DE3002370C2

DE3002370C2 - Hybridanalogfunktionsgeber

Info

Publication number: DE3002370C2
Application number: DE3002370A
Authority: DE
Inventors: Marion A. Chagrin Falls Ohio Keyes IV; Jack W. Louisville Ohio Malcolm; William L. Chardon Ohio Thompson
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1976-01-29
Filing date: 1980-01-23
Publication date: 1986-06-05
Also published as: DE3002370A1; US4250558A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines analogen Ausgangssignals, welches sich in vorbestimmter, nichtlinearer Beziehung zu einem analogen Eingangssignal ändert.

Analog-Digital-Wandler und ihre Verwendung in Hybrit-Schaltungen sind in »Instruments + Automation«, Oktober 1956 Seiten 2019, 2021, 2023 beschrieben. Aus dem Buch von Adler und Neidhold: »Elektronische Analog- und Hybridrechner«, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1974, Seiten 278 bis 283 ist eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegr'if des Anspruchs 1 bekannt. Als programmierbarer Festspeicher wird hier ein Lochstreifen benutzt Dadurch wird eine feste Beziehung zwischen den Eingangsgrößen und den Ausgangsgrößen der Schaltung geschaffen. Es ist umständlich, diese Beziehung in beliebiger Weise zu verändern. Dies kann nur dadurch geschehen, daß der Lochstreifen durch einen anderen ersetzt wird.

Demgegenüber hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, einen Weg zu zeigen, wie bei einer derartigen Schaltungsanordnung auf relativ einfache schaltungstechnische Weise eine Veränderung in der Beziehung zwischen dem analogen Ausgangssignal und dem analogen Eingangssignal erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die Lehre des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein ausgewähltes digitales Signal zu dem digitalen Signal, das den programmierbaren Festspeicher adressiert, addiert oder von diesem abgezogen werden.

Außerdem kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein analoges Ausgangssignal erzeugt werden, daß sich in vorbestimmter Funktionsbeziehung zum Quotienten eines analogen Eingangssignal geteilt durch ein anderes analoges Eingangssignal ändert.

Weiterhin kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein analoges Ausgangssignal erzeugt werden, daß sich in vorbestimmter Funktionsbeziehung zu dem Produkt eines analogen Eingangssignal multipliziert mit einem anderen analogen Eingangssignal ändert

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiterhin ein analoges Ausgangssignal erzeugt werden, daß sich in vorbestimmter Funktionsweise zum Quotienten eines analogen Eingangssignal geteilt durch ein anderes analoges Eingangssignal multipliziert mit einem weiteren analogen Eingangssignal ändert.

Schließlich kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine ausgewählte Zeitverzögerung zwischen dem Eingangssignal des Funktionsgebers und dem Ausgangssignal eingeführt werden.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.

Die einzige Figur zeigt ein Blockdiagramm eines Hybridanalogfunktionsgebers gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.

In der Figur ist ein integrierender Analog-Digital-Wandler 1 dargestellt, der einen Analogabschnitt 2 und einen Zählerabschnitt 4 aufweist und von einem Taktgeber 6 aus mit Impulsen konstanter, jedoch einstellbarer Frequenz mit Hilfe einer schematisch angedeuteten Schaltung 8 versorgt wird.

Der Analog-Digital-Wandler 1 kann z. B. aus einem LF 13300 integrierenden Analog-Digital-Analogbaublock und einem MM 5863 12-bit binären Analog-Digital-Baublock otier vergleichbaren Komponenten bestehen. Der Taktgeber 6 kann ein LM 555 Taktgeber sein, der zur Erzeugung einer ausgewählten Frequenz z. B.

250 kHz festgelegt ist, jedoch einstellbar, wie im vorhergehenden angedeutet, durch eine geeignete schematisch illustrierte Einstelleinrichtung 8.

Der digitale Ausgangswert bzw. das digitale Ausgangssignal des Zählers 4 ist:

n₂ =	V₁ V,		- χ /ι.	(D
"2	=	Zählerausgangswert
Πι	=	Anzahl der Taktgeberimpulse
V,		analoges Eingangssignal zum	Analog-Di-
	=	gital-Wandler
V/		analoges Eingangssignal zum	Analog-Di-
	gital-Wandler

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Aus Gleichung (1) ergibt sich, daß, wenn V/ konstant ist z. B. mit Hilfe einer geeigneten Bezugseinrichtung, /?; direkt proportional zu V/ ist. Es ist ebenfalls K'ar, daß ni sich umgekehrt zu Vj verändert Der Analog-Digital-Wandler 1 stellt daher eine Einrichtung zur Erzeugung eines digitalen Ausgangssignals dar, das direkt proportional zu einem Eingangssignal (V/) ist, oder eines digitalen Ausgangssignals, das proportional zum Quotienten eines ersten Eingangssignals (V/) geteilt durch ein zweites Eingangssignal (Vj) ist

Aus Gleichung (1) ergibt sich weiterhin, daß die Zeitverzögerung zwischen den Eingangssignalen V/ und Vf und dem entsprechenden digitalen Ausgangssignal vom Analog-Digital-Wandler 1 durch die Einstelleinrichtung 8 geändert werden kann, wie dies erforderlich ist, um die Anforderungen einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.

Das digitale Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandler 1 dient als Eingang und formt die Adresse für einen programmierbaren Festspeicher (PROM) 10, der aus einem oder mehreren 2716 VV löschbaren PROMS, programmiert, um ein digitales Ausgangssignal mit einer vorbestimmten oder gewünschten Funktionsbeziehung zu der Adresse zu erzeugen, besteht. Es ist klar, daß bei einigen Anwendungen ein Festspeicher (ROM) ausreichend ist. Ein PROM erlaubt jedoch die Veränderung der Funktionsbeziehung, falls gewünscht, wobei er für eine sichere Funktion sorgt, wenn er einmal programmiert ist.

Um die Nulleinsteliung des Funktionsgebers zu erleichtern, kann ein Addierer 12 zwischen den Analog-Digital-Wandler 1 und den PROM 10 eingeschaltet werden, wobei eine Zahl zu der Adresse addiert oder von dieser subtrahiert werden kann, die in dem Analog-Digital-Wandler 1 erzeugt wird, mit Hilfe ein^s manuell betätigbaren, schematisch gezeigten einpoligen Schalters 14.

Das digitale Ausgangssignal vom PRUM 10 dient als Eingangssignal für einen Digital-Analog-Wandler 16. der z.B. ein DAC 1285 Konverter sein kann, eier ein Ausgangssignal (V₀) erzeugt. Dem Digital-Analog-Wandler 16 wird ein weiteres Eingangssignal Vf zugeführt, so daß sich (Vo) direkt proportional zu diesem ändert. Wenn daher Vf konstant gehalten wird, z. B. mit Hilfe einer konstanten Bezugseini ichtung (nicht gezeigt), ändert sich Vb in direktem Verhältnis zum digitalen Eingangssignal des Digital-Analog-Wandler 16. Wenn Vf jedoch ein veränderbares Eingangssignal ist, ist Vo proportional zum digitalen Ausgangssignal des PROM 10 multipliziert mit V₁'.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines analogen Ausgangssignals, welches sich in vorbestimmter, nichtlinearer Beziehung zu einem analogen Eingangssignal ändert,

mit einem das analoge Eingangssignal aufnehmenden Analog-Digital-Wandler (1) der ein dem analogen Eingangssignal näherungsweise proportionales digitales Signal erzeugt,

mit einem programmierbaren Festspeicher (10), der durch das erste digitale Signal adressierbar ist und der so programmiert ist, daß er auf jede Adressierung hin ein zweites digitales Signal abgibt, welches sich in der nichtlinearen Beziehung zu dem ersten digitalen Signal ändert,

und mit einem Digital-Analog-Wandler (16), der am Ausgang des Festspeichers (10) angeschlossen ist und der ein analoges Ausgangssignal abgibt, welches sich in der vorbestimmten nichtlinearen Beziehung zu dem analogen Eingangssignal ändert,
dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung zwischen dem Analog-Digital-Wandler (4) und dem Festspeicher (10) ein Addierer (12) so eingefügt ist, daß dessen Ausgangsseite mit dem Adressierungseingang des Festspeichers (10) verbunden ist

und daß dessen Eingangsseite zum einen mit dem Analog-Digital-Wandler (1) und zum anderen mit der Ausgangsseife einer ein weiteres digitales Signal abgebenden, manuell betätigbaren Schaltereinrichtung (14) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ta -tgeber (6) zur Erzeugung von Impulsen mit ausgewählter Frequenz vorgesehen ist und daß der Analog-Digital-Wandler (1) einen integrierenden Analogabschnitt (2), der periodisch eine Anzahl von Impulsen proportional zum Eingangssignal empfängt, und einen Zählerabschnitt (4) aufweist, welcher diese Anzahl von Impulsen empfängt und das erste digitale Signal entsprechend der Anzahl von Impulsen erzeugt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (8) zur Einstellung der ausgewählten Frequenz der Impulse, um hierdurch die Zeitverzögerung zwischen dem analogen Eingangssignal und dem ersten digitalen Signal zu verändern.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog-Digital-Wandler (1) ein zweites analoges Eingangssignal empfängt und ein erstes digitales Signal proportional zum Quotienten des ersten analogen Eingangssignals geteilt durch das zweite analoge Eingangssignal erzeugt.

5. Schaltungsanordung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Digital-Analog-Wandler (16) ein analoges Eingangssignal empfängt und ein analoges Ausgangssignal proportional zum Produkt des zweiten digitalen Signals multipliziert mit dem letztgenannten analogen Signal erzeugt.