DE2723299B2

DE2723299B2 - Anordnung mit einem Einstellknopf zum Erzeugen von Fortschaltimpulsen für ein digitales Stellglied

Info

Publication number: DE2723299B2
Application number: DE2723299A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 7412 Eningen Harzer
Original assignee: Wandel & Goltermann & Co 7412 Eningen GmbH
Current assignee: Wandel & Goltermann & Co 7412 Eningen GmbH
Priority date: 1977-05-24
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1980-06-19
Also published as: DE2723299C3; GB1570668A; US4220849A; FR2392439B1; DE2723299A1; FR2392439A1

Description

Anordnung mit einem insbesondere von Hand betätigbaren Einstellknopf, von dessen Drehbewegung Fortschaltimpulse für einen Vor-Rückwärts-Zähler

rs abgeleitet werden, der Parallelinformationen zum Einstellen eines digital einstellbaren Stellgliedes abgibt, insbesondere zum Abstimmen eines digital in kleinen Schritten in der Frequenz einstellbaren Generators für einen Sender und/oder Empfänger eines übertragungs technischen Meßgerätes oder eines Funkgerätes.

Eine derartige Anordnung dient zur Bereitstellung nach ihrem Zahlenwert aufeinanderfolgender, Parallelform aufweisender Einstellbefehle für digitale Stellglieder in Sendern oder Empfängern von Meß- oder Funkgeräten, mit denen beispielsweise die Abstimmfrequenz, der Sendepegel, die Empfängerempfindlichkeit, die Bandbreite oder der Pegelmeßbereich oder sonstige Kenngrößen eingestellt werden. Aus der DE-PS 9 77 780 ist ein Überlagerungsemp fänger mit einem digital in Schritten einstellbaren Intervalloszillator und mit einem von Hand betätigbaren Einstellknopf bekannt, von dessen Drehbewegung Fortschaltimpulse für einen Ringzähler abgeleitet werden, in Abhängigkeit von dessen sich laufend änderndem Zählerstand der intervalloszillator quasikontinuierlich abgestimmt wird. Dabei werden die Fortschaltimpulse aus je nach dem Drehsinn und der Drehgeschwindigkeit des Einstellknopfes unterschiedlichen Fortschaltimpulsfolgen abgeleitet, die von Kontak-

■to ten erzeugt werden, die vom Einstellknopf aus mechanisch betätigt werden.

Die bekannte Anordnung hat die Nachteile, daß sie zufolge der Verwendung mechanischer Kontakte platz-, material- und arbeitsaufwendig sowie störanfällig ist.

4". Außerdem ist die erzeugte Fortschaltimpulsfrequenz proportional zur Drehgeschwindigkeit des Einstellknopfes, so daß nur ein relativ beschränkter Bereich von Einstellgeschwindigkeiten erreichbar ist. Derartige Anordnungen sollen aber ohne mechanisch

V) gesteuerte Kontakte auskommen.' Weiterhin ist es gelegentlich sehr vorteilhaft, wenn kein linearer Zusammenhang zwischen der Drehgeschwindigkeit des Einstellknopfes und der Frequenz der Fortschaltimpulse besteht.

r> Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie ohne mechanische Kontakte auskommt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen

M) Mitteln.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ergibt sich durch Anwendung der im Anspruch 3 angegebenen Mittel. Auf diese Weise erhält man einen progressiven, /.. B. exponentiellen Zusam-

M menhang zwischen der Drehgeschwindigkeit Vp des Einstellknopfes und der Frequenz fp der Fortschaltimpulse (fF=c^kv'^}), wodurch sich eine große Erleichterung beim Überstreichen großer Einstellberciche ergibt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand dreier Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. Hierbei zeigt

F i g, 1 ein teilweise vereinfacht dargestelltes Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig,2 einen Ausschnitt aus einem Schaltbild eines zweiten bzw. dritten Ausführungsbeispiels und

Fig,3 einen Ausschnitt aus einem Schaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel liegt ein mit einem Drehknopf 1 gekuppelter, Gleichspannung abgebender Tachometergenerator 2 über dn als Integriergtfed wirkendes ÄC-Glied 3,4 am invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 5. Zwischen diesem Eingang und einem Spannungsbezugspunkt (Masse) liegen außerdem zwei gegensinnig parallel geschaltete, aus je zwei gleichsinnig in Reihe geschalteten Dioden 6, 7; 8,9 bestehende Zweige. Der Ausgang- des Operationsverstärkers 5 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Operations-Verstärkers 10 und mit dem invertierenden Eingang eines dritten Operationsverstärkers 11 verbunden, die beide als Schwellwertdetektoren dienen. IKe jeweils anderen Eingänge sind mit dem Abgriff eines eine positive bzw. negative Referenzspannungen abgebenden Potentiometers 12 bzw. 13 verbunden.

Die Ausgänge der Operationsverstärker 10 und 11 liegen an den Eingängen einer Oder-Schaltung 14, deren Ausgang mit dem Eingang eines Impulsformers 15 (Schmitt-Trigger) verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 10 ist mit einem Rückwärts- und der Ausgang des Operationsverstärkers 11 ist mit einem Vorwärts-Zähleingang eines Vor-Rückwärts-Zählers 16 verbunden, der an seinen Parallelausgängen 17 eine Parallelinformation zum Einstellen eines nicht näher dargestellten Stellgliedes eines digital in kleinen Schritten in der Frequenz einstellbaren Generators abgibt.

Der Vor-Rückwärts-Zähler 16 besitzt außerdem einen Takteingang, der mit dem Ausgang des Impulsionmers 15 verbunden ist. Die Ausgänge der Operationsverstärker 10 und Il sind außerdem jeweils mit einem Eingang einer Und-Schaltung 18 und einer Und-Nicht-Schaltung 19 verbunden, deren jeweils anderen Eingänge ebenfalls am Ausgang des impulsformer 15 liegen. Die Ausgänge der Und-Schaltung 18 und der Und-Nichl Schaltung 19 liegen über ^e einen Kondensator 20 bzw. .21 jeweils am Verbindungspunkt 22 bzw. 23 zweier gleichsinnig in Reihe geschalteter Dioden 6, 7 bzw. 8,9.

Der Tachogenerator 2 gibt eine von seiner jeweiligen Drehgeschwindigkeit nach Betrag und Vorzeichen abhängige Gleichspannung ab, die eine entsprechend der Zeitkonstante des /?C-Gliedes 3, 4 verlaufende Spannungsänderung am Kondensator 4 und damit am Eingang des Verstärkers 5 verursacht, dessen Verstärkungsfaktor so hoch bemessen ist, daß seine Ausgangsspannung auch noch bei einer sehr geringen Drehgeschwindigkeit auf einen zum Ansprechen eines der als Schwellwertschalter arbeitenden Operationsverstärker 10 bzw. tt ausreichenden Wert ansteigt oder abfällt. Fällt beispielsweise in der einen Dfehfichfung des Drehknopfcs 1 die Eingangsspanniing des Operationsverstärkers 5 auf negative Werte ab, so steigt dessen Ausgangsspanriung, und die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 10, die gleichzeitig am Rückwärtszähleingangdcs Vor-Rückwärts-Zählers 16 und an je einem Eingang der Oder-Schaltung 14 und der

Und-Nicht-Schaltung 19 anliegt, wechselt in dem Augenblick von einerr negativen zu einem positiven Wert, in dem die Spannung an seinem invertierenden Eingang die vom Potentiometer 12 gelieferte Referenzspannung übersteigt Gleichzeitig gibt der Impulsformer

15 einen Impuls an Eingänge der Und-Schaltung 18, der Und-Nicht-Schaltung 19 sowie an den Takteingang des Vor-Rückwärts-Zähiers 16 ab, so daß die Ausgangsspannung der Und-Nicht-Schaltung 19 kurzzeitig abfällt und der Zähler 16 um eine Einheit zurückschaltet Dieser kurzzeitige Spannungsabfall gelangt über den Kondensator 21 an den Verbindungspunkt der Dioden 8,9, wobei seine Vorderflanke einen negativen Impuls und die Rückflanke einen positiven Impuls erzeugen. Ersterer wird über die Diode 9 zum Bezugspotential hin abgeleitet, durch letzteren wird die Diode 8 kurzzeitig leitend, wodurch der Kondensator 4 des ÄC-Gliedes 3,4 so weit in positiver Richtung geladen wird, daß die Eingangsspannung des Operationsverstärkers 5 so weit ansteigt, so daß seine Ausgangsspannung wieder auf einen unter der vom Potentiometer 12 gelieferten Referenzspannung liegenden Were absinkt- Beim Weiterdrehen des Drehknopfes 1 sinkt die Spannung am ÄC-Glied wieder, bis sich das Spiel wiederholt Die sich dabei einstellende Impulsfrequenz, mit de; der Vor-Rückwärts-Zähler 16 zurückgezählt wird, ist dabei linear von der Drehgeschwindigkeit des Dreknopfes ! abhängig.

In ähnlicher Weise sinkt die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 5 solange auf tiefere negative Werte ab. wenn der Dreknopf 1 im umgekehrten Drehsinn gedreht wird, bis sie die vom Potentiometer 13 gelieferte Referenzspannung unterschreitet. Ist dies der Fall, so wechselt die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers U₁ die an einem Eingang der Oder-Schaltung 14, am Vorwärts-Zähleingang des Zählers 16 und am einen Eingang der Und-Schaltung 18 liegt, plötzlich von einem negativen zu einem positiven Wert, wobei der Impulsformer 15 einen Impuls abgibt, der den Zähler

16 um eine Einheit vorwärtsschaltet und der die Und-Schaltung 18 zur Abgabe eines Impulses veranlaßt der Ober den Kondensator 20 auf den Verbindungspunkt 22 der Dioden 6 und 7 gelangt. Die positive Vorderflanke dieses Impulses erzeugt einen positiven Impuls, der über die Diode 7 zum Bezugspolontial hin abgeleitet wird, und die negative RückDanke erzeugt einen negativen Impuls, der den Kondensator 4 so weit entlädt, daß der Operationsverstärker 11 wieder in seine Ausgangslage zurückkehrt, so daß sich auch hier das Spiel, jedoch unter Vorwärtsschalten des Zählers 16, wiederholt.

Bei einem zweiton Ausführungsbeispiel der Erfindung, von dem in Fig.2 ein Ausschnitt dargestellt ibt und das im übrigen im wesentlichen dem ersten Ausfünrungsbeispiel entspricht, ist die den Anstieg bzw. den Abfall der am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 5 anliegenden Spannung bestimmende Zeitkonstante des integrierenden ÄC-Gliedes 3, 4 spannungsabhängig. Sie nimmt mit dem Betrag der anliegenden Spanrjng in der Weise ab, daß sich ein annähernd exponentieller Zusammenhang f_F=c^kvn zwischen der Fortschaltfrequenz /Vdes Zähleis 16 und der Drehzahl no des Drehknopfes 1 ergibt. Diese Spannungsabhängigkeit ergibt sich durch an sich bekanntes Parallelschalten zweier antiparalleler Dioden 22, .12 zum Widerstar.H 3 des /?C-Gliedes 3.4. „

Ein drittes, nicht näher dargestelltes Ausführurigsbcispiel, bei dem ähnlich wie beim zweiten Ausführungsbei-

spiel ein mit der Drehzahl no ansteigendes Obersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl np und der Fortschaltfrequenz ^besteht, ergibt sich durch Einfügen eines nicht näher dargestellten spannungsabhängigen Gegenkopplungsnetzwerkes zwischen Bezugspotential 24, dem nichtinvertierenden Eingang 25 und dem Ausgang 26 des ersten Operationsverstärkers 5 (F i g. 2). Von einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht, ist in Fig.3 ein Ausschnitt dargestellt, der eine an die Stelle des in der Anordnung gemäß Fig. 1 bzw. Fig.2 enthaltenden Impulsformers 15 tretende Impulsschaltung zeigt. Sie liefert an die mit dem Takteingang des Zählers 16 und mit den beiden anderen Eingängen der Und-Sciialtung 18 und der Und-Nicht-Schaltung 19 verbundene Klemme 27 dann einen Fortschaltimpuls, wenn der mit der Klemme 28 verbundene Ausgang der Oder-Schaltung 14 ein Signal führt und gleichzeitig eine Impulsquelle 29 einen Impuls liefert.

Hierzu liegt die Klemme 27 am Ausgang ;iner

Und-Schaltung 30, deren einer Eingang mit dem Ausgang Q eines D-Flip-Flop's 31 und deren anderer Eingang mit dem Ausgang der Impulsquelle 29 und mit dem Takteingang C des D-Flip-Flop's verbunden ist. und die Klemme 28 liegt am D-Eingang D und am

in Rückstelleingang /?des D-Flip-Flop's 31.

Auf diese Weise koinzidiert der an der Klemme 27 erscheinende Fortschaltimpuls für den Zähler 16 mit dem Steuerimpuls der Impulsquelle 29, die ihrerseits an einer Klemme 32 synchronisierbar ist. Dies kann für die

i-j Anwendung der Anordnung in Frequenz-Synthesizern von Bedeutung sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen

Claims

Patentansprüche:

U Anordnung mit einem insbesondere von Hand betätigbaren Einstellknopf, von dessen Drehbewegung drehrichtungs- und drehgeschwindigkeitsabhängige Fortschaltimpulse für einen Vor-Rückwärts-Zähler abgeleitet werden, der Parallelmfarmationen zum Einstellen eines digital einstellbaren Stellgliedes abgibt, insbesondere zum Abstimmen eines digital in kleinen Schritten in der Frequenz einstellbaren Generators für einen Sender und/oder Empfänger eines übertragungstechnischen Meßgerätes oder eines Funkgerätes, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellknopf (1) mit einem Tachogenerator (2) in Wirkverbindung steht, dessen Ausgangsspannung über ein Integrierglied (3, 4) einen Spannungs-Frequenz-Wandler steuert, dessen Ausgangsimpulse entsprechend dem Vorzeichen und der Größe der Ausgangsspannung des Tachogencrators den Vor-Rückwärts-Zähler (16) betätigen,
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tachogenerator (2) über das Integrierglied (3, 4) mit dem Eingang eines Verstärkers (5) verbunden ist, an dessen Ausgang zwei unterschiedlich vorgespannte Schwellwertschaltungen (10, 11) liegen, deren Ausgangssignale jeweils eine der beiden Zählrichtungen des Vor-Rückwärts-Zählers (16) und die Polarität des Ausgangsimpulses einer mit dem Speicher (4) des Integrierglieries (3, 4) verbundenen Entladeimpulsschal tung (6,7,8,9,21,22) bestimmen und über eine Oder-Schaliung (14) einen impulsformer (15) zur Abgabe eines Fortschakimpulses an den Vor-Rückwärts-Zähler (16) und an die En:i .deimpulsschaltung veranlaßt.
3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Tachogenerators (2) und dem Eingang (4a) des eine im wesentlichen lineare Umwandlungskennlinie aufweisenden Spannungs-Frequenz-Wandlers ein Glied mit nichtlinearer Amplitudenübertragungscharakteristik eingefügt ist
4. Anordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine progressive Amplitudenübertragungscharakteristik des eingefügten Gliedes.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eingefügte Glied ein /?C-lntegrierglied (3,4) ist, das im Längszweig zwei antiparallele Dioden (22,23) enthält, (F i g. 2).
6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß da«, eingefügte Glied ein mittels eines nichtlinearen Widerstandes (Diode) gegengekoppelter Verstärker (5) ist, (Klemmen 24,25,26 in F i g. 2).
7. Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer mit Impulsen einer äußeren Impulsquelle koinzidierende Fortschaltimpulse erzeugt.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer aus einer die Fortschaltimpulse an seinem Ausgang (27) abgebenden Und-Schaltung (30) und einem D-Flip-Flop (.31) besteht, dessen zweiter Ausgang Q mit dem einen Eingang der Und-Schaltung (30), dessen Takteingang C mit dem anderen Eingang der Und-Schaltung (30) und mit einer Impulsquelle (29) und dessen erster Eingang D zusammen mit dessen Rüokstelleingang R an einer mit dem Ausgang der Oder-Schaltung (14) verbundenen Klemme (28) liegen.

9, Anordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in einem Frequenzsynthesegenerator,