DE2806137A1

DE2806137A1 - Digitaler funktionsgenerator

Info

Publication number: DE2806137A1
Application number: DE19782806137
Authority: DE
Inventors: Francis A Fluet
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1977-02-14
Filing date: 1978-02-14
Publication date: 1978-08-17
Also published as: JPS5399845A; GB1569048A; FR2380672A1; IT1093278B; BE863946A; JPS6054706B2; US4095275A; IT7820150A0; FR2380672B1; DE2806137C2

Description

1 ^ 7 FLEUCHAUS&WEHSER 6QUO \ j/

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 71, ¹³· ^Fe^br· ¹⁹⁷⁸ Melchiorstraße 42

WSllOP-1731

Westinghouse Electric Corp Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania 15222, USA

Digitaler Funktionsgenerator

Die Erfindung betrifft einen digitalen Funktionsgenerator zur Erzeugung eines Signals mit einer vorgegebenen Schwingungsform durch Impulsbreitenmodulation, vorzugsweise einer Sinusschwingung und einer Kosinusschwingung.

Im Bereich der numerischen Steuerung der Koordinatenwandlung und vielen anderen Anwendungsgebieten werden häufig zwei Sinusschwingungen benötigt, die um 90 gegeneinander phasenverschoben sind. Derartige Sinusschwingungen können ohne weiteres mit aufwendigen Apparaturen erzeugt werden, jedoch ergibt sich als einfachste Möglichkeit, eine genaue 90 -Phasenverschiebung zu erhalten, die Ableitung einer Schwingung von einem Zähler, der mit einer konstanten Taktfrequenz angetrieben ist. Es ist jedoch bekannt, daß Rechteckschwingungen sehr viel Harmonische enthalten, so daß ein erheblicher Filteraufwand erforderlich wird. In diesem Zusammenhang ist es bereits bekannt, daß durch die Unterdrückung der nicht gewünschten ungeradzahligen Harmo _

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nischen, z.B. der dritten, fünften und siebten Harmonischen, der Filteraufwand beträchtlich reduziert werden kann.

In einem unter dem Titel "Reduce Static Inverter Weight and Cost by Harmonie Neutralization" von P. W. Koetsch geschriebenen und in "EDN" im Verlag Cahners Publishing Co. Inc., Boston, Mass., am 15. Jan. 1971 erschienenen Aufsatz wird ein Verfahren zur Unterdrückung der ungeradzahligen Harmonischen bei einer Rechteckschwingung beschrieben, und zwar unter Verwendung einer Impulsbreitenmodulation. In diesem Aufsatz wird eine statische Umkehrstufe im Umschaltbetrieb beschrieben, die Rechteckschwingungen mit ungeradzahligen Harmonischen erzeugt. Da lediglich die Grundschwingung von Interesse ist, wurde ein Impulsbreitenmodulationsverfahren dazu benutzt, die lästigen Harmonischen zu eliminieren. Bei diesem Verfahren wird das Ein- und Ausschalten zur Erzeugung der Rechteckschwingung mit unterschiedlicher Impulsbreite mit Hilfe eines stabilen Oszillators und eines Zählverfahrens gesteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten digitalen Funktionsgenerator auf der Basis des Umschaltprinzips zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Zähler, einen Speicher, welcher in Abhängigkeit von den Zählern gelieferten Ausgangssignalen als Adressen erste, eine bestimmte vorgegebene Schwingungsform definierende Ausgangssignale und ein bestimmtes vorgegebenes Modul definierende Ausgangssignale liefert; einen Modulo-m-Zähler mit veränderbarem Modul, das in Abhängigkeit des vom Speicher gelieferten Moduls bis zu dem entsprechenden Zählzustand zählt und ein Endsignal an die Zähler liefert; und einen Taktgeber, der die Zähler sowie den Modulo-m-Zähler weiterschaltet, wobei die Zähler vom Endsignal jeweils in den nächsten Zählzustand weitergeschaltet werden, um den Speicher auf die nächste Adressenposition

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weiter zuschalten, so daß dieser Speicher programmgemäß das nächste Modul an den Modulo-m-Zähler liefert und sich die pulsbreitenmodulierte Schwingungsform als Funktion der Zeitdauer der Zählzustände der Zähler ergibt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Ein digitaler Funktionsgenerator mit besonders vorteilhafter Ausgestaltung zur Erzeugung einer Sinus- und einer Kosinus schwingung verwendet einen Nur-Lese-Speicher (ROM) zur Steuerung eines Modulom-Zählers. Dieser ROM-Speicher wird mit Hilfe der Zähler adressiert., wobei das A us gangs signal des Zählzustandes höchster Wertigkeit direkt an die logische Verknüpfungsschaltung angelegt wird. Die entsprechend der Adressierung abgegebenen programmierten Ausgangssignale des ROM-Speichers werden bis auf zwei dieser Signale an den Modulo-m Zähler übertragen, wogegen die beiden verbleibenden Signale die einer Sinushalbwelle und einer Kosinushalbwelle zugeordneten logischen Signalzustände in Form logischer 1 und 0 sind. Wenn der Modulo-m-Zähler den dem vom ROM-Speicher eingegebenen Modul entsprechenden Zählzustand erreicht hat, wird das Endsignal erzeugt, welches einerseits zum Auslöseeingang des Modulo-m-Zählers und andererseits zurück zum ersten Zähler übertragen wird. Dadurch wird der erste Zähler um einen weiteren ZähJschritt weitergeschaltet und der ROM-Speicher veranlaßt, das nächstfolgende neue Modul zum Modulo-m-Zähler zu übertragen. Sobald dieser Modulo-m-Zähler in Bereitschaft geschaltet ist, empfängt er dieses Signal vom ROM-Speicher entsprechend dem zuvor eingestellten Zählzustand der Zähler.

Die Zeit-

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Die Zeitdauer für den Zählzustand des ersten Zählers bestimmt die Zeitdauer der logischen 1 und 0 für die der Sinus- und Kosinushalb welle zugeordneten Ausgangssignale des .ROM-Speichers. Diese der Sinus- und der Kosinushalbwelle zugeordneten logischen Signale sowie das Signal mit der höchsten Wertigkeit von dem dem ROM-Speicher vorgeschalteten Zähler werden an eine logische Verknüpfungsschaltung übertragen, um daraus die impulsbreitenmodulierte Sinus- und Kosinus schwingung abzuleiten.

Der ROM-Speicher ist derart programmiert, daß ein gewünschtes Impulsbreitenmuster zur Verfügung gestellt wird. Wenn dieses Muster geändert werden soll, um bestimmte andere Harmonische zu eliminieren oder minimalisieren, wird der ROM-Speicher durch einen entsprechend programmierten anderen ROM-Speicher ersetzt.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Sinus-Kosinusgenerators gemäß der Erfindung;

Fig. 2A und 2B Tabellen, aus welchen der programmatische Aufbau des Nur-Lese-Speichers (ROM-Speicher) gemäß Fig. 1 hervorgeht, um variable Module zu liefern;

Fig. 3 und 4 Schwingungsformen zur Erklärung der Wirkungsweise des Generators.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines eine Impulsbreitenmodulation verwendenden Sinus-Kosinusgenerators 10 dargestellt. In diesem Generator werden digital die nachfolgenden Signale erzeugt:

809833/1048 a) eine

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S«i»e: ff JJ Unser Zeichen: WSIl OP- 1731

a) eine Sinus "-Schwingung SINSQW

b) eine impulsbreitenmodulierte Sinusschwingung PWMSIN

c) eine impulsbreitenmodulierte Kosinus schwingung PWMCOS Diese Schwingungen können für die unterschiedlichsten Anwendungszwecke verwendet werden, bei welchen zwei um 90 phasenverschobene Sinusschwingungen benötigt werden. In der Darstellung wird der Sinus-Kosinusgenerator zur Erregung eines Drehtransformators bzw. eines Drehreglers RCT mit dem Bezugs zeichen 12 verwendet. Zur Erregung der Statorwicklungen S₁, S und S . S. des Drehreglers 12 sind zwei Sinusschwingungen erforderlich. Diese Sinusschwingungen müssen gegeneinander um 90 phasenverschoben sein. Es ist wichtig, daß diese 90 -Phasenverschiebung mit sehr hoh-^r Genauigkeit eingehalten wird. Am Ausgang des Drehreglers 12, und zwar an den Klemmen der Rotorwicklung R , R . steht ein Wechselstromsignal zur Verfügung, das von

J. Ct

dem Verstellwinkel funktionell abhängig ist. Wenn der Drehregler 12 z.B.

2 in einer numerischen Steuerung Verwendung findet, wird die Sinus Schwingung (SINSQW) als Markierung für die Synchronisation mit anderen Komponenten verwendet.

Der impulsbreitenmodulierte Sinus-Kosinusgenerator 10 umfaßt zwei binäre 4-Bit-Synchronzähler 14 und 16, einen Nur-Lese-Speicher 18 (ROM-Speicher), ein NICHT-Gatter 20, exklusive ODER-Gatter 22 und 24 sowie einen Modulo-m- Zähler 26 mit veränderbarem Modul und Treiberstufen28 und 30 sowie 32.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2A und 2B ist der ROM-Speicher 18 derart programmiert, daß an den Ausgängen Q₁ bis Q die in den

J. O

Tabellen angegebenen Werte anliegen. Die ROM-Adressen A , A , A , A und A werden von den Zählern 14 und 16 angesteuert, wobei der Zähler 14 im ROM-Speicher sechzehn Adressenpositionen von 00 bis OF ansteuert.

Nach

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Nach der Adressenposition OF erfolgt eine Übertragausgabe (CI) zum Zähler 16. Der ROM-Speicher 18 erhält nunmehr eine 1 an seiner A -Adresse. Anschließend werden die Adressenpositionen 10 bis IF angesteuert.

Der Adressenposition 00 gemäß Fig. 2A ist der Hexadezimalcode E9 zugeordnet, mit den Dualzahlen 1110 1001 für die Ausgänge Q₀ bis Q

O Ό

sowie Q bis Q . Die Dezimalziffer 23 hat ie binäre Schreibweise 010111. Das 2er Kompliment dieser Ziffer ist 101001, welches dem Wert an den

Ausgängen Q bis Q. des ROM-Speichers entspricht. Dieses Ausgangs-ο 1

signal des ROM-Speichers wird in den Modulo-m-Zähler 26 eingespeist und stellt.dessen Modul dar. Die Zähler 14, 16 und 26 werden mit einem 4MHz-Impuls getaktet. Die Zahl 23 ist die Zahl des 4MHz-Impulses, den der Modulo-m-Zähler 26 auszählen muß. Dieser Zähler 26 zählt aufwärts bis er in allen Stellen eine 1 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Endsignal EOST zum Zähler 14 abgegeben. Dieses Endsignal macht auch den Modulo-m-Zähler26 wieder einsatzbereit. Sobald der Zähler 14 von dem Endsignal EOST beaufschlagt wird, wird er in den nächsten Zustand weitergeschaltet, in welchem die nächste Adresse in den ROM-Speicher 18 eingespeist wird, um ein neues Modul an den Modulo-m- Zähler 26 abzugeben. Dieses neue Modul wird so lange in den Zähler 26 eingespeist, bis dieser am Eingang LD einsatzbereit gemacht wird. Im Modulo-m-Zähler 26 wird ein Status quo aufrechterhalten, bis er in allen Zählpositionen eine 1 einnimmt und ein weiteres Endsignal EOST an den Zähler 14 abgibt.

Die Ausgangssignale Q„ und Q₀ gemäß den Fig. 2A und 2B des ROM-Speichers entsprechen der Kosinushalbwelle COSHC und der Sinushalbwelle SINHC.

Der 4-Bit-Zähler 14 hat ein Modul von 16. Wie allgemein bekannt ist, können Zähler und auch Register nicht zwischen Zahlen unterscheiden, die

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ein ganzzahliges Vielfaches dieses Moduls sind. Um die Erörterung zu vereinfachen, wird die zweite Zählfolge des Zählers den Werten 16 bis 32, die dritte Zählfolge den Werten 32 bis 48 usw. zugeordnet, wobei man sich jedoch darüber im klaren ist, daß der Zähler in der Tat nur einfach sich selbst wiederholt, d. h. den Zählzyklus erneut durchläuft.

Die Erzeugung einer Sinus -Schwingung (SINSQW) ergibt sich unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 3 wie folgt. Der Ausgang Q des Zählers 16 steht mit dem NICHT-Gatter 2o in Verbindung, so daß an der Treiberstufe 28 die invertierte Größe der vom Ausgang Q des Zählers 16 gelieferten logischen Zahl anliegt. Für den Anfang sei angenommen,daß an den Ausgängen Q. und Qg des Zählers 16 logische 1 zur Verfügung stehen. Der Zählerl4 zählt bis zum Zähler 16 ab. Darauf ändert der Zähler am Ausgang Q seinen Zustand in eine logische 1. Der Ausgang Q bleibt auf dem Zustand der logischen 0. Der Wert vom Ausgang Q des Zählers wird an den ROM-Speicher 18, und zwar zur Adresse A übertragen. Der Zähler 14 beginnt mit seiner zweiten Zählfolge, die den Werten 16 bis 32 zugeordnet ist. Sobald wieder in allen Stufen eine logische 1 erreicht ist, wird ein neues Übertrags signal zum Zähler 16 weitergegeben, womit am Ausgang Q eine logische 0 erscheint und der Wert am Ausgang Q in eine logische 1 geändert wird. Der Zähler 14 durchläuft nunmehr die Zählpositionen 32 bis 48 und überträgt ein Übertrags signal zum Zähler 16, womit der Wert am Ausgang Q ein eine logische 1 geändert wird und der Wert am Ausgang Q erhalten bleibt, d. h. auf dem Wert der logischen 1 liegen bleibt. Nach dem Durchlaufen der Zählpositionen 48 bis 64 im Zähler 14 wird ein erneutes Ubertragssignal zum Zähler 16 übertragen. Dadurch geht der Wert am Ausgang Q₁ vom Wert der logischen 1 auf den Wert einer logischen 0 über, wogegen der Wert am Ausgang Q auf eine logische 0 wechselt. Zusammenfassend ergibt sich daraus, daß am Ausgang Q für zwei Zählfolgen des Zählers 14 eine logische 0 liegt und der Wert für die nächsten zwei Zählfolgen auf eine logische 1 übergeht. Der Wert dieses Aus gangs signals wird in dem NICHT-Gatter 20 invertiert und an die Treiber-

2 stufe 28 übertragen, die aus gangs seitig die Sinus -Schwingung liefert.

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Die Sinus halbwelle und die Kosinushalbwelle werden im wesentlichen in derselben Weise erzeugt, so daß die Erläuterung der Entstehung der Sinushalbwelle für das Verständnis genügt. Diese Sinus halbwelle steht am Ausgang Q des ROM-Speichers 18 zur Verfügung. Wie man aus den

Figuren 2A und 2B entnehmen kann, ändert sich der logische Zustand am Ausgang Q von 1 zu 0 in einer vorgegebenen Weise. Zur Erläuterung

der Erzeugung der Sinushalbwelle dient die nachfolgende Tabelle.

Adressenpos.	ROM-Speicher	Zähler 26 Modul	Sinustabelle
IF 00	23 23	46 23	1 1
01	35	23	1
02	32	35	0
03	32	32	1
04	26	32	1
05	49	26	0
06	14	49	1
Q7	32	14	1
08	14 Γ	32	1
09	49	14	0
OA	26	49	1

Geht man davon aus, daß die Zähler 14 und 16 den der Adressenposition IF zugeordneten Zustand gemäß Fig. 2B einnehmen, so ergibt sich für die bevorstehenden Ausgangssignale Q₁ bis Q des ROM-Speichers der Dezimalwert 23. Der Zähler 26 hat ein Modul 46 und für die Sinushalbwelle ergibt sich eine logische 1. Wenn der Zähler 26 sechsundvierzig Impulse durchlaufen hat, wird ein Endsignal EOST zum Zähler 14 übertragen und dieser in den der nächsten Adressenposition 00 entsprechenden Zustand weitergeschaltet. Das Endsignal EOST wird auch als Ladesignal (LD) an

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den Modulo-m-Zähler 26 angelegt, so daß der vorausgehende Zustand an den Ausgängen Q bis Q , d. h. das Modul 23 in den Modulo-m-Zähler eingespeist wird. Dieses Modul wird dann das neue Modul für denModulo-m-Zähler 26. Wenn der Zähler 14 nun in den nächsten einer Adressenposition entsprechenden Zustand übergeht, erhält der ROM-Speicher 18 in der Adressenposition OOeine neue Adresse A_n bis A und gibt ein neues Ausgangssignal Q bis Q ab, das wiederum den Wert 23 hat. Der Modulom-Zähler 26 zählt nunmehr 23 Impulse und gibt ein Endsignal EOST zum Zähler 14 ab. In der Adressenposition Ol des ROM-Speichers hat das bevorstehende Aus gangs signal Q₁ bis Q_fi den Wert 35. Der Modulo -m~ Zähler 26 wird mit dem Modul 23 vom ROM-Speicher 18 beaufschlagt und zählt 23 Impulse aus, worauf das Endsignal EOST zum Zähler 14 übertragen wird, und die Weiterschaltung zur nächsten Adressenposition 02 erfolgt. Daraufhin wird zum Modulo-m-Zähler 26 vom ROM-Speicher das Modul 35 übertragen. Der ROM-Speicher hat nunmehr den Zustand eingenommen, bei welchem an den Ausgängen Q bis Q_ das Modul 32 zur Ver-

1 b

fügung steht. Der Modulo-m-Zähler 26 zählt nunmehr 35 Impulse aus und sendet ein Endsignal EOST zum Zähler 14, um die Weiterschaltung zur nächsten Adressenposition 03 zu veranlassen.

Man kann nunmehr bereits erkennen, daß sich folgender Ablauf ergibt. Von den Adressenpositionen OO bis 01 hat der Modulo-m-Zähler 26 sechsundvierzig, nämlich 23 + 23 Impulse gezählt, wobei die Sinus halb welle auf dem Wert einer logischen 1 verbleibt. Bei der Adressenposition 02 hat der Modulo-m-Zähler 26 fünfunddreißig Impulse ausgezählt und die Sinushalbwelle den logischen Wert 0 angenommen. Dies ergibt sich aus Fig. 3, in der für die Sinushalbwelle SINHC eine logische 1 für 46 Zähl schritte und eine logische 0 für 35 Zählschritte dargestellt ist.

In der Adressenposition 03 und 04 des Modulo-m-Zählers 26 werden 64, d. h. 32 + 32 Impulse ausgezählt, wobei die Sinushalbwelle wieder eine

logische

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logische 1 annimmt. In der Adressenposition 05 zählt der Modulo-m-Zähler 26 sechsundzwanzig Impulse aus, wobei die Sinushalbwelle eine logische 1 annimmt. Für die Adressenpositionen 06 bis 08 zählt der Modulo-m-Zähler 26 fünfundneunzig, und zwar 49 + 14 + 32 Impulse aus, wobei die Sinushalbwelle eine logische 1 annimmt. Für die Adressenposition 09 zählt der Modulo-m-Zähler 26 vierzehn Impulse aus und die Sinushalbwelle nimmt den Wert einer logischen 0 an. Diese einzelnen Zählperioden und die dazugehörigen logischen Signalwerte für die Sinushalbwelle SINHC und die Kosinushalbwelle COSHC sind in Fig. 3 für einen halben Zyklus, nämlich eine Zeit von 1000 Takteinheiten, d.h. 250 Mikrosekunden, dargestellt.

Wie bereits vorausstehend angenommen, liegt am Ausgang Q des Zählers

Ct

16 eine logische C für die Zählstände 1 bis 32 und eine logische 1 für die Zählstände 32 bis 64. Wenn der Ausgang Q auf einer logischen 0 liegt,

Ct

wird zum Ausgang der exklusiven ODER-Gatter 22 und 24 eine logische 1 nur dann übertragen, wenn der andere Eingang ebenfalls mit einer logischen 1 beaufschlagt wird, d. h. die Sinushalbwelle oder die Kosinushalbwelle den Wert einer logischen lhat. Wenn der Ausgang Q„ des Zählers 16 eine logische 1 annimmt, ergibt sich an den Ausgängen der exklusiven ODER-Gatter 22 und 24 nur dann eine logische 1, wenn der zweite Eingang jeweils mit einer logischen 0 beaufschlagt wird. Auf diese Weise liefern die exklusiven ODER-Gatter impulsbreitenmodulierte Sinusschwingungen (PWMSIN) und impulsbreitenmodulierte Ko sinus schwingungen (PWMCOS) entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 4. Die Impulsbreitenverteilung ergibt sich durch eine mathematische Analyse.

Zusammenfassend ergibt sich, daß die Zähler 14 und 16 zweiunddreißig Zählzustände durchlaufen können, d. h. das feststehende Modul 32 haben. Der Modulo-m-Zähler 26 mit veränderlichem Modul ändert diesen bei jedem 4MHz-Taktimpuls. Das Endsignal EOST des Modul-m-Zählers 26 entspricht einer Taktperiode und dient dazu, das nächste vom ROM-Speicher erzeugte Modul beim nächstfolgenden Taktimpuls an den Modulo-m-Zähler 26 zu über-

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tragen. Damit schaltet das Endsignal EOST den Zähler mit dem feststehen den Modul 32 in den nächsten Zustand zum selben Zeitpunkt, zu welchem der Modulo -m- Zähler 26 vor eingestellt wird. Bei diesem Vorgang dient der ROM-Speicher 18 als Tabellenspeicher, der das richtige Modul dem Modul-m-Speicher 26 präsentiert und damit die Zeitdauer in Werten von 4MHz-Taktimpulsen für den nächsten Zählzustand der Zähler mit dem feststehenden Modul 32 festlegt.

Diese Zähler 14 und 16 können die gewünschten impulsbreitenmodulierten Signale PWMSIN und PWMCOS erzeugen, wenn der ROM-Speicher derart programmiert ist, daß für jeden Zählzustand dieser Zähler 14 und 16 die gewünschte Impulsbreite bzw. Zähldauer zur Verfugung steht.

Im Interesse eines vereinfachten Aufbaus wird bei einer praktischen Ausführungsform die maximale Zähl dauer der Zähler mit dem feststehenden Modul 32 auf 64 Taktimpulse festgelegt. Für den Fall, daß die Impulsbreite eine längere Zähldauer erforderlich macht, werden so lange weitere Adressenzustände bzw. Zählzustände für die Zähler 14 und 16 durchlaufen, bis die korrekte Zeitdauer erreicht ist und/oder bis alle 32 Adressenpositionen durchlaufen sind.

Der ROM-Speicher 18 hat als weitere Funktion, die letzten fünf kennzeichnenden Bits der Zähler mit dem Modul zu dekodieren und den gewünschten logischen Signalzustand für die impulsbreitenmodulierte Sinusschwingung PWMSIN und die impulsbreitenmodulierte Kosinusschwingung PWMCOS während des betreffenden Zähl- bzw. Adressenzustands des Zählers mit dem Modul 32 (Zähler 14 und 16) ausgangsseitig zur Verfügung zu stellen. Wegen der Symmetrie der Sinusschwingung und der Kosinus schwingung wird nur jeweils eine Halbwelle kodiert, so daß das kennzeichnende Bit des Zählers mit dem Modul 32(Zähler 14 und 16) von den beiden exklusiven ODER-Gattern verwendet wird, um die kodierten Zustände zu ergänzen, welche sich bei der zweiten Halbwelle

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wiederholen. Auf diese Weise wird die impulsbreitenmodulierte Sinusschwingung und die impulsbreitenmodulierte Kosinusschwingung erzeugt.

Die Verwendung des ROM-Speichers zur Steuerung des Generators und für die Dekodierung der diskreten logischen Zustände bringt es mit sich, daß nur ein minimaler Schaltungsaufwand benötigt wird und trotzdem eine .große Flexibilität für die Auswahl der Impulsmuster für die Erzeugung der gewünschten Schwingung gegeben ist.

Der Anteil der Harmonischen in den impulsbreitenmodulierten Sinusschwingungen und Kosinus schwingungen kann derart beeinflußt werden, daß bestimmte Harmonische der Trägerfrequenz auf ein Minimum verringert werden, um spezielle Bandbreitenverhältnisse z.B. verschiedener Koordinatenwandlertypen aneinander anzupassen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Impulsbreite bzw. Impulsdauer diskreter Impulse während einer Halbwelle der Trägerfrequenz geändert wird. Diese Impulsbreitenanpassung läßt sich in einfacher Weise durch einen Austausch des ROM-Speichers erreichen, der die Ausgangs signale für die gewünschten Module liefert.

Patentansprüche

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Claims

PATENTANWÄLTE

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Digitaler Funktionsgenerator zur Erzeugung eines Signals mit einer vorgegebenen Schwingungsform durch Impulsbreitenmodulation, gekennzeichnet durch Zähler (14, 16); einen Speicher (18), welcher in Abhängigkeit von den Zählern (14, 16) gelieferten Ausgangssignalen als Adressen (A , A.) erste, eine bestimmte vorgegebene Schwingungsform (COSHC, SINHC) definierende Ausgangssignale (Q₀, Qr₇) und ein bestimmtes vorgegebenes Modul definierende

οι

Aus gangs signale (Q... . . Q) liefert; einen Modulo-m-Zähler (26) mit veränderbarem Modul, das in Abhängigkeit des vom Speicher (18) gelieferten Moduls bis zu dem entsprechenden Zählzustand zählt und ein Endsignal (EOST) an die Zähler (14, 16) liefert; und einen Taktgeber, der die Zähler (14, 16) sowie den Modulo-m-Zähler (26) weiterschaltet, wobei die Zähler (14, 16) vom Endsignal (EOST) jeweils in den nächsten Zählzustand weitergeschaltet werden, um den Speicher (18) auf die nächste Adressenposition weiter zuschalten, so daß dieser Speicher programmgemäß das nächste Modul an den Modulo-m-Zähler (26) liefert und sich die pulsbreitenmodulierte Schwingungsform als Funktion der Zeitdauer der Zählzustände der Zähler (14, 16) ergibt.
2. Digitaler Funktionsgenerator nach Anspruch 1 zur-Ableitung von Sinus- und Kosinusschwingungen., dadurch gekennzeichnet,

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daß die Zähler (14, 16) eine Vielzahl von Zählzuständen mit einer Vielzahl von Wertigkeiten haben, wobei die Zählzustände höchster Wertigkeit als A us gangs signal zur Verfügung stehen, daß der Speicher (18) als Nur-Lese-Speicher (ROM-Speicher 18) mit einer Vielzahl von eingangsseitigen Adresseneingängen zum Anlegen der den Zählzuständen geringerer Wertigkeit der Zähler (14, 16) entsprechenden Signale aufgebaut ist, und eine Vielzahl von den programmierten Werten entsprechenden binären Ausgangssignalen liefert, von denen die beiden letzten angebotenen Signale eine Sinushalbwelle (SINHC) und eine Kosinushalbwelle (COSHC) und die übrigen binären Signale das Modul definieren, daß die dem Modul entsprechenden Signale an den Modulotn -Zähler (26) angelegt werden, der eine Vielzahl von Eingangsleitungen aufweist und ausgangsseitig das Endsignal (EOST) beim Erreichen des dem Modul entsprechenden Zählstandes an die Zähler (14, 16) abgibt, um diese und den Nur-Lese-Speicher (18) weiter zuschalten, so daß dieser von dem vorausgehenden Zählzustand der Zähler (14, 16) auf die nächste Adressenposition für die Lieferung des nächsten Moduls an den Modulom-Zähler (26) weitergeschaltet wird, und daß ferner logische Verknüpfungs ■ schaltungen vorhanden sind, die von dem dem Zählzustand höchster Wertigkeit entsprechenden Ausgangssignal sowie dem die Sinushalbwelle und die Kosinushalbwelle definierenden Signal beaufschlagt werden, um durch logische Operation die impulsbreitenmodulierte Sinus- und Kosinusschwingung zu liefern.
3. Digitaler Funktionsgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die logischen Verknüpfungsschaltungen zwei exklusive ODER-Gatter (22, 24 ) umfassen, von denen jedes am einen Eingang

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mit dem binären Signal höchster Wertigkeit und am anderen Eingang mit dem Signal der Sinus- bzw. Kosinushalbwelle ,beaufschlagt werden.
4. Digitaler Funktionsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler (14, 16) aus einem ersten und einem zweiten 4-Bit-Synchronzähler bestehen, wobei der erste 4-Bit-Synchronzähler (14) mit dem Endsignal (EOST) beaufschlagt wird und ein Übertragssignal (CI) an den zweiten 4-Bit-Synchronzähler (16) abgibt, daß eines der Ausgangssignale des zweiten 4-Bit-Synchronzählers (16) ein dem Zählzustand niedriger Wertigkeit entsprechendes Signal ist, wogegen ein weiteres Ausgangs signal ein dem Zählzustand höchster Wertigkeit entsprechendes Signal ist.

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