DE3621035A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung eines synchronen spaltentaktes zur bildung verschiedener zeichenbreiten in mosaikdruckeinrichtungen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur erzeugung eines synchronen spaltentaktes zur bildung verschiedener zeichenbreiten in mosaikdruckeinrichtungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur
Erzeugung eines synchronen Spaltentaktes zur Bildung
verschiedener Zeichenbreiten gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Zur Darstellung von aus Einzelpunkten gebildeten mosaik
artig aufgebauten Zeichen werden sog. Mosaikdruckeinrich
tungen verwendet. Derartige Mosaikdruckeinrichtungen können
mit einem Nadeldruckkopf, mit einem Tintendruckkopf oder mit
einem Thermodruckkopf ausgerüstet sein.
Ein Kennzeichen derartiger Mosaikdruckeinrichtungen ist es,
daß die Zeichen auf dem Aufzeichnungsträger durch einzelne
Punkte gebildet werden. Dazu ist z. B. jeder Nadel eines
Nadeldruckkopfes oder jeder Schreibdüse eines Tintendruck
kopfes ein Antriebselement zugeordnet, das über eine
Druckelektronik individuell angesteuert wird. Unter
Berücksichtigung der Relativbewegung zwischen dem Druckkopf
und dem Aufzeichnungsträger während des Druckvorganges
werden die Zeichen in einer sog. Zeichenmatrix rasterförmig
aufgebaut. Die horizontal verlaufenden Rasterspalten werden
bei einer solchen Zeichenmatrix als Spuren, die vertikal
verlaufenden Spalten als Druckspalten bezeichnet. Ein
Beispiel für eine Mosaikdruckeinrichtung mit einem Tinten
schreibkopf ist in der Siemens-Zeitschrift, Heft 4, April
1977, Seiten 219 bis 221 ausführlich beschrieben.
Da im Gegensatz zum Typendrucker, der die Zeichen als
Ganzes druckt, bei Mosaikdruckeinrichtungen die Zeichen
aus einzelnen Punkten aufgebaut werden, hängt die Lesbarkeit
dieser Zeichen weitgehend vom gewählten Raster ab.
Ist beispielsweise ein hochauflösender Matrixdrucker mit
einem Tintendruckkopf mit z. B. 32 Düsen ausgestattet, so hat
das Raster für die Darstellung eines Zeichens zu 1/10′′ 32
waagerechte Spuren (entsprechend den 32 Düsen des Tinten
druckkopfes) und 48 Spalten bei der sog. Entwurfsschrift
(Schnellschrift) bzw. 32 Spuren und 96 Spalten bei der
Korrespondenzschrift. Je nachdem, welche Düsen in welcher
Druckspalte angesteuert und zum Abdruck gebracht werden,
erscheint das entsprechende Zeichen auf dem Papier. Daraus
ergibt sich, daß man die verschiedenen Zeichen in digitaler
Form in einen Speicher (RAM oder ROM) ablegen und bei Bedarf
abrufen kann. Diese Speicher bilden - zusammen mit der zu
gehörigen Ansteuerung - den Zeichengenerator. Die im Zeichen
generator gespeicherten Zeichen können dabei in verschiede
ner Schriftart (z. B. Standardschrift, Breitschrift, Fett
schrift, Sperrschrift usw.) abgedruckt werden. So wird z. B.
bei der Breitschrift die Zeichenbreite und damit der Schreib
schritt (inklusive Zwischenraum) verdoppelt. Jeder Punkt der
Zeichenmatrix wird dabei in der Horizontalen doppelt abge
bildet.
Die Druckgeschwindigkeit von Zeichen in einer Zeile, die
üblicherweise in Zeichen pro Sekunde angegeben wird, ist von
zwei Faktoren abhängig. Die im jeweils eingeschalteten
Zeichenvorrat enthaltene Schriftform - Korrespondenzschrift
oder Normalschrift - bestimmt die Vorschubgeschwindigkeit
des Druckwertes. Der eingeschaltete Schreibschritt, der als
horizontaler Abstand zweier Zeichen (von Mitte zu Mitte)
im Sollmaßstab definiert ist, bestimmt die Anzahl der
Zeichen, die pro Zoll der Druckerbewegung zu Papier ge
bracht werden.
Gebräuchliche Schreibschritte für Mosaikdrucker sind
1/10′′, 1/12′′ und 1/17′′. Die Druckgeschwindigkeit (Schreib
geschwindigkeit) in Zeichen pro Sekunde ist bei einer
Zeichenbreite von 1/10′′ am kleinsten und bei einer
Zeichenbreite von 1/17′′ am größten. Für einen 1/10′′
Schreibschritt ist das Druckfeld für ein Zeichen
2,54 mm breit.
Um ein exaktes Schriftbild zu erhalten, ist es von großer
Bedeutung, daß der Auslösezeitpunkt für die Betätigung
der Druckelemente, also der Auslösezeitpunkt für die
Tintentröpfchen bzw. die Betätigung der Nadeln genau dann
erfolgt, wenn die Düsen bzw. die Nadeln des Druckkopfes vor
den für das gerade darzustellende Zeichen vorgesehenen
Druckspalten liegen.
Hierzu ist es bekannt, das Raster (Matrix) zur Darstellung
der abzudruckenden Zeichen dem Grundtakt der Wagenmotor
steuerung zuzuordnen. Bevorzugt ist diese Zuordnung durch
ein ganzzahliges Teilungsverhältnis bestimmt. Dabei be
findet sich auf der Welle des Wagenmotors ein Taktgeber,
dessen Takte außer zur Druckauslösung noch zur Drehzahl
regelung des Wagenmotors benützt werden. Die vom Taktgeber,
vorzugsweise in Form einer Taktscheibe erzeugten Impulse
werden einer Schaltung zugeführt, die aus einem Phasen
regelkreis (PLL) und einem festen Teiler zur synchronen
Spaltentakterzeugung einer n-fachen Taktgeberfrequenz
besteht. Ein variabler Teiler dient zur Erzeugung der
Spaltenfrequenz entsprechend der gewünschten Zeichenbreite.
Ein solcher Schaltungsaufbau hat u. a. den Nachteil, daß
bedingt durch den Hardwareaufbau Abgleich- und Drift
probleme auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs
anordnung zur Erzeugung eines synchronen Spaltentaktes zur
Bildung verschiedener Zeichenbreiten in Mosaikdruckeinrich
tungen anzugeben, die einfach und sicher arbeitet und in
digitale hochintegrierte Schaltkreise integrierbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruches 1 genannten Maßnahmen gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Die Erzeugung eines synchronen Spaltentaktes zur Bildung
verschiedener Zeichenbreiten in Mosaikdruckeinrichtungen
wird mit Hilfe eines digitalen Phasenregelkreises bewirkt.
Ein Phasenregelkreis hat allgemein die Aufgabe, einen
Oszillator in Frequenz und Phase so zu regeln, daß dessen
Phase mit der Phase eines Referenzsignals übereinstimmt.
Der gesamte Regelvorgang wird als Phasensynchronisation
bezeichnet.
Durch die Verwendung eines Einchip-Mikrocomputers, der
alle benötigten Hardwarekomponenten enthält, entfallen alle
Abgleich- und Driftprobleme, die bei analogen Phasenregel
kreisen auftreten können. Außerdem ist dadurch eine hohe
Stabilität des gesamten Regelkreises gewährleistet und durch
die Verarbeitung digitaler Rechtecksignale zu diskreten
Zeitpunkten ist die Störempfindlichkeit wesentlich geringer.
Da die beiden Teiler, nämlich der Festteiler und der variable
Teiler, die zur Anpassung der Signale entsprechend den ge
wünschten Schreibschritten dienen, als Zählschleifen per
Software gebildet werden können, reduziert sich der Hard
wareaufwand zusätzlich. Ein weiterer Vorteil des digitalen
Phasenregelkreises liegt darin, daß ein solcher Regelkreis
in digital hochintegrierten Schaltkreisen integrierbar ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen er
läutert. Dort zeigt
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Spaltentakterzeugung
mittels eines Phasenregelkreises,
Fig. 2 ein Prinzipschaltbild der Spaltentakterzeugung mit
Hilfe eines digitalen Phasenregelkreises.
Das in Fig. 1 gezeigte Blockschaltbild zur Erzeugung
eines synchronen Spaltentaktes SF zur Bildung verschiede
ner Zeichenbreiten in Mosaikdruckeinrichtungen zeigt
einen Phasenregelkreis PLL. Dieser wird gebildet aus einem
Vorwärtsverstärkungsweg VW mit einem Phasendiskriminator PD,
einem Schleifenfilter TP, einem spannungsgesteuerten
Oszillator VCO und einer Rückkopplungsschleife RS mit einem
Festteiler FT. An der Welle eines hier nicht darge
stellten Wagenmotors der Mosaikdruckeinrichtung befindet
sich ein Taktgeber TG, der als Taktscheibe ausgeführt sein
kann. Ein vom Taktgeber TG abgegebenes Referenzsignal,
nämlich die Taktimpulse TF, werden dem Phasendiskriminator
PD zugeführt. Der Phasendiskriminator PD erzeugt aus der
Phasendifferenz der beiden Signale - Oszillatorsignal FO und
Referenzsignal TF - eine Stellgröße, die über ein Schleifen
filter TP, das als Tiefpaß ausgebildet ist, zum spannungs
gesteuerten Oszillator VCO geführt wird. Die Stellgröße
regelt den Oszillator VCO auf die Sollfrequenz/-Phase nach.
Nach Abschluß des Regelvorgangs sind beide Signale mitein
ander synchronisiert. Man spricht dabei vom "eingerasteten
Zustand". Da die beiden Signalfrequenzen TF, FO sehr unter
schiedlich sind, wird in den Regelkreis PLL ein Festteiler
FT mit dem Verhältnis 1/ N eingebaut, damit die beiden Signale
FO und TF mit etwa gleicher Frequenz am Phasendiskriminator
PD anliegen. Der Regelkreis PLL synchronisiert also die
Frequenz des Oszillator VCO mit der des entnommenen Signals
TF so, daß kein Frequenzunterschied auftritt. Am Ausgang des
Oszillators VCO steht eine synchronisierte N-fache Takt
geberfrequenz FO = N FT zur Verfügung. Ein nachgeschalteter,
in einer elektronischen Steuerungseinrichtung ES der Mosaik
druckeinrichtung vorhandener variabler Teiler VT dient zur Er
zeugung einer Spaltenfrequenz SF entsprechend der gewünsch
ten Zeichenbreite.
Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild eines digitalen Phasen
regelkreises DPLL. Ein Einchip-Mikrocomputer MC, der z. B.
durch den Baustein µP 7811 realisiert sein kann, mit zwei
Timer/Event Counter enthält alle Hardwarekomponenten,
die zur Erzeugung eines synchronen Spaltentaktes benötigt
werden.
Ein Timer/Event Counter dient dabei als Zähldiskriminator
ZD zur Synchronisation der N-fachen Taktgeberfrequenz TF,
während der zweite Timer/Event Counter als digital ge
steuerter Generator DCO arbeitet. Der Festteiler FT, sowie
der variable Teiler VT können per Software durch Zählschlei
fen gebildet werden. Der als Zähldiskriminator ZD arbeitende
Timer/Event Counter wird bei jedem Impuls des Taktgeber
signals TF zurückgesetzt und gestartet, d. h. er zählt, wie
viele Referenztaktperioden RT zwischen zwei Taktgeberimpul
sen liegen. Bei jedem N-ten Impuls des digital gesteuerten
Generators DCO wird durch den Mikrocomputer MC die Phasen
differenz aus Zähldiskriminatorinhalt und Sollwert, der der
gewünschten Mittenfrequenz der Regelschleife entspricht, so
wie die Stellgröße für den digital gesteuerten Generator DCO
entsprechend der gewünschten Filterkennlinie des digitalen
Filters DF festgestellt. Besitzt das digitale Filter DF ein
Proportional/Integralverhalten (digitale Phase Locked Loop
2. Ordnung), dann hat der Mittelwert der Ausgangsfrequenz des
digital gesteuerten Generators DCO die gewünschte N-fache
Taktgeberfrequenz N TF, die zur Erzeugung der Spaltenfre
quenz entsprechend der gewünschten Zeichenbreite einem ver
änderbaren Teiler VT zugeführt wird. Der Phasenregelkreis
DPLL zur Synchronisation des Spaltentaktes SF schließt
sich über den Festteiler FT (1/ N -Teiler).
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Spaltentaktes
zur Bildung verschiedener Zeichenbreiten in Mosaikdruck
einrichtungen, die einen Taktgeber, einen Phasenregel
kreis, einen Festteiler und einen variablen Teiler zur
Erzeugung der Spaltenfrequenz entsprechend der gewünsch
ten Zeichenbreite enthält,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Phasenregelkreis als digitaler Phasenregelkreis
(DPLL) auf einem Einchip-Mikrocomputer (MC) realisiert
ist, der zwei Timer/Event Counter (ZD, DCO) enthält,
wobei ein Timer/Event Counter als Zähldiskriminator (ZD)
zur Synchronisation der N-fachen Taktgeberfrequenz (TF)
und der andere Timer/Event Counter als digital gesteuerter
Generator (DCO) arbeitet.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Festteiler (FT) und der variable Teiler (VT) durch
Zählschleifen gebildet sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem als Zähldiskriminator (ZD) arbeitenden Timer/
Event Counter ein Referenztakt (RT) anliegt und der Zähl
diskriminator (ZD) bei jedem Impuls des Taktgebersignals
(TF) zurückgesetzt und gestartet wird und so die Anzahl der
Referenztaktperioden (RT) zwischen zwei Taktgeberimpulsen
(TF) zählt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei jedem N-ten Impuls des digital gesteuerten Gene
rators (DCO) der Mikrocomputer (MC) sowohl die Phasen
differenz aus Zähldiskriminatorinhalt und Sollwert als
auch die Stellgröße für den digital gesteuerten Gene
rator (DCO) ermittelt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der digitale Phasenregelkreis (DPLL) ein digitales
Filter (DF) enthält, das ein proportional-integrales Ver
halten aufweist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19863621035 DE3621035A1 (de) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | Schaltungsanordnung zur erzeugung eines synchronen spaltentaktes zur bildung verschiedener zeichenbreiten in mosaikdruckeinrichtungen |
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DE19863621035 DE3621035A1 (de) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | Schaltungsanordnung zur erzeugung eines synchronen spaltentaktes zur bildung verschiedener zeichenbreiten in mosaikdruckeinrichtungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3621035A1 true DE3621035A1 (de) | 1988-01-07 |
DE3621035C2 DE3621035C2 (de) | 1990-01-25 |
Family
ID=6303534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19863621035 Granted DE3621035A1 (de) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | Schaltungsanordnung zur erzeugung eines synchronen spaltentaktes zur bildung verschiedener zeichenbreiten in mosaikdruckeinrichtungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3621035A1 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2844198A1 (de) * | 1977-11-01 | 1979-05-03 | Gen Electric | Steueranordnung zum betrieb eines matrixdruckers |
-
1986
- 1986-06-24 DE DE19863621035 patent/DE3621035A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2844198A1 (de) * | 1977-11-01 | 1979-05-03 | Gen Electric | Steueranordnung zum betrieb eines matrixdruckers |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 23, No. 9, Februar 1981, S. 3982-3985 * |
IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 27 No. 4B September 1984, S. 2385-2388 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3621035C2 (de) | 1990-01-25 |
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