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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Impulssignalerzeugungsschaltung, die ein Impulssignal ausgibt,
das durch Teilen eines Taktimpulssignals erzeugt wird, und ein Impulssignalerzeugungsverfahren
zum Ausgeben eines derartigen Impulssignals.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Ein derartiger Typ einer herkömmlichen
Impulssignalerzeugungsschaltung ist in der japanischen Offenlegungsschrift
64-12617 offenbart.
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Die genannte Impulserzeugungsschaltung weist,
wie in 16 dargestellt,
auf: einen Zähler
C zum Einstellen eines Frequenzwerts, einen Speicher M zum Speichern
von Daten, aus dem die dem Frequenzwert entsprechenden Daten gelesen
werden, indem der Frequenzwert als Adressensignale verwendet wird,
ein erstes Flipflop F1 zum Zwischenspeichern
und Ausgeben von aus dem Speicher gelesenen daten, einem Voll-Addierer
A zum Eingeben des Ausgangssignals des ersten Flipflops F1 , und ein zweites Flipflop F2 zum Zwischenspeichern eines addierten
Werts des Voll-Addierers A bei einem vorbestimmten Taktsignal.
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Die genannte Impulserzeugungsschaltung addiert
das Ausgangssignal des ersten Flipflops F1 und
das Ausgangssignal des zweiten Flipflops F2 , gibt
in den Zähler
C ein vom zweiten Flipflop F2 erzeugtes Übertragssignal
ein, wenn der vom zweiten Flipflop F2 zwischengespeicherte
addierte Wert einen vorbestimmten Wert überschreitet, und gibt das Übertragsignal
als Impulssignal mit einer Frequenz aus, deren Wert im Zähler C eingestellt
wird, bis der Zähler
C das Passieren des Übertragsignals
sperrt.
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Bei der genannten herkömmlichen
Impulssignalerzeugungsschaltung ist es möglich, ein Impulssignal mit
einer Frequenz auszugeben, deren Wert im Zähler C eingestellt ist und
von einer Potenz von 2 abweichen kann.
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Diese Schaltung hat jedoch das Problem, daß es erforderlich
ist, dem Frequenzwert entsprechende Daten aus dem Speicher M unter
Verwendung der Frequenzwerte als Adressensignale auszulesen, so
daß das
erste Flipflop F1 die Daten zwischenspeichern
kann. Die Anzahl der Vorgänge
ist folglich groß und
die innere Struktur ist kompliziert, wodurch die Herstellung der
Schaltung zeitaufwendig ist und ferner hinsichtlich der Arbeitsgeschwindigkeit Nachteile
auftreten.
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GB-A-2119979 offenbart einen frequenzwählbaren
Signalgenerator, bei dem ein numerischer Wert einer Frequenzbefehlseinheit
wiederholt in einen Akkumulator unter Steuerung durch Taktimpulssignale
addiert wird, wodurch ein Überlaufsignal ausgegeben
wird.
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EP 0 373 768 A offenbart einen digitalen Frequenzdividierer,
der Ausgangsimpulse mit der Frequenz f
out liefern
kann, welche durch X/Y in Beziehung zu der Frequenz der Eingangsimpulse
f
in stehen, wobei X und Y positive ganze
Zahlen und 0 < Y/X < 1 für Hochfrequenz-Digitalanwendungen
besonders geeignet ist.
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Die vorliegende Erfindung ist in
den Ansprüchen
1 und 12 angegeben.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung
ist eine Impulssignalerzeugungsschaltung geschaffen, wobei die Schaltung
aufweist: ein Frequenzeinstellungsregister, das wenigstens (n +
1) Bits lang ist, um einen Wert von 2n oder
weniger als einen Frequenzwert eines zu erzeugenden Impulssignals
einzustellen; und eine kumulative Additionseinrichtung mit einem
Addierer und mit einem Flipflop-Register, das mindestens (n + 1)
Bits lang ist. Die kumulative Additionseinrichtung wiederholt mit
einer Rate von 2n+1 mal pro Sekunde Operationen,
die den Addieren veranlassen, einen im Frequenzeinstellungsregister
enthaltenen Wert zu einem im Flipflop-Register enthaltenen Wert
zu addieren und das Flipflop-Register veranlassen, das Additionsergebnis
zu speichern, und sie gibt das (n + 1)-te Bit des Flipflop-Registers
als das Impulssignal ausgibt.
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Bei der genannten Impulssignalerzeugungsschaltung
nach dem ersten Aspekt der Erfindung veranlaßt die kumulative Additionseinrichtung,
bei jedem Eingang eines Taktimpulses von 2n+1 Hz,
den Addieren, die binär
codierte Frequenz sequentiell zu akkumulieren und zu speichern.
Während
des Eingehens der 2n+1 Hz Taktimpulse tritt
die Anzahl von Überträgen (Veränderungen
von "0" nach "1") am (n + 1)-ten Bit auf, die dem Frequenzwert entspricht. Daher
wird das Übertragsignal
für den Übertrag,
d. h. das (n + 1)-te Bit-Signal, ein Impulssignal der Frequenz,
deren Wert im Frequenzeinstellungsregister eingestellt ist. Somit
kann ein Impulssignal mit einer Frequenz ausgegeben werden, deren
Wert von einer Zweierpotenz abweicht. Ferner addiert der Addieren 2 keine
aus einem Speicher unter Verwendung von Frequenzwerten als Adressensignale
ausgelesenen Daten, wie im Stand der Technik, sondern den Frequenzwert
selbst. Infolgedessen ist es unnötig,
Daten aus einem Speicher zu lesen, wodurch die Anzahl der Vorgänge verringert
und die innere Struktur vereinfacht wird, was zu einer weniger aufwendigen
Herstellung der Impulserzeugungsschaltung führt. Ferner kann eine Verringerung
der Arbeitsgeschwindigkeit vermieden werden.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung, der
auf dem ersten Aspekt der Erfindung basiert, ist eine Impulssignalerzeugungsschaltung
vorgesehen, mit: einem Frequenzvariationsregister zum Einstellen eines
Frequenzvariationswerts; einem Addieren-Subtrahierer; einer Additions-Subtraktions-Steuereinrichtung
zum Steuern des Frequenzvariationsregisters und des Addierer-Subtrahierers, um
in einem vorbestimmten Berechnungsintervall Operationen des Addierens
oder des Subtrahierens eines im Frequenzeinstellungsregisters eingestellten
Werts und eines im Frequenzvariationsregister eingestellten Werts
mittels des Addierer-Subtrahierers zu wiederholen und anschließend das
Ergebnis der Addition oder der Subtraktion als den Frequenzwert
im Frequenzeinstellungsregister neu einzustellen.
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Bei der genannten Impulssignalerzeugungsschaltung
nach dem zweiten Aspekt der Erfindung verändert sich der Frequenzwert,
wenn er durch den Addierer-Subtrahierer
zu einem akkumulierten Wertsequentiell akkumulierter Frequenzabweichungswerte
geworden ist, um einen Frequenzabweichungswert in jedem Berechnungsintervall
unter Steuerung durch die Additions-/Subtraktionssteuereinrichtung. Dadurch
ist es möglich,
den Frequenzwert eines Impulssignals zu verändern, das mit einer Impulsweite des
Berechnungsintervalls ausgegeben wird. Wenn dieses Impulssignal
in einen Schrittmotor eingegeben wird, kann somit die Drehgeschwindigkeit
des Schrittmotors verändert
werden.
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Nach einem dritten Aspekt der Erfindung
ist ein Impulssignalerzeugungsverfahren mit den folgenden Schritten
vorgesehen: Einstellen eines Werts von 2n Hz
oder weniger als Frequenzwert eines zu erzeugenden Impulssignals
in einem Frequenzeinstellungsregister; kumulatives Addieren eines
im Frequenzeinstellungsregister eingestellten Werts mit einer Rate
von 2n+1 Hz; und Ausgeben eines Signals
als das Impulssignal, welches den Wert des (n + 1)-ten Bits in dem
durch die kumulative Addition erhaltenen kumulativen Additionswert
aufweist.
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Nach einem auf dem dritten Aspekt
der Erfindung basierenden vierten Aspekt der Erfindung ist ein Impulssignalerzeugungsverfahren
mit den folgenden Schritten vorgesehen: Einstellen eines Frequenzvariationswerts
in einem Frequenzvariationsregister; kumulatives Addieren oder Subtrahieren
eines im Frequenzvariationsregister eingestellten Werts in einem
vorbestimmten Rechenintervall; und in dem Rechenintervall erfolgendes
Neu-Einstellen eines durch die Addition oder Subtraktion in dem
Rechenintervall erhaltenen kumulativen Werts der Addition oder Subtraktion
in dem Frequenzeinstellungsregister als Frequenzwert.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
ein Blockdiagramm des Aufbaus eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Impulserzeugungsschaltung;
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2 zeigt
ein Diagramm eines Frequenzeinstellungsregisters des ersten Ausführungsbeispiels;
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3 zeigt
Signalwellenformen eines Taktimpulssignals und eines Ausgangstaktsignals,
die im ersten Ausführungsbeispiel
erzeugt werden;
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4 zeigt
ein Blockdiagramm des Aufbaus eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Impulserzeugungsschaltung;
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5 zeigt
Veränderungen
der Frequenz eines im zweiten Ausführungsbeispielerzeugten Signals;
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6 ist
ein Blockdiagramm des Aufbaus einer Additions-Subtraktionssteuerschaltung
nach einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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7 zeigt
ein Blockdiagramm des Aufbaus eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Impulserzeugungsschaltung;
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8 ist
ein Blockdiagramm des Aufbaus einer Additions-Subtraktionssteuerschaltung
nach dem vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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9 zeigt
ein Blockdiagramm des Aufbaus eines fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Impulserzeugungsschaltung;
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10 zeigt
Veränderungen
der Frequenz eines im sechsten Ausführungsbeispiel erzeugten Signals;
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11 zeigt
ein Blockdiagramm des Aufbaus eines siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Impulserzeugungsschaltung;
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12 zeigt
Veränderungen
der Frequenz eines im siebten Ausführungsbeispiel erzeugten Signals;
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13 zeigt
ein Blockdiagramm einer Schaltung in einer CPU zum Erzeugen eines
Additions-Subtraktionsanzeigesignals im sechsten Ausführungsbeispiel;
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14 zeigt
ein Flußdiagramm
des Betriebs der CPU zum Erzeugen des Additions-Subtraktionssignals
im sechsten Ausführungsbeispiel;
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15 zeigt
Veränderungen
der Frequenz eines im achten Ausführungsbeispiel erzeugten Signals;
und
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16 zeigt
ein Blockdiagramm einer Impulssignalerzeugungsschaltung nach dem
Stand der Technik.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung wird
wie folgt anhand der 1 bis 3 beschrieben. Diese Impulssignalerzeugungsschaltung
weist ein Frequenzeinstellungsregister 1, einen Oszillator 20 und
eine kumulative Additionsschaltung 22 mit einem Addieren 2 und
einem Flipflop 3 auf.
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Das Frequenzeinstellungsregister 1 dient dem
Einstellen eines Frequenzwerts von 2n oder
weniger und weist (n + 1) Bits auf, die das 0-te Bit 10 des ersten Bits bis zum n-ten Bit 1n des (n + 1)-ten Bits umfassen, wie
in 2 dargestellt. Genauer
gesagt wird der Frequenzwert über
einen (n + 1)-Bit-Bus 4a im Frequenzeinstellungsregister 1 eingestellt.
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Der Addieren 2 ist mit Frequenzeinstellungsregister 1 durch
einen (n + 1)-Bit-Bus 4b verbunden, so daß es möglich ist,
den im Frequenzeinstellungsregister 1 eingestellten Frequenzwert
zu addieren.
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Der Oszillator 20 erzeugt
ein Taktimpulssignal von 2n+1 Hz und liefert
dieses an den Signaleingangsanschluß 3a des Flipflops 3.
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Das Flipflop 3 ist (n +
1) Bits lang. Bei jeder Eingabe eines Taktimpulses von dem Taktimpulssignaleingangsanschluß 3a veranlaßt das über einen
(n + 1)-Bit-Bus 5a verbundene
Flipflop 3 den Addieren 2, den Frequenzwert zu
addieren, und speichert den addierten Wert bis der nächste Taktimpuls
eingegeben wird. Das Flipflop 3 führt ferner den addierten Wert über den
(n + 1)-Bit-Bus 5b zum Addieren 2 zurück und veranlaßt den Addieren 2,
sequentiell den Frequenzwert zu akkumulieren (kumulative Addition).
Durch diese Vorgänge
tritt im akkumulierten Wert, der im Flipflop 3 gespeichert
ist, die selbe Anzahl von Überträgen (Veränderungen
von "0" zu "1") wie der Frequenzwert im (n + 1)-ten Bit auf, während 2n+1 Taktimpulse eingegeben werden.
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Wenn beispielsweise ein Zielfrequenzwert
2 Hz beträgt
und n = 1 2 ≤ 2n erfüllen
soll, wird n + 1 = 2 erhalten, so daß das Frequenzeinstellungsregister 1 2
Bits haben muß.
Jedes Mal, wenn ein Taktimpuls von 2n+1 =
22 oder 4 Hz in das Flipflop 3 eingegeben wird,
wird die Binärcodezahl
der Dezimalzahl "2", nämlich
"10" beginnend mit dem Anfangswert "00" vom Addieren 2 sequentiell
addiert und der akkumulierte Wert wird im Frequenzeinstellungsregister 1 gespeichert.
Wenn der erste und der dritte Taktimpuls eingegeben werden, wird
daher "1" auf das zweite Bit übertragen.
Anders ausgedrückt:
wenn vier Taktimpulse eingegeben werden, erfolgt eine Veränderung von
"0" nach "1", d. h. ein Übertrag,
zwei mal am zweiten Bit, und wenn das Übertragsignal für den Übertrag
ausgegeben wird, wird ein Impulssignal mit der Frequenz 2 Hz ausgegeben.
Dieses Impulssignal ist in 3 dargestellt.
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Wenn der Zielfrequenzwert 3 Hz ist
und n = 2 3 ≤ 2n erfüllen
soll, wird n + 1 = 3 erhalten, so daß das Frequenzeinstellungsregister 1 3
Bits aufweisen muß.
Bei jeder Eingabe eines Taktimpulses von 2n+1 =
23 oder 8 Hz in das Flipflop 3 wird
die Binärcodezahl der
Dezimalzahl "3", nämlich
"11" durch den Addierer 2 beginnend mit dem Anfangswert
"00" sequentiell addiert und der akkumulierte Wert wird im Frequenzeinstellungsregister 1 gespeichert.
Wenn der zweite, vierte und siebte Taktimpuls eingegeben werden, wird
daher "1" auf das dritte Bit übertragen.
Anders ausgedrückt:
wenn acht Taktimpulse eingegeben werden, erfolgt eine Veränderung
von "0" nach "1" (ein Übertrag)
drei mal am dritten Bit, und wenn das Übertragsignal für den Übertrag
ausgegeben wird, wird ein Impulssignal mit der Frequenz 3 Hz ausgegeben.
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In der Impulssignalerzeugungsschaltung veranlaßt das Flipflop 3 wie
zuvor beschrieben bei jedem Eingang eines Taktimpulses von 2n+1 Hz den Addieren 2 den in Binärzahlen
umgewandelten Frequenzwert sequentiell zu akkumulieren und speichert den
akkumulierten Wert. Während
des Eingehens der 2n+1 Taktimpulse tritt
die Anzahl von Überträgen (Veränderungen
von "0" nach "1") am (n + 1)-ten Bit auf, die dem Frequenzwert entspricht.
Daher wird das Übertragsignal
für den Übertrag,
d. h. das (n + 1)-te Bit-Signal, ein Impulssignal der Frequenz,
deren Wert im Frequenzeinstellungsregister 1 eingestellt
ist. Somit kann ein Impulssignal mit einer Frequenz ausgegeben werden,
deren Wert von einer Zweierpotenz abweicht. Ferner addiert der Addieren 2 keine
aus einem Speicher unter Verwendung von Frequenzwerten als Adressensignale
ausgelesenen Daten, wie im Stand der Technik, sondern den Frequenzwert
selbst. Infolgedessen ist es unnötig,
Daten aus einem Speicher zu lesen, wodurch die Anzahl der Vorgänge verringert
und die innere Struktur vereinfacht wird, was zu einer weniger aufwendigen
Herstellung der Impulserzeugungsschaltung führt. Ferner kann eine Verringerung
der Arbeitsgeschwindigkeit vermieden werden.
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Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird im folgenden anhand der 4 und 5 beschrieben.
Die Elemente, welche im wesentlichen die gleiche Funktion wie im
ersten Ausführungsbeispiel
haben, sind mit den selben Bezugszeichen versehen, und die nachfolgende
Beschreibung bezieht sich auf die vom ersten Ausführungsbeispiel
verschiedenen Merkmale. Zwar ist im ersten Ausführungsbeispiel der in dem Frequenzeinstellungsregister
einzustellende Wertfestgelegt, jedoch ist er im vorliegenden Ausführungsbeispiel
variabel.
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Genauer gesagt weist diese Impulssignalerzeugungsschaltung
ein Frequenzvariationsregister 6, eine Additions-Subtraktionsschaltung 7 und
einen Additions-Subtraktionscontroller 8 zusätzlich zu
den Elementen des ersten Ausführungsbeispiels
auf.
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Das Frequenzvariationsregister 6 dient
dem Einstellen eines Frequenzvariationswerts und ist n Bits lang.
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Die Additions-Subtraktionsschaltung 7 ist
mit dem Frequenzvariationsregister 6 über einen (n + 1)-Bit-Bus 4c verbunden,
um den im Frequenzvariationsregister 6 eingestellten Frequenzvariationswert zu
addieren oder zu subtrahieren. Die Additions-Subtraktionsschaltung 7 ist
mit dem Frequenzeinstellungsregister 1 über den (n + 1)-Bit-Bus 4a verbunden,
um das Frequenzeinstellungsregister 1 zu veranlassen, den
addierten oder subtrahierten Wert einzugeben. Die Additions-Subtraktionsschaltung 7 ist ferner über einen
(n + 1)-Bit-Rückkopplungsbus 4d mit
dem Frequenzeinstellungsregister 1 verbunden, so daß der Frequenzvariationswert
sequentiell akkumuliert wird (akkumulativ addiert oder subtrahiert wird).
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Der Additions-Subtraktionscontroller 8 besteht
aus einer CPU und verwendet eine Additions-Subtraktionssteuereinrichtung 9.
Dieser Additions-Subtraktionscontroller 8 gibt ein Additions-Subtraktionsanzeigesignal
zum Bestimmen des Berechnungsintervalls T1 der
von der Additions-Subtraktionsschaltung 7 durchgeführten Addition
und der Subtraktion in das Frequenzeinstellungsregister 1 ein und
gibt ferner ein Modussteuersignal zum Steuern der Operation in der
Additions-Subtraktionseinheit 7 (ob Addition oder Subtraktion
ausgeführt
werden soll, oder ob der Rechenvorgang angehalten werden soll) in
die Additions-Subtraktionsschaltung 7 ein. Kurz gesagt
steuert die vom Additions-Subtraktionscontroller 8 verwendete
Additions-Subtraktionssteuereinrichtung 9 derart, daß der Frequenzvariationswert von
der Additions-Subtraktionsschaltung 7 im Rechenintervall T1 sequentiell akkumuliert wird, und
der akkumulierte Wert wird als Frequenzwert in das Frequenzeinstellungsregister 1 eingegeben.
Der Rechenintervall T1 entspricht
einer Impulsbreite oder einem Impulsintervall.
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Genauer gesagt kann der Additions-Subtraktionscontroller 8 das
genannte Additions-Subtraktionsanzeigesignal in das Frequenzeinstellungsregister 1 eingeben
und auch die Eingabe aussetzen. Kurz gesagt: der Additions-Substraktionscontroller 8 kann entweder
das Signal liefern oder das Liefern aussetzen. Daher wird die Akkumulation
infolge des Addierens und des Subtrahierens in der Additions-Substraktionsschaltung 7 nur
möglich,
wenn derAdditions-Subtraktionscontroller 8 das Additions-Subtraktionsanzeigesignal
in das Frequenzeinstellungsregister 1 eingibt und der Intervall
des Additions-Subtraktionsanzeigesignals
des Additions-Subtraktionscontrollers 8 der Rechenintervall T1 der Addition und der Subtraktion in
der Additions-Subtraktionsschaltung 7 wird. Der Rechenintervall T1 hat einen festgelegten Intervall,
da das Additions-Subtraktionsanzeigesignal in das Frequenzeinstellungsregister 1 nit
einem festgelegten Intervall eingegeben wird.
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Im folgenden werden die Operationen
der Impulserzeugungsschaltung beschrieben. Wenn ein Modussteuersignal
des Additions-Subtraktionscontrollers 8 in die Additions-Subtraktionsschaltung 7 und das
Additions-Subtraktionsanzeigesignal des Additions-Subtraktionscontrollers 8 in
das Frequenzeinstellungsregister 1 eingegeben wird, addiert
oder subtrahiert die Additions-Subtraktionsschaltung 7 einen
Frequenzvariationswert, um den akkumulierten Wert zu erhalten, welcher
den Frequenzwert darstellt. Daher verändert sich der Frequenzwert
um den Frequenzvariationswert. Kurz gesagt entspricht der Frequenzvariationswert
einer Änderung Δf des Frequenzwerts
und die Frequenz eines auszugebenden Impulssignals verändert sich
wie in 5 dargestellt. Wenn
das aus der Impulssignalerzeugungsschaltung ausgegebene Impulssignal
in einen (nicht dargestellten) Schrittmotor eingegeben wird, verändert sich
die Drehgeschwindigkeit des Schrittmotor entsprechend der geneigten
Geraden von 5. Wenn
das Additions-Subtraktionsanzeigesignal des Additions-Subtraktionscontrollers 8 nicht
länger
in das Frequenzeinstellungsregister 1 eingegeben wird,
ist der Frequenzwert festgelegt.
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Bei der Impulserzeugungsschaltung
wird zusätzlich
zu den Effekten des ersten Ausführungsbeispiels
erreicht, daß,
wenn ein Frequenzwert ein akkumulierter Wert wird, der durch sequentielles
Akkumulieren von Frequenzvariationswertendurch die Additions-Subtraktionsschaltung
7erhalten wird, dieser sich bei jedem Rechenintervall T1 unter Steuerung durch die Additions-Subtraktionssteuereinrichtung 9 verändert. Es
ist daher möglich,
die Frequenz eines Impulssignals zu verändern, das mit der Impulsweite eines
Rechenintervalls T1 ausgegeben
wird. Wenn dieses Impulssignal in einen Schrittmotor eingegeben
wird, kann die Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors verändert werden.
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Wenn das Zuführen des Additions-Subtraktionsanzeigesignals
der Additions-Subtraktionssteuereinrichtung
ausgesetzt wird, addiert oder subtrahiert die Additions-Subtraktionsschaltung 7 den
Frequenzvariationswert nicht und der akkumulierte Wert verändert sich
nicht. Infolgedessen bleibt der Frequenzwert im Frequenzeinstellungsregister 1 unverändert und
die Frequenz des auszugebenden Impulssignals ist festgelegt, so
daß der
bis dahin veränderte
Frequenzwert auf halbem Weg festgelegt werden kann. Wenn dieses
Impulssignal in einen Schrittmotor eingegeben wird, kann die Drehgeschwindigkeit
des Schrittmotors verändert
oder beibehalten werden.
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Das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Die Elemente, welche im
wesentlichen die gleiche Funktion wie im ersten Ausführungsbeispiel
haben, sind mit den selben Bezugszeichen versehen, und die nachfolgende
Beschreibung bezieht sich auf die vom ersten Ausführungsbeispiel
verschiedenen Merkmale. Zwar besteht der Additions-Subtraktionscontroller 8 im
zweiten Ausführungsbeispiel
aus einer CPU, jedoch weist der Additions-Subtraktionscontroller 8 im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein Zeitsteuersignalregister 8a, ein Steuersignalregister 8b und
eine kumulative Zeitsteuerungsadditionsschaltung 24 mit
einer Zeitsteuerungssignaladditionsschaltung 8c und einem
Zeitsteuerungsbezeichnungsflipflop 8d auf.
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Das Zeitsteuersignalregister 8a speichert
ein Zeitsteuersignal, das einer Addition durch die Zeitsteuerungssignaladditionsschaltung 8c unterzogen
werden kann. Das Steuersignalregister 8b speichert ein
Additionssteuersignal, welches die Zeitsteuerungssignaladditionsschaltung 8c steuert,
und die genannten Modussteuersignale. Die Zeitsteuerungssignaladditionsschaltung 8c arbeitet
unter Steuerung durch das Additionssteuersignal des Steuersignalregisters 8b und
bei jeder Eingabe eines Taktimpulses zum Zeitsteuern von Signalen,
speichert das Zeitsteuerungsbezeichnungsflipflop 8d einen
akkumulierten Wert, der durch die Addition in der Zeitsteuerungssignaladditionsschaltung 8c erhalten wurde (kumulativ
addierter Wert), und gibt intermittierend ein Übertragssignal als das genannte
Rechenanzeigesignal aus. Kurz gesagt: der Intervall der Übertragssignale
wird der Rechenintervall T1 .
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Diese Schaltung arbeitet auf die
gleiche Weise wie die Schaltung des zweiten Ausführungsbeispiels unter Steuerung
durch das Modussteuersignal und das Additionssteuersignal, die im
Steuersignalregister 8b des Additions-Subtraktionscontrollers 8 gespeichert
sind. Kurz gesagt: das aus dem Modussteuersignal und dem Additionssteuersignal
bestehende Steuersignal steuert derart, daß der durch die Additions-Subtraktionsschaltung 7 erhaltene
akkumulierte Wert als Frequenzwert in das Frequenzeinstellungsregister 1 eingegeben
wird.
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Bei der Impulssignalerzeugungsschaltung veranlaßt das Zeitsteuerungsbezeichnungsflipflop 8d bei
jedem Eingehen eines Taktimpulses für Zeitsteuerungssignale die
Zeitsteuerungssignaladditionsschaltung 8c sequentiell das
Zeitsteuerungssignal zu akkumulieren und speichert den akkumulierten
Wert. Die Impulssignalerzeugungsschaltung wird durch das Steuersignal
des Steuersignalregisters 8b gesteuert, so daß der Akkumulationswert,
der durch die Akkumulation mittels der Additions-Subtraktionsschaltung 7 im
Rechenintervall T1 , welcher der
Intervall des intermittierend aus dem Zeitsteuerungsbezeichnungsflipflop 8d ausgegebenen Übertragsignals
ist, im Frequenzeinstellungsregister 1 eingestellt wird.
Infolgedessen ist es nicht erforderlich, eine CPU zum Steuern des
Einstellens des akkumulierten Werts in dem Frequenzeinstellungsregister 1 vorzusehen.
Dies ermöglicht
eine Vereinfachung des Aufbaus der Impulserzeugungsschaltung im
Vergleich mit dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben. Die Elemente, welche im
wesentlichen die gleiche Funktion wie im dritten Ausführungsbeispiel
haben, sind mit den selben Bezugszeichen versehen, und die nachfolgende
Be schreibung bezieht sich auf die vom dritten Ausführungsbeispiel
verschiedenen Merkmale. Im dritten Ausführungsbeispiel wird das Addieren
und Subtrahieren des Frequenzvariationswerts in der Additions-Subtraktionsschaltung 7 durch
das Liefern des Additions-Subtraktionsanzeigesignals oder das Aussetzen
des Lieferns gesteuert. Im Gegensatz dazu weist bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
die Additions-Subtraktionssteuereinrichtung 9 einen Eingangswertauswahlmultiplexer 10 auf,
der zwischen "0" und dem Frequenzvariationswert als in die Additions-Subtraktionsschaltung 7 einzugebenden
Wert wählen
kann. Der Eingangswertauswahlmultiplexer 10 steuert das
Addieren und das Subtrahieren des Frequenzvariationswerts in der
Additions-Subtraktionsschaltung 7.
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Genauer gesagt ist der Eingangswertauswahlmultiplexer 10 zwischen
dem Frequenzvariationsregister 6 und der Additions-Subtraktionsschaltung 7 angeordnet
und durch ein Eingangswertauswahlmultiplexersteuersignal gesteuert,
das im Steuersignalregister 8b des Additions-Subtraktionscontrollers 8 gespeichert
ist, um das Steuersignal mit dem Modussteuersignal zusammenzufügen. Infolgedessen
wählt der
Eingangswertauswahlmultiplexer 10 zwischen "0" und dem
Frequenzvariationswert als in die Additions-Subtraktionsschaltung 7 einzugebendem
Wert.
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Bei einer derartigen Impulserzeugungsschaltung
erfolgt, zusätzlich
zu den Auswirkungen des zweiten Ausführungsbeispiels, wenn der Eingangswertauswahlmultiplexer 10 den
Wert "0" wählt,
keine Veränderung
des mittels der Additions-Subtraktionsschaltung 7 erhaltenen
akkumulierten Werts, so daß der
Frequenzwert im Frequenzeinstellungsregister 1 unverändert bleibt
und die Frequenz des auszugebenden Impulssignals festgelegt wird.
Infolgedessen kann, ähnlich
dem dritten Ausführungsbeispiel,
der bis dahin veränderte
Frequenzwert auf halbem Weg festgelegt werden. Wenn dieses Impulssignal
in einen Schrittmotor eingegeben wird, kann die Drehgeschwindigkeit
des Schrittmotors verändert
oder beibehalten werden.
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Ähnlich
dem dritten Ausführungsbeispiel
ist es nicht erforderlich, eine CPU zum Steuern des Einstellens
des akkumulierten Werts in dem Frequenzeinstellungsregister 1 vorzusehen,
wie im zweiten Ausführungsbeispiel.
Dies ermöglicht
eine Vereinfachung des Aufbaus der Impulserzeugungsschaltung im
Vergleich mit dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben. Die Elemente, welche
im wesentlichen die gleiche Funktion wie im dritten Ausführungsbeispiel
haben, sind mit den selben Bezugszeichen versehen, und die nachfolgende Beschreibung
bezieht sich auf die vom dritten Ausführungsbeispiel verschiedenen
Merkmale. Im dritten Ausführungsbeispiel
wird das Addieren und Subtrahieren des Frequenzvariationswerts in
der Additions-Subtraktionsschaltung 7 durch das Liefern
des Additions-Subtraktionsanzeigesignals oder das Aussetzen des
Lieferns gesteuert. Im Gegensatz dazu weist bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
die Additions-Subtraktionssteuereinrichtung 9 einen Rückkopplungssteuerungsmultiplexer 11 auf,
der zwischen einem rückgekoppelten
akkumulierten Wert und einem neu akkumulierten Wert wählen kann,
welcher durch erneutes Addieren des Frequenzvariationswerts zum
rückgekoppelten
akkumulierten Wert in der Additions-Subtraktionsschaltung 7 erhalten
wird. Die Operation des Rückkopplungssteuerungsmultiplexers 11 steuert
das Addieren und das Subtrahieren des Frequenzvariationswerts in
der Additions-Subtraktionsschaltung 7.
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Genauer gesagt ist der Rückkopplungssteuerungsmultiplxer 11 zwischen
dem Frequenzeinstellungsregister 1 und der Additions-Subtraktionsschaltung 7 angeordnet
und über
einen (n + 1)-Bit-Bus 4e mit dem Frequenzeinstellungsregister 1 verbunden, so
daß der
von der Additions-Subtraktionsschaltung 7 erhaltene akkumulierte
Wert des Frequenzvariationswerts direkt aus dem Frequenzeinstellungsregister 1 eingegeben
werden kann. Der Rückkopplungssteuerungsmultiplexer 11 wird
durch ein Frequenzeinstellungsmultiplexer steuersignal gesteuert,
das in das Steuersignalregister 8b des Additions-Subtraktionscontrollers 8 eingegeben
wird, um das Steuersignal mit dem Modussteuersignal zusammenzuführen. Infolgedessen
wählt der
Multiplexer 11 zwischen dem akkumulierten Wert, der direkt
aus dem Frequenzeinstellungsregister 1 eingegeben wird,
und dem neu akkumulierten Wert, der in der Additions-Subtraktionsschaltung 7 erneut
einer Addition oder Subtraktion unterzogen wird, und gibt den gewählten Wert
in das Frequenzeinstellungsregister 1 ein.
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Bei einer derartigen Impulssignalerzeugungsschaltung
wird, zusätzlich
zu den Auswirkungen des zweiten Ausführungsbeispiels, wenn der aus dem
Frequenzeinstellungsregister 1 rückgekoppelte akkumulierte Wert
vom Rückkopplungssteuermultiplexer 11 ausgewählt und
in das Frequenzeinstellungsregister 1 eingegeben wird,
der Frequenzvariationswert nicht länger durch die Additions-Subtraktionsschaltung 7 akkumuliert.
Infolgedessen bleibt der Frequenzwert im Frequenzeinstellungsregister 1 unverändert und
die Frequenz des auszugebenden Impulssignals wird festgelegt, so
daß der
bis dahin veränderte
Frequenzwert auf halbem Weg festgelegt werden kann. Wenn dieses
Impulssignal in einen Schrittmotor eingegeben wird, kann die Drehgeschwindigkeit
des Schrittmotors verändert
oder beibehalten werden.
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Ähnlich
dem dritten Ausführungsbeispiel
ist es nicht erforderlich, eine CPU zum Steuern der Eingabe des
akkumulierten Werts in das Frequenzeinstellungsregister 1 vorzusehen,
wie im zweiten Ausführungsbeispiel,
so daß eine
Vereinfachung des Aufbaus der Impulserzeugungsschaltung im Vergleich
mit dem zweiten Ausführungsbeispiel
möglich ist.
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Das sechste Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Die Elemente, welche
im wesentlichen die gleiche Funktion wie im dritten Ausführungsbeispiel
haben, sind mit den selben Bezugszeichen versehen, und die nachfolgende
Beschreibung bezieht sich auf die vom dritten Ausführungsbeispiel
verschiedenen Merkmale. Im dritten Ausführungsbeispiel ist der Intervall
des Additions-Subtraktionsanzeigesignals des Additions-Subtraktionscontrollers 8,
d. h. der Rechenintervall T1 des Addierens
und des Subtrahierens in der Additions-Subtraktionsschaltung 7 festgelegt.
Im Gegensatz dazu ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Rechenintervall T1 der Addition und der Subtraktion in
der Additions-Subtraktionsschaltung 7 variabel.
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Genauer gesagt wird das Zeitsteuersignal
im Zeitsteuersignalregister 8a derart addiert, daß ein Übertragsignal
intermittierend mit verschiedenen Intervallen aus dem Zeitsteuerungsbezeichnungsflipflop 8d ausgegeben
wird, indem ein Additionssteuersignal im Steuersignalregister 8b die
Zeitsteuersignaladditionsschaltung 8c steuert (siehe 6). Da der Intervall des Übertragsignals
des Zeitsteuerungsbezeichnungsflipflops 8d der Rechenintervall T1 des Addierens und Subtrahierens in
der Additions-Subtraktionsschaltung 7 ist, wird der Rechenintervall
T, variabel, so daß er
die Werte T11 , T12 , T13 , T14 und
dergleichen annimmt.
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Um das Zeitsteuerungsbezeichnungsflipflop 8d zu
veranlassen, den Übertrag
mit verschiedenen Intervallen auszugeben, kann in dem Additions-Subtraktionscontroller,
dessen Aufbau in 6 dargestellt
ist, ein im Zeitsteuersignalregister 8a eingestellter Wert
durch eine CPU und dergleichen entsprechend verändert werden.
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Bei dem in den 13 und 14 dargestellten Aufbau
kann statt dessen der Ausgabeintervall des Additions-Subtraktionsanzeigesignals
in geeigneter Weise verändert
werden. In dem in den 13 und 14 dargestellten Beispiel
wird das Additions-Subtraktionsanzeigesignal von einer CPU geliefert,
die ein Zählervergleichsregister 50,
einen Komparator 52 und einen Ringzähler 54 aufweist,
und mehrere Werte, welche den Rechenintervall bezeichnen, bei dem es
sich um den Ausgangsintervall des Additions-Subtraktionsanzeigesignal handelt,
sind vorab in einem (nicht dargestellten) Speicher gespeichert.
Das Zählervergleichsregister 50 dient
dem Einstellen eines Werts, der den Rechenintervall bezeichnet,
und gibt den in ihm eingestellten Wert in den Komparator 52 ein.
Der Ringzähler 54 zählt Impulse
eines vorbestimmten Taktsignals und gibt den Zählwert in den Komparator 52 ein.
Der Komparator 52 vergleicht den Zählwert des Ringzählers 54 mit
dem im Zählervergleichsregister 50 eingestellten
Wert, und falls beide Werte übereinstimmen,
gibt der Komparator 52 ein Koinzidenzimpulssignal Sm als
das Additions-Subtraktionsanzeigesignal aus und gibt ein Löschsignal
in den Ringzähler 54 ein,
um dessen Zählwert
auf Null zurückzustellen.
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Im folgenden wird der Betrieb der
CPU zum Ausgeben des Additions-Subtraktionsanzeigesignals im einzelnen
beschrieben. Zuerst leist die CPU einen den Rechenintervall bezeichnenden
Wert aus dem genannten Speicher aus und schreibt diesen in das Zählervergleichsregister 50 (Schritt S10).
Danach wartet die CPU, bis der Zählwert
des Ringzählers 54 mit
dem in das Zählervergleichsregister 50 eingeschriebenen
Wert übereinstimmt
und das Löschsignal
vom Komparator 52 ausgegeben wird (Schritt S12).
Wenn danach die Additions-Subtraktionszeitsteuerung
(der Rechenintervall) nicht verändert
werden soll, kehrt die CPU zum Schritt S12 zurück und wartet
erneut, bis das Löschsignal
ausgegeben wird. Wenn die Additions-Subtraktionszeitsteuerung verändert werden
soll, liest die CPU einen anderen Wert, der den Rechenintervall
bezeichnet, aus dem Speicher aus (Schritt S16) und kehrt
zum Schritt 510 zurück,
um den Wert in das Zählervergleichsregister 50 einzuschreiben.
Die Wiederholung des genannten Vorgangs ermöglicht eine angemessene Veränderung
des Rechenintervalls.
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Bei einer derartigen Impulssignalerzeugungsschaltung
kann, zusätzlich
zu den Effekten des dritten Ausführungsbeispiels,
die Impulsweite eines auszugebenden Impulssignals verändert werden,
indem die Additions-Subtraktionssteuereinrichtung 9 den
Rechenintervall T1 verändert. Wenn
das Impulssignal, dessen Frequenz sich ändert, in einen Schrittmotor
eingegeben wird, um die Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors zu ändern, wie
in der Kurve der 10 dargestellt,
verändert
sich der Grad der Veränderung
des Frequenzwerts, d. h. (die Veränderung Δf in einem Frequenzwert)/(der
Rechenintervall T1 ). Infolgedessen
ist es möglich,
die Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors sowohl schnell als auch
allmählich
zu ändern.
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Ähnlich
dem dritten Ausführungsbeispiel
besteht der Additions-Subtraktionscontroller 8 nicht aus einer
CPU, so daß der
Aufbau vereinfacht ist.
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Das siebte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Die Elemente, welche
im wesentlichen die gleiche Funktion wie im ersten Ausführungsbeispiel
haben, sind mit den selben Bezugszeichen versehen, und die nachfolgende
Beschreibung bezieht sich auf die vom ersten Ausführungsbeispiel
verschiedenen Merkmale. Im ersten Ausführungsbeispiel ist der im Frequenzeinstellungsregister 1 einzustellende
Wert festgelegt, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch ist der
im Frequenzeinstellungsregister 1 einzustellende Wert variabel.
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Genauer gesagt weist die Impulserzeugungsschaltung
einen Speicher 12 und eine CPU (Frequenzwertwahlsteuereinrichtung)13 zusätzlich zu
den genannten Elementen des ersten Ausführungsbeispiels.
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Der Speicher 12 speichert
mehrere Frequenzwerte und ist über
einen (n + 1)-Bit-Bus 4f mit dem
Frequenzeinstellungsregister 1 verbunden. Die CPU 13 steuert
derart, daß sie
unter den Frequenzwerten in dem Speicher 12 einen Frequenzwert
mit einem festgelegten Wählintervall T1 wählt
und diesen in dem Frequenzeinstellungsregister 1 einstellt.
Dieser Wählintervall T1 entspricht einer Impulsweite oder einem
Impulsintervall des Impulssignals.
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Bei einer derartigen Impulssignalerzeugungsschaltung
kann, zusätzlich
zu den Effekten des ersten Ausführungsbeispiels,
die Frequenz eines zu erzeugenden Impulssignals variabel gemacht
werden, indem die CPU 13 einen aus den mehreren Frequenzwerten f1 , f2 , f3 , f4 , f5 und dergleichen im Speicher 12 ausgewählten Wert
in das Frequenzeinstellungsregister 1 eingibt. Wenn dieses
Impulssignal in einen Schrittmotor eingegeben wird, kann die Drehgeschwindigkeit
des Schrittmotors geändert
werden. Wie in der Kurve der 12 dargestellt,
kann der Grad der Veränderung
des Frequenzwerts, d. h. (die Veränderung Δf in einem Frequenzwert)/(der
Rechenintervall T1 ) in Abhängigkeit
von den im Speicher 12 gespeicherten Frequenzwerten verändert werden. Infolgedessen
ist es möglich,
die Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors sowohl schnell als auch
allmählich
zu ändern.
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Bei der Impulssignalerzeugungsschaltung, deren
Aufbau in 4 dargestellt
ist, kann die Frequenz eines zu erzeugenden Impulssignals, wie in 12 dargestellt, auch durch
geeignetes Verändern
eines im Register 6 eingestellten Werts verändert werden.
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Das achte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird im folgenden beschrieben. Die Elemente, welche im
wesentlichen die gleiche Funktion wie im siebten Ausführungsbeispiel
haben, sind mit den selben Bezugszeichen versehen, und die nachfolgende
Beschreibung bezieht sich auf die vom siebten Ausführungsbeispiel
verschiedenen Merkmale. Im siebten Ausführungsbeispiel ist der Wählintervall T2 festgelegt, während der Wählintervall T2 im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
variabel ist.
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Um beispielsweise bei dem in den 13 und 14 dargestellten Aufbau einen variablen
Wählintervall
zu erreichen, können
die im (nicht dargestellten) Speicher gespeicherten Rechenintervallwerte als
die Wählintervallwerte
angesehen werden und das vom Komparator 52 ausgegebene
Koinzidenzsignal Sm kann als Steuersignal zum Wählen eines Frequenzwerts aus
den Werten im Speicher 12 verwendet werden, um diesen im
Frequenzeinstellungsregister 1 einzustellen.
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Bei einer Impulssignalerzeugungsschaltung kann
durch Veränderung
des Wählintervalls T2 durch die CPU 13 die Frequenz
eines zu erzeugenden Impulssignals wie in 15 dargestellt verändert werden. Anders ausgedrückt: es
ist möglich,
nicht nur die Veränderung Δf des Frequenzwerts,
sondern auch den Wählintervall T2 angemessen zu verändern. Dementsprechend kann
der Grad der Veränderung des
Frequenzwerts leichter verändert
werden als bei dem siebten Ausführungsbeispiel.
Daher kann, wenn dieses Impulssignal in einen Schrittmotor eingegeben
wird, die Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors leichter gesteuert
werden.
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In den ersten bis achten Ausführungsbeispielen
dient das (n + 1) Bits lange Frequenzeinstellungsregister 1 dem
Einstellen eines Frequenzwerts von 2n oder
weniger; jedoch kann ein Register, das länger als (n + 1) Bits ist,
statt dessen verwendet werden.
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Im ersten bis achten Ausführungsbeispiel führt der
Addieren 2 das Addieren eines Frequenzwerts bei jedem Anstieg
eines Taktimpulses durch; das Addieren eines Frequenzwerts kann
jedoch auch bei jedem Abfallen eines Taktimpulses erfolgen.
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Bei dem zweiten bis sechsten Ausführungsbeispiel
wird das Addieren und das Subtrahieren eines Frequenzvariationswerts
durch die Additions-Subtraktionsschaltung 7 derart gesteuert,
daß der
Frequenzwert verändert
oder festgelegt wird. Jedoch kann beispielsweise nach dem Verändern des Frequenzwerts
und wenn keine Notwendigkeit besteht, diesen festzulegen, die Struktur
weiter vereinfacht werden.
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Beim dritten bis sechsten Ausführungsbeispiel
weist die Additions-Subtraktionssteuereinrichtung 9 das
Zeitsteuerungssignalregister 8b, die Zeitsteuerungssignaladditionsschaltung 8c,
das Zeitsteuerungsbezeichnungsflipflop 8d und das Steuersignalregister 8a auf;
jedoch kann sie aus einer CPU bestehen.
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Beim sechsten Ausführungsbeispiel
wird das Addieren und das Subtrahieren eines Frequenzvariationswerts
durch die Additions-Substraktionsschaltung 7 gesteuert,
indem das Liefern des Additions-Subtraktionsanzeigesignals ermöglicht oder
das Liefern ausgesetzt wird. Die gleichen Effekte können jedoch
erreicht werden, indem das Addieren und das Subtrahieren des Frequenzvariationswerts
in der Additions-Subtraktionsschaltung 7 durch Vorsehen
entweder des Eingangswertwählmultiplexers 10 oder des
Rückkopplungssteuermultiplexers 11 gesteuert wird.
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Bei dem ersten bis achten Ausführungsbeispiel
kann hinsichtlich des Frequenzwerts 2n,
der im Frequenzeinstellungsregister 1 eingestellt werden soll,
die Potenz n kleiner als 1 sein.