DE2808672A1 - Schaltung zur erzeugung einer digitalzaehlung - Google Patents

Schaltung zur erzeugung einer digitalzaehlung

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DE2808672A1 DE19782808672 DE2808672A DE2808672A1 DE 2808672 A1 DE2808672 A1 DE 2808672A1 DE 19782808672 DE19782808672 DE 19782808672 DE 2808672 A DE2808672 A DE 2808672A DE 2808672 A1 DE2808672 A1 DE 2808672A1
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Description

280867?
Lucas Industries Limited
VxVeat King Street
(iB-Birmingham 27. Februar 1978
Schaltung zur Erzeugung einer !Digitalzählung
Die Erfindung "betrifft eine Schaltung zur Erzeugung einer Digitalzählung, die den Kittelwert der Frequenz einer Signalimpulskette veränderlicher Frequenz darstellt.
Eine Schaltung gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung von Impulsen fixer Dauer, einen Steuerzähler zum Zählen einer "bestimmten Zahl der Impulse fixer Dauer, Tormittel zum Passierenlassen des Signals veränderlicher Frequenz nur während der Impulse fixer Dauer, Frequenzteilungsmittel zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses immer dann, wenn die Tormittel äie "bestimmte Zahl von Signalimpulsen passieren lassen, und Signalzählermittel zum Zählen der Zahl der Ausgangsimpulse, die während der Zeit erzeugt werden, während der der Steuerzähler die "bestimmte Zahl von Impulsen fixer Dauer zählt.
Wo, wie vorgesehen, die Schaltung in einem Motorsteuerungssystem benutzt wird, können die Impulse fixer Dauer durch die Kombination eines Motorwellen-Positionswandlers und eines oder mehrerer monostabiler Schaltkreise erzeugt werden.
Die Impulskette veränderlicher Frequenz kann durch einen spannungsgesteuerten Oszillator erzeugt werden, so daß die erzeugte Digitalzählung den Mittelwert der Spannung darstellt, die diesen Oszi&llator steuert.
32 057
Wa/Ti - 5 -
809837/0676
280' 72
Die Erfindung ist nachstehend an Hand des Schemas in der Zeichnung näher erläutert.
Die dargestellte Schaltung soll eine Digitalzählung erzeugen, die den Mittelwert eines Luftdrucks während eines bestimmten Drehwinkels der Motorwelle darstellt. Der Luftdruck wird unter Verwendung eines geeigneten Druckwandlers gemessen, der eine veränderliche Ausgangsspannung erzeugt, die an einen Eingangsanschluß 10 der Schaltung angelegt wird. Dieser Eingangsanschluß 10 ist mit dem Steuerspannungsanschluß eines spannungsgesteuerten Oszillators 11 verbunden, der vorzugsweise durch ein marktgängiges Modul der Type 4707 gebildet ist, das von der Firma Teledyne Philbrick hergestellt wird.
Das Gesamtsystem weist ferner einen Motorwellen-Positionswandler (nicht dargestellt) auf, der an einem Anschluß 12 alle 180° der Wellenumdrehung und an einem Anschluß 13 alle 20° der Wellenumdrehung einen Impuls erzeugt. Diese 20°-Impulse werden an einen monostabilen Schaltkreis 14 angelegt, der durch einen integrierten Schaltkreis der SType SN 74121 gebildet ist und Außenbauteile (nicht dargestellt) hat, um einen negativ verlaufenden Impuls mit einer Dauer von 600 nS zu liefern. Die 20°-Impulse werden an den A1-Eingangsanschluß dieses monostabilen Schaltkreises angelegt, und der Ausgangsschluß ist der entsprechende Q-Ausgangsanschluß. Die hintere Fanke des negativ verlaufenden Ausgangsimpulses des monostabilen Schaltkreises 14 wird zum Triggern eines anderen monostabilen Schaltkreises 15 benutzt, der wiederum durch einen integrierten Schaltkreis der Type SN 741^1 gebildet ist, wobei dieser Außenbauteile hat, um eine Reversionszeit von 25 U.S zu liefern. Der B-Eingangs ans chluß wird benutzt, und es erscheint ein positiv verlaufender 25-wS-Impuls am Q-Ausgangsanschluß und ein negativ verlaufender 25-»S-Impuls am Q-Ausgangsanschluß .
-G- 809837/0676 ,-.-.,,-^- -\ - .^
Der Q-Aus-rang des monostabilen Schaltkreises 15 ist mit dem Ab.^ähl-Ein-'ari'isansehluß eines voreinstellbaren Zählers 16 (Type SM 74192) und auch mit dem Abwahl-Ein ^angsanschluß eines weiteren voreinntellbaren Zählers 17 (ebenfalls Type SiT 74192) verbunden. Der Eingabe-An Schluß dieses Zählers 17 isb mit dem 2Q-Ausgansanschluß eines monostabilen Schaltkreises 18 der Type SIT 74123 verbunden, wobei Außenbauteile (nicht fdarkesteilfc) so angeordnet xsind, daß eine Reversionsseit von 10OnS entsteht. Der 2A-Eingang des Schaltkreises 18 ist mit dem Anschluß 12 verbunden. Die Dateneingangsaenschlüsse des Zählers 17 sind mit einer Matrix verbunden, die die Zählung bestimmt, auf die der Zähler 17 gestellt wird, wenn das Signal am Eingabe-Anschluß niedrig wird, was die Zahl der irvade bestimmt, um die sich die Motorwelle nach dem 180°-Impuls drehen muß, ehe die Mitetelwerterzeugung beginnt.
Der Entnahme-Ausgangsanschluß des Zählers 17 ist mit dem 1A-Eingangsanschluß eines monostabilen Schaltkreises 19 (der Type £N 74123) verbunden, wobei Außenbauteile für eine Reversionszeit von 100 nS sorgen. Der 1Q-Ausgangsanschluß des monostabilen Schaltkreises 19 ist mit dem Eingabe-Anschluß des Zählers 16 verbunden. Dieser Zähler 16 ist mit seinen Vorg£ibedaten-Eingangsansohlüssen ebenfalls mit einer Matrix verbunden, die die Zählung bestimmt, die in den Zähler 16 eingegeben wird. Das wiederum bestimmt die Zahl der G-rade, um die sich die Motorwelle während der Mittelsignalerzeugung dreht. Der Entnahme-Anschluß des Zählers 16 ist mit dem A1-Eingangsanschluß eines monostabilen Schaltkreises 20 der Type SN 74121 in integrierter Form verbunden, wobei Außenbauteile (nicht dargestellt) eine Reversionszeit von 100 nS liefern.
Der Ausgangsanschluß des spannungsgesteuerten Oszillators 11 ist mit dem 1C-Eingangsanschluß einer Torschaltung 21 verbunden, die durch eine integrierte Impulssynchronisatorschaltung der Type SN 74120 gebildet ist. Der Q-Ausgangsanschluß des monostabilen Schaltkreises 15 ist mit dem 1S1-Eingangsanschluß
8 0 9 8 3 7/0876
0RfQ^L
dieser Torschaltung verbunden, und der 1Ϋ-Anschluß ist mit dem Abzähl-Anschluß eines voreinstelitären Zählers 22 (ein SN7419O-Zähler 1C) verbunden, dessen Entnahme-Ausgangsanschluß mit dessen Eingabe-Eingangsanschluß verbunden ist, so daß er als ein programmierbarer Frequenzteiler wirkt. Die Dateneingangsanschlüsse des Zählers 22 sind mit dergleichen Matrix verbunden, mit der die Dateneingangsanschlüsse des Zählers 16 verbunden sind. Mir alle η Impulse von der Torschaltung kommt also ein einziger Impuls vom Entnahrne-Ausgangsanschluß des Zählers 22, wenn η die Zahl ist, die in den Zähler 16 eingegeben wird.
Der Entnahme-Ausgangsanschluß des Zählers 22 ist mit dem Zeitgeber-Anschluß eines Signalzählers 23 der Type GN 74161 verbunden, dessen Raum-Anschluß mit dem IQ-Ausgangsanschluß des monostabilen Schaltkreises 19 verbunden ist. Die A-, B-, C- und D-Ausgangsanschlüsse des Zählers 23 sind jeweils mit den 4D-, 3B-, 2D- und ID-Eingangsanschlüssen eines Verriegelungskreises 24 der Type SN 74100 verbunden, dessen Einschaltanschluß mit dem Q-Ausgangsanschluß des monostabilen Schaltkreises 20 über eine Pufferstufe verbunden ist.
Abgesehen vom spannungsgesteuerten Oszillator 11 sind alle integrierten Schaltkreise, die zum beschriebenen Ausführungsbeispiel gehören, Schaltkreise der Texas Instruments der Type TTL. Es versteht sich, daß die Zähler 16, 17, 22 und 23 aus zwei oder mehr der integrierten Schaltkreise bestehen können, die beschrieben worden sind,weobei diese in Kaskade geschaltet sind, um mehr Bits zu liefern, und in diesem Fall kann die Auflösung des Syst ei
verbessert werden kann.
die Auflösung des Systems auf 1 oder besser anstatt auf 20
Die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltung gerade. Für die Dauer jedes 25«.S-Impulses von dem monostabilen Schaltkreis 15 läßt die Torschaltung 21 Vorwärtsimpulse passieren, die von; spannungsgesteuerten Oszillator 11 erzeugt werden. Der Zähler
— 8 —
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ORIGINAL IMSPECTED
— σ —
22 teilt die Frequenz dieser Impulse durch, die eingestellte Zahl, und dessen Ausgangsimpulse werden vom Zähler 23 akkumuliert.
Ein Arbeitsspiel kann als mit einem 180°-Impuls am Anschluß 12 "beginnend angesehen werden· Dieser Impuls leitet die Eingabe in den Zähler 17 "bis zu seinem voreingestellten Zustand ein, und dieser Zähler zählt dann "bis zu Null herab, wobei er durch die 25»S-Impulse zeitgeschaltet wird, die bei 20°- Motorwellenintervallen erzeugt werden. Wenn die voreingestellte Zählung ausgezählt worden ist, räumt der Ausgangsimpuls vom monostabilen Schaltkreis 19 den Zähler 23 und gibt in den Zähler 16 seinen voreingestellten Zählungszustand (n) ein, und diese Zählung zählt dann η 25#S-20°-Impulse ab· Während dieser Abzählperiode akkumuliert der Zähler 23 eine Zählung, die gleich der durchschnittlichen Zahl von Impulsen ist, die vom spannungsgesteuerten Oszillator 11 inden η 25#S-Perioden erzeugt werden, während der die !Dorschlatung 21 Pulse passieren läßt, und am Ende der Periode wird die Verriegelung 24 eingeschaltet und hält dann die mittlere Zählung, bis eine erneute Einschaltung am nächsten Zyklusende erfolgt.
Da die 180°-Markenimpulse am Anschluß 12 mit den entsprechenden der 20°-Markenimpulse am Anschluß 13 zusammenfallen, ist die richtige Wahl der Reversionszeiten der verschiedenen monostabilen Schaltkreise wichtig. Die 6OOnS-Zeit für den monostabilen Schaltkreis 14 stellt sicher, daß dann, wenn eine Eingabe in den Zähler 16 erfolgt ist, eine positive Hanke verfügbar ist, nachdem die Eingebung vollständig ist, so daß der erste 20°-Impuls gezählt werden kann. Die 25»S-Zeit für den monostabilen Schaltkreis 15 stellt sicher, daß die Entnahme-Ausgangsimpulse von den verschiedenen Zählern nur dann erscheinen, wenn der spannungsgesteuerte Oszillaetor 11 nicht abgegriffen wird. Die lOOnS-Zeit für die verbleibenden monostabilen Schaltkreise 18, 19 und 20 stellt sicher, daß die richtige positive Planke von den Zählern abgezählt wird, die
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die Impulseingaben erhalten, und sie stellt auch sicher, daß das Räumen und Verriegeln des Zählers 23 und der Verriegelung 24 beides geschieht, wenn kein Abgreifen des spannungsgesteuerten Oszillators vonstattengeht.
Die 180°-Markenimpulse, auf die vorstehend bezug genommen worden ist, treten an diesem Intervall nur im Falle eines 4-Zylindermotors aufο Bei 6- oder 8-Zylindermotoren beträgt das Intervall 120° bzw. 90°.
Die Zähler 16 und 17 erzeugen Streuimpulse, wenn Eingaben in sie erfolgen. Diese könnten die !Punktion der Schaltung stören. Um diese Effekte zu beseitigen, ist der Ausgangsanschluß des monostabilen Schaltkreises 18 mit dem Räumanschluß des monostabilen Sehaltkreises 19 verbunden, und der Ausgangsanschluß des monostabilen Schaltkreises 19 ist mit dem Räumanschluß des monostabilen Sehaltkreises 20 verbunden.
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Leerse ite

Claims (1)

  1. PATENTANWÄLTE:
    Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF - Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER ■ Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ
    Iiucas Industries Limited
    Great King Street
    GB-Birmingham 27. Februar 1978
    Ansprüche
    \1J Schaltung zur Erzeugung einer Digitalzählung, die den Mittelwert der Frequenz einer Signalimpulskette veränderlicher Frequenz darstellt, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung von Impulsen fixer Dauer, einen Steuerzähler zum Zählen einer bestimmten Zahl der Impulse fixer Dauer, Tormittel zum Passierenlassen des Signals veränderlicher Frequenz nur während der Impulse fixer Dauer, Frequenzteilungsmittel zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses immer dann, wenn die Tormittel die "bestimmte Zahl von Signalimpulsen passieren lassen, und Signalzählermittel zum Zählen der Zahl der Ausgangsimpulse, die während der Zeit erzeugt werden, während der der Steuerzähler die bestimmte Zahl von Impulsen fixer Dauer zählt·
    2, Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Geber für Markenimpulse mit einer Frequenz, die geringer als die der Impulse fixer Dauer ist, einen Verzögerungszähler, der mit dem Geber und dem Generator verbunden und so eingerichtet ist, daß er Impulse von dem Generator zählt, beginnend mit dessen Empfang eines Markenimpulses, wobei der Verzögerungszähler mit dem Steuerzähler und mit dem Signalzähler verbunden
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    ORIGINAL !MSPECTED
    — '2 —
    ist und zur Verzögerung des Beginns des Zählens durch den Steuerzahler und den Signalzähler nach einem Markenimpuls wirkt, bis eine Sollzahl von Impulsen fixer Dauer vom Verzägerungszähler empfangen worden ist.
    3. Schaltung zur Erzeugung einer Digitalzählung, die den Mittelwert der Frequenz einer Signalimpulskette veränderlicher Frequenz darstellt, gekennzeichnet durch einen Steuerimpulsgeber, einen ersten monostabilen Schaltkreis, der mit dem Steuerimpulsgeber zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen einer fixen Dauer verbunden ist, welche mit den Steuerimpulsen synchronisiert sind, einen mit dem ersten monostabilen Schaltkreis verbundenen Steuerzählerzürn Zählen von Impulsen von diesen, wobei der Steuerzähler eine Mehrzahl von Vorgabedaten-Eingangsanschlüssen hat, ferner einen E»ingabeanschluß, an den ein Signal anlegbar ist und dann eine Eingabe der Vorgabedaten in den Zähler bewirkt, und einen Ausgangsanschluß, an dem ein Signal dann erzeugt wird, wenn der Zählzustand des Zählers einen Fixwert hat, Tormittel, die mit dem ersten monostabilen Schaltkreis und mit dem Geber der Impulskette veränderlicher Frequenz verbunden sind und einen Impulsausgang mit einer Frequenz der Impulskette nur während der Impulse fixer Dauer liefern, einen mit den Tormitteln verbundenen freiquenzgeteilten Zähler mit Vorgabedatenanschlüssen, derart, daß der Teilungszähler auf seinen VorgabezählziB tand immer dann eingestellt wird, wenn er einen Ausgang erzeugt, eine gemeinsame Vorgabedatenmatrix, die zur Lieferung identischer Vorgabedateneingänge an den Steuerzähler und an den Frequenzteiler angeschlossen ist, einen mit dem Ausgang des Teilungszählers verbundenen Signalzähler, der die Gesamtzahl der Ausgangsimpulse vom Teilungszähler in der Zeit zählt, die der Steuerzähler zum Zählen der vorgegebenen Zahl von Impulsen fixer Dauer braucht, Mittel zum periodischen Rückstellen des Steuerzählers und des Signalzählers und von dem Steuerzähler gesteuerte Mittel zum periodischen
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    Herausziehen der Zählung aus dem Signalzähler.
    4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum periodischen Rückstellen des Steuerzählers und des Signalzählers einen Markenimpulsgeber aufweisen, wobei ein von den Impulsen von dem Markenimpulsgeber voreinstellbarer und mit dem monostabilen Schaltkreis verbundener Verzögerungszähler zum Zählen der Impulse fixer Länge von diesem eingerichtet und mit seinem Ausgang mit dem Eingabeanschluß des Steuerzählers und mit einem Räumanschluß des Signalzählers verbunden ist.
    5. Schaltung nach Anspruch S3, dadurch gekennzeichnet , daß dier Steuerimpulsgeber ein Motorwellen-Positionswandler ist, der die Steuerimpulse bei bestimmten Winkelintervallen mit dem Drehen der Motorwelle erzeugt.
    6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Geber für die Impulskette veränderlicher Frequenz eine spannungsgesteuerte Betätigung ist, die von einer Motorbetriebsgröße gesteuert wird.
    7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Motorbetriebsgröße ein Luftdruck ist. ■ .
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