht werden kann und die noch näher erläutert
werden wird.
In der Tabelle der Fig. 10 entsprechen die Spalten den Stellungen des Sechszählers 20, die dezimal mit
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1 bis 6 nummeriert sind (tatsächlich ein 3-Bit-Binärsystem)
und entsprechen die Reihen den Stellungen des Fünfzählers 19, dezimal mit 1 bis 5 nummeriert (tatsächlich auch ein 3-Bit—
Dezimalsystem). Diese Reihen sind dreimal (A, B und C) für die drei Ausgangssignale an den Ausgängen 22, 23 und 2k
wiederholt. An den Kreuzungspunkten der Spalten und der Reihen sind die logischen Funktionen der Veränderlichen
angegeben, die in diesen Stellungen des Fünf- und des Sechszählers an die betreffenden Ausgänge weitergeleitet
werden müssen. Diese Funktionen sind die an Hand der Fig. beschriebenen Modulationsfinktionen. Dabei symbolisiert C
die Trägerwelle und symbolisieren w„, w,-, Wg, wi-i » wi? un<^
w die Modulationsimpulse mit den respektiven relativen Breiten 3, 6, 8, JI, 12 und 14 (siehe Fig. 9). Das Zeichen
"+" deutet eine Oder-Funktion und das Zeichen "." eine
Und-Funktion an. Die Stellungen in der Tabelle werden infolge
der Tatsache, dass der Sechszähler 20 dem Fünfzahler 19 nachgeordnet ist, Spalte für Spalte von oben nach unten und
von links nach rechts durchlaufen. In der Stellung 2 des Fünfzählers und der Stellung 3 des Sechszählers z.B. werden
die Trägerwelle und der Modulationsimpuls mit der relativen Breite "8" über eine Oder-Funktion an den Ausgang 22, die
Trägerwelle und ein Modulationsimpuls mit einer relativen Breite "3" über eine Oder-Funktion an den Ausgang 23
und die Trägerwelle und der invertierte Modulationsinipuls mit einer relativen Breite "14" über eine Und-Funktion an den
Ausgang 2h weitergeleitet.
Um die Phasenreihenordnung der drei Signale
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umzukehren, damit die Drehrichtung eines Motors invertiert werden kann, kann in die Vorrichtung 21 ein Kreuzschalter,
der mit Hilfe logischer Galter ausgeführt ist, aufgenommen
werden, der die Signale an z.B. den Ausgängen 23 und 2h
gegenseitig verwechselt.
Aus Obenstehendem geht hervor, dass die Periode der Ausgangssignale ein festes Vielfaches der Frequenz des
Signals FCT ist, so dass mit Hilfe der Frequenz des Signals FCT die Drehzahl des zu steuernden Motors geregelt werden
kann.Über die Vorrichtung 15 (Fig. 3) ist auch die erzeugte
Trägerwelle in bezug auf ihre Frequenz mit der Frequenz des Signals FCT gekoppelt. Die Frequenz der Trägerwelle bestimmt
aber die Frequenz, mit der die Schalter 3 bis 7 (Fig. i)
geschaltet werden. Damit die Schaltfrequenz durch die Motorimpedanz in genügendem Masse weggefiltert werden können muss,
soll diese mindestens z.B. 660 Hz sein, und weil Leistungsschalter, wie Thyristoren, eine maximale Schaltfrequenz
aufweisen, soll diese Schaltfrequenz maximal z.B. 1000 Hz sein, so dass die Frequenz der Trägerwelle zwischen z.B.
66O Hz und 1000 Hz liegen soll. Die Motordrehzahl muss dagegen zwischen z.B. 0,1 Hz und 6o Hz geändert werden können,
so dass eine feste Kopplung zwischen der Frequenz dci^Signals
FCT und der Frequenz der Trägerwelle (durch die Frequenz der genannten Startimpulse bestimmt) nicht möglich ist: Es
sollen veränderliche Teiler eingebaut werden, wodurch das
Verhältnis zwischen der Trägerfrequenz und der Frequenz des FCT-Signalsin Schritten veränderbar ist. Bei einer praktischen
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Ausführungsform sind die in der Tabelle nach Fig. 11 angegebenen
Frequenzverhältnisse gewählt. Darin gibt die erste Spalte P eine Anzeige über das Frequenzverhältnis (P1 bis PoV
die zweite Spalte die Frequenz f des im Ausgangssignal
modulierten "Sinus", die dritte Spalte die zugehörige Trägerfrequenz f und die vierte Spalte «las Verhältnis f /f
zwischen den beiden letzteren Frequenzen an.
Aus den gewählten Frequenzverhältnissen geht hervor, dass das Verhältnis zwischen der Periode des Ausgangssignals
und der Periode der Trägerwelle bei den niedrigsten zwei Verhältnissen ungerade ist, was sich in bezug auf
die harmonische Verzerrung als vorteilhaft erweist. Ausserdem stellt sich heraus, dass sich die Frequenzbereiche des
Ausgangssignals bei den verschiedenen Frequenzverhältnissen
teilweise Oberlappen, was eine Hysterese herbeiführt, wodurch keine Schwingungen zwischen benachbarten Frequenzverhältnissen
auftreten können.
Ein Verfahren zum Erhalten der verschiedenen Frequenzverhältnisse P1 bis Pr. wird an Hand der Fig. 12
näher erläutert. Diese Figur zeigt eine Vorrichtung, die eine Erweiterung einer Kombination der Vorrichtungen nach
den Figuren 3 und 8 ist.
Das Signal FCT wird einem Teiler 25 zugeführt,
der durch 1^ oder 10 teilt und dazu von einem Steuerglied
31 gesteuert wird. Das Ausgangssignal dieses Teilers wird über den Punkt Z6 einem Zweiteiler 28 zugeführt, dessen
Ausgangssignal über den Punkt 27 einem Zweiteiler 29
zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieses Zweiteilers 29
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wird über den Punkt 33 einem Zweiteiler 32 zugeführt, dessen
Ausgangs signal über den Punkt 9 dem Zähler 19 zugeführt
wird, der nun bis 5 oder 7 zählt und dazu von dem Steuer?
glied 31 derart gesteuert wird, dass der Dividend 5 bzw. 7
ist, wenn der Dividend des Teilers 25 14 bzw. 10 ist. Auf
diese Weise ist der Gesamtdividend dos Kreises 25, 28, 29,
32, 19 konstant. Dem Zähler 19 schliesst sich der Sechs zähler 20 an.
Von den Punkten 26, 27, 33 und 9 führen Signale
zu einer Wählvorrichtung 3°i die zusammen mit Zweiteilern
28, 29 und 32 die Vorrichtung 15 zum Erzeugen der Start- und
Setzimpulse für den Vorwärts/Rückwärtszähler 16 bildet. Diese Wählvorrichtung 30 wählt als Startimpulse Impulse,
die synchron mit einem der Signale an den Punkten 26, 27, 33
oder 9 sind, un"d wird dazu von dem Steuerglied 3I gesteuert.
Dies bedeutet, dass die Wiederholungsfrequenz der Start- impulse das 8-, 4-, 2- oder 1-fache der Frequenz des Ein
gangssignals des Zählers 19 ist.
Zwischen dem Vorwärts/Rückwärtszähler 16, ins besondere einem Sechszehnzähler, und der das Signal VCT
liefernden Quelle ist ein Vorwärts/Rückwärtszahler 3^ ange
ordnet, der 8, k, 2 oder 1 vorwärts und rückwärts zählt und
dazu von dem Steuerglied 3I gesteuert wird. Mittels dieses
steuerbaren Zählers Jh kann die Dauer eines Zählzyklus der
Kombination des Vorwärts/Rückwärtszählers "}k und des
Vorwärts/Rückwärtszählers 16 um einen Faktor 2, h oder 8
vergrössert werden.
Das Steuerglied 3I soll die unterschiedlichen
Teiler da?art steuern, dass der Teiler 25 bei den Frequenz-
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Verhältnissen P , P, , P, und P0 durch lh und bei den Fre-
<£ H O CS
quenzverhältnissen P , P , P und P durch 10 teilt. Der
Zähler 19 soll bei den Frequenzverhältnissen P , P^ , P--
und Pq bis 5 und bei den Frequenzverhältnissen P1 P , P-
und P7 bis 7 zählen. Die Vorrichtung 30 soll die Startimpulse
synchron mit dem Signal an den Punkten 26, 2J, 33 bzw. 9 bei
den Frequenzverhältnissen P1 und P0, P und P^ , Pr und P--
bzw. P„ und Pn erzeugen.
Wenn das Steuerglied 31 für die vorgenannte
Steuerung sorgt, weisen unterschiedliche Frequenzen die in
der Tabelle nach Fig. 13 dargestell te Form auf. Darin gibt die erste Spalte die unterschiedlichen Frequenzverhältnissen
P bis Pq, die zweite Spalte die Frequenz f des Signals am
Punkt 26, bezogen auf die Frequenz f des Signals FCT, die dritte Spalte die Frequenz, f der Startimpulse, die vierte
Spalte die Frequenz f der Trägerwelle, die gleich der Hälfte der Frequenz der Startimpulse ist (Fig. 4) und die
fünfte Spalte die Frequenz f des "Sinus" an. Aus der Tabelle lässt sich ableiten, dass das Verhältnis f /f dem
' c ο
in der Tabelle nach Fig. 11 angegebenen Verhältnis entspricht.
Bei dor Beschreibung an Hand der Figuren 7i 8,
und 10 wurde davon ausgegangen, dass der Zähler 19 ein Fünfzähler ist. In der Vorrichtung nach Fig. 12 ist dieser
Zähler 19 ein Fünf- oder Siebenzähler, wodurch fünf oder sieben Stellungen pro Stück von 60° vorhanden sind (siehe Fig.
7)· Die Vorrichtung I7 soll daher, wenn der Zähler 19 ein
Fünfzähler ist, die in Fig. 10 dargestellte Funktion erfüllen, und soll, wenn dieser Zähler 19 ein Siebenzähler ist, eine
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α. λζ.
ähnliche Funktion, jedoch mit sieben Stellungen des Zählers 19» erfüllen. Die unterschiedlichen Breiten der Modulationsimpulse sollen dann entsprechend der Tabelle nach Fig. 9 die
in der Tabelle nach Fig. 14 dargestellte Form aufweisen, in
der die erste Spalte die Zählstellung des Zählern 19 gibt und die zweite, dritte und vierte Spalte die relativen
Breiten der benötigten Modulationsimpulse für die 6O°-Stücke
I, II und III geben. Die Vorrichtung 18 soll also nicht nur die Modulationsimpulse mit relativen Breiten nach der
Tabelle der Fig. 9, sondern auch die relativen Breiten 2,
k, 7t 9 und 10, insgesamt also zwölf verschiedne relative
Breiten, erzeugen.
•Die Vorrichtung soll in der Impulsbreite
modulierte Signale erzeugen, derart, dass der Motorfluss nahezu konstant bleibt. Dazu soll das Integral aller Modulationsimpulse
über eine Periode des Ausgangssignals, den "Sinus", konstant sein, so dass dieses Integral mit der
Ausgangsfrequenz zunimmt. Dies wird pro Frequenzverhältnis P dadurch erreicht, dass die Breiten der Modulationsimpulse
von der Frequenz f der Trägerwelle unabhängig sind. Bei
Änderung des Frequenzverhältnisses P ändert sich die Frequenz
f der Trägerwelle aber sprungartig, so dass es notwendig
ist, die Breiten der Modulationsimpulse anzupassen. Bei Übergängen zwischen zwei benachbarten Frequenzverhältnissen
P, z.B. von P1 zu P , wobeiider Zähler 19 von Siebenzähler
auf Fünfzähler geschaltet wird, erfolgt dies automatisch dadurch, dass die Vorrichtung 21 nach der Tabelle der Fig. lh
statt nach der Tabelle der Fig. 9 zu modulieren anfängt. So
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8. 12.1976
ändert sich die relative Breite des Modulationsimpulses an der Spitze des "Sinus" von 1Ί zu 10, was einem Verhältnis
von 7 : 5 entspricht. Bei Ubeiogängcn zwischen den Gruppen
von Frequenzverhältnissen (P1JP2), (Ρο»ρλ) und (P7»P«) Vlrcl
der Zählerbereich S des Zählers ^h auf dem Befehl des
Steuergliedes 31 auf die in der sechsten Spalte der Tabelle
nach Fig. 13 angegebene Weise umgeschaltet. Beim Umschalten
von z.B. dem Frequenzverhältnis P„ auf das Frequenzverhältnis
P1 verdoppelt sich die Frequenz f der Trägerwelle plötzlich
und also auch die Anzahl von Modulationsimpulsen pro Periode des "Sinus". Die Breite der Modulationsimpulse wird aber
dadurch halbiert, dass der Zähler 3^ von dem Zählbereich 2
auf den Zählbereich 1 umgeschaltet wird, so dass die Bedingung, dass das genannte Integral konstant sein soll, erfüllt
ist.
Bei dem Frequenzverhältnis Pr. ist das Verhältnis f /f gleich 15. Da bei diesem Frequenzverhältnis fünf
Stellungen pro 60°-Stück gezählt werden, ist die Anzahl von Flanken der Trägerwelle pro Stellung gleich 1.
Bei dem Frequenzverhältnis P7 ist dies auch
der Fall. Ben den anderen Frequenzverhältnissen P, bis P
ist die Frequenz f das 2-, k- oder 8-fache der Frequenz f bei den Frequenzverhältnissen Po und P , so dass die Anzahl
von Flanken der Trägerwelle pro Stellung bei den Frequenzverhältnissen P6, P , P., P , 'P und P gleich 2, 2, U1 h,
8 bzw. 8 ist. Pro Stellung sollen also stets eine, zwei, vier oder acht Flanken der Trägerwelle mit einem gleichen
Modulationsimpuls w moduliert werden.
Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild des Steuer-
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"}Λ. Dieses Steuerglied 3I enthält eine Vorrichtung
35 zum Erzeugen eines MessimpuJ <;es mit einer Dauer einer
Anzahl von Impulsen des Signals FCT, z.B. 28. Die Vorrichtung 35 kann dabei mit einer oder mehreren der Vorrichtungen
25» 28, 29 oder 32 kombiniert sein. Dieser Messimpuls
wird über eine Verbindung "}6 einem Zähler 38, z.B.
einem Vierundsech-Zigzähler, zugeführt, der während der
Dauer des Messimpulses zählt. Dem Eingang dieses Zählers 38
wird ein Referenztaktsignal RCT mit einer passend gewähl ton Frequenz zugeführt. Der Stand des Zahlers am Ende einer
Messperiode wird einer Vorrichtung 39 zugeführt. Im Falle
eines Vierundsechzigzälilers ist dieser Zählerstand ein 6-Bit-Code. Die Vorrichtung 35 erzeugt ebenfalls Rücksetzimpulse,
die über die Verbindung 37 dem Zähler 38 zugeführt werden, um diesen Zähler 38 für eine folgende Messpcriode
bereit zu machen.
Die Vorrichtung 39 steuert in Abhängigkeit von dem Stand des Zählers nach jeder Messperiode einen Speicher
40, wobei der Speicherstand des Speichers kO zu der Vorrichtung
39 zurückgeführt wird. Der Speicherstand des Speichers ^O wird an vier Ausgängen durch einen binären
Code X , X„, X„, X. dargestellt, der eine geeignete Anzeige
für das Frequenzverhältnis P ist.
Die Funktion der Vorrichtung 31 wird an Hand
einer in Fig. 16 dargestellten Tabelle auseinandergesetzt. Darin gibt die erste Spalte die unterschiedlichen Frequenzverhältnisse
P und geben die zweite und dritte Spalte unterschiedliche Endstellungen des Zählers "ß nach einer
Messperiode, wobei in diesen Endstellungen sich der Zustand
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life
2/15882
des Speichers ^O andern soll, wobei die zweite Spalte diese
zu einem bestimmten Frequenzverhältnis P gehörigen Zählstellungen gibt, wenn die Frequenz des Signals FCT zunimmt,
während die dritte Spalte diese Zählstellungen gibt, wenn diese Frequenz abnimmt. Infolge der gegenseitigen Überlappung
der unterschiedlichen Bereiche in der zweiten und der dritten Spalte tritt die gewünschte Hysterese auf. Die
Frequenz des Signals RCT soll dabei derart gewählt werden, dass der Bereich des Zählers 38 (Zählstellungen 1 bis 6k)
dem Frequenzbereich des Signals FCT entspricht. Dann entsprechen die unterschiedlichen Frequenzverhältnisse P bis
Po der in der Tabelle nach Fig. 11 enthaltenen Bedingung.
Dabei entspricht eine hohe Zählstellung. z.B. 6k, einer niedrigen Frequenz des Signals FCT und eine niedrige Zählstellung
einer hohen Frequenz des Signals FCT.
Das Umschalten auf andere Frequenzverhältnisse P wird an Hand der graphischen Darstellung nach Fdg. 17
verdeutlicht. Als Abszisse sind die möglichen Endstellungen des Zählers 38 nach einer bestimmten Messperiode und als
Ordinate die Frequenzverhältnisse P, bis P0 aufgetragen.
1 ο
Ist die Frequenz des Signals FCT sehr niedrig, so zählt der Zähler 38 stets bis 6k. Wird angenommen,dass
der Zustand des Speichers ^O dann dem FrequenzverhälLnis
P entspricht, und wird die Frequenz erhöht, so wird zu dem Zeitpunkt, zu dem die Endstellung des Zählers 38 nach
einer bestimmten Messperiode 56 wird, der Speicherzustand in
einen Zustand verwandelt werden, der dem Frequenzverhältnis P entspricht; siehe die zweite Spalte der Tabelle nach
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8. 12.1976
Fig. 16. Ebenso wird der Speicherzustand nacheinander in
einen dem Frequenzverhältnis P , P. , Pr>
P^, P bzw. PR
entsprechenden Zustand verwandelt werden, wenn nacheinander die Endstellung des Zählers 38 nach einer bestimmten Messperiode
hOt 28, 20, 1^, 10 bzw. 7 wird. Die Zählstellungen,
die in der dritten Spalte der Tabelle nach Fig. 16 dargestellt sind, spielen dabei keine Rolle, weil der Speicherzustand
dann nicht den in der ersten Spalte angegebenen Frequenzverhältnissen entspricht.
Wenn anschliessend die Frequenz wieder abnimmt,
wird der ganze Zyklus in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen, wobei der Speicherzustand in den in der dritten Spalte der
Tabelle nach Fig. 16 dargestellten Zählstellungen geändert wird. Die Zählstellungen, die in der zweiten Spalte angegeben
sind, spielen dabei dann keine Rolle, weil der Speicherzustand in diesen Zählstellungen dann nicht den in
der ersten Spalte erwähnten Frequenzverliältnissen entspricht.
Auf die angegebene Weise entsteht eine Hysterese, wodurch bei jeder Frequenz des Signals FCT das Frequenzverhältnis
P.eindeutig bedingt ist.
Der Zustand des Speichers ^tO wird in einem
4-Bit-Code X1, X„, X und X. ausgedrückt. In einem prakfischen
Aus rtlhrungsbei spiel ist ein Code nach der Tabelle der Fig. 18 gewählt. Darin gibt die erste Spalte die Frequenzverhältnisse
P1 bis Pg und getien die zweite, dritte, vierte
und fünfte Spalte die Signale X1, X2, X« bzw. X^.
Wird die Tabelle nach Fig. 18 mit der Tabelle
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nach Fig. 13 verglichen so sei bemerkt, dass das Signal Xi
mit dein Pegel "0" angibt, dass der Z'ihlc'' 2 5 ein Zehnzähler
ist, und mit dem Pegel "1", dass der Zahler 25 ein Vierzelinzahler
ist, d.h. ob sieben oder fünf Stellungen pro 60° des "Sinus" gewählt werden. Mit dem Signal X^ steuert also
das Steuerglied 31 die Vorrichtungen 15, Λ1J und 21 (Fig. 12).
Mit den Signalen X , X und X werden dann die Vorrichtungen
Jh und 30 gesteuert.
Der Aufbau einer Vorri chtung nach der Erfindung
wird nun im Detail beschrieben, wobei auf Fig. 12 verwiesen wird .
Fig. 19 zeigt den Aufbau des Teilers 25, der
in einen Vierzehnteiler oder einen Zehnteiler umschaltbar ist. Von den logischen Gattern stellt '13 einen Inverter, Vl ein
Nicht-Oder-Gatter, 45 ein Und-Gatter und k6 ein Oder-Gatter
dar. Das Symbol '(2 ist ein Flipflop mit einem Takteingang T, einem Setzeingang S und einem Rücksetzeingang R.
Weiter enthalt dieses Flipflop zwei zueinander komplementäre
Ausgänge, an denen z.B. die Signale FA und FA vorhanden sind.
Der eine Ausgang (FA) wird hoch (logische "1"), sobald am Takteingang T ein Taktimpuls auftritt, nachdem an dem Setzeingang
S ein positiver Spannungssprung aufgetreten ist, Der andere Ausgang (FA) wird dann niedrig (logische "0").
Nachdem an dem Rücksetzeingang R ein positiver Spannungssprung
aufgetreten ist, wobei ein Taktimpuls auftritt, der am Takteingang T vorhanden ist, wird der eine Ausgang niedrig und
der andere hoch.
Die vier Flipflops nach Fig. 19 empfangen alle
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PIIN 8362
8. 12.
das Signal FCT als Taktsignal. Das erste Flipflop '(2
empfängt als Setz-»· und Rücksetzsignale die Signale FC
und FC , die mit Hilfe einer logischen Gattorschaltung aus
den Ausgangssignalen der Flipflops 42, 47 und 48 abgeleitet
werden, und das von dem Steuerglied 31 herrührende Signal
Xt. Die Setz- und Rücksetzeingiinge des Flipflops 47
empfangen die Ausgangssignale FA und FA des Flipflops 42 und die Setz- und RUcksetzeingänge des Flipflops 48 die
Ausgangssignale iB und FB des Flipflops 47. Das Flipflop 49
empfängt als Setz- und Rücksetzsignale die Signale FC„
und FC0 , die über eine Gatterschaltung aus den Ausgiuigs-Signalen
der Flipflops 42, 47 und 49 abgeleitet werden. Das Ausgangssignal FD des Flipflops 49 bildet das Ausgangssignal
des Teilers 25.
Das Zeitdiagramm nach Fig. 20 stellt unterschiedliche Signale dar, die in der Schaltung nach Fig. 19
vorhanden sein können. Darin zeigt Fig. 20a das Signal FCT, Fig. 20b die Signale FA, FB, FC, FD, FC und FC , wenn das
Signal X. einen Wert "1" aufweist, und Fig. 20c diese Signale für X. = O.
Wenn angenommen wird, dass zum Zeitpunkt t.
die Signale FA, FB, FC bzw. FD einen Wert "0", 11O", "1" bzw.
"O" aufweisen, verwirklichen die Gatterschaltungen für die
Signale FC1 und FC2 die Werte "1". Beim Auftreten des
nächstfolgenden Taktimpulses (FCT) zum Zeitpunkt t wird der Ausgang des Flipflops 42 den Wert des Signais am
Eingang übernehmen, sodass das Signal FA dann hoch wird (=1) Ebenso wird das Signal FD hoch. Das Flipflop 47 gibt diesen
709882/06 5 3
8.12. VJ-, G
Wert von FA an FD beim Auftreten des nach.-, t folgenden Taktinipulses
weiter. Jeweils bei Änderung des Pegels eines der Signale FA, FD, FC und FD können die Signale FC1 und
FC« ihren Pegel ändern. Auf diese Weise werden die in Fig.
20 dargestellten Signalformen erhalten.
Dei X1 - 1 stellt sich heraus, dass zu dem
Zeitpunkt tr, d.h. vierzehn Impulse des Signals FCT nach
dem Zeitpunkt t , die unterschiedlichen Signale den gleichen Wert wie zu dem Zeitpunt t aufweisen, so dass sich
der ganze Zyklus wiederholt. Das Signal FD hat dabei eine Wiederholungsfrequenz gleich 1/1'» der Wiederholungsfrequenz
des Signals FCT, so dass die Schaltung einen Vierzehnteiler bildet.
Bei Χ; = 0 stellt sich heraus, dass zum Zeitpunkt
t , d.h. zehn Impulse des Signals FCT nach dem Zeith
punkt t.. , die unterschiedlichen Signale den gleichen Wert
wie zum Zeitpunkt t.. aufweisen, so dass sich der ganze
Zyklus wiederholt. Das Signal FD hat dabei eine Wiederholungsfrequenz
gleich 1/1O der Wiederholungsfrequenz des Signals FCT, sodass die Schaltung einen Zehnteiler bildet.
Fig. 21 zeigt eine Schaltung zur Verarbeitung des Ausgangssignals FD der Vorrichtung 25. Dieses Signal
FD wird darin mit dem Signal VCT synchronisiert und die Signale FC und FC, werden daraus für die Vorrichtung 15
"t
abgeleitet. Das logische Gatter 50 stellt ein NAND-Gatter
abgeleitet. Das logische Gatter 50 stellt ein NAND-Gatter
Die Schaltung enthalt zwei in Reihe geschaltete
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8. 12. VJ-)β
Flipflops 51 und 52. Beide Flipflops empfangen das Signal VCT
als Taktsignal.
Fig. 22 zeigt ein Zeitdiagramm mit verschiedenen
Signalen, die in der Vorrichtung nach Fig. 2 1 für X = 1 auftreten. Die Synchronisation erfolgt dadurch, dass das
Signal FE den Wert des Signals FD arst Übernehmen kann, nachdem
ein Taktimpuls an den Eingang des Flipflops 51 abgegeben
. I ist. Wenn das Signal FD z.B. nach dem Zeitpunkt t , zu dem
ein Impuls des Signals VCT auftritt, den Pegel ändert, lindert sich der Pegel des Signals FE nacli dem nächstfolgenden VCT-Impuls,
also nacli dem Zeitpunkt t„. Das Signal FF ändert dann den Pegel nach dem Zeitpunkt t~. Mit dem NOR-Gatter 53 wird
das Signal FC„ erzeugt, das den Wert 1 aufweist, wenn das Signal FE den Wert 0 und das Signal FF den Wert 1 aufweist.
Dieses Signal FC„ ist also ein Signal mit einer Wiederholungsfrequenz gleich der des Signals FD, aber mit einer Impulsbreite
gleich dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
VCT-Impulsen. Auf gleiche Weise wird das Signal FC. erzeugt, das die Inverse des Signals FC_, jedoch über 18O° verschoben,
ist. Für X_ = 0 hat das Signal FCr stets den logischen Wert
Die Signale FC und FC. und die Signale X1, X2
und X., die von dem Steuerglied 31 stammen, werden der Vorrichtung
15 zugeführt. Diese Vorrichtung I5 wird in Fig. 23
im Detail dargestellt. Diese Vorrichtung 15 enthalt drei Flipflops 54, 55 und 56. Das Flipflop 5'+ ist ein Flipflop
ohne Setz- und Rücksetzeingang; die Ausgangssignale (FG und FG) Mndern jeweils ihren Zustand, wenn ein Taktimpuls (FC„)
dem Eingang T zugeführt wird. Die Flipflops 55 und 56 empfangen
ebenfalls das Signal FC_ an ihren Takteingängen. Aus den
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PHN 8362 8. 12.1976
Ausgangssignalen der Flipflops ^h, 55 und 56 (also aus den
Signalen FG, FH bzw. FI und ihren Inversen) werden auf ähnliche Weise wie bei dem Teiler 25 (Fig. 19) Setz- und
Rücksetzsignale für die Flipflops 55 und 56 abgeleitet, damit die richtigen Signale FG, FH und FI erhalten werden.
Aus diesen Signalen FG, FH und FI und dem Signal FC wird mit einem Und-Gatter das Signal FC11 erzeugt, das als
Eingangssignal für den Zähler 19 dienen wird.
Werden die drei Flipflops über Gatter miteinander verbunden, wie in Fig. 23 dargestellt ist, so sind
die Signale FG, FH, FI und FC der im Zeitdiagramm der
Fig. 2k dargestellten Form. Dieses Zeitdiagramm zeigt ebenfalls die Setzsignale FC ^ und FC^ für die Flipflops 55
bzw. 5^. Das Signal FC ist eine Impulsreihe mit einer
Frequenz gleich einem Achtel der Frequenz des Signals FC„.
Die Vorrichtung 15 nach Fig. 23 enthält weiter eine Vorrichtung 57 zum Erzeugen von Signalen FC7, FCg,
FC9 und FC als Funktion der Signale FG1 FH, FI, FC , FC^,
X1, X2 und X3.
Was die Signale FC7 und FCg anbelangt, verwirklicht
die Vorrichtung 57 die in der Tabelle der Fig. 25
dargestellten Funktionen. Diese Funktionen können alle mit logischen Gattern nach den bekannten Techniken erzielt
werden. Zur Illustrierung zeigt Fig. 26 den Aufbau der Funktion für das Signal FC /'
Werden die Signale FC und FCg bei den verschiedenen
Signalen X1, X„ und X des Steuergliedes 31 nach
den Funktionen aus der Tabelle der Fig. 25 erzeugt, so
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ο. \z.
werden diese Signale die im Zeitdiagramm nach Fig. 24 dargestellte Form annehmen, wobei die Signale FC_ und FCq
von oben nach unten für nacheinander (X = O, X = O, X = θ),
(X1 = I1 X2 = O, X3 = O), (X1 = 1, X2 = 1, X3 = O) und
(X1 = 1, X2 = 1, X = 1) gelten. Das Signal FC7 hat also
abhängig von X , X und X eine Frequenz gleich 1/8, 1/4, 1/2
oder l/l der Frequenz des Signals FC0, und das Signal FC0
ist stets gleich dem S gnal FC„ , aber über 18O° verschoben.·.
Diese Signale FC0 und FC_ bilden die Start- und Setzimpuls-
reihen für den Vorwärts/Rückwärtszähler 16.
Die Vorrichtung 57 erzeugt weiter die Signale
FC und FC . Das Signal FC wird nach der Funktion FC =
FG.FH.FI erhalten, was mit einem Und-Gatter erfolgen kann,
dessen Eingängen die Signale FG, FH und FI zugeführt werden.
Das Zeitdiagramm nach Fig. 24 zeigt dieses Signal FC. .
Das Signal FC wird mit einem NAND-Gatter erzeugt, dem die Signale FH und FI zugeführt werden:
FC9 = FH + FI.
Dieses Signal zeigt Fig. 24.
Dieses Signal zeigt Fig. 24.
Das Signal FCq wird dem Steuerglied 31 zugeführt
und bestimmt die Periode, in der der Zähler 8 die Impulse des Referenzsignals FCT zählt (siehe Fig. 15). Das Signal
FC10 dient dabei als Rücksetzimpulsreihe für diesen Zähler
38. Dieses Signal FC„ ist, wie gefunden wurde, niedrig
während zweier Perioden des -Signals FC„ oder während achtundzwanzig
Perioden des Signals FCT für X. = 1 und während zwanzig Perioden des Signals FCT für X^ = 0.
Fig. 27 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Vorwärts/Rückwärtszählers 34. Dieser Zähler 34 enthält drei
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Flipflops 58, 59 und όθ mit je einem Takteingang T und
Ausgängen, an denen die Signale VA, VB und VC und ihre Inversen erscheinen. Weiter enthalten diese Flipflops
Eingänge, an denen die Signale VCr und VCr vorhanden sind.
Für VCi - 0 wirken diese Flipflops normal, d.h., dass ihre
Ausgänge nach dem Auftreten eines Taktimpulses an ihren Takt eingängen den Pegel ändern. Wenn VC. = 1 ist, werden
die Ausgängen VA, VB und VC hoch (=1).
Dem Takteingang T des Flipfbps 58 wird ein
Signal VC zugeführt, das über eine Gatterschaltung Ö2
aus dem Signal VCT abgeleitet ist. Diese Gatterschaltung lässt das Signal VCT durch oder nicht.
Die Ausgänge der Flipflops %H und 59 sind über
eine Gatterschaltung 61 mit den Takteingängen der Flipflops 59 und 60 verknüpft. Dieser Gatterschaltung werden die
Signale X1 und X , die von dem Steuerglied 3I stammen, und
ein Signal VC_ zugeführt. Dieses Signal VC_ bestimmt die
Zählrichtung; für VC- = 1 zählt der Zähler vorwärts und
für VC- = 0 rückwärts. Diese Gatterschaltung 61 liefert die
Taktsignale VC3 und VC3 für die Flipflops 59 und 60.
Die Ausgänge der drei Flipflops 58, 59 und 60
sind über eine Gatterschaltung 63 verknüpft. Diese Gatterschaltung
erzeugt ein Signal VC,-, das das Eingangssignal für den Vorwärts/Rückwärtszähler 16 bildet. Dieser Gatterschaltung
63 werden weiter die Signale X„, VC_ und VC1
zugeführt.
Die Gatterschaltung 61 verwirklicht die
folgenden zwei logischen Funktionen: VC2 = (VA. VC_ + VA . VC +X1) . VC1
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VC = (VA . VC + VA . VC + X1). (VB . VC r +VB. Ve" +X£) .VC1
Diese Funktionen können mit bekannten Logiktechniken mit
Hilfe logischer Gatter auf ähnliche Weise wie die Gatterschaltung nach Fig. 26 aufgebaut werden.
Eine bessere Einsicht in den genannten zwei Funktionen kann an Hand der Tabelle der Fig. 27a erhalten
werden, in der diese Funktionen für die verschiedenen Werte von X1, X2 und VC aufgeführt sind. Das Signal VC2 ist für
VC-, X , X = 1, 0, 0 gleich VA . VC , so dass das Signal
VB eine Rechteckwelle mit einer Frequenz gleich der Hälfte der Frequenz des Signals VA wird, wobei dieses Signal VA eine
Frequenz gleich der Hälfte der Wiederholungsfreqnenz des Signals VC1 aufweist. Das Signal VC ist in diesem Falle
VA.VB.VC1, so dass das Signal VC eine Frequenz aufweist,
die 1/4 der Frequenz des Signals VA ist. Der Zähler ist in diesem Falle also ein Achtzähler, Für VC-JX11X2 = 0,0,0
werden VC2 und VC gleich VA.VC bzw. VA.VB.ve , so dass
der Zähler in diesem Falle ein Achtzähler ist, der rückwärts zählt. Für X1,X2 = 1,0 ist das Signal VC3 gleich VC1, so
dass das Signal VB gleich VA ist. Für X , X3 = 1,0 ist
VC- gleich VB.VC oder VB.VC , unl, weil in diesem Falle
VB = VA ist, gleich dem Signal VC2 für X^X2 = 0,0, so
dass für X1, X2 = 1,0 das Signal VC gleich dem Signal \rB
für X., .X2 = 0,0 ist. Für X1, X2 = 1,1 sind die Signale VB
und VC gleich dem Signal VA.1
Die verschiedenen möglichen Signale VA, VB und VC sind in dem Zeitdiagramm nach Fig. 28 aufgetragen,
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in dem der linke Teil für VCj. = 1 und der rechte Teil
für VC = O gilt. Das Signal VB« ist das Signal VB bei
X ,X = O1O und das Signal VC das Signal VC für X-.»X2 = °»°<
Für (X11X2 = 0,0), (X1,X2 = 1,0) bzw. (Χ,,Χρ
= 1,1) ist das Signal VC gleich VC·, VB1 bzw. VA, so dass
der Zähler "}k einen Acht-, Vier- oder Zweizähler bildet,
der in beiden Richtungen zählen kann. Der Zähler "}h wirkt
als Einszähler, wenn das Signal VC1 als Ausgangssignal
gewählt wird (dies erfolgt in der Gatterschaltung 63).
Die Gatterschaltung 63 erzeugt die folgende logische Funktion:
VC6 = (VA. VC + VA. VC + X1)^VB. VC r + VB. VC + X3).
(VC.VC + VC" . VC* +X3) . VC1 .
Dieses Signal VC,- ist im Zeitdiagramm nach Fig. 28 dargestellt,
wobei VC6, VC^, VC6" bzw. VC^" das Signal VC6 für
X1,X2,X3 = (0,0,0), (1,0,0), (1,1,0) bzw. (1,1,1) ist. Der
linke Teil gilt wieder für VC_ = 1 und der rechte Teil für VC_ = 0. Bei Betrachtung der Zeitdiagramme sei bemerkt,
dass die Impulse VC1 verhältnismässig kurz sind und dass
die Ausgänge der unterschiedlichen Flipflops in bezug auf den Taktimpuls mit Verzögerung ihren Pegel ändern.
Das Signal VCi muss z.B. den logischen Wert 1 annehmen, wenn VA und VB1 und VC1 den logischen Wert 1 aufweisen,
und während des Vorhandenseins eines Impulses des Signals VC1. Nach dem Auftreten dieses Impulses von VC1, der im
Diagramm mit A bezeichnet ist, haben VA, VB1 und VC1 den
Wert 1 angenommen, aber der Impuls von VCi tritt erst beim nächstfolgenden Impuls B des Signals VC1 auf.
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Fig. 29 zeigt den Aufbau des Vorwärts/Fückwärts-.zählcrs
16. Dieser umfasst vier Flipflops 6h, 65, 66 und 67.
Diesen Flipflops wird, gleich wie bei dem Zähler nach Fig. 27,
das Signal VC. zugeführt, um den Ausgangssignalen VD, VE, VF bzw. VG der Flipflops 6k, 65, 66 bzw. 67 den Wert 1, unabhängig
von dem Setz- und Rücksetzsignal, aufprägen zu können. Das Flipflop 6h empfängt als Taktsignal das Signal VC6, das
vom Zähler 3't herrührt. Die Taktsignale VC7, VCg bzw. VC9
für die Flipflops 65, 66 bzw. 67 werden über eine Gatterschaltung
68 aus den Aus^.i gssignalen VD, VD, VE, VE, VF und
VF der Flipflops 65, 66 und 67 hergeleitet. Dieser Gatterschaltung
68 werden ausserdem das Signal VC6 und das Signal
VC , das die Zählrichtung andeutet, zugeführt. Die Gatterschaltung
68 erzeugt die nachstehenden Funktionen: VC_ = (VC .VD + VC .VD) . VC6
vcu = (vc_.VD + vc"_.vd) . (vc_.VE + vcL.ve) . ve,
ö λ 5 5 5 5 ο
ve« = (vc_.vD + vcL.vd) . (ve.ve + vc_.ve) . (vc_.vf +
95 5 j 5 5
VC .VF) . VC6. j
Diese Funktionen sind den von der Gatterschaltung 61 erzeugten
Funktionen ähnlich. Auch sie können auf einfache Weise mit logischen Gattern durch bekannte Techniken aufgebaut werden.
Die Ausgangssignale VD, VE, VF und VG der
Flipflops 64, 65» 66 und 67 sind im Zeitdiagraram mch Fig. 30
dargestellt. Dieses Zeitdiagramm zeigt auch die Signale VCr
und VCy-. Dieses Signal ist annahmeweise nach dem Zeitpunkt t..
vorhanden, zu dem für den Zählerstand gilt: VD,VE,VF,VG = 0,0,
0,0. Der Zähler zählt, bis der Zählerstand (VD,VE,VF,VG)
gleich 1,1,1,1 ist. Dann wird das Signal VC1. = O und der
Zähler zählt rückwärts, bis der Zählerstand wiederum 0,0,0,0
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geworden ist. In der Gatterschaltung 62 (Fig. 27) wird el;mn
das Signal VCT unterdrückt, bis ein neuer Startimpuls auftritt (12 in Fig. 12). Auf di>
se Weise werden alle sechzehn Zählstellungen in zwei Richtungen durchlaufen. Beim Signal VC^
im Zeitdiagramm sind die Zählstellungen entsprechend der Nummerierung der Zählstellungen in Fig. 6e nummeriert, in
der das Ausgangssignal des Zählers 16 symbolisch dargestellt ist.. '
Der Zählerstand (VD, VE, VF, VG) wird der
Gatterschaltung 18 zugeführt, die die Modulationsimpulse W erzeugt.
Din unterschiedlichen Impulsbreiten V Wnnen
einfach dadurch erhalten werden, dass mit Gatterschaltungen verschiedne Zählerstände detektiert werden. Die relativen
Modulationsimpulsbreiten sind in den Tabellen der Figuren 9
und Ik gegeben. Als absolute Breiten sind eine Anzahl von
Zählschritten des Zählers 16 gleih dem Zweifachen der relativen Breite gewählt.
Es ist dabei nicht notwendig, alle Impulsbreiten W zu erzeugen. Indem auch das Signal Xr der Gatterschaltung
18 zugeführt wird, können die Tabellen der Figuren 9 und 14 kombiniert werden, so dass es acht Ausgänge gibt;
dies sind die Ausgänge, die die Signale VC bis VC führen. Für X^ = 0 sind diese Signale VC bis VC die
Modulationsimpulse W2, W3, W., W5, W7, Wg, W9 bzw. W10
und für X. = 1 sind diese Signale die Modulationsimpulse 2' ^3' ^6' ^7' ^11' ^8' ^12 kzw· ^-iZj.*
Zur Illifstrierung zeigt Fig. 31 einen Teil dieser
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Gatterschaltung, der das Signal VC?_ erzeugt. Darin werden
die Signale X. und VE einem ODER-Gatter zugeführt, dessen
Ausgangssignal zusammen mit VF einem Und-Gatter zugeführt
wird. Das Ausgangssignal dieses Und-Gatters wird zusammen
mit VG einem Nor-Gatter zugeführt, dessen Ausgangssignal
das Signal VC22 ist, für das gilt:
VC22 = (X^.VE + VF) . VG.
VC22 = (X^.VE + VF) . VG.
Dieses Signal ist für X. = 0 der Modulationsimpuls Wj, und für X. = 1 der Modulationsimpuls W^. Diese
Modulationsimpulse Wr und W-ς sind im Zeitdiagramm nach
Bg. 30 dargestellt.
Fig. 31a zeigt eine Funktionstabelle für die
Signale VC30 bis VC _, welche Funktionen mit Hilfe der
Gatterschaltung 18 erhalten werden müssen. Diese Funktionen können alle/mit den bekannten Techniken entsprechend der
Gatterschaltung nach Fig. 3I aufgebaut werden.
Fig. 32 zeigt die Schaltung zum Erzeugen des
Signals VC_, das die Zählrichtung der Zähler 3^ und 16
bestimmt. Die Schaltung enthält ein Flipflop 6$, Dem Takteingang
T wird das Signal VCT zugeführt. Die Ausgänge des Flipflops liefern über Inverter die Signale VCr und VC_.
Einem Nand-Gatter 71 werden die Signale VA, VB und VC
(die drei Bits des Zählers 3^)und einem Nand-Gatter 72 werden
die vier Bits VD, VE, VF und VG des Zählers 16 zugeführt. Das Ausgangssignal VC11 des Nand-Gatters 71 und das Ausgangssignal
VC 2 des Nand-Gatters 72 werden über ein Oder-Gatter
73 einem Nand-Gatter lh zusammen mit dem Signal VC_
zugeführt. Das Ausgangssignal VC _ dieses Nand-Gatters Jh
bildet das Setzsignal für das Flipflop 69 und die Inverse
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des Signals VC10 bildet das nilcksetzsicnal.
Das Flipflop 69 besitzt die Möglichkei t, mit
Hilfe eines Signals VC das Flipflop in einen bestimmten Zustand zu versetzen. Venn VC „ den Wert "0" aufweist,
weist der eine Ausgang diesen Wert auch auf, während das Signal VC dann den Wert "1" aufweist. Dieses Signal VC .
ist das Ausgangssignal des Nand-Gatters 70» dein das Signal
VCT und das Signal FC_ (die von der Vorrichtung 15 gelieferten
Startimpulse ) zugeführt werden.
Es sei angenommen, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt die Zähler "}h und 16 sich in ihrer Nullage
befinden (VA bis VG = θ) und dass VCr den Wert 0 aufweist.
In diesem Falle sind VC und VC gleich 1 und ist VC = 1,
d.h., dass der Setzeingang S hoch ist, was VC^ = 0
entspricht. Wenn ein Startimpuls FC = 1 ajn Gatter 70 auftritt,
wird zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Impuls des Signals VCT auftritt, VC .. „ niedrig, wodurcli VC hoch wird und die
Zähler Jh und 16 in den Vorwärtszählzustand umgeschaltet
werden. Erreichen beide Zähler 3^ und 16 ihre Eidstellung,
d.h. sind die Signale VA bis VF alle = 1, so werden die
Signale VC und VC niedrig und wird VC- hoch. Bei dem
nächstfolgenden Impuls des Signals VCT am Takteingang T
wird VC- niedrig (VC_ = θ), wodurch der Ausgang des Gatters 7^
ungeachtet der weiteren Zähletellungen, hoch bleibt und
werden die Zähler 3Ί und 16 in den Rückwärtszählzustand
umgeschaltet. Der Rückwärtszählzyklus fängt dann bei dem nächstfolgenden Impuls desSignals VCT aji.
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Fig. 33 zeigt eine Schaltung zum Erzeugen des Signals VC., das dazu dient, die Zähler 3k und 16 in die
Endstellung (VA bis VG = 1) zu versetzen, wenn ein Setz- impuls FCq auftritt, während VC_ hoch ist (siehe die
Erläuterung bei den Figuren 6d und 6e;. Dazu werden die Signale FCR und VCr einem Nand-Gatter 75 zugeführt,
dessen Ausgang über einen Inverter 76 das Signal VC.
liefert. Dieses Signal VC. ist hoch, wenn ein Setzimpuls
FCQ auftritt, während VC_ hoch ist oder während die Zähler
Jk und 16 in dem Vorwärtszählzustand geschaltet sind.
Fig. 3k zeigt die Schaltung 62 (Fig. 27) zum
Erzeugen des Signals VC . Dieses Signal VC wird über einen
Inverter 78 dem Ausgang eines Nand-Gatters 77 entnommen,
dem das Signal VCT und die Signale VC ..c, VC1^ und VC17
zugeführt werden. Das Signal VC ist also das Signal VCT, wenn die Signale VC _, VC ^ und VC den Wert 1 aufweisen.
Das Signal VC1- wird über einen Inverter 79
einem Nor-Gatter 80 entnommen, dein die Signale VC11 und VC _
zugeführt werden, die der Schaltung nach Fig. 32 entnommen werden. Obendrein wird das Signal VC diesem Gatter 80 züge- ;
führt. Das Signal VC _ ist dann niedrig (VC = θ), wenn VA bis
VG den Wert 1 aufweisen und das Signal VC^ den Wert 1 auf
weist. Das Signal VCT wird dann vom Gatter 77 nicht durchgelassen.
Dies bedeutet, dass der erste Impuls des Signals VCT, der auftritt, nachdem diei Zähler 3k und 16 ihre End
stellung erreicht haben, während diese Zähler in dem Vorwärtszählzustand geschaltet sind, unterdrückt wird, was,
wie bereits erwähnt wurde, eine erwünschte Eigenschaft ist.
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Dabei sei bemerkt, dass das Ausgangssignal VC . des Gatters 80 hoch wird, wenn VC_ niedrig wird,
während die Zähler "^h und 16 ihre Endstellung erreicht
haben, also zum Zeitpunkt t. im Zeitdiagramm der Fig. ht
so dass dieses Signal VC ..r als Kippsignal für die die
Trägerwelle erzeugende Vorrichtung 16 dienen kann.
Das Sign L VC,- wird dem Ausgang des Nand-
Qatters 81 entnommen, dem die Signale VC.o und VC zuge-
lö 19
führt werden. VC /- ist dann niedrig, wenn sowohl VC q
als auch VC „ hocli sind. Das Signal VC1Q wird einem Nor-Gatter
82 entnommen, dem die Signale VA1 VB und VC zugeführt werden, während das Signal VC1Q einem Nor-Gatter
entnommen wird, dem die Signale VD, VE, VF, VG und VC_
zugeführt werden. Dadurch ist das Signal VC / niedrig, wenn die Signale VA bis VG und das Signal VC1. niedrig sind,
d.h. wenn die Zähler Jh und 16 bis zur Nullstellung (VA
bis VG = θ) rückwärts gezählt haben. Dadurcli wird das
Signal VCT vom Gatter 77 nach dem Ende eines Zählzyklus unterdrückt.
Das Signal VC17 ist das Ausgangssignal des
Inverters 84, dem die Startimpulse FC zugeführt werden.
Dadurch wird das Signal VCT vom Gat'er 77 beim Auftreten eines Startimpulses FC unterdrückt. Dadurch wird vermieden,
dass die Zähler ihren Zählzyklus mit der ersten Zählstellung
(VA, VB, VC = 1,0,0 und VD, VE, VF, VG = 0,0,0,0) anfangen.
Fig. 35 zeigt den Aufbau des Zählers 19. Dieser umfasst drei Flipflops 85, 86 und 87, denen das Signal FC11
(siehe Fig. 23) als Taktsignal zugeführt wird. Die Ausgänge
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der Flipflops 85, 86 und 87 führen die Signale FJ, FK bzw. FL und deren Inverse (FJ, FK und FL). Die Setz- und RÜck-
setzeingänge S und R des Flipflops 87 empfangen die Signale FK und FK. Die Setz- und Rücksetzeingänge S und R der
Flipflops 85 und 86 empfangen die Signale FC und FC und
deren Inverse von einer Gatterschaltung 88, der die Signale FJ, FK, FL, FJ, FK, FL und das Signal X, zugeführt
werden.
Mit der Gatterschaltung werden die nachstellenden
Funktionen erhalten:
FC13 = (X4 + FK).FJ.
Diese Funktionen können auf ähnliche Weise wie z.B. die benötigten Funktionen für den Zähler 25 (Fig. I9) erhalten
werden. Die Wirkung des Zählers 19 entspricht der des Zählers 25 und dieser Zähler ist ein Fünfzähler für X. = 1
und ein Siebenzähler für X. = 0.
Werden die Zählstellungen des Zählers I9 als
Kombination der Signale FJ, FK und FL ausgedrückt, so gibt die Tabelle nach Fig. 36 diese Zählstellungen. In dieser
Tabelle gibt die erste Spalte die Werte von Xr, die zweite
Spalte eine Nummerierung der Zählstellungen und geben die dritte, vierte und fünfte Spalte den Wert der Signale FJ, FK
bzw* FL an.
Der Zähler 19 und der Sechszähler 20 steuern die Gatterschaltung 21, die auf richtige Weise die unterschiedlichen
Modulationsinipulse W der Trägerwelle C zusetzt.
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Für X4 = 1 soll diese Gatterschaltung 21 die in ckr Tabel .I · ■
nach fig. 10 angegebenen Funktionen verwirklichen. Für X^ =
soll ein derartiges System von Funktionen verwirklicht werden. Aus einer Betrachtung der Fig. 10 geht hervor, dass
drei Reihen von Modulationsimpulsen als Funktion der Zählstellung des Zählers 19 regelmässig auftreten. Für Xl = 1
sind dies die Reihen (θ, W„ , W^-, Wq , W ) , (w .,V.i ,W1^ » W.. r , W1 ^ )
und (w , W , W„ , W^ , W ) und für X. = 0 (mit Hilfe der Fig. i'l)
die Reihen (θ, V,,, W3, W4, W5 , W7 , Wg) , (W9 , W9 , W^, W^, W^, W^, W9)
und (Wq , Wg, W7 , W5 , W4 , W , W,, ) ·
Die Figuren 37a, 37b und 37c zeigen Gatterschaltungen
zum Erzeugen dieser Reihen als Funktion der Stellung des Zählers 19· diesen Gatterschaltungen werden die
Ausgangssignale FJ, FK, FL, FJ, FK und FL des Zählers 19 und die Signale VC„ bis VC__, die von der Gatterschaltung
stammen (Fig. 29), zugeführt. Die Signale VC bis VC sind die unterschiedlichen Modulationsimpulse W. Die Figuren
37a, 37b und 37c stellen auch einen Teil der in Fig. 31a
gezeigten Funktionen VC?1 und VCp7 car. VC?1 umfasst das
Signal VC„ . In der Schaltung nach Fig. 37a wird das Signal
VC über die Gatter 90 und 89 zum Signal VC addiert und
dies ist auch der Fall in der Schaltung nach Fig. 37c über das Gatter 91. Das Signal VC umfasst das Signal VC ^.
In der Schaltung nach Fig. 37b wird dieses Signal VC ,
über das Gatter 92 zum Sign*! VC27 addiert.
Werden die Ausgangssignale PC1, PC2 und PC„
der Schaltungen nach den Figuren 37a, 37b und 37c als
Funktion der Zählstellung des Zählers 19 und als Funktion des Signals X4, das in diesem Zusammenhang die Art der
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Signale VC bis VC bestimmt (siehe Fig. 31a), in den
unterschiedlichen Impulsbreiten W ausgedrückt, so zeigen die fünfte, sechste und siebente Spalte der Tabelle nach
Fig. 36 diese Signale PC , PC und PC . Die Signale PC ,
PC_ und PC_ sind, wie gefunden wurde, die drei benötigten
Modulationsimpulsreihen. Diese Re. >ien sollen auf dem
Befehl des Sechszählers 20 in der richtigen Reihenfolge der Trägerwelle zugesetzt werden.
Fig. 38 zeigt den Aufbau des Sechszählers 20
und eines Teiles der Gatterschaltung 21. Der Sechszähler besteht aus drei Flipilops 93>
9^ und 95 mit an den Ausgängen den Signalen PB, PC bzw. PD und ihren mversen. Die
drei Flipflops empfangen an ihren Takteingängen T ein Signal FC.r, das über eine Gatterschaltung 96 von den
Ausgangssignalen FJ, FK und FL des Zählers 19 abgeleitet wird, das Taktsignal FC1 des Zählers 19 und das Signal X^
gemäss der folgenden Funktion:
FC^ = (X^.FL + X^. FJ) .FK-FC1 .
Diese Funktion ist durch bekannte Techniken mit Gattern erzielbar. Werden in diese Funktion die zu den unterschiedlichen
Zählstellungen des Zählers 19 gehörigen Werte für X., FL, FJ und FK eingesetzt (siehe Fig. 36), so stellt sich
heraus, dass FC . eine Impulsreihe ist, deren Impulse synchron mit dem Signal FC11 sind, wobei diese Iiiipulsreihe
am Ende der letzten Zählstellung (5 bzw. 7 für X. = 1 bzw.O) des Zählers 19 auftritt, so dass der Zähler 20 eine Stellung
weiter zählt, jeweils wenn der Zähler 19 seine erste Zählstellung einnimmt.
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Die Ausgange der drei Flipflops 93, 9^ und
sind auf die dargestellte Weise Ober Gatter mit den Setz-r und RUcksetzeingängen S und R des Flipflops 93 verknüpft,
um einen richtigen Zählzyklus zu erhalten. In der Tabelle der Fig. 39 werden in der zweiten, dritten bzw. vierten
Spalte die Werte der Signale FB, FC bzw. FD, die zu den in der ersten Spalte angegebenen Znhlstellungen gehören,
dargestellt.
Die Signale 1>B, PC- und PD werden über Gatter
auf die gezeigte Weise miteinander kombiniert und bilden die Signale PC^, PC„ und PCg. Die fünfte, sechste und
siebente Spalte der Tabelle nach Fig. 39 zeigen die Signale PCg, PC„ bzw. PCo als Funktion der Stellung des
Sechszahlers 20.
Aus der Tabelle der Fig. 39 geht hervor, dass in jeder Stellung des Zählers 20 nur eines der Signale
PC^, PC und PCg den Wert 1 aufweist.
Das Signal PC- wird Und-Gattern 99, 101 und 106, das Signal PC Und-Gattern 98, 103 und 105 und das Signal
PCg Und-Gattern 100, 102 und 104 zugeführt. Da jeweils nur
eines der Signale PC,-, PC und PCR hoch ist, ist jeweils
nur eines der drei Und-Gatter der Gruppen (98,99,100), (1O1,
102,103) und (104,105,106) für die Signale PC1, PC2 bzw.
PC geöffnet, die den Und-Gattern (98,101,10'»)» (99,102,
105) bzw. (100,103,106) zugeführt werden. Die Ausgange
dieser Und-Gatter führen pro Gruppe zu einem Nor-Gatter 107, 108 bzw. 109, die die Ausgangssignale PC„, PC bzw.
PC11 führen.
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ö.
Die Signale PC„, PC10 und PC sind als
Funktion der Stellung des Sechszählers 20 in der Tabelle nach Fig. 38 in der achten, neunten und zehnten Spalte
dargestellt.
Die Signale PC , PC und PC bestehen aus den Signalen PC1, PC und PC , dxe die Modulationsimpulsreihen
sind, die zu dem ersten, zweiten bzw. dritten 60°-Stück des zu erzeugenden Ausgangssignals gehören. Diese
drei Impulsreihen werden auch für das vierte, fünfte bzw. sechste 60°—Stück des zu erzeugenden Ausgangssignals
benötigt. In den Signalen PC_, PC und PC1 sind diese
drei Impulsreihen in der richtigen Reihenfolge angeordnet,
wobei diese Signale zwei Zählschritte des Sechszahlers oder aber über 120°gegeneinander verschoben sind.
Fig. 40 zeigt eine Schaltung zum Erzeugen der
Trägerwelle und zum Modulieren dieser Trägerwelle mit den Signalen PC9, PC10 und PC..... Die Schaltung enthält ein
Flipflop 110 zum Erzeugen der Trägerwelle. Diese Trägerwelle
ist das Ausgangssignal PE des Flipflops 110. Das Flipflop empfängt als Taktsignal das Signal VC1- (siehe
Fig. 3*0» das zu dem Zeitpunkt t. hoch wird (siehe Fig. h).
Die Trägerwellenflanken fallen also mit den höchsten Stellungen der Zähler 3^ und 16 zusammen. Dem Flipflop
wird eine Impulsreihe PC12 zugeführt. Wenn das Signal PC12
hoch ist, wird das Flipflop stets auf PE = 0 zurückgesetzt. Dieses Signal PC12 wird aus den Signalen PC^, PCr, PC^
und FC . nach der folgenden Funktion hergeleitet:
PC12 = (PB.PD + (PD + PD).PC).FC124.
Nach dieser Funktion besteht das Signal PC12 aus kurzen
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Impulsen FC1^ (Zählimpulsen des Sechszählers 20) nach
jeweils dem zweiten, vierten und sechsten Zählschritt des Sechszählers 20. Durch diese Massnalune ist sichergestellt,
dass die Trägerwelle PE stets die richtige Polarität aufweist. Wenn sich ja nach dem Einschalten das Flipflop HO
in der falschen Lage befindet, wird dieses Flipflop beim ersten Impuls des Signals PC12 in die richtige Lage
zurückgesetzt (PE = θ). Da die Impulse des Signals PC12
zwei Zählschritte des Sechszählers 20 voneinander entfernt sind und stets eine gerade Anzahl von Flanken der Trägerwelle
PE während zweier Zählschritte des Sechszählers auftreten, übt das Signal PC keinen Einfluss mehr auf
<' s Flipflop 110 nach dem ersten Zurücksetzen aus, denn roch
diesem ersten Zurücksetzen ist die Lage des Flipflops stets niedrig (PE = θ) beim Auftreten eines Impulses des Signals
Die Trägerwelle PE wird über Gatter mit den Signalen PB, PD-, PC, PCQ, PC1n und PC11 zu den Signalen
PC , PC1^, und PC _ kombiniert. Wenn dies auf die in
Fig. kO dargestellte Weise erfolgt, werden die folgenden
Funktionen erhalten:
PC ^ = (PC10 + BD + PE).(PC10.PE + PD)
"PC"15 = (PC11 + PB + PE). (PC11.PE + PB).
Diese drei Signale PC1O, PC,^ und PC1^ sind
in der Tabelle der Fig. 39 in der elften, zwölften bzw. dreizehnten Spalte dargestellt und sind die drei in der
Impulsbreite modulierten Trägerwellen B, Y bzw. R.
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. = (PCQ + PC + PE).(PC9.PE + PC)
Fig. *t 1 zeigt den Zähler 38 des S touergliedes
31 zum Erzeugen der Signale X1, X„, X und X. (Fig. 15).
Die Schaltung nach Fig. ^1 enthält einen Zähler 112, der
den gleichen Aufbau wie der Zähler 19 aufweist und mit
einem Rücksetzeingang R, z.B. wie beim Zähler i6, versehen
ist. Das Signal RCT wird über ein invertierendes Gatt«
und ein Nor-Gatter dem Zähleingang T des Zählers zugeführt.
Dem Nor-Gatter wird auch das Signal FCQ zugeführt (siehe
Fig. 2k), so dass der Zähler 112 ausschliesslich das Signal RCT empfängt, wenn FC„ = 0 ist. Dies ist während
zwanzig Impulse des Signals FCT für X. = 0 und während achtundzwanzig Impulse des Signals FCT für X. = 1 der Fall.
Um dennoch einen von X. unabhängigen Zählzyklus zu erhalten, ist der Zähler 112 umschaltbar und ist er ein Fünfzähler
bei X. = 0 und ein Siebenzähler bei Xj == 1. Die Anzahl von
Ausgangsimpulsen pro Zählperiode des Zählers 112 ist dadurch
von X. unabhängig. Dieses Umschalten erfolgt auf die bereits für die Zähler 19, 25 und 31 beschriebene Weise. Die Zähler
112 wird mit dem Signal FC , das einer Zählperiode vorangeht (siehe Fig. 2k), auf Null gesetzt.
Das Ausgangssignal RC des Zählers 112 wird
dem Zähleingang T eines Vierundsechzigzählers II3 zugeführt.
Dieser Zähler besteht aus sechs in Reihe geschalteten Flipflops, so dass dieser Zähler im binären Code zählt. Die
Ausgangssignale RD bis RI von Flipflops sind die Ausgangssignale
des Zählers 113 und stellen die Zählstellung dar. Auch dieser Zähler II3 wird mit dem Signal FCj0 zurückgesetzt.
Die erste Zählstellung des Zählers 113 entspricht
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RD, RE, RF, RG, RH, RI = 0,0,0,0,0,0, die zweite entspricht 0,0,0,0,0,1 usw. bis die vierundsechzigste Zählsteilung,
die 1,1,1,1,1,1 entspricht.
Fig. 42 zeigt die Vorrichtungen 39 und 40 der
Fig. 15 im Detail. Die Vorrichtung 39 besteht aus einer
Gatterschaltung, die die Ausgangssignale RD bis RI des Zählers 113 und das Signal X. zu Signalen RC„, RC_, RC.
und RC_ zusammenfügt.
Wenn dies auf die dargestellte Weise erfolgt, weisen die Signale RC , RC , RC. und RC als Funktion der
Zählstellung die im Diagramm nach Fig. 43 dargestellte
Form auf. Darin ist A die Zählstellung, dezimal nummeriert, während RC2Q, RC30, RC^0 und RC5o die siSnale RC 2» RC3'
RC. und RC für X = O und RC, .., RC^1, RC^1 und RC151 die
Signale RC bis RC für X. = 1 sind. Die Übergänge von 0 zu
1 der unterschiedlichen Signale in Fig. 43 erfvigen in den
in der Tabelle nach Fig. 16 gezeigten Zählstellungen des Zählers II3.
DieVorrichtung 40 enthalt vier Flipflops 114, 115» 116 und 117» deren Ausgangssignale X., X , X„ bzw.
X„ sind, wobei diese Ausgangssignale ein bestimmtes Frequenzverhältnis
P nach der Tabelle d r Fig. 18 darstellen. Diese Flipflops empfangen als Setzsignal die Signale RC„, RC ,
RC. bzw. RC1. und als Rücksetzsignal die Inversen der
betreffenden Signale. Als Kippsignal empfangen diese Flipflops das Signal PC12 (Fig. 4o), das dreimal pro Zählzyklus
des Sechszählers 20 hoch ist.
Die Schaltung nach Fig. k2 bestimmt die Frequenzverhältnis
se P, wie in Fig. 17 symbolisch angegeben ist. Ist z.B. die Frequenz f„ des Signals FCT sehr niedrig,
was der Zählstellung 64 des Zählers 113 entspricht, so weisen die unterschiedlichen Signale in der Zählstellung 6k
die in Fig. kj dargestellte Form auf. Nach dem ersten Impuls
des Signals PC12 ist sichergestellt, dass X, = 0, X = 1, X-
= 1 und X = 1 ist. Dadurch gelten die Diagramme, die in
Fig. 43 für X· = 0 dargestellt sind. Bei zunehmender Frequenz
f~ wird der Zählerstand A zu einem gegebenen Zeitpunkt
den Wert 56 erreichen, wodurch RC2 hoch wird. Bei dem nächä -
folgenden Impuls des Signals PC12 ändert sich dann der
Zustand des Flipflops ΊλΗ und gilt, dass X. = 1 ist. Dann
gelten die Diagramme für X. = 1. Nimmt die Frequenz f_
weiter zu, bis zu einem gegebenen Zeitpunkt die Zi'hlstellung
39 erreicht wird, so werden R(V und RC _ niedrig, wodurch nach einem Impuls des Signals PC1? die Flipflops "\~\k und
117 ihren Zustand ändern und gilt, dass X^ = 0 und X„ = 0.
Bei weiter »unehmender Frequenz treten jeweils Änderungen
in den in der zweiten Spalte der Tabelle nach Fig. 16 ange gebenen Zählstellungen auf und erhalten die Signale X1 bis
X. die ±n Fig. 18 dargestellte Form. Wenn, die Frequenz f„
abnimmt, stellt sich heraus, dass Änderungen der Signale RC„ bis RC nur in den in der dritten Spalte der Tabelle
nach Fig. 16 angegebenen Zählstellungen auftreten.
Der Schaltung nach der Erfindung kann noch eine Ausgangsschaltung hinzugefügt werden, die die Signale PC1-J,
PC1^ und PC15 weiter verarbeitet. Diese Ausgangsschaltung soll
die Inversen dieser Signale (R, Y und B) erzeugen, derart, dass die Impulsdauer der Imoul«a von E, Y und B stets kleiner
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als die Impulsdauer der Signale R, Y und B O'U ^ , PC t und
]'C ) ist, damit nicht zugleich zwei in Reihe zwischen
den Speisunßsansclilusspunkten iincfionhiot.e Schalter geoTfnet
sein können (Fig. 1). Weiter kann diese Schaltung dazu
eingerichtet sein, modulierte Impulse der Ausgajigssigna] ·· ,
die eine zu kurze Dauer auJ'weiscn, um mit Urnen die
Halbleiterschalter zu steuern, zu unterdrücken.
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Leerseite
Claims (1)
- 8.12.PATENTANS PRÜCHE; L I \\\J Schaltung zum Erzeugen eines Signals, das auseiner in der Impulsbreite modulierten Trägerwelle bestellt, deren Modulationstiefe als Funktion der Zeit eine bestimmte Signalform darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung enthält: einen ersten Zähler; einen ersten Eingang zur Aufnahme eines ersten Taktsignals, mit dessen Hilfe der erste Zähler periodisch angelassen wird; einen zweiten Eingang zur Aufnahme eines zweiten Taktsignals, (Jossen Impulse von dem ersten Zähler gezählt werden, und ein sequentielles Netzwerk, mit dessen Hilfe nacheinander bestimmte Stellungen des ersten Zählers detektiert werden und das die in der Impulsbreite modulierte Trägerwelle erzeugt, wobei die Impulsbreite durch den Zeitabstand zwischen jeweils zwei in verschiedenen Zählperioden des ersten Zählers detektierten Stellungen dieses Zählers bestimmt wird, wobei die Reihenfolge, in der unterschiedliche Zählstellungen detektiert werden, durch die genannte Signalform bestimmt wird.2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählrichtung des ersten Zählers umschaltbar ist, derart, dass dieser Zähler von einer Anfangsstellung her vorwärts zählt und in einer Höchststellung umgeschaltet wird und dann rückwärts zählt.3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurrh gekennzeichnet, dass am Zähleingang des ersten Zählers eine erste Gatterschaltung angeordnet ist, mit deren Hilfe der nächstfolgende Impuls an diesem Zähleingang unterdrückt wird, wenn der erste Zähler die Höchst-stellung erreicht hat.709882/0653ORIGINAL INSPECTED8.12.19764. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Höchststellung eine feste Stellung des ersten Zählers ist, in der die Zählrichtung des ersten Zählers automatisch umgeschaltet wird, während der Zähler beim Erreichen der Anfangsstellung automatisch stoppt.5. Schaltung nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung eine zweite Gatterschaltung zum Erzeugen von Startimpulsen synchron mit dem ersten Taktsignal, die den ersten Zähler jeweils starten, und zum Erzeugen von Setzimpulsen enthält, die gegen die Startimpulse Ober 180° in der Phase verschoben sind und den ersten Zähler zu Zeitpunkten, zu denen diese Setzimpulse auftreten, in die Höchststellung versetzen, während der erste Zähler noch vorwärts zählt.6. Schaltung nach einem dor vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sequentielle Netzwerk enthält eine bistabile Schaltung, die in stets derselben Stellung des ersten Zählers zum Erzeugen einer Trägerwelle umgeschaltet wird; eine dritte Gatterschaltung, mit deren Hilfe jeweils parallel alle benötigten Modulationsimpulse erzeugt werden, die je eine durch die genannte Signalform bestimmte Breite aufweisen und sich in je wenigstens einer Richtung von der Zählstellung her erstrecken, in der die bistabile Schalung umgeschaltet wird, sowie eine sequentielle Modulatorschaltung, die in einer durch»)die genannte Signalform bestimmten Reihenfolge die Trägerwelle mit jeweils einem der Modulationsimpulse moduliert.709882/06538.12.19767· Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sequentielle Modulatorschaltung dazu eingerichtet ist, dass sie die Trägerwelle sowohl an den ansteigenden als auch an den abfallenden Flanken moduliert. 8. _ Schaltung nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass die genannte dritte Gatterschaltung alle benötigten Modulationsimpulse symmetrisch zu derjenigen Stellung des ersten Zählers, in der die bistabile Schaltung umgeschaltet wird, erzeugt.9· Schaltung nach Anspruch 8, bei der der ersteZähler ein Vprwärts/Rückwärtszähler nach Anspruch 2, 3 oder k ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählstellung , in der die bistabile Schaltung umgeschaltet wird, die Höchststellung des ersten Zählers ist.10. Schaltung nach Anspruch 8 oder 9» bei der diegenannte Signalform ein Sinus ist, dadurch gekennzeichnet, dass die sequentielle Modulatorschaltung enthält: einen η-Zähler, dessen Zähleingang ein Zählsignal synchron mit dem ersten Taktsignal zugeführt wird, während ein Ausgangssignal auftritt, dessen Frequenz sich wie η : 1 zu der Frequenz des Eingangssignals verhält; einen Sechszähler, dessen Eingang das Ausgangssignal des η-Zählers zugeführt wird, wobei ein Zählzyklus des Sechszählers,einer Periode des genannten Sinus entspricht; eine vierte Gatterschaltung, mit der auf dem Befehl des η-Zählers alle benötigten Modulationsimpulse für die ersten 60° des Sinus nacheinander als exie erste Impulsreihe an einen Ausgang weitergeleitet werden; eine709882/0653I'JIIN OJO..'8.12.1976fünfte Gatterschaltung, mit der auf dem Befehl des n-Zühlers alle benötigten Modulationsirnpulse für die zweiten 60° des Sinus nacheinander als eine zweite Impulsreihe an einen Ausgang weitergeleitet werden; eine sechste Gatterschaltung, mit der auf dom Befehl des η-Zählers alle benötigten Modulationsimpulse für die dritten 60° des Sinus nacheinander als eine dritte Impulsreihe an einen Ausgang weitergeleitet werden, wobei die auf diese Weise mittels der vierten, fünften und sechsten Gatterschaltung erzeugte erste, zweite bzw. dritte Impulsreihe bei jedem Zähischritt des Sechszählers wiederholt werden; eine erste Modulatorschaltung, die in nacheinander einer ersten, zweiten und dritten Zählstellung des Sechszählers die erste, zweite bzw. dritte Impulsreihe und die Trägerwelle einer ersten Modulationsgatterschaltung zuführt, die die Trägerwelle und die respektiven Impulsreihen gemäss einer UND-Funktion kombiniert, und in nacheinander einer vierten, fünften und sechsten Zählstellung des Sechszählers die erste, zweite bzw. dritte Impulsreihe und die Trägerwelle einer zweiten Modulationsgatterschaltung zuführt, die die Trägerwelle und die Invertierten der respektiven Impulsreihen gemäss einer ODER-Funktion kombiniert, sowie eine erste Ausgangsgatterschaltung, die Ausgangssignale der ersten und der zweiten Modulationsgatterschaltung gemäss einer ODER-Funktion kombiniert.11. Schaltung nach Anspruch 10 zum Erzeugen dreiergegeneinander über 120° in der Phase verschobener und in709882/0653PIIN8. 12.19765 ;ϊ71 5882der Impulsbreite modulierter Signale, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung weiter enthält: eine zweite Modulatorschaltung, die in nacheinander der dritten, vierten und fünften Zählstellung des Sechszählers die erste, />cite bzw. dritte Impulsreihe und die Trägerwelle einer dritten Modulationsgatterschaltung zuführt, die die Trägerwelle und die respektiven Impulsreihen gemäss einer UND-Funktion kombiniert, und die nacheinander in der sechsten, ersten und zweiten Zählstellung des Sechszählers die erste, zweite bzw. dritte Impulsreihe und die Trägerwelle einer vierten Modulationsgatterschaltung zuführt, die die Trägerwelle und die Invertierten der respektiven Impulsreihen gemäss einer ODER-Funktion kombiniert; eine dritte Modulatorschaltung, die nacheinander in der fünften, sechsten und ersten Zählstellung des Sechszählers die erste, zweite bzw. dritte Impulsreihe und die Trägerwelle einer fünften Modulationsgatterschaltung zuführt, die die Trägerwelle und die respektiven Impulsreihen gemäss einer UND-Funktion kombiniert, und die nacheinander in der zweiten, dritten und vierten Zählstellung des Sechszählers die erste, zweite bzw. dritte Impulsreihe und die Trägerwelle einer sechsten Modulationsgatterschaltung zuführt, die die Trägerwelle und die jInvertierten der respektiven Impulsreihen gemäss einor ODER- ,i Funktion kombiniert; eine zweite Ausgangsgatterschaltung, die j Ausgangssignale der dritten und der vierten Modulationsgatterschaltung gemäss einer ODER-Funktion kombiniert, und eine dritte Ausgangsgatterschaltung, die Ausgangssignale der fünften und der sechsten Modulationsgatterschaltunfc gemäss einer ODER-Funktion kombiniert.709882/0653PHN 8362 8. 12. 197<J12. Schaltung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung enthält: eine Schaltung, mit deren Hilfe synchron mit dem ersten Taktsignal Startimpulse für den ersten Zähler erzeugt werden, wobei das Verhältnis zwischen der Frequenz des ersten Taktsignals und der Wiederholungsfrequenz der Startimpulse 1 : a beträgt; erste Mittel zur Einstellung des Faktors a; einen ersten einstellbaren Teiler, der zwischen dem Eingang des ersten Zählers und dem Eingang für das zweite Taktsignal angeordnet ist, und der das zweite Taktsignal durch einen Faktor b in der Frequenz teilt, und zweite Mittel zur Einstellung des Faktors b, derart, dass das Verhältnis b/a konstant ist.13. Schaltung nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung exnen zweiten einstellbaren Teiler mit einem Dividenden m enthält, von dem ein Ausgangssif^ial als Zählsignal dem η-Zähler zugeführt wird und der zwischen dem ersten Eingang und einer Schaltung zum Erzeugen von Startimpulsen für den ersten Zähler angeordnet ist, wobei der Dividend einstellbar ist und wobei die Anzahl von Zählschritten η des η-Zählers derart einstellbar ist, dass das produkt run konstant ist.14. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung enthält: einen dritten Eingang zur Aufnahme einer dritten Taktsignals; einen Referenzzähler zum Zählen der Impulse des dritten Taktsignals; eine Schaltung zum Ableiten eines periodischen Signals aus einem ersten Taktsignal zum709882/0653PIlN. 8362 8. 12.1976Starten und Stoppen des Referenzzählers, wobei die ZSlildauer des Referenzzählers durch die Frequenz des ersten Zähl signals bestimmt wird, und wobei der Referenzzähler nach jeder Zähl— periode zurückgesetzt wird; eine Gatterschaltung zum Auslesen des Standes des Referenzzählers jeweils am Ende einor Zählperiode des Referenzzählers, wobei die Gatterschaltung Stellungen des Referenzzählers innerhalb bestimmter Bereiche detektiert, die sich aneinander anschliessen: eine Speicherschaltung zur Speicherung des von der Gatterschaltung detektierten Bereiches, sowie Mittel zur Steuerung der Gatterschaltung als Funktion der in der Speicherschaltung gespeicherten Information, derart, dass ein bestimmter Bereich, der von einer Gatterschaltung detektiert wird, falls die in der Speicherschaltung gespeicherte Information diesem Bereich entspricht, zu beiden Seiten den entsprechenden Bereich, fUr den die Gatterschaltung empfindlich ist, falls die in der Speicherschaltung gespeicherte Information nicht diesem Bereich entspricht, überlappt. 15· Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Teil einer Steuer vorrichtung für einen aus einer Gleichspannungsquelle über Schalter gespeisten Drehstrommotor bildet, wobei der erste Eingang mit einem ersten Taktsignalgenerator und der zweite Eingang mit einem zweiten Taktsignalgenerator verbunden ist.709882/0653
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