DE4205346A1 - Taktgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Taktgeber zur Anwendung in verschiedenen Arten digitaler Geräte, wie Digital/Analog- Umsetzer, Funktionsgeneratoren und ähnlichem, und insbeson­ dere einen Taktgeber, der zu jedem Zeitpunkt einen Impuls mit jeder gewünschten Zeitbemessung und Zeitpunkteinstellung und im wesentlichen ohne Totzeit erzeugen und die Zeitbemes­ sung und Zeitpunkteinstellung nach Bedarf angemessen verän­ dern kann.

Üblicherweise wurden Taktgeber mit einer Takt-Feinstellvor­ richtung zum Erzeugen eines Impulses mit gewünschter Zeitbe­ messung und zum geeigneten Ändern der Zeitbemessung nach Bedarf eingesetzt. Bei dieser Taktgeberart wird dem Geber im allgemeinen ein periodischer Takt zugeführt und wird ein gewünschter Taktsignalimpuls (Soll-Taktsignalimpuls) zu dem Zeitpunkt erzeugt, zu dem eine vorgegebene, auf eine Flanke des periodischen Takts folgende Zeitspanne verstrichen ist.

Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Taktgeber mit einer solchen Takt-Feinstellvorrichtung.

Der in Fig. 1 gezeigte Taktgeber umfaßt einen Zähler 1, der einen periodischen Takt PC und einen Leittakt MC empfängt, und eine Takt-Feinstellvorrichtung 2, die mit dem Zähler 1 in Reihe geschaltet ist, um ein Ausgangssignal des Zählers 1 um eine geeignete Verzögerungszeit zu verzögern und das verzögerte Signal auszugeben. Der Zähler 1 zählt den Leit­ takt MC, dessen Zyklus (Frequenz) ein ganzzahliges Vielfa­ ches eines Zyklus (Frequenz) jeder Periode des periodischen Takts PC ist (d. h. des Zeitintervalls zwischen aufeinander­ folgenden oder benachbarten periodischen Takten). Die Takt- Feinstellvorrichtung 2 ist ihrerseits eine zeitlich verän­ derbare Verzögerung, die jeden Impuls in einer Periode um eine gewünschte Zeitspanne verzögern kann.

Beim in Fig. 1 gezeigten Taktgeber wird eine ungenaue Zeit­ bemessung oder Taktung (grobe Zeitbemessung) vom Zähler 1 auf der Basis der Zeitintervalle des Leittakts MC und eine feine Zeitbemessung oder Taktung (genaue Zeitbemessung) ferner auf der Basis einer Verzögerungszeit, die von der Takt-Feinstellvorrichtung 2 eingestellt wird, bestimmt. Ein gewünschter Taktsignalimpuls wird also aus einer Kombination der groben Zeitbemessung und der genauen Zeitbemessung erhalten.

Die im Zähler 1 und der Takt-Feinstellvorrichtung 2 gesetz­ ten Daten werden zu jedem periodischen Takt PC von einer Taktdaten-Schalteinrichtung (selbsthaltender Schalter oder Latch) 3 zurückgeschrieben und ein gewünschter Taktsignal­ impuls wird erzeugt, während die Taktung oder Zeitbemessung in jeder Periode verändert wird. D.h., eine Folge periodi­ scher Takte PC und eine Folge von Leittakten MC, deren Zyklus ein ganzzahliges Vielfaches des Zyklus des periodi­ schen Taktes PC ist, werden in den Zähler 1 eingegeben. Einer oder mehrere Eingangs-Leittakte MC werden zum Ansteu­ ern der Takt-Feinstellvorrichtung 2 für jede Eingabe von Takten PC und MC festgesetzt und darauf wird der festgesetz­ te Leittakt MC (oder die festgesetzte Anzahl von Leittakt­ perioden MC) an die Zeit-Feinstellvorrichtung 2 ausgegeben. In der Takt-Feinstellvorrichtung 2 werden Zeitverzögerungs­ daten in Übereinstimmung mit der festgesetzten Anzahl von Leittaktperioden MC, welche zum Ausgeben eines gewünschten Taktsignalimpulses mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung notwendig sind, geladen. Bei dem oben beschriebenen herkömm­ lichen Taktgeber kann eine Impuls wie oben beschrieben zu einem gewünschten Zeitpunkt erzeugt werden, wenn der Zähler 1 und insbesondere die Takt-Feinstellvorrichtung 2 ideal angesteuert werden, so daß eine "Taktung im Fluge" erreicht werden kann.

Es ist jedoch praktisch unmöglich, eine Verzögerungszeit (eine zwischen einer Eingabe und einer Ausgabe eines Impul­ ses verstrichene Zeit) der Takt-Feinstellvorrichtung 2 auf Null zu setzen. Mit anderen Worten, hat die minimale Verzö­ gerungszeit zwischen dem Eingabe- und dem Ausgabevorgang der Takt-Feinstellvorrichtung 2 einen endlichen positiven Wert. Der herkömmliche Taktgeber mit der Takt-Feinstellvor­ richtung weist daher den Nachteil auf, daß die minimale Verzögerungszeit wie oben beschrieben die Leistungsfähigkeit des Taktgebers als Totzeit herabsetzt und deshalb ein Impuls nicht unbedingt zu einem gewünschten Zeitpunkt erzeugt wird.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel dieser Totzeit. Wie gezeigt, wird eine gewünschte Flanke (Soll-Flanke) A zu einem Zeitpunkt nahe dem Ende einer Spanne (Verzögerungs-Zeitintervall) TVS1 der Takt-Feinstellvorrichtung, die auf einen letzten Leittaktimpuls MC in einer Periode eingestellt ist, und eine weitere gewünschte Flanke (Soll-Flanke) B innerhalb einer nachfolgenden Spanne (nachfolgendes Verzögerungs- Zeitintervall) TVS2 der Takt-Feinstellvorrichtung, die auf einen ersten Leittakt MC in der nachfolgenden Periode ein­ gestellt ist, erzeugt. Weiterhin wird die Flanke A nach dem ersten Leittakt MC in der nachfolgenden Periode zum Bilden der Flanke B erzeugt. Dabei ist die Takt-Feinstellvorrich­ tung 2 vollständig mit dem Bilden der Flanke A belegt, bis die Flanke A gebildet und ausgegeben ist. Diese Belegung oder ausschließliche Nutzung der Takt-Feinstellvorrichtung 2 begründet eine Totzeit, wie sie in Fig. 2 durch die mini­ male Verzögerungszeit TVmin dargestellt ist, während derer der Leittakt MC zum Bilden der Flanke B nicht in die Takt- Feinstellvorrichtung 2 eingegeben werden kann. TVmax, tA und tB stellen die maximale Verzögerungszeit, die in der Takt-Feinstellvorrichtung 2 eingestellt werden kann, bzw. Verzögerungszeiten der Takt-Feinstellvorrichtung 2 dar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genann­ ten Nachteile zu überwinden und einen Taktgeber mit einer Takt-Feinstellvorrichtung anzugeben, bei dem im wesentlichen keine Totzeit auftritt und die Zeitbemessung bzw. Taktung zu jedem Zeitpunkt verändert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindgungsgemäß durch einen Taktgeber nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Eliminieren einer Totzeit nach Anspruch 11 gelöst.

Der erfindungsgemäße Taktgeber weist eine Vorrichtung (im folgenden als "Grobtakt-Impulsgeber" bezeichnet) zum geeig­ neten Festsetzen eines der Eingangstaktpulse, um einen groben Taktsignalimpuls zu einem gewünschten Zeitpunkt zu erzeugen, und eine Takt-Feinstellvorrichtung zum Empfangen und geeigneten Verzögern der groben Zeitsignalimpulses auf, um einen genauen Zeitsignalimpuls zu erzeugen. Die Erfindung umfaßt ferner einen Kompensationskreis, der an einer hin­ teren Stufe (Ausgangsstufe) der Takt-Feinstellvorrichtung oder an einer vorderen Stufe (Eingangsstufe) des Grobtakt- Impulsgebers angeordnet ist und einen als Verzögerungskreis dienenden Schaltkreis mit einem Eingangsanschluß und mehre­ ren Ausgangsanschlüssen aufweist, wobei die Verzögerungszeit zwischen den einzelnen Ausganganschlüssen unterschiedlich ist, sowie einen Multiplexer zum Auswählen einer der Aus­ gangsanschlüsse des Verzögerungskreises.

Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Taktge­ bers mit einer Takt-Feinstellvorrichtung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm von Impulswellenformen der den herkömmlichen Taktgeber von Fig. 1 bilden­ den Teile,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Taktgebers, bei dem ein Totzeit-Kompensationskreis an einer Ausgangs­ stufe der Takt-Feinstellvorrichtung angeordnet ist,

Fig. 4 ein Zeitdiagramm von Impulswellenformen der den Taktgeber der Ausgestaltung von Fig. 3 bildenden Teile,

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausgestal­ tung des erfindungsgemäßen Taktgebers, bei dem der Totzeit-Kompensationskreis an der Eingangsstufe des Grobtakt-Impulsgebers angeordnet ist,

Fig. 6 ein Zeitdiagramm von Impulswellenformen der den Taktgeber der Ausgestaltung von Fig. 5 bildenden Teile, und

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausgestal­ tung des erfindungsgemäßen Taktgebers.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren Einzelheiten mit Bezug auf Fig. 3 bis 7 beschrieben, wobei entsprechende Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung des erfindungsgemäßen Taktgebers und Verfahrens, ohne den durch die Ansprüche bestimmten Bereich der Erfindung zu beschränken.

Erfindunsgemäß werden dem Grobtakt-Impulsgeber Taktimpulse mit einer konstanten Taktung oder Zeitbemessung zugeführt, und ist ein geeigneter Impuls der Taktimpulse zum Erzeugen eines Grobtakt-Signalimpulses zu einem gewünschten Zeit­ punkt festgesetzt. Beispielsweise werden in den Grobtakt- Impulsgeber periodische Takte und Leittakte, deren Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz der periodischen Takte ist, eingegeben. Der Grobtakt-Impulsgeber ist mit einer Funktion zum Zählen der Leittakte versehen. Jede Eingabe jedes periodischen Taktes in den Grobtakt-Impuls­ geber sowie eine Anzahl von Leittakten zum Ansteuern der Takt-Feinstellvorrichtung wird festgesetzt und der fest­ gesetzte Leittakt wird darauf an die nächste Stufe ausge­ geben. Ein Grobtakt-Signalimpuls wird auf die oben beschrie­ bene Weise erzeugt.

Der Grobtakt-Signalimpuls wird an die Takt-Feinstellvorrich­ tung ausgegeben. Bei Empfang des Grobtakt-Signalimpulses lädt die Takt-Feinstellvorrichtung Verzögerungszeitdaten. Wie bei dem herkömmlichen Taktgeber hat die Verzögerungszeit des Taktgebers eine untere Grenze (minimale Verzögerungs­ zeit), und es ist daher unmöglich, die Verzögerungszeit unter eine vorgegebene Zeitspanne zu setzen.

Ein in der Takt-Feinstellvorrichtung erzeugter Impuls wird an einen Totzeit-Kompensationskreis ausgegeben, der einen Verzögerungskreis (Ein-Eingang/Mehr-Ausgang-Verzögerungs­ kreis) mit einem Eingangsanschluß und mehreren Ausgangsan­ schlüssen aufweist, wobei die Verzögerungszeit zwischen den einzelnen Ausgangsanschlüssen unterschiedlich ist, und einen Multiplexer zum Auswählen eines der Ausgangssignale an den Ausgangsanschlüssen. Zunächst werden in dem Totzeit- Kompensationskreis verzögerte Impulse mit verschiedenen Verzögerungszeiten (üblicherweise einschließlich eines Impulses, dessen Verzögerungszeit Null ist) von dem Ein-Ein­ gang/Mehr-Ausgang-Verzögerungskreis erzeugt. Einer dieser verzögerten Impulse wird vom Multiplexer ausgewählt. Bei­ spielsweise wählt der Multiplexer für einen bestimmten Ausgangsimpuls der Takt-Feinstellvorrichtung einen Impuls, dessen Verzögerungszeit Null ist, so daß ein von der Takt- Feinstellvorrichtung über den Kompensationskreis ausgegebe­ ner Taktsignalimpuls als ein genauer Taktsignalimpuls ohne Verzögerungszeit ausgegeben wird. Oder der Multiplexer wählt für einen anderen Ausgangsimpuls der Takt-Feinstell­ vorrichtung einen Impuls, dessen Verzögerungszeit größer als Null ist, so daß ein solcher von der Takt-Feinstell­ vorrichtung ausgegebener Zeitsignalimpuls zusätzlich von dem Totzeit-Kompensationskreis verzögert und dann als ein genauer Taktsignalimpuls ausgegeben wird. Wenn der Multi­ plexer einen Impuls ausgibt, dessen Verzögerungszeit nicht Null ist, kann der nächste Impuls von der Takt-Feinstell­ vorrichtung ausgegeben werden und tritt so im wesentlichen keine Totzeit auf. Deshalb kann in diesem Fall wirksam eine "Taktung im Flug" durchgeführt werden.

Der Totzeit-Kompensationskreis kann ferner beim erfindungs­ gemäßen Taktgeber an einer vorderen Stufe oder Eingangsstufe des Grobtakt-Impulsgebers angeordnet sein. Der Totzeit- Kompensationskreis umfaßt dann, wie beim oben beschriebenen Taktgeber, einen Verzögerungskreis, der einen Eingangs­ anschluß und mehrere Ausgangsanschlüsse umfaßt und bei dem die Verzögerungszeit zwischen den einzelnen Ausgangsan­ schlüssen unterschiedlich ist, sowie einen Multiplexer zum Auswählen einer der Ausgangsanschlüsse des Verzögerungskrei­ ses. Zusätzlich werden dem Verzögerungskreise Taktimpulse zugeführt und werden mehrere Impulse mit unterschiedlichen Verzögerungszeiten in dem Verzögerungskreis erzeugt. Die im Verzögerungskreis erzeugten Impulse umfassen einen Impuls ohne Verzögerungszeit oder umfassen keinen Impuls ohne Verzögerungszeit.

Diese Impulse werden in den Multiplexer eingegeben, von dem einer der Impulse ausgewählt und an den Grobtakt-Impulsgeber ausgegeben wird. Der Grobtakt-Impulsgeber setzt einen geeig­ neten Impuls fest und gibt den geeigneten Impuls an die Takt-Feinstellvorrichtung aus. Die Takt-Feinstellvorrich­ tung verzögert den Eingangsimpuls um eine geeignete Ver­ zögerungszeit und erzeugt einen gewünschten Taktsignal­ impuls. Bei einem derartigen Taktgeber setzt der Totzeit- Kompensationskreis die Eingangstaktimpulse in mehrere neue Leittakte mit unterschiedlichen Zeitbemessungen bzw. Tak­ tungen um und gibt dann die Leittakte an den Grobtakt-Im­ pulsgeber aus. Diese neuen Leittakte dienen zum Erhöhen eines Zyklus (Frequenz) der Eingangstaktimpulse, welche in den Grobtakt-Impulsgeber eingegeben werden. Es ist daher möglich, daß ein geeigneter Taktimpuls verzögert und als ein genauer Taktsignalimpuls ausgegeben wird, nachdem die Takt-Feinstellvorrichtung durch einen unmittelbar vorher­ gehenden Grobtakt-Signalimpuls nicht mehr belegt ist, wo­ durch ein nächst gewünschter Taktsignalimpuls erzeugt wird.

Es wird angenommen, daß bei einer Ausgestaltung, bei welcher der Totzeit-Kompensationskreis an der Ausgangsstufe der Takt-Feinstellvorrichtung angeordnet ist, die zeitliche Genauigkeit des Verzögerungskreise abhängig von seiner Frequenzcharakteristik reduziert wird, weil in den Verzöge­ rungskreis eingegeben Impulse keine Periodizität aufweisen. In diesem Falle wird ein Taktgeber, bei dem der Totzeit- Kompensationskreis an der Eingangsstufe des Grobtakt-Impuls­ gebers angeordnet ist, eingesetzt. Denn, wenn der Totzeit- Kompensationskreis an der Eingangsstufe des Grobtakt-Impuls­ gebers angeordnet ist, weisen die in den Grobtakt-Impulsge­ ber eingegebenen Impulse des Leittakts eine Periodizität auf, so daß keine Schwierigkeiten aufgrund einer Reduzierung der zeitlichen Genauigkeit auftreten.

Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Taktgebers, bei der ein Totzeit-Kom­ pensationskreis 4 an einer hinteren Stufe (Ausgangsstufe) einer Takt-Feinstellvorrichtung 2 angeordnet ist, und Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm des Betriebes des Schaltkreises von Fig. 3. In Fig. 3 dient ein Zähler 1 als Grobtakt-Impulsge­ ber und wird dem Zähler 1 ein periodischer Takt PC und ein Leittakt MC zugeführt. Der Leittakt MC ist ein Impuls, dessen Zyklus ein ganzzahliges Vielfaches (in dieser Aus­ führung Dreifaches) eines Zyklus des periodischen Takts PC ist. Bei Eingabe des periodischen Takts PC in den Zähler 1 setzt ein Taktdaten-Schalteinrichtung 3 den Leittaktimpuls MC fest, der an die Takt-Feinstellvorrichtung 2 ausgegeben werden soll. Der Zähler 1 zählt den Leittakt MC und gibt dann den festgesetzten Leittaktimpuls MC an die Takt-Fein­ stellvorrichtung 2 als Grobtakt-Signalimpuls aus. In diesem Fall kann der Leittaktimpuls MC, welcher in jeder Periode an die Takt-Feinstellvorrichtung 2 ausgegeben werden soll, in jeder Periode individuell von der Taktdaten-Schaltein­ richtung 3 gesetzt werden.

Die Takt-Feinstellvorrichtung 2 verzögert die Eingangs-Grob­ taktsignalimpulse um eine geeignete Verzögerungszeit auf der Basis von aus der Taktdaten-Schalteinrichtung 3 gela­ denen Zeitverzögerungsdaten und gibt dann die verzögerten Impulse an den Totzeit-Kompensatonskreis 4 aus. Diese Ver­ zögerungszeiten können ebenfalls einzeln von der Taktdaten- Schalteinrichtung 3 für jede Grobtakt-Signalimpuls-Eingabe an die Takt-Feinstellvorrichtung 2 eingestellt werden.

Der Totzeit-Kompensationskreis 4 umfaßt einen Verzögerungs­ kreis 41 mit einem Eingangsanschluß und mehreren Ausgangsan­ schlüssen und einen Multiplexer 42. Der Verzögerungskreis 41 gibt mehrere (in Fig. 3 vier) verzögerte Ausgangssignale an den Multiplexer 42. In Fig. 3 umfaßt der Verzögerungs­ kreis 41 einen Pfad n0, in welchem ein Impuls nicht verzö­ gert wird, und drei Pfade n1 bis n3, in denen drei ver­ schiedene Verzögerungen D1 bis D3 vorgesehen sind. Der Multiplexer 42 wählt einen dieser verzögerten Pfade aus und gibt einen durch einen der Pfade gehenden Impuls als genauen Taktsignalimpuls aus. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Auswahl des Multiplexers 42 für jeden periodischen Takt PC geeignet von der Taktdaten-Schalteinrichtung 3 gesteuert.

Der Betrieb des in Fig. 3 gezeigten Taktgebers ist im fol­ genden mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Die folgende Be­ schreibung bezieht sich auf einen Fall, bei dem zwei vonein­ ander entfernte Flanken A und B von dem Taktgeber gebildet werden.

Bei Eingabe eines periodischen Takts PC0 (in Fig. 4 nicht gezeigt) an den Zähler 1 setzt die Taktdaten-Schalteinrich­ tung 3 einen letzten Leittakt MC3 (einen ersten MC3 in Fig. 4) in dem periodischen Takt PC0 fest und gibt der Zähler 1 den festgesetzten MC3 als Grobtakt-Signalimpuls an die Takt- Feinstellvorrichtung 2 aus. Beim Empfang des Grobtakt-Sig­ nalimpulses lädt die Takt-Feinstellvorrichtung 2 Zeitverzö­ gerungsdaten von der Taktdaten-Schalteinrichtung 3, um einen verzögerten Impuls TVA (in Fig. 4 dargestellt als Ausgangs­ signal der Takt-Feinstellvorrichtung 2) zu erzeugen und gibt dann den verzögerten Impuls an den Verzögerungskreis 41 des Totzeit-Kompensationskreises 4 aus. Der Verzögerungs­ kreis 41 gibt einen Impuls ohne Verzögerungszeit über den Pfad n0 und Impulse mit Verzögerungszeit D1 bis D3 über die Pfade n1 bis n3 aus. Die Verzögerungszeiten D1 bis D3 haben vorgegebene feste Werte.

Der Taktdaten-Signalspeicher 3 steuert den Kompensations­ kreis 4, um einen der Pfade n0 bis n3 auszuwählen, so daß ein Ausgangsimpuls des Kompensationskreises dieselbe Taktung wie die gewünschte Flanke A aufweist, und gibt den Impuls als genauen Taktsignalimpuls aus. In Fig. 4 fällt beispiels­ weise das Ausgangssignal des Totzeit-Kompensationskreises 4 mit der gewünschten Flanke A zusammen, wenn eine Verzöge­ rungszeit tA der Takt-Feinstellvorrichtung 2 geeignet ange­ paßt und einer der Pfade n0 bis n3 geeignet ausgewählt werden, um das Zeitintervall zwischen TVA und A in Fig. 4 einzustellen.

Darauf gibt der Zähler 1 bei Empfang des periodischen Takts PC1 den Leittakt MC1 an die Takt-Feinstellvorrichtung 2 abhängig von einem Signal vom der Taktdaten-Schalteinrich­ tung 3 aus. Der Zeitpunkt, zu dem der Leittakt MC1 des Zäh­ lers 1 in die Takt-Feinstellvorrichtung 3 eingegeben wird, liegt vor der Ausgabe der gewünschten Flanke A von dem Totzeit-Kompensationskreis 4, wie in Fig. 4 gezeigt. Kurz vor der Ausgabe der Flanke A existiert ein Zeitbereich, zu dem die Takt-Feinstellvorrichtung 2 nicht aufgrund der Ver­ zögerung D1 bis D3 belegt ist, so daß ein Leittakt zum Laden der Verzögerungszeitdaten durch die Takt-Feinstell­ vorrichtung 2 sicher erhalten wird. D.h., selbst wenn die Takt-Feinstellvorrichtung 2 von dem MC1 belegt ist, werden die Verzögerungen D1 bis D3 unabhängig von der Takt-Fein­ stellvorrichtung 2 aktiviert, und treten daher bei dieser Ausgestaltung keine Nachteile aufgrund der Totzeit, wie beim in Fig. 1 und 2 gezeigten Taktgeber auf. In Fig. 4 entsprechen TVS, TVmin und TVmax einer Zeitspanne der Takt- Feinstellvorrichtung 2, der minimalen Verzögerungszeit bzw. der maximalen Verzögerungszeit.

Beim Bilden der Flanke B wird folglich so wie oben beschrie­ ben der Leittakt MC1 von der Takt-Feinstellvorrichtung 2 um eine Verzögerungszeit tB verzögert und dann als Impuls TVB an den Totzeit-Kompensationskreis 4 ausgegeben. Darauf wird der Impuls TVB über den Verzögerungskreis 41 an die Pfade n0 bis n3 ausgegeben und wählt der Multiplexer 42 einen der Pfade n0 bis n3 aus, um einen Impuls auszugeben, der mit der gewünschten Flanke B zusammenfällt.

Fig. 5 zeigt einen Schaltkeis einer Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Taktgebers, bei dem der Totzeit-Kompenations­ kreis an einer vorderen Stufe (Eingangsstufe) des Zählers 1, welcher als Grobtakt-Impulsgeber dient, angeordnet ist. Fig. 6 zeigt ein Zeitdiagramm des Betriebes des Schalt­ kreises von Fig. 5. In Fig. 5 ist ein Totzeit-Kompensations­ kreis 5 mit demselben Aufbau wie der des Totzeit-Kompen­ sationskreises 4 an der Eingangsstufe des Zählers 1 vorge­ sehen. In einer nächsten Stufe des Taktgebers ist normaler­ weise ein Gerät oder ähnliches angeordnet, das einen vom Taktgeber erzeugten Taktsignalimpuls nutzt. In der Regel ist ein vom Taktgeber ausgegebener Taktsignalimpuls bezüg­ lich seines Zeitintervalls durch das nachfolgende Gerät be­ schränkt. Wenn die Totzeit des Taktgebers kürzer als das minimale Zeitintervall des Taktsignalimpulses ist, das durch das folgende Gerät begrenzt ist, treten keine Probleme derart auf, daß ein nachfolgender Impuls nicht ausgegeben werden kann, weil ein Impuls die Takt-Feinstellvorrichtung 2 belegt. Der in Fig. 5 gezeigte Taktgeber ist also vorzugs­ weise in solchen Fällen einzusetzen, bei denen eine Verzö­ gerung der Takt-Feinstellvorrichtung 2, die auf einen mini­ malen Wert gesetzt werden kann, kürzer als das minimale Zeitintervall der Taktsignalimpulse ist, das durch das nachfolgende Gerät oder ähnliches begrenzt wird.

Im folgenden ist der Betrieb des in Fig. 5 gezeigten Takt­ gebers mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben. In Fig. 5 werden Leittakte mit entsprechenden Phasen in den Verzögerungskreis 51 eingegeben, wobei die entsprechenden Phasen relativ um ein Zeitintervall verschoben sind, das kürzer ist als eine Zeitdifferenz zwischen dem minimalen Zeitintervall der Takt­ signalimpulse, welches durch ein nachfolgendes Gerät oder Ähnliches begrenzt ist, und der Verzögerungszeit der Takt- Feinstellvorrichtung, die auf einen minimalen Wert gesetzt werden kann, um so mehrere Pfade entsprechend den vier Pfaden von Fig. 3 zu bilden. Der Totzeit-Kompensationskreis 5 ist so ausgelegt, daß eine so gebildete Zeitdifferenz zwischen der frühesten Ausgabe und der letzten Ausgabe der Ausgangssignale von den Pfaden größer als das minimale Zeitintervall ist, und einer der Ausgänge des Verzögerungs­ kreises 51 wird vom Mulitplexer 52 passend ausgewählt. Die Pfade des Verzögerungskreises 51 umfassen einen Pfad mit einer Verzögerungszeit gleich Null.

Darauf wird, in Fig. 6, der Pfad n3 der Verzögerung D3 basierend auf einem Leittakt MC3 in einem periodischen Takt PC0 (nicht gezeigt) vom Multiplexer 52 ausgewählt, um das Signal D3 als neuen Leittakt an den Zähler 1 auszugeben. Der Zähler 1 gibt das Signal D3 an die Takt-Feinstellvorrichtung 2 als Grobtakt-Signalimpuls aus, und die Takt-Feinstellvor­ richtung 2 verzögert das Signal D3 um eine geeignete Verzö­ gerungszeit, um einen genauen Taktsignalimpuls auszugeben, der der gewünschten Flanke A entspricht. Vor dem obigen genauen Taktsignalimpuls, der auf dem Leittakt MC3 basiert, wird ein Leittakt MC1, der in einen periodischen Takt PC1 fällt, in den Totzeit-Kompensationskreis 5 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt ist ein Verarbeitungsschritt zum Bilden der gewünschten Flanke A bereits an die Takt-Feinstellvor­ richtung 2 übergeben worden. Es kann daher kein Fall auftre­ ten, bei dem der Verarbeitungsschritt zum Bilden der Flanke A einen Verarbeitungsschritt zum Bilden der gewünschten Flanke B stört. In Fig. 6 entsprechen TVS, tA und tB einer Zeitspanne der Takt-Feinstellvorrichtung 2 bzw. Verzöge­ rungszeiten, so wie bei Fig. 4.

Fig. 7 zeigt ein Schaltdiagramm eines weiteren Ausführungs­ beispiels, bei dem das Verfahren zum Zuführen eines Start­ signals zur Takt-Feinstellvorrichtung 2 des in Fig. 5 darge­ stellten Taktgebers verbessert ist. In Fig. 7 sind mehrere Pfade n0 bis n3 des Verzögerungskreises 61 des Totzeit- Kompensationskreises 6 mit den Verzögerungen D0 bis D3 versehen. Der Grobtakt-Impulsgeber umfaßt den Zähler 1 und ein monostabiles Gatter 7, das durch ein Signal vom Zähler 1 aktiviert wird. Der Leittakt MC wird direkt, und nicht über den Totzeit-Kompensationskreis 6, in den Zähler 1 eingegeben. Ein Ausgangssignal des Multiplexers 62 des Totzeit-Kompensationskreises 6, wird über das monostabile Gatter 7 an die Takt-Feinstellvorrichtung 2 übergeben.

Daher wird die Takt-Feinstellvorrichtung 2 nicht durch ein Signal vom Zähler 1, sondern von einem Signal (eines der Signale D0 bis D3) vom Multiplexer 63 angesteuert, das mit dem Signal vom Zähler 1 über das monostabile Gatter 7 torge­ steuert ist. Beim in Fig. 5 gezeigten Taktgeber zählt der Zähler 1 die Leittakte MC, welche unterschiedliche Phasen aufweisen, so daß es schwierig ist, eine Phasensteuerung der periodischen Takte PC und der Leittakte MC durchzufüh­ ren, um die Zeitpunkte zu bestimmen, zu denen die Taktdaten in den Zähler 1 und den Multiplexer 52 geladen werden. Andererseits wird beim in Fig. 7 gezeigten Taktgeber der Zähler 1 durch den ursprünglichen Leittakt MC, der eine feste invariable Phase aufweist, angesteuert, und kann daher eine Phasensteuerung leicht durchgeführt werden.

Folgende Wirkungen und Vorteile ergeben sich durch den erfindungsgemäßen Taktgeber:

• 1) Da keine Totzeit auftritt, kann ein gewünschter Takt­ signalimpuls erhalten werden und kann die Zeitbemessung oder Taktung des Impulses zu jedem Zeitpunkt geändert werden, so daß eine "Taktung im Fluge" durchgeführt werden kann.
• 2) Durch das Vorsehen des Verzögerungskreises für mehrere Ausgangsanschlüsse muß die Takt-Feinstellvorrichtung nicht den gesamten Zyklus des Taktgeber-Taktes ab­ decken. Daher kann die Spanne der Takt-Feinstellvor­ richtung verringert werden und die Zeitauflösung für ein Taktsignal verbessert werden.
• 3) Wenn der Totzeit-Kompensationskreis an der Eingangs­ stufe des Grobtakt-Impulsgebers angeordnet ist, ist eine Verzögerungszeit für jede Verzögerungsleitung konstant, weil ein in den Grobtakt-Impulsgeber einge­ gebener Impuls ein periodisches Signal ist, und kann dadurch die zeitliche Genauigkeit des Taktgebers ver­ bessert werden. Wenn mehrere Taktgeber in einem System zum Erzeugen mehrerer Taktsignalimpulse eingesetzt sind, kann ein Verzögerungskreis gemeinsam von dem Taktgebern genutzt werden, so daß die Herstellungsko­ sten reduziert sind.

Claims (12)

1. Taktgeber zum Erzeugen eines Soll-Taktsignals aufgrund eines Leittaktsignals, mit
einer auf das Leittaktsignal (MC) ansprechenden Vor­ richtung (1) zum Erzeugen eine Grobtakt-Signalimpulses als einer Annäherung an das Soll-Taktsignal,
einer ersten auf den Grobtakt-Signalimpuls ansprechen­ den Taktstellvorrichtung (2) zum Verzögern des Grob­ takt-Signalimpulses, um das Soll-Taktsignal weiter anzunähern, und
einer zweiten, von der ersten Taktstellvorrichtung (2) unabhängigen Taktstellvorrichtung (4), die auf den verzögerten Grobtakt-Signalimpuls anspricht, um diesen Grobtakt-Signalimpuls weiter zu verzögern und so das Soll-Taktsignal zu erzeugen, wobei die zweite Takt­ stellvorrichtung (4) einen Eingangsanschluß, mehrere Ausgangsanschlüsse, mehrere Verzögerungsglieder (D1, D2, D3) und eine Auswahleinrichtung (42) aufweist, der Eingangsanschluß mit den mehreren Verzögerungsgliedern (D1, D2, D3) und den Ausgangsanschlüssen verbunden ist, um mehrere Verzögerungspfade (n0, n1, n2, n3) zu bilden und die Auswahleinrichtung (42) die Auswahl eines der Verzögerungspfade bewirkt, welcher eine Totzeit im wesentlichen eliminiert.

2. Taktgeber nach Anspruch 1, gekennzeich­ net durch eine Datenschalteinrichtung (3) zum unabhängigen Steuern der ersten und zweiten Taktstell­ vorrichtungen (2, 4) abhängig von Taktdaten.

3. Taktgeber nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Datenschalteinrichtung (3) die erste Taktstellvorrichtung (2) zum Erzeugen eines nächsten Soll-Taktsignals steuert, während die zweite Taktstellvorrichtung (4) ein aktuelles Soll-Taktsignal erzeugt.

4. Taktgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der mehreren Verzögerungspfade eine Verzögerung von im wesentlichen Null aufweist, um die Totzeit im wesentlichen zu eli­ minieren.

5. Taktgeber zum Erzeugen eines Soll-Taktsignales aufgrund eines Leittaktsignales mit
einer ersten auf das Leittaktsignal (MC) ansprechenden Taktstellvorrichtung (5) zum Verzögern des Leittaktsig­ nales, um einen verzögerten Taktsignalimpuls als eine Annäherung an das Soll-Taktsignal zu erzeugen, wobei die erste Taktstellvorrichtung (5) einen Eingangsan­ schluß, mehrere Ausgangsanschlüsse, mehrere Verzöge­ rungsglieder (D1, D2, D3) und eine Auswahleinrichtung (52) aufweist und der Eingangsanschluß mit den mehreren Verzögerungsgliedern (D1, D2, D3) und den Ausgangsan­ schlüssen verbunden ist, um mehrere Verzögerungspfade (n0, n1, n2, n3) zu bilden,
einer auf den verzögerten Taktsignalimpuls ansprechende Vorrichtung (1) zum Erzeugen eines Grobtakt-Signalim­ pulses als eine weitere Annäherung an das Soll-Taktsig­ nal, und
einer auf den Grobtakt-Signalimpuls ansprechenden zweiten Taktstellvorrichtung (2) zum weiteren Verzögern des Grobtakt-Signalimpulses, um das Soll-Taktsignal zu erzeugen, wobei die Auswahleinrichtung (52) einen der Verzögerungspfade auswählt, welcher einen verzögerten Taktsignalimpuls erzeugt, welcher die Totzeit im we­ sentlichen eliminiert.

6. Taktgeber nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Leittakt (MC) ein nicht peri­ odisches Signal ist.

7. Taktgeber nach Anspruch 5 oder 6, gekenn­ zeichnet durch eine Datenschalteinrichtung (3) zum unabhängigen Steuern der ersten und zweiten Takt­ stellvorrichtungen (5, 2) abhängig von Taktdaten.

8. Taktgeber nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Datenschalteinrichtung (3) die erste Taktstellvorrichtung (5) zum Erzeugen eines nächsten Soll-Taktsignals steuert, während die zweite Taktstellvorrichtung (2) ein aktuelles Soll-Taktsignal erzeugt.

9. Taktgeber nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Verzöge­ rungspfade ein Verzögerungsglied mit einer Verzögerung von im wesentlichen Null zum weitgehenden Eliminieren der Totzeit aufweisen.

10. Taktgeber nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erzeugen eines Grobtakt-Signalimpulses einen auf das Leittaktsignal ansprechenden Zähler (1) zum Erzeugen eines Grobtakt-Signalimpulses und ein auf das verzöger­ te Taktsignal ansprechendes monostabiles Gatter (7) aufweist, wobei der Grobtakt-Signalimpuls das mono­ stabile Gatter (7) ansteuert, um ein Ausgangssignal des monostabilen Gatters (7) abhängig von den Taktdaten an die zweite Taktstellvorrichtung (2) zu übergeben.

11. Verfahren zum im wesentlichen Eliminieren einer Totzeit während der Erzeugung eines Soll-Taktsignales aus einem Leittaktsignal, mit folgenden Verfahrensschrit­ ten:

• a) Erzeugen eines Grobtakt-Signalimpulses abhängig von einem Leittaktsignal als eine erste Annäherung an das Soll-Taktsignal,
• b) Verzögern des Grobtakt-Signalimpulses, um das Soll-Taktsignal weiter anzunähern,
• c) Verzögern des verzögerten Grobtakt-Signalimpulses, um das Soll-Taktsignal zu erzeugen, mit den fol­ genden Schritten:
  • i) Verzögern des verzögerten Grobtakt-Signalim­ pulses in verschiedenen Verzögerungspfaden mit verschieden großen Zeitverzögerungen und
  • ii) Auswählen eines Ausgangs der Verzögerungspfa­ de, der das Soll-Taktsignal am besten an­ nähert, und
• d) Steuern des Schrittes b) unabhängig vom Schritt c), wobei eine kombinierte Verzögerung in den Schritten a) bis c) bewirkt, daß die Totzeit im wesentlichen eliminiert wird.

12. Verfahren zum im wesentlichen Eliminieren einer Totzeit während der Erzeugung eines Soll-Taktsignales aus einem Leittaktsignal, mit folgenden Verfahrensschrit­ ten:

• a) Verzögern des Leittaktsignales in verschiedenen Verzögerungspfaden mit verschieden großen Verzöge­ rungszeiten, um mehrere verzögerte Taktsignalim­ pulse zu erzeugen,
• b) Auswählen eines der mehreren verzögerten Takt­ signalimpulse als eine Annäherung an das Soll- Taktsignal,
• c) Erzeugen eines Grobtakt-Signalimpulses abhängig von dem einen verzögerten Taktsignal als eine weitere Annäherung an das Soll-Taktsignal,
• d) erneutes Verzögern des Grobtakt-Signalimpulses, um das Soll-Taktsignal zu erzeugen, und
• e) Steuern der Schritte a) und b) unabhängig vom Schritt c), wobei eine kombinierte Verzögerung in Schritten a) bis d) bewirkt, daß die Totzeit im wesentlichen eliminiert wird.