DE3321530A1 - Verfahren zur erzeugung von steuersignalen in einer vorgebbaren phasenlage, schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens und verwendung der schaltungsanordnung - Google Patents

Verfahren zur erzeugung von steuersignalen in einer vorgebbaren phasenlage, schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens und verwendung der schaltungsanordnung

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Description

La/Hr.
DIEHL GMBH & CO., 8500 Nürnberg
Verfahren zur Erzeugung von Steuersignalen in einer vorgebbaren Phasenlage, Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens und Verwendung der Schaltungsanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Steuersignalen in einer vorgebbaren Phasenlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
c Es ist allgemein bekannt, daß eine Periodendauerbestimmung einer beliebigen Frequenz mittels einer höherfrequenten, konstanten und bekannten Taktfrequenz möglich ist. Wird dabei die Zahl der Taktperioden über eine erste Periodendauer der beliebigen Frequenz hinaus vueitergemessen, so ist die Festlegung bestimmter Phasenlagen bezüglich dieser beliebigen
2Q Frequenz anhand der jeweils bereits gezählten Taktperioden möglich, bspu/. durch Auslösen eines Signals bei einem vorgegebenen Stand des Taktzählers. Dabei ergibt sich die Auflösung oder Genauigkeit aus der Taktfrequenz, Voraussetzung für diese Art der Festlegung einer Phasenlage ist die genaue Kenntnis der Taktfrequenz und die zeitliche Kon-
•jc stanz der beliebigen Frequenz und der Taktfrequenz.
Weiterhin sind Schaltungen zur Erzeugung von Steuersignalen in bestimmten Phasenlagen bezüglich einer Wechselspannung bekannt, welche rein analog arbeiten. So ist bspu/. der DE-OS 28 16 592 eine Schal-2Q tungsanordnung entnehmbar, bei welcher der zeitliche Spannungsverlauf
Ä i-i η Λ η
der Wechselspannung abgetastet und einem bestimmten Spannungswert eine bestimmte Phasenlage zugeordnet wird.Bei Auftreten dieses Spannungswertes (wobei eine bestimmte Richtung der Spannungsänderung vorgegeben ist) wird ein Steuersignal erzeugt. Voraussetzung für eine exakte Steuerung mittels dieser Methode ist dabei die Konstanz von Frequenz und Spannungsverlauf der abzutastenden Wechselspannung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es dagegen, ein derartiges Verfahren zur Erzeugung von Steuersignalen in einer vorgebbaren Phasen-
XO lage bezüglich einer Wechselspannung anzugeben, welches im wesentlichen unabhängig von Frequenz, Frequenzkonstanz und Spannung von Wechselspannung und Taktfrequenzen arbeitet. Ferner soll 'eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden, welche rein digital arbeitet und damit in einfacher Weise vollständig integrierbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff mit den Verfahrensschritten gemäß dem Kennzeichen des Anspruches ausgestaltet.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
So läßt sich der vorgeschlagene Verfahrensablauf zum ersten realisieren, indem der zweite Hilfstakt im Anschluß an den ersten Hilfstakt gezählt wird; dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Verfahren mit sehr einfach gehaltenen seriell arbeitenden Logikschaltungen durchgeführt werden soll.
Zum zweiten kann der Verfahrensablauf realisiert werden, wenn die Zählung des ersten und des zweiten Hilfstaktes gleichzeitig begonnen wird. Auf diese Weise kann der kürzestmögliche zeitliche Abstand zwischen dem Beginn des Verfahrens und der Erzeugung des Steuersignals erreicht werden.
Um eine möglichst einfache zeitliche Korrelation der beiden Hilfstakte zu erreichen, ist es möglich, die Hilfstakte aus einander, bzw. aus einem höherfrequenten Grundtakt herzuleiten, was insbesondere durch Teilung geschehen kann.
Die Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus digitalen Standardschaltungen, welche ohne Schwierigkeiten integrierbar sind. Insbesondere kann bei Verwendung der Schaltungsanordnung innerhalb eines größeren Schaltungskonzeptes eine bereits vorhandene Taktfrequenzerzeugung beliebiger Art herangezogen werden, da außer der ausreichenden Höhe der Taktfrequenz keine besonderen Anforderungen an die Qualität des Taktes gestellt werden.
Die Schaltungsanordnung kann in sehr vorteilhafter Weise zur Steuerung eines elektromechanischen Relais verwendet werden, welches eine im wesentlichen konstante zeitliche Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Ansteuerung und dem Zeitpunkt des eigentlichen Schaltvorganges aufweist. Durch Vorgabe der einzelnen Schaltungsparameter ist es möglich, den Schaltvorgang des Relais so zu steuern, daß das Öffnen, bzw. das Schließen der Arbeitskontakte derart im Bereich des Nulldurchganges einer zu schaltenden Wechselspannung liegt, daß der Verschleiß der Kontakte auf ein Minimum begrenzt ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und der Beschreibung.
Im folgenden wird die Erfindung, auch anhand der Zeichnung, näher erläutert. Die Zeichnung zeigt im einzelnen in
Fig. 1 ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;
Fig. 2 ein Prinzipschaltbild eines Bausteins aus dem Schaltschema nach Fig. 1, und
" Fig. 3 Spannungs-Zeit-Diagramme an verschiedenen Schaltungspunkten.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Steuersignalen in einer vorgebbaren Phasenlage bezüglich einer Wechselspannung U, d.h., es sollen Steuersignale U in einer bestimmten Lage innerhalb jeweils einer Periode T der Wechselspannung U, z.B. in einem Phasenwinkel Xf von 90°, bzw. T /4 nach dem definierten Beginn einer Periode T erzeugt «/erden.
0
Dazu wird die Dauer einer. vorgebbaren Anzahl η von Perioden T der Wechselspannung U gemessen, indem während dieser Dauer die Perioden T. jg eines ersten, höherfrequenten Hilfstaktes gezählt werden. Demnach ist
η -T0 = k.Tp (1)
mit k gleich Zahl der gezählten Perioden T, des ersten Hilfstaktes. Die Genauigkeit dieser Messung steigt mit der vorgegebenen Anzahl η der Perioden T der Wechselspannung U und mit steigender Frequenz des ersten Hilfstaktes an.
Weiterhin werden Perioden T~ eines zweiten, ebenfalls höherfrequenten Hilfstaktes mit einer vom ersten Hilfsfcakt unterschiedlichen Frequenz gezählt. Bei Übereinstimmung der Zahl der Perioden T* des zweiten Hilfstaktes mit der Zahl k der Perioden T. des ersten Hilfstaktes wird das
Steuersignal U ausgelöst, d.h., der zeitliche Verlauf der Wechsels
spannung L) hat gerade den Phasenwinkel y nach folgender Gleichung erreicht:
k. . T2 = P- T0 + f (y) (2)
wobei f(y)
oder f(y) = -^5 -T0 (3·2)
360
ist ''Umrechnung des Phasenwinkels y in Einheiten der Periodendauer T )j und ρ gleich Zahl der verstreichenden ganzen Periodendauern Tq während der Zählung des zweiten Hilfstaktes.
Durch Einsetzen der Gleichung (1) in der Form
To
k = n ' T1 (4)
in die Gleichung (2) erhält man dann
T2
2 · To " TT = P· To + f
mit Einsetzen der Gleichung (3.1) (äquivalent mit Gleichung (3.2)) und Kürzen mit n*T erhält man folgende Gleichung:
T2 : T1 = ( 1
Dies bedeutet, daß die Phasenlage des erzeugten Steuersignals Us unabhängig von der Periodendauer T0 und damit auch von der Frequenz der Wechselspannung U ist. Weiterhin ist die Lage des Steuersignals Us bei vorgegebenen Periodenzahlen η (gewünschte Genauigkeit) und ρ (Verzögerung bis zur Auslösung des Steuersignals U3) nur vom Verhältnis der Periodendauern T^, T2, bzw. den entsprechenden Frequenzen der Hilfstakte abhängig, d.h., daß die beiden Hilfstakte zeitlich miteinander korreliert sein müssen. Es muß demnach für die Frequenzen der Wechselspannung U und der beiden Hilfstakte nur sichergestellt sein, daß sie innerhalb des Zeitraumes der Periodenzählung des ersten und des zweiten Hilfstaktes, also zwischen dem Start des hier beschriebenen Verfahrens und der Erzeugung des Steuersignals U konstant im Rahmen der geforderten Genauigkeit für den Phasenwinkel y sind. Dies soll hier und im weiteren unter dem Begriff kurzzeitstabil verstanden werden. Die absolute Frequenz der Hilfstakte ist dagegen nur von untergeordneter Bedeutung; sie ist neben der vorgegebenen Zahl η der Perioden T0 der Wechselspannung U mitbestimmend für die Genauigkeit des Phasenwinkels ^ des abgegebenen Steuersignals U3. Sofern das Verhältnis zwischen den Frequenzen der Hilfstakte und der Wechselspannung genügend groß ist, sind selbst Frequenzschwankungen der Hilfstakte um einen Faktor zwei unschädlich für das Steuersignal U3.
Die Genauigkeit, mit u/elcher das Steuersignal Us unter einem bestimmten Phasenwinkel y> erzeugt wird, ist - wie oben bereits angedeutet zum ersten vom Verhältnis zwischen der Frequenz der Wechselspannung U und der Frequenz der Hilfstakte abhängig: je höherfrequenter der erste Hilfstakt ist, desto genauer kann die Anzahl η von Perioden T0 der Wechselspannung U bestimmt werden, was die Basis für die Auslösung des Steuersignals Ug bildet.
Zum zweiten ist die erzielbare Genauigkeit von der Zahl η der Perioden T0 der Wechselspannung U abhängig, während der die Zahl k der Perioden T^ IQ des ersten Hilfstaktes gezählt werden kann.
Die Genauigkeit der Steuersignalerzeugung nimmt also zu, je später ab dem Zeitpunkt des Starts des vorgeschlagenen Verfahrens - das Steuersignal Ug erzeugt wird, d.h., je größer die Periodenzahlen η und damit auch k werden.
Um den Zeitraum zwischen dem Start des Verfahrens und der Erzeugung des Steuersignals möglichst zu verkürzen, kann zum ersten die Frequenz des zweiten Hilfstaktes möglichst hoch (gegen den ersten Hilfstakt) gewählt werden. Damit ist die Periodendauer T2 und auch die Zähldauer k · T2 für den zweiten Hilfstakt, an deren Ende das Steuersignal Us ausgelöst wird, verkürzt. Diese Verhältnisse für die Taktfrequenzen werden dann angewendet, wenn die Zählung des zweiten Hilfstaktes im Anschluß an die Zählung des ersten Hilfstaktes erfolgt. Zum zweiten kann die Zählung des ersten und des zweiten Hilfstaktes gleichzeitig durchgeführt werden, wobei aber dann die Periodendauer T2 des zweiten Hilfstaktes größer sein muß als die Periodendauer T·^ des ersten Hilfstaktes, da die Zahl k von Perioden T, (gleich der Dauer von η Perioden von TQ) zuerst feststehen muß, bevor das Zählen der Perioden T2 bei der Anzahl k beendet werden kann.
Im folgenden wird eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens anhand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Schaltschema einer derartigen Schaltungsanordnung mit einer von der Wechselspannung U angesteuerten Steuerschaltung 1, welche über Steuerleitungen 2, 3 einen ersten Schalter 4 und einen zweiten Schalter 5 schließen, bzw. öffnen kann. Die Steuerschaltung 1 betätigt dabei zumindest den ersten Schalter 4 bei einem definierten Phasenwinkel der Wechselspannung U, vorzugsweise im Nulldurchgang. Die beiden Schalter 4, 5 verbinden, bzw. öffnen die Verbindung zwischen einer Takterzeugungsschaltung 6 mit mehreren Ausgängen 7, 8 zur Erzeugung verschiedener, zeitlich korrelierter Taktfrequenzen und eitlem ersten Taktzähler 9 und einem
ig zweiten Taktzähler 10, wobei ein Zähleingang 11 des ersten Taktzählers 9 über den ersten Schalter 4 mit einem der Ausgänge 7, und ein Zähleingang 12 des zweiten Taktzählers 10 über den zweiten Schalter 5 mit einem der Ausgänge 8 der Takterzeugungsschaltung 6 verbindbar ist. Ausgänge 13, 14 des ersten und zweiten Taktzählers 9, 10 steuern einen
ic Komparator 15, welcher den Stand der beiden Zähler 9,. 10 vergleicht, sobald einer der beiden Zähler 9, 10 einen Zählerstand ungleich Null aufweist, und bei Gleichstand das Steuersignal U auf einer Ausgangsleitung 16 erzeugt. Weiterhin wird die Steuerschaltung 1 von dem Komparator 15 erzeugten Steuersignal U angesteuert.
Bei der hier beschriebenen Schaltungsanordnung wird das damit durchführbare Verfahren dadurch ausgelöst, daß die beiden Taktzähler 9, 10 über eine Startleitung 16* mittels eines Startimpulses U . auf Null zurückgesetzt werden. Damit wird das Steuersignal U auf der Ausgangsleitung 16 nicht mehr erzeugt (die beiden Taktzähler 9, 10 weisen im Normalfall - vom vorherigen Verfahrensablauf stammend - gleiche Zählerstände auf, somit erzeugt der Komparator 15 das Steuersignal U ) die Steuerschaltung 1 schließt einen oder beide Schalter 4, 5, z.B. beim nächsten Nulldurchgang der Wechselspannung U, und die beiden Taktzähler 9, 10 beginnen zu zählen. Der erste Taktzähler 9 wird dadurch gestoppt, daß die Steuerschaltung 1 den ersten Schalter 4 öffnet, sobald die vorgegebene Anzahl η von Perioden T der Wechselspannung U verstrichen sind, vorzugsweise wiederum bei einem Nulldurchgang der Wechselspannung U, Der zweite Taktzähler 10 wird dadurch gestoppt, daß die Steuerschaltung 1 den zweiten Schalter 5 öffnet, sobald die Steuerschaltung 1 vom Komparator 15 das Steuersignal U erhält, welches der Komparator 15 bei
• · · 8
w a * « λ >
Gleichstand der beiden Taktzähler 9, 10 auf seiner Ausgangsleitung 16 erzeugt.
Die Vorgabe des Phasenwinkel ^ bezüglich der Wechselspannung U, unter welchem das Steuersignal U erzeugt wird, wird durch die Auswahl der
beiden Taktfrequenzen an den Ausgängen 7, 8 der Takterzeugungsschaltung 6, bzw. deren Verhältnis bestimmt (bei einer vorgegebenen Anzahl η von zu messenden Perioden T der Wechselspannung U). Die Takterzeugungsschaltung 6 besteht daher vorzugsweise aus einem Oszillator 17, welcher einen höherfrequenten Grundtakt erzeugt und einem daran angeschlossenen mehrstufigen Teiler 18, welcher an mehreren Ausgängen 7, 8 der Takterzeugungsschaltung 6 unterschiedliche Taktfrequenzen erzeugt, welche untereinander - entsprechend der Auslegung des Teilers 18 - in bestirnten Verhältnissen stehen. Mittels zweier Umschalter 19, 20 oder äquivalenter technischer Mittel sind die Verhältnisse der den beiden Taktzählern 9, zuführbaren Taktfrequenzen für den jeweils gewünschten Phasenwinkel *£ einstellbar. Vorzugsweise kann auch ein programmierbarer Teiler 18 eingesetzt werden. Die Umschalter 19, 20 können dann entfallen, während bekannte Mittel zum Speichern der vorprogrammierten Taktfrequenzen, bzu.
des Taktfrequenzverhältnisses oder der entsprechenden Teilverhältnisse vorhanden sind.
Fig. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Steuerschaltung 1 nach Fig. 1, bei welcher die Schalter 4, 5 über die Steuerleitungen 2, 3 derart ansteuerbar sind, daß die beiden Taktzähler 9, 10 nacheinander arbeiten.
Im einzelnen besteht die Steuerschaltung 1 in diesem Ausführungsbeispiel aus einer von der Wechselspannung U angesteuerten Eingangsschaltung 21, welche die Wechselspannung U derart umformt, daß eine digitale Weiterverarbeitung möglich ist, bspw. wird mit jedem Nulldurchgang der Wechselspannung U eine positive Flanke erzeugt. Mit dieser umgeformten ,.ec->selspannung U wird über einen steuerbaren Schalter 22 ein voreinstellbarer Zähler 23 angesteuert, welcher vorzugsweise die von der Eingangsschaltung 21 erzeugten positiven Flanken zählt. Der voreinstellbare Zähler 23 besteht dabei bspw. aus einem herkömmlichen Zähler 24 und einem Korparator 25, welcher den Zählerstand mit einem voreinstellbaren Wert vergleicht und bei Gleichheit ein Signal auf einer Steuerleitung 26 erzeugt. Über diese Steuerleitung 26 wird wiederum der steuerbare Schalter 22 geöffnet, und damit der voreinstellbare Zähler 23 angehalten. Mit dem Signal auf der Steuerleitung 26 und mit dem Steuersignal U5
auf der Ausgangsleitung 16 des Komparators 10 aus Fig. 1 u/erden über ein logisches Netzwerk die Ansteuerspannungen auf den Steuerleitungen 2, 3 erzeugt, welche die Schalter 3, 4 aus Fig. 1 steuern. Gleichzeitig wird mit Erscheinen des Steuersignals Us der voreinstellbare Zähler 23 zurückgesetzt.
Die Ansteuerspannung für den ersten Schalter 4 wird gewonnen, indem das invertierte Steuersignal U5 (Inverter 27) mit dem invertierten Ausgangssignal des Komparators 25 (Inverter 28) über ein UND-Gatter 29 verknüpft wird. Die Ansteuerspannung für den zweiten Schalter 5 wird gewonnen, indem das invertierte Steuersignal Us (Inverter 27) mit dem nicht invertierten Ausgangssignal des Komparators 25 über ein UND-Gatter 30 verknüpft wird.
Zum Verständnis des zeitlichen Ablaufs der Funktionen der Schaltungen nach den Figuren 1 und 2 sind in Fig. 3 Spannungs-Zeit-Diagramm an verschiedenen relevanten Schaltungspunkten dargestellt. Teil (a) der Fig. 3 zeigt die Wechselspannung U in einer ggf. für die digitale Weiterverarbeitung durch die Eingangsschaltung 21 aufbereiteten Form. Für die weiteren Ausführungen wird der Beginn einer Periode TQ mit der positiven Flanke dieser Wechselspannung U definiert. Teil (b) der Fig. 3 zeigt die Ansteuerspannung für den ersten Schalter 4 und
Teil (c) die Ansteuerspannung für den zweiten Schalter 5.
Teil (d) der Fig. 3 schließlich zeigt das Steuersignal U3 auf der Ausgangsleitung 16.
Mit dem in Fig. 3 nicht dargestellten Startsignal Ugt werden die beiden Taktzähler 9, 10 zurückgesetzt und mit der nächsten positiven Flanke der Wechselspannung U (Fig. 3a) beginnt die Zählperiode für den Taktzähler 9 -Fig. 3b) und den voreinstellbaren Zähler 23 (Zeitpunkt A). Nach Zählen einer vorgegebenen Anzahl η von Perioden T0 der Wechselspannung U stoppt der voreinstellbare Zähler 23 und erzeugt ein Signal auf der Steuerleitung 26, durch welches der erste Taktzähler 9 gestoppt (Zeitpunkt B in Fig. 3b) und der zweite Taktzähler 10 gestartet wird (Zeitpunkt B in Fig. 3c).
...10
Nach Erreichen der Gleichheit der Zählerstände des ersten und des zweiten Taktzählers 9, 10 wird das Steuersignal U3 ausgelöst (Zeitpunkt C in Fig. 3d), welches auch den zweiten Taktzähler 10 stoppt (Zeitpunkt C in Fig. 3c). Die zeitliche Differenz zwischen dem Zeitpunkt C der Erzeugung des Steuersignals Us und der letzten vorangegangenen positiven Flanke der Wechselspannung U (Zeitpunkt D) bezeichnet den Phasenwinkel ^ . Für eine erneute Durchführung des Verfahrens müssen die beiden Taktzähler 9, 10 mittels des Startsignals Ust zurückgesetzt werden.
In gleicher Weise kann eine Steuerschaltung 1 realisiert werden,bei welcher die Ansteuerspannungen für die beiden Schalter 4, 5 derart erzeugt werden, daß die Taktzähler 9, 10 nicht nacheinander arbeiten, sondern gleichzeitig mit dem Zählvorgang beginnen. Dabei ist jedoch zu beachten, daß die beiden Taktzähler 9, 10 während der Startphase der Zählung, insbesondere bei in der Frequenz wenig unterschiedlichen Hilfstakten zeitweise den gleichen Zählerstand aufweisen. Um zu verhindern, daß der Komparator 15 bereits hier ein Steuersignal U3 erzeugt, muß der Komparator 15 zumindest während der Startphase an der Abgabe des Steuersignals gehindert werden. Dies kann vorzugsweise dadurch geschehen, daß die Ausgangsleitung 16 des Komparators 15 solange gesperrt wird, wie der Schalter 4 geschlossen ist, d.h., solange der erste Taktzähler 9 arbeitete In die Ausgangsleitung 15 kann somit im einfachsten Fall ein weiterer steuerbarer Schalter vorgesehen werden, welcher mit der invertierten Ansteuerspannung für den ersten Schalter 4 angesteuert wird.
Eine derartige Schaltungsanordnung, wie vorstehend beschrieben, kann in vorteilhafter Weise zur Ansteuerung von steuerbaren Schaltern, wie z.B. elektromechanischen Relais eingesetzt werden. Werden derartige steuerbare Schalter zum Schalten von Wechselspannungsversorgungen hoher Leistung eingesetzt, so wird der Schaltzeitpunkt vorzugsweise auf einen Nulldurchgang der Wechselspannung gelegt. Dies verringert zum einen die durch den Schaltvorgang auftretenden elektromagnetischen
Störungen, bzw. vermindert den Entstörungsaufwand und verringert,insbesondere bei mechanischen Schaltkontakten,den Verschleiß. Dabei wird das Schalten im Nulldurchgang bei steuerbaren Schaltern häufig dadurch erschwert, daß zwischen dem Ansteuerzeitpunkt und dem eigentliehen Schaltzeitpunkt eine Verzögerungszeit liegt. Mittels der vorgegebenen Schaltungsanordnung ist es nun möglich, ein Steuersignal U zu erzeugen, welches einen definierten Phasenwinkel y bezüglich der zu schaltenden Wechselspannung U einnimmt. Durch Auswahl eines geeigneten Verhältnisses für die beiden Hilfstakte ist es nun möglich, den Phasenwinkel f so einzustellen, daß - bei konstanter Frequenz der Wechselspannung U - die auftretende Verzögerungszeit des steuerbaren Schalters derart kompensiert wird, daß der Schaltzeitpunkt mit einem Nulldurchgang der Wechselspannung U übereinstimmt.
707
La/Hr.
Bezugszeichenliste
U VJechselspannung
U3 Steuersignale
T0 Periode von U
U? Phasenwinkel
η vorgebbare Anzahl von T0
T| Periode des ersten Hilfstaktes
k Zahl der Perioden T^ und T2
T2 Periode des zweiten Hilfstaktes
ρ Zahl der Perioden von T0 während k · T2
f (y) Umrechnung von "f in Zeiteinheiten von T
1 Steuerschaltung
2 Steuerleitung
3 Steuerleitung 4" erster Schalter
5 zweiter Schalter
6 Takterzeugungsschaltung
7 Ausgänge von 6
8 Ausgänge von 6
9 erster Taktzähler
10 zweiter Taktzähler
11 Zähleingang von
12 Zähleingang von
13 Ausgänge von 9
14 Ausgänge von 10 .15 Komparator
16 Ausgangslei-turig
16' Startleitung
!7 Oszillator
46
111 Teiler
19 Umschalter
20 Umschalter
2] Eingangsschaltung
22 steuerbarer Schalter
23 voreinstellbarer Zähler
24 Zähler
25 Komparator
26 Steuerleitung
27 Inverter
20 Inverter
29 UND-Gatter
30 UND-Gatter

Claims (11)

La/Hr. Patentansprüche
1. V/erfahren zur Erzeugung von Steuersignalen in einer vorgebbaren Phasenlage bezüglich einer Wechselspannung mit zumindest kurzzeitstabiler Frequenz unter Verwendung eines höherfrequenten, zumindest kurzzeitstabilen Hilfstaktes,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dauer einer vorgebbaren Anzahl ( n) von Perioden (T0) der Wechselspannung (U) bestimmt wird, indem die während dieser Dauer anfallenden Perioden (T-.) eines ersten Hilfstaktes gezählt werden, daß die Perioden (T2) eines zweiten Hilfstaktes unterschiedlicher Frequenz gezählt werden, welcher mit dem ersten Hilfstakt zeitlich korreliert ist, und
daß bei Übereinstimmung der Periodenzahlen (k) des ersten und zweiten Hilfstaktes das Steuersignal (U3) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zählung der Perioden (Tj, T2) der beiden Hilfstakte gleichzeitig startet, wobei die Frequenz des zweiten Hilfstaktes niedriger ist als die Frequenz des ersten Hilfstaktes
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Perioden (T2) des zweiten Hilfstaktes im Anschluß an die Zählung der Perioden (Tj) des ersten Hilfstaktes gezählt werden, wobei die Frequenz des zweiten Hilfstaktes vorzugsweise höher als die Frequenz des ersten Hilfstaktes ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Hilfstakte aus einem höherfrequenten, gemeinsamen Grundtakt, vorzugsweise durch Teilung, hergeleitet M/erden»
5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, .
dadurch gekennzeichnet,
daß durch eine Steuerschaltung (1) ein erster Schalter (4) für eine vorgebbare Anzahl (n ) von Perioden (T0) der Wechselspannung (U) schließbar ist,
daß ein erster Taktzähler (9) über den ersten Schalter (4) und ein zweiter Taktzähler (10) über einen zweiten Schalter (5) mit einer Takterzeugungsschaltung (6) verbunden ist, daß der zweite Schalter (5) durch die Steuerschaltung (1) schließbar und frühestens bei Gleichheit der Zählerstände (Taktzähler 9 und 10) offenbar ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerschaltung (1) einen voreinstellbaren Zähler (23) aufweist, welcher nach Ablauf einer vorgegebenen Anzahl (n ) von Perioden (T0) der Wechselspannung (U) ein Ausgangssignal zur Steuerung mindestens des ersten Schalters (4) erzeugt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Vergleich der Zählerstände des ersten und zweiten Taktzählers '.9, 10) ein Komparator (.15) vorgesehen ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Komparator (15) nur wirksam geschaltet ist, wenn der erste Schalter >'4Ί geöffnet ist.
... 14
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste und der zweite Taktzähler (9, 10) zwischen unterschiedlichen Ausgangsfrequenzen der Takterzeugungsschaltung (6) umschaltbar sind.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Takterzeugungsschaltung (6) aus einem Oszillator (17) und einem nachgeschalteten mehrstufigen, vorzugsweise programmierbaren Teiler (18) besteht, wobei das Verhältnis der Ausgangsfrequenz für die Taktzähler (9, 10) wählbar ist.
11. Verwendung einer Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 . bis 10,
zur Ansteuerung eines steuerbaren Schalters, vorzugsweise eines elektromagnetischen Relais mit einer Verzögerung zwischen Ansteuerzeitpunkt und Schaltzeitpunkt derart, daß der Schaltzeitpunkt mit einem Nulldurehgang der Viechseispannung (U) übereinstimmt. 20
DE3321530A 1983-06-15 1983-06-15 Verfahren zur erzeugung von steuersignalen in einer vorgebbaren phasenlage, schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens und verwendung der schaltungsanordnung Granted DE3321530A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3321530A DE3321530A1 (de) 1983-06-15 1983-06-15 Verfahren zur erzeugung von steuersignalen in einer vorgebbaren phasenlage, schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens und verwendung der schaltungsanordnung
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