DE2723299C3

DE2723299C3 - Anordnung mit einem Einstellknopf zum Erzeugen von Fortschaltimpulsen für ein digitales Stellglied

Info

Publication number: DE2723299C3
Application number: DE2723299A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 7412 Eningen Harzer
Original assignee: Wandel & Goltermann & Co 7412 Eningen De GmbH
Current assignee: Wandel & Goltermann & Co 7412 Eningen De GmbH
Priority date: 1977-05-24
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1981-06-19
Also published as: GB1570668A; DE2723299A1; FR2392439B1; US4220849A; FR2392439A1; DE2723299B2

Description

Anordnung mit einem insbesondere von Hand

betätigbaren Einstellknopf, von dessen Drehbewegung Fortschaltimpulse für einen Vor-Rückwärts-Zähler 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 übertragungstechnischen 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 r> 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- y> 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 lautend t'i änderndem Zählerstand der Intervalloszillator quasikontinuierlich abgestimmt wird. Dabei werden die Forlschaltimpulse aus je nach dem Drehsinn und der Drehgeschwindigkeit des Einstellknopfes unterschiedlichen Fortschaltimpulsfolgen abgeleitet, die von Kontakten erzeugt werden, die vom E'nstellknopf aus mechanisch betätigt werden.

Die bekannte Anordnung hat die Nachteile, daß sie zufolge der Verwendung mechanischer Kontakte platz-, material- und arbeitsaufwendig sowie störanfällig ist. ΙΊ 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 Vi gesteuerte Kontakte auskommen. Weiterhin ist es gelegentlich sehr vorteilhaft, wenn kein linearer Zusammenhang zwischen der Drehgeschwindigkeit des Einstellknopfes und der Frequenz der Fortschaltimpulse besteht.

v> 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 wi 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. cxponcnticllcn Zusarn- >■'< menhiing /wischen der Drehgeschwindigkeit Vp lies Einstellknopfes und der Frequenz f/ der Fortschalt· impulse (ih = c^ky!>), wodurch sich eine grölte l.rlcichterung beim Obersireichen großer Kinstcllbereiche ergibt

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

Fig. I 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 ein als Integrierglied wirkendes /?C-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. Ihre i~weils anderen Eingänge sind mit dem Abgriff eines eine positive bzw. negative Referenzspannungen abgebenden Potentiometers 12 bzw. 13 verbunden.

Die Ausgänge der Operationsverstärker 10 und Il 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 Impulsformers 15 verbunden ist. Die Ausgänge der Operationsverstärker 10 und 11 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 Impulsformers 15 liegen. Die Ausgänge der Und-Schaltung 18 und der Und-Nichl-Schaltung 19 liegen über je e^;nen 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 Zeilkonstante des /?C-Gliedes 3, 4 verlaufende Spannungsänderung am Kondensator 4 und damit am Eingang des Verstärkern 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. II ausreichenden Wert ansteigt oder abfällt. Fällt beispielsweise in der einen Drehrichtung des Drehknopfcs I die Eingangsspannung des Opcniiionsverstärkers 5 auf negative Werte ;ib. so sleigl dessen Ausgangsspanniing, und die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 10. die gleichzeitig am Rück· wärts/ähleingangdes V:>r-Rückwäris-/.ahlers Ifiur.d an je einem Eingang der Oder-Schaltung 14 und der Und-Nicht-Schaltung 19 anliegt, wechselt in dem Augenblick von einem 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-Zählers 16 ab, so daß die Ausgangsspannung der Und-Nicht-Schaltung 19 kurzzeitig abfällt

ι» 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.

ι "ι Ersterer wird über die Diode 9 zum Bezugspotential hin abgeleitet, durch letzteren wird die Diode 8 kurzzeitig leitend, wodurch der Kondensator 4 des /?C-Gliedes 3,4 so weit in positiver Richtung geladen wird, daß die Eingangsspannung des Operationsverstärkers 5 so weit

in ansteigt, no daß seine Ausgangsspannung wieder auf einen unter der vom Potentiometer 12 gelieferten Referenzspannung liegenden Wert >üsinkt. Beim Weiterdrehen des Drehknopfes 1 sinkt die Spannung am /?C-Glied wieder, bis sich das Spiel wiederholt. Die

>> sich dabei einstellende Impulsfrequenz, mit der der Vor-Rückwärts-Zähler 16 zurückgezählt wird, ist dabei linear von ser Drehgeschwindigkeit des Dreknopfes 1 abhängig.

In ähnlicher Weise sinkt die Ausgangsspannung des

«ι 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 Operations-

n Verstärkers 11, 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

•i» 16 um eine Einheit vorwärtsschaltet und der die Und-Schaltung 18 zur Abgabe eines Impulses veranlaßt, der über den Kondensator 20 auf den Verbindungspunkt 22 der Dioden 6 und 7 gelangt. Die positive Vorderflankc dieses Impulses erzeugt einen positiven

Γ) Impuls, der über die Dicde 7 zum Bezugspoter.tial hin abgeleitet wird, und die negative Rückflanke erzeugt einen negativen Impuls, der den Kondensator 4 so weit entlädt, daß der Operationsverstärker U wieder in seine Ausgangslage zurückkehrt, so daß sich auch hier das

vi Spiel, jedoch unter Vorwärtsschalten des Zählers 16, wiederholt.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, von dem in F i g. 2 ein Ausschnitt dargestellt ist und das im übrigen im wesentlichen dem ersten

■.j Ausführuigsbeispiel entspricht, ist die den Anstieg bzw. den Abfall der am inverlierenden Eingang des Operationsverstärker*. 3 anliegenden Spannung·bestimmende Zeitkonstante des integrierenden /?C-Gliedes 3, 4 spannungsabhängig. Sie nimmt mit dem Betrag der

mi anliegenden Spannung in der Weise ab, daß sich ein annähernd exponenueller Zusammenhang //.= e*^vo zwischen der Fortsehaltfrequenz f_F des Zählers 16 und der Drehzahl np des Drehknopfes I ergibt. Diese Spannungsabhängigkeit ergibt sich durch an sich

'■ bekanntes Parallclschaltcn zweier antiparallclcr Dioden 22, 32 zum Widerstand 3 des AJC'-Gliedes 3,4. „

Ein drittes, nicht näher dargestelltes Ausffihrungsbcispit'l. bei dem ähnlich wie beim zweiten Ausliihrungsbei-

spiel ein mit der Drehzahl /ι» ansteigendes übersetzungsverhältnis /wischen der Drehzahl rtn und der l'ortschaltfreqiienz f\ besteht, ergibt sich durch Einfügen eines nicht näher dargestellten spannungsabhängigen (jegcnkupplungsnetz.werkes /wischen Bezugspotential 24, dem nichtinvertierendcn Hingang 25 und dem Ausgang 26 des ersten Operationsverstärkers 5(F ig. 2). Von einem vierten Aiisführiingsbcispicl der llrfin dung, das im wesentlichen dem ersten Aiisführungsbei spiel entspricht, ist in I'ig. i ein Ausschnitt dargestellt, der eine an die Stelle des in der Anordnung genial! Cig. I b/.w. Γ i g. 2 enthaltenden Impiilsformers 1% tretende Impiilsschaltung zeigt. Sie liefen an die mit dem Takteingang ties Zählers 16 und mit den beiden anderen Hingängen der Und-.Schaltung 18 und tier I Ind-Nicht-Sehalüing 19 verbundene Klemme 27 dann einen I ortschaltimpiils, wenn der mit der Klemme 28 verbundene Ausgang der Odei Schaltung 14 ein Signal liihri und gleichzeitig eine Impulsqiiclle 29 einen Impuls liefen.

Hierzu liegt die Klemme 27 am Ausgang einer I ¹IuI-Si'haltung 30. deren einer Hingang mit dem Ausgang (J eines D-I'hp-Hops 51 und deren anderer Hingang mit dem Ausgang der lmpulsc|uelle 29 und mit dem Takteingang (des I) Hip-Hops verbunden ist. und die Klemme 28 liegt am D-hingang I) und am Rückstelleingang K des D Hip-Hops 31

Auf diese Weise koin/idicrl der an der Klemme 27 erscheinende lOnschaliimpiils für den Zähler If) mil dem Steuerimpuls der Impulsquelle 29. die ihrerseits an einer Klemme M swuhromsierhar ist. Dies kann für die Anwendung der Anordnung in l'rctjiien/ Synihcsi/eru von Ik'deuliing sein.

I licizu I

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung mit einem insbesondere von Hand betätigbaren Einstellknopf, von dessen Drehbewegung drehrichtungs- und drehgeschwindigkeitsabhängige Fortschaltimpulse für einen Vor-Rückwärts-Zähler 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 überiragungstechnischen 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 dos Tachogeneroitj-s 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 Integriergliede- (3, 4) verbundenen Entladeimpulsschaltung (6,7,8,9,21,22) bestimmen und über eine Oder-Schaltung (14) einen Impulsformer (15) zur Abgabe eines Fortschaltimpulses an den Vor-Rückwärts-Zähler (16) und an die Enllav.iimpulsschaltung 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 Umwandlungskcnnlinie aufweisenden Spannirngs- Frequenz-Wandlers ein Glied mit nichtlinearer Ampliiudenübertragungscharakteristik 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 RC-Integrierglied (3,4) ist, das im Längszweig zwei antiparallcle Dioden(22,23)enthält,(Fig. 2).

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das 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 koinzidicrende Fortschaltimpulse erzeugt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer aus einer die Fortschaltimpulse an seinem Ausgang (27) abgebenden Und-Schnltung (30) und einem D-Flip-Flop (Jl) besieht, dessen /weiter Ausgang Q mit dem einen Eingang der Und-Schaltung (30). dessen Takteingang C mit dem anderen F.ingang der lind-Schal· Hing (30) und mit einer Impulsquellc (29) und dessen erster Eingang D zusammen mit dessen Rückstelleingang 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.