DE3441226C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Phasenregelkreis mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Merkmalen.

Ein derartiger Phasenregelkreis ist in der Deut­ schen Patentanmeldung P 33 24 919.9 beschrieben. Bei diesem Phasenregelkreis wird z. B. bei Unter­ brechung der Führungsgröße - also des Signales, auf dessen Frequenz die Frequenz eines spannungs­ gesteuerter Oszillators geregelt wird - die Stell­ größe digital in einem als Speicher dienendem Vor­ wärts-Rückwärts-Zähler festgehalten. Der span­ nungsgesteuerter Oszillator schwingt dann im Ide­ alfall während der Unterbrechungszeit der Füh­ rungsgröße mit praktisch der gleichen Frequenz wei­ ter wie vor der Unterbrechung. Die mit der Fre­ quenz des spannungsgesteuerten Oszillators ver­ sorgten Bauteile arbeiten also im Idealfall auch bei Ausbleiben der Führungsgröße im richtigen Takt und in der richtigen Phasenlage, bis die Störung behoben ist, die die Unterbrechung der Führungs­ größe verursacht hat.

Wird der Phasenregelkreis für besonders schnelle Regelung ausgelegt, treten aus folgendem Grund Ab­ weichungen vom Idealfall auf:

Zwischen der Detektion der Störung in der Füh­ rungsgröße und dem Festhalten der Stellgröße da­ durch, daß der Vorwärts-Rückwärts-Zähler angehal­ ten wird, verstreicht eine von den verwendeten Bauteilen abhängige Zeit. Während dieser Zeit ver­ sucht der Regelkreis die Frequenz- und Phasendif­ ferenz zwischen der u. U. erheblich gestörten Führungsgröße und der Schwingung des spannungsge­ steuerten Oszillators auszuregeln, indem er die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators ver­ stellt. Je schneller der Regelkreis reagiert, desto größer ist die Frequenzverstellung. Daher wird beim Anhalten des Vorwärts-Rückwärts-Zählers ein Wert der Stellgröße gespeichert, der den span­ nungsgesteuerten Oszillator mit störender Fre­ quenzabweichung weiterlaufen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Phasenregelkreis entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs anzugeben, dessen Oszillator bei Unter­ brechung der Führungsgröße mit vernachlässigbarer Frequenzabweichung weiterläuft.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Anhand der Figur soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.

Die Figur zeigt einen Phasenregelkreis mit einem Phasenvergleicher P, dessen einem Eingang die Führungsgröße f und dessen anderem Eingang die Schwingung eines spannungsgesteuerten Oszillators O zugeführt wird. Die Ausgangsspannung des Phasen­ vergleichers P wird als analog angenommen. Ein In­ tegrator IN mittelt die Ausgangsspannung des Pha­ senvergleichers P, so daß am Ausgang des Integra­ tors eine langsam veränderliche Spannung auf­ tritt. Mit dieser Spannung und einem Umschalter U wird die Zählrichtung (vorwärts V, rückwärts R) eines Zählers Z gesteuert, der seine Zählimpulse von einem Pulsgenerator T über einen Schalter S und die Kontaktstrecke des Umschalters U erhält. Da die Steuerspannung des Umschalters U eine lang­ sam veränderliche Funktion der Zeit ist, ist die Änderung der Zählrichtung des Zählers Z in diesem Zusammenhang als seltenes Ereignis anzusehen. Mit entsprechend geringer Frequenz gibt auch der Puls­ generator T seine Impulse ab, so daß das Verstellen des Zählers Z ebenfalls als seltenes Ereignis an­ zusehen ist. Der Zählerstand ZS des Zählers Z gibt folglich die gemittelte, langsam veränderliche Ausgangsspannung des Phasenvergleichers P in digi­ taler Form an.

Die Wahl der Impulsfolgefrequenz des Pulsgenerators T und die der Zeitkonstanten des Integrators IN gehören zur Frage der Bemessung und Auslegung des Phasenregelkreises, die wiederum vom Anwendungs­ fall abhängt und hier nicht weiter behandelt wer­ den soll.

Der Zählerstand ZS des Zählers Z liegt in dualer Darstellung an seinen N Ausgängen Q 1, Q 2 . . . QN an und wird über N Leitungen an ein Rechenwerk W wei­ tergegeben, in dem die Zahl ZS in der weiter unten geschilderten Weise bedingt verändert wird. Vom Rechenwerk W gelangt die veränderte oder auch nicht veränderte Zahl ZS über weitere Leitungen ebenfalls in dualer Form an die N Eingänge E 1, E 2 . . . EN einer Schaltmatrix M. Die Schaltmatrix M setzt die Dualzahl, die in paralleler Form an ihren N Eingängen anliegt, in die Steuergröße für die Oszillator O um.

Zur Steuerung des Rechenwerks W wird die nicht ge­ mittelte Ausgangsspannung des Phasenvergleichers P einem Schwellenwertdetektor SW zugefügt und der Aus­ gang des Schwellenwertdetektors SW mit einem ersten Steuereingang des Rechenwerkes W verbunden. Die schnellen Änderungen der Ausgangsspannung des Pha­ sendetektors P spiegeln sich in häufigen Wechseln des Ausgangssignales des Schwellenwertdetektors SW wieder. Je nach Zustand ("0" oder "1") am Ausgang des Schwellenwertdetektors SW wird nun durch das Re­ chenwerk W die Zahl ZS, die den Zählerstand des Zählers Z darstellt, um die ganze Zahl n vergrö­ ßert oder verkleinert. Es wird also entweder die Zahl ZS + n oder die Zahl ZS - n an die Schaltma­ trix M weitergegeben und so, ausgehend von einem langsam veränderlichen Mittelwert, die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators O im schnel­ len Wechsel erhöht oder erniedrigt. Die ganze Zahl n ist dabei so gewählt, daß der schnelle Frequenz­ wechsel in einem kleinen Bereich erfolgt; sie kann z. B. die Werte 1 oder 2 haben.

Tritt nun eine Unterbrechung der Führungsgröße f auf, so reagiert der erfindungsgemäße Phasenregel­ kreis zunächst über das Rechenwerk W mit einer Er­ höhung oder einer Erniedrigung der Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators O gegenüber der mittleren Frequenz, die sich vor Auftreten der Un­ terbrechung eingestellt hat. Bevor jedoch aufgrund der Störung auch die mittlere Frequenz verändert werden kann, öffnet eine Überwachungsschaltung B mit ihrem Ausgangssignal einen Schalter S und un­ terbricht damit die Zufuhr von Zählimpulsen an den Zähler Z. Über eine Verbindung des Ausganges der Überwachungsschaltung B mit einem zweiten Steuer­ eingang des Rechenwerkes W wird beim Öffnen des Schalters S das Rechenwerk W dazu veranlaßt, nur den Zählerstand ZS an die Schaltmatrix M weiterzu­ geben. Während der Unterbrechung der Führungsgröße f läuft daher der spannungsgesteuerte Oszillator O mit der mittleren Frequenz weiter, die sich vor der Unterbrechung eingestellt hat und deren zuge­ hörige Stellgröße digital im Zähler Z gespeichert ist.

Auf diese Weise wird der nachteilige Einfluß, den eine Unterbrechung der Führungsgröße f auf das Verhalten des eingangs erwähnten Phasenregelkrei­ ses hat, beim erfindungsgemäßen Phasenregelkreis verhindert.

Claims (1)

1. Phasenregelkreis, bei dem
   einem Phasenvergleicher (P) ei­ ne Führungsgröße (f) und eine von einem spannungsgesteu­ erten Ozillator abgegebene Ausgangsgröße zugeführt wird,
   die Zähleinrichtung eines Zählers (Z) durch den Phasenver­ gleicher (P) gesteuert wird,
   die Impulse eines Pulsge­ nerators (T) den Zähler (Z) takten,
   die Taktzufuhr an den Zähler (Z) unterbunden wird, wenn eine Überwachungs­ schaltung (B) eine Störung in der Führungsgröße (f) fest­ stellt,
   eine Schaltmatrix (M) vorgesehen ist, deren Schaltzustand die Frequenz des spannungsgesteuerten Os­ zillators (O) festlegt,
   und zwischen dem Zähler (Z) und der Schaltmatrix (M) ein Rechenwerk (W) geschaltet ist,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß für die Steuerung der Zählrichtung zwischen dem Aus­ gang des Phasenvergleichers (P) und dem Zähler (Z) ein Integrator (IN) eingefügt ist,
   daß die Frequenz des Pulsgenerators (T) möglichst klein bemessen wird,
   daß das Rechenwerk (W) die Schaltmatrix (M) bei störungs­ freiem Betrieb entsprechend einer Zahl einstellt, die größer oder kleiner als der Stand des Zählers (Z) ist, je nachdem, ob das Ausgangssignal des Phasenvergleichers (P) eine Schwelle über- oder unterschreitet, und
   daß bei einer Störung in der Führungsgröße (f) die Schaltmatrix (M) mit dem Stand des Zählers (Z) einge­ stellt wird.