DE2813156B2 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung wählbarer Tastverhältnisse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung wählbarer Tastverhältnisse eines Ausgangssignals, wobei ein Taktgeber mit unabhängig von dem gewünschten Tastverhältnis konstanter Frequenz arbeiici und dem Taktgeber eine mehrstufige Kippschaltung nachgeschaltet ist, deren letzter Ausgang ein Fiip-Flop schaltet, das da > Ausgangssignal abgibt

Aus der DE-OS 25 17 592 ist eine derartige Schaltungsanordnung bekannt. Mit dieser soJi ein Ausgangssignall erzeugt werden, dessen Foigefrequenz ein geradzahliger oder ungeradzahliger einstellbarer Teil der Folgefrequenz des Eingangssignais ist und dessen Tastverhältnis in einem weiten Bereich stufenweise wählbar ist. Es sind hierfür zwei zusammenarbeitende Zähler vorgesehen, die von jeweils vorgegebenen Anfangszählerständen bis zu einem größtmöglichen Zählerstand aufwärts zahlen und dann ein Signal an das Flip-Flop abgeben. Das Tastverhältnis läßt sich nur durch Änderung der Anfangszählerstände einstellen. Diese Einstellung ist schon dadurch aufwendig, daß die Anfangszählerstände von zwei Zählschaltungen eingestellt werden müssen. Darüber hinaus ist es in vielen Fällen, insbesondere dann, wenn die Leistungsaufnahme einer Last durch das A«j«;gangssignal getaktet werden soll, überflüssig, das Ausgangssignal in ein geradzahliges oder ungeradzahliges Verhältnis zum Eingangssigna! zu setzen.

In der Patentanmeldung P 26 42 036.0 ist eine Schaltungsanordnung beschrieben, bei der sich das Tastverhältnis durch Ve "ändern der Frequenz des

'5 Taktgebers einstellen läßt Einem Befehl zur Verstellung des Tastverhältnisses folgt diese Schaltung in manchen Fällen nur verzögert

Aus der US-PS 38 40 815 ist ferner eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsen verschiedene" Breite bekannt wobei hierzu eine mehrstufige Impulserzeugerschaltung mit verschiedenwertigen Ausgängen vorgesehen ist deren Ausgangssignale in einer Torschaltung zu einem einzigen Ausgangssignal zusammengefaßt werden. Die Einstellbarkeit eines Tastverhsltnis-

2·) ses ist hier nicht gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art mit wählbarem Tastverhältnis vorzuschlagen, die sich auf unterschiedliche Tastverhältnisse einfach und schnell einstellen läßt

jo Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß an mehreren verschiedenwertigen Ausgängen der Stufen der Kippschaltung eine Auswahlschaltung zur manuellen Vorwahl und Einstellung des Tastverhältnisses durch Ansteuerung eines- der Kippstufen angeschics-

J¹J sen ist, die mit dem anderen Eingang des Flip-Flops verbunden ist, und daß ein Signal am letzten Ausgang der Kippschaltung diese zurücksetzt Je nach der Stellung der Auswahlschaltung schaltet das Flip-Flop früher oder später um, wodurch das Tastverhältnis der Ausgangssignalfolge einzustellen ist So" ein eingestellter Wert nachträglich geändert werden, dann reagiert das Flip-Flop ohne nennenswerte Verzögerung auf die Neueinstellung.
Eine derartige Schaltungsanordnung läßt sich bei-

4^r> spielsweise zur Leistungssteuerung durch Takten eines elektrischen Verbrauchers einsetzen. Insbesondere kann sie bei elektronisch gesteuerter. Herden eingesetzt werden.

Damit auch ein ungetaktetes Ausgangssignal erzeugt

V) werden kann, bei dem die Impulspause der Ausgangsfrequenz null ist, ist der Taktgeber vorzugsweise über einen Vorteiier mit der Kippschaltung verbunden und es ist "ine Gatterschaltung vorgesehen, durch die der Vorteiler überbrückbar ist. Solange der Vorteiler vor

η der Kippschaltung wirksam ist, wird das Flip-Flop erst nach einer um den Teilungsfaktor des Vorteilers längeren Zeit umgeschaltet, ts ist möglich, mit der gleichen Auswahlschaltung einerseits die Dauer dieses Vorgangs als auch das Tastverhältnis zu bestimmen.

ho In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die

Gatterschaltung zur Überbrückung des Vorieilers von einem weiteren Flip-Flop gesteuert, das von der Auswahlschaltung geschaltet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung

(i'> ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Schaltung zur Einstellung eines Tastverhältnisses.

F i g. 2 eine Schaltung nach F i g. 1 mit der Möglichkeit, die Impulspause auf null zu stellen,

Fig.3 <*ine Schaltung nach Fig.2 mit digitaler Sollwerteingabe.

In Fig. 1 ist ein Frequenzteiler i mit 2"Teilerstufen dargestellt. Am Eingang 2 des Teilers liegt eine Impulsfolge mit einer, beispielsweise aus dem Netz gewonnenen 50-Hz-Impulsfolgefrequenz. Die Ausgänge a — m liegen an Kontakten eines Wahlschalters 3. Der letzte Ausgang π ist mit dem /?-Eingang eines Flip-Flops 4 verbunden. Außerdem ist der letzte Ausgang über ein /ZC-Glied aus einem Widerstand 5 und einem Kondensator 6 an einen Rücksetzeingang 7 des Teilers I angeschlossen. Das RC-G\\ed 5,6 ist vorgesehen, damit beim Umspringen des letzten Teilerausgangs η 7-<.mcnst das Flip-Flop 4 angeschaltet werden kann und ftann das Rücksetzen erfolgt

Der Wahlschalter 3 ist an de" -»-Eingang des Flip-Flops 4 gelegt. Der O-Aus^a^ drs Flip-Flops 4 bildet den Signalausgang 8.

Die Funktionsweise der Schaltung nach F i g. 1 ist etwa folgende:

Zu Beginn liegt am letzten Ausgang π L-Si"nal. Dementsprechend steht der Ausgang Q auf H. Eine nachgeschaltete Last ist dadurch eingeschaltet. Die Impulsfolge läuft durch den Teiler 1. so daß nacheinander seine Ausgänge a—m auf H springen. Je nach der Stellung des Wah'schalters 3 wird das Flip-Flop 4 früher oder später so umgeschaltet, daß am Ausgang 8 L-Signal steht Die nachgeschaliete Last ist jetzt abgeschaltet Der Teiiervorgang läuft bis zum letzten Teilerausgang π weiter. Sobald dieser auf H springt, wird das Flip-Flop 4 erneut umgeschaltet, so daß der Ausgang S wieder auf K sieht. Praktisch gleichzeitig wird der Teiler 1 zurückgesetzt und der beschriebene Vorgang beginnt erneut. Die einstellbare Impulspause am Ausgang 8 ist dann minimal, wenn der Wahlschalter 3 mit dem vor dem Ausgang π liegenden Ausgang m verbunden ist Das Einschaltverhältnis läßt sich entsprechend der Stellung des Wahlschalters 3 in weiten Grenzen ändern. Die Impulspause läßt sich jedoch nicm zu Null machen.

In F i g. 2 ist zusätzlich ein Vorteiler 9 vorgesehen, dessen Ausgang über ein NOR-Gatter 10 am Eingang 2 liegt. Eingangsseitig ist der Vorteiler 9 über ein UND-Gatter U mit einem Impulsgenerator 12 verbunden, dessen Frequenz aus dem Netz abgeleitet und gegebenenfalls auf 1 Hz heruntergeteilt sein kann. Am Ausgang des Impulsgenerators 12 liegt ein weiteres UND-Gatter 13, welches ausgangsseitig mit dem NOR-Gatter IO verbunden ist. Der Vorteiler 9 ist dadurch überbrückbar.

Anstelle des Teilers nach F i g. 1 ist in F i g. 2 ein Zähler 14 verwendet Sein höchstwertiger Ausgang ist an das Flip- Flop 4 angeschlossen. Sechs niederwertigere Ausgänge sind mit einem Dekoder J 5 verbunden, der den Stellungen des Wahlschalters 3 entsprechende Ausgänge aufweist

Der Wahlschalter 3 ist wie beschrieben mit dem Flip- Flop 4 verbunden. Außerdem liegt er am S- Eingang eines weiteren Flip-Flops ift, dessen ^-Ausgang zum UND-Gatter 13 und dessen ζ» Ausgang zum UND-Gatter 11 geführt ist.

Der Ä-Eingang des Flip-Flops 16 liegt über eine Diode 17 an einem RC-GWtd aus einem Widerstand 18 und einem Kondensator 19. An dem RC-GWed liegt außerdem über eine Diode 20 der ß-Eingang des Flip-Flops 4 und über eine Diode 21 der Rücksetzeingang 7 des Zählers 14, sowie der Rucksetzeingarg 22 des Vorteilers 9 und gegebenenfalls ein Rücksetzeingang des Impulsgenerators 12. Außerdem kann parallel zum Kondensator 19 ein Handschalter 23 vorgesehen sein. _

Der (^-Ausgang d_es Flip-Flops 4 ist über eine Diode 24 an das RC-Glied 5, 6 angeschlossen. Parallel zum RC-G\ied liegt ein weiterer Widerstand 25.

Mit der beschriebenen Schaltung ist es mögi.ch, die in Impulspause für eine ge· isse Zeit auf Null zu halten. Dadurch läßt sich bei Herden eine Ankochzeit erreichen, in der mit voller Leistung geheizt wird.

Die Schaltung nach F i g. 2 arbeitet etwa folgendermaßen:

ι < _Beim Einschalten wird über die Diode 17 der Ausgang Q des Flip-Flops 16 auf H geschaltet Das UND-Gatter

11 schaltet dadurch den Ausgang des Impulsgenerators

12 auf den Eingang des Vorteilers 9. Gleichzeitig wird über die Diode 20 der Ausgang 8 des Piip- Hops 4 au: H gesetzt Außerdem werden über die Diode 21 die Bauteile 9, 14 zurückgesetzt Die impulsfolge des Ausgangs des Impulsgeneraotrs 12 wird .- -ι Vorteiler 9 unterteilt und gelangt auf den Eingang 2 des Zählers 14. Die Stellung des Wahlschalters 3 bestimmt die D^uer des vorliegenden Einschaltzustandes der Last der bei einem Herd der Ankochzeit entspricht Sobald der mit dem Wählschalter 3 verbundene Ausgang a — m des Dekoders 15 auf H springt schalten die Rip-Flops 4 und 16 um. Die Impulsfolge des Impulsgenerators 12 wird

«ι jetzt unler Umgehung des Vorteilers 9 über das UND-Gatter 13 und das NOR-Gatter 10 suf den Eh.gang 2 des Zählers 14 gegeben. Der Zähler wird jetzt wesentlich schneller durchlaufen als vorher. Bei H-Signal am R-Eingang des Fiip-Fiops 4 schaltet der

i'i Ausgang 8 wieder auf H. Dabei werden über die Diode 24 bzw. den Kondensator 6 der Zähler 14 und der Vorteiler 9 zurückgesetzt. Die Schaltstellung des Flip-Flops 16 wird nicht verändert so daß anschließend die Impulsfolge über das UND-Gatter 13 und das

«ι NOR-Gatter 10 unter Umgehung des Vorteilers 9 i.r, Zähler 14 verarbeitet wird. Entsprechend der Stellung des Wahlschalters 3 wird dann der Ausgang 8 wie bei F i g. 1 beschrieben abgeschaltet Dieser Vorgang wiederholt sich. Er entspricht bei einem He^d dem

4^r> Fortkochen.

Soll der Ankochvorgang von Hand eingeleitet werden, ist der Schalter 23 zu schließen.

In F i g. 3 ist anstelle eines mechanischen Wahlschalters eine Kodierschaltung vorgesehen. Diese arbeitet

ίο mit einem vierbahnigen Gray-Kode-Dekoder 26, dem ein !6-aus-4-SeIektor 27 nachgeschaltet ist. In Fig. 3 sind lediglich acht der sechzehn Ausgänge des Selektor!. 27 dargestellt Jedem Ausgang des Selektors 27 ist ein UNO-Catter 28 nachgeschzJtet. dessen anderer Ein

Vi gang am Dekoder !5 liegt Nicht näher dargestellt ist der dem AUS-Zusiand zugeordnete Selektor-Ausgang 0.

Die Ausgänge der UND-Gatter 28 sind an ein ODER-Gatter 29 angeschlossen, das ausgangjseitig an

ho den S-Eingängtnder i⁷lip-Flops4und 16 liegt.

Der Dekoaer 15 besteht beim Ausftiftrungsbeispiei nach Fig.3 praktisch aus zwei vom Flip-Flop 16 umschaitbaren Dekodern, deren einer der Ankodviauer und deren anderer dem Tastverhältnis während de.

<>· Fortkochdauer zugeordnet ist Von Vorteil ist dabei,daß durch unterschiedliche logische Schaltung der beiden Dekoder die Ankochdauer von der Forikochdauer unabhängig wird. Es können der Ankochdauer und der

Fortkochdauer unterschiedliche Funktionen zugeordnet werden. So kann beispielsweise das Tastverhältnis während der Fortkochdauer linear in fünfzehn Stufen ansteigen und die Werte der Ankochdauer können stufenweise einer gekrümmten Funktion folgen.

Das Rücksetzen des Zählers 14 und des Verteilers 9, sowie das Η-Setzen des Ausgangs 8 erfolgt Ober die Dioden 21 Und 20, deneft ein ODER-Gatler 30 vorgeschaltet ist. Das Einschalten der Ankochdauer erfolgt über einen Tastschälter31,bei dessen Betätigung über das ODER-Gatter 30 der Zähler 14 und der Vortc Her 9 zurückgesetzt werden und der Ausgang 8 auf H gesetzt wird.

Zum Einschalten einer Ankochdauer v/ird der Schalter 31 geschlossen und es wird durch Einstellen einer dem Dekoder 26 vorgeschalteten Schalteinrichtung 32 mit im Beispielsfalle sechzehn Stufen die gewünschte Ankochdauer vorgewählt. Einer der Ausgänge des Selektors 27 wird dabei auf H gesetzt Sobald der andete Eingang dzs mit diesem verbundenen UND-Gatters 28 über den während der Ankochdauer eingeschalteten Dekoder 15 durch den Zähler 14 ebenfalls auf H gesetzt ist, wird die Ankochdauer beendet. Anschließend wird von selbst das der bereits vorgewählten Stufe der Schalteinrichtung 32 zukom mende Tastverhältnis für die Fortkochdauer eingeschal tet. Die Schaltung arbeilet nun mit dem für die Fortkochdauer gewählten Tastverhältnis, solange der Schalter 31 nicht erneut betätigt wird. Wurde nicht von vornherein die tatsächlich ge-

lü wünschte Ankochdauer oder das tatsächlich gewünschte Tastverhältnis eingestellt, dann läßt sich durch entsprechende nachträgliche Umstellung des Wahlschalters 3 bzw. der Schalteinrichtung 32 die gewünschte Größe schnell erreichen. Ist beispielsweise der

Η Wahlschalter 3 zunächst auf einen zu niedrigen Wert eingestellt und wird danach auf einen höheren Wert eingestellt, dann ist nach der Nachstellung die tatsächlich auftretende Ankochdauer bzw. das tatsächlich auftretende Tastverhältnis nicht anders, als wenn es sofort richtig eingestellt worden wäre.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche ■.

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung wählbarer Tastverhältnisse eines Ausgangssignals, wobei ein Taktgeber mit unabhängig von dem gewünschten Tastverhältnis konstanter Frequenz arbeitet und dem Taktgeber eine mehrstufige Kippschaltung nachgeschaltet ist, deren letzter Ausgang ein Flip-Flop schaltet, das das Ausgangssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren verschiedenwertigen Ausgängen der Stufen der Kippschaltung (1,14) eine Auswahlschaltung (3, 15, 26—29) zur manuellen Vorwahl und Einstellung des Tastverhältnisses durch Ansteuerung einer der Kippstufen angeschlossen ist, die mit dem anderen Eingang des Flip-Fiops (4) verbunden ist und daß ein Signal am letzten Ausgang der Kippschaltung (1,14) diese zurücksetzt

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippschaltung von einem mehrstufigen Frequenzteiler (1) gebildet ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippschaltung von einem Zähler (14) gebildet ist und daß die Auswahlschaltung einen Dekoder (15) aufweist, der an den Ausgängen des Zählers (14) liegt

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (12) über einen Vorteiler (9) mit der Kippschaltung (I, 14) verbunden ist und daß eine Gatterschaltur j (10,11,13) vorgesehen ist, durch die der Vorteiler (9) überbrückbar ist

5. Schaltungsanordnung pich An~m>ch 4,dadurch gekennzeichnet, daß die Gatfrschiltung (10, U, 13) zur Überbrückung des VorteÜers (?) von einem weiteren Flip-Flop (16) gesteuert ist, das von der Auswahlschaltung (3,29) geschaltet ist

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschalf.'-g von einem mechanischen Schalter (3) gebildet ist

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 — 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung von einer Kodierschaltung (26-29) gebildet ist, die einen kodierten Sollwert speichert und mit dem jeweiligen Wert des Dekoders (15) vergleicht