NL8900807A

NL8900807A - Werkwijze voor het maken van onderscheid tussen frequenties.

Info

Publication number: NL8900807A
Application number: NL8900807A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1989-04-03
Publication date: 1990-11-01
Also published as: KR900016763A; HK169896A; EP0392582A1; KR100192719B1; DE69021112T2; ES2077627T3; CA2013444A1; EP0392582B1; DE69021112D1; JPH02287162A; ATE125627T1

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Werkwijze voor het maken van onderscheid tussen frequenties.

De uitvinding betreft een werkwijze voor het maken van onderscheid tussen frequenties van een wisselspanning met behulp van een met de wisselspanning gekoppelde processor waarbij: - een eerste nuldoorgang van de wisselspanning wordt gedetecteerd in responsie waarop een programma in de processor wordt gestart; - dit programma een lus omvat met een vast aantal instructies van welke lus de cyclustijd veel kleiner is dan een minimaal te verwachten periode van de wisselspanning en - deze lus een telinstructie omvat voor het tellen van het aantal doorlopen luscycli.

De uitvinding betreft tevens een inrichting geschikt voor toepassing van deze werkwijze.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit de ter visie gelegde Japanse octrooiaanvrage nr. 56-145261. In deze Japanse octrooiaanvrage wordt onderscheid gemaakt tussen twee mogelijke frequenties van een wisselspanning door na een nuldoorgang hiervan een signaal te genereren met een tijdsduur die ligt tussen de perioden behorend bij de twee mogelijke frequenties. Op het eindtijdstip van dit signaal wordt de polariteit van de wisselspanning waargenomen, welke polariteit een .indicatie vormt voor de vast te stellen frequentie.

Indien de polariteit dan gelijk is zoals die was direct na de gedetecteerde nuldoorgang, is de periode korter dan de tijdsduur van het signaal. Bij een tegengestelde polariteit is de periode langer dan de tijdsduur van het signaal. In het eerste geval is de frequentie de hoogste van de twee en in het tweede geval de laagste.

Hierbij is het dus slechts mogelijk om onderscheid te maken tussen twee mogelijke frequenties, doordat de polariteit of gelijk blijft of van teken wisselt.

De uitvinding stelt zich ten doel onderscheid mogelijk te maken tussen verscheidene frequenties op volledig softwarematige wijze. Daartoe is de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat - deze lus een detectieinstructie omvat voor het detecteren van een volgende nuldoorgang; - in responsie op de detectie van deze volgende nuldoorgang de lus wordt verlaten; i - vervolgens het aantal doorlopen luscycli wordt vergeleken met ten minste één vooraf vastgestelde waarde en - afhankelijk van het vergelijkingsresultaat ten minste één uitgangsgeleider van de processor in een bijbehorende logische toestand wordt gebracht.

Na detectie van een eerste nuldoorgang telt het programma het aantal doorlopen luscycli, waarvan de cyclustijd bekend is, tot aan de detectie van een volgende nuldoorgang. Dit totaal aantal doorlopen luscycli is maatgevend voor de tijdsduur tussen de twee nuldoorgangen en dus ook voor de periodeduur van de wisselspanning. Het totaal aantal doorlopen luscycli wordt vervolgens vergeleken met één of meer vooraf vastgestelde waardes. Bij vergelijking met één vooraf vastgestelde waarde is het totaal aantal doorlopen luscycli kleiner of groter dan deze waarde en kan er dus onderscheid gemaakt worden tussen twee mogelijke frequenties. In dit geval is één uitgangsgeleider voldoende om het vergelijkingsresultaat weer te geven (bijvoorbeeld de logische waarde één voor de hoogste frequentie en de logische waarde nul voor de laagste frequentie).

Bij vergelijking met twee respectievelijk drie vooraf vastgestelde waardes kan er onderscheid gemaakt worden tussen drie respectievelijk vier mogelijke frequenties. In dit geval zijn twee uitgangsgeleiders voldoende om het vergelijkingsresultaat weer te geven (bijvoorbeeld in het geval van onderscheid maken tussen vier mogelijk frequenties de waarden nul (00), één (01), twee (10) en drie (11) voor de respectievelijk mogelijke frequenties).

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van in figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden. Daarbij toont:

Figuur 1 een stroomdiagram van de werkwijze volgens de uitvinding voor het maken van onderscheid tussen twee mogelijke frequenties;

Figuur 2 een ander stroomdiagram van de werkwijze volgens de uitvinding voor het maken van onderscheid tussen vier mogelijke frequenties;

Figuur 3 een blokschema van een inrichting geschikt voor toepassing·van de werkwijze volgens de uitvinding.

Het in Figuur 1 weergegeven stroomdiagram omvat 7 blokken, die de volgende betekenis hebben: - blok 1 (start; i=0); bij aanvang van de werkwijze wordt het aantal doorlopen luscycli i op nul gezet; - blok 2 (test nuldoorgang, V=0?); zolang er geen nuldoorgang van de wisselspanning wordt getecteerd blijft de werkwijze hierop testen; indien een nuldoorgang wordt gedetecteerd: naar blok 3; - blok 3 (i:=i+1); het aantal doorlopen luscycli i wordt met de waarde éen verhoogd; - blok 4 (test nuldoorgang, V=0?); zolang er geen nuldoorgang wordt gedetecteerd: terug naar blok 3; blok 3 en blok 4 vormen samen een luscyclus; indien een nuldoorgang wordt gedetecteerd: naar blok 5; - blok 5 (test i>k?); i is het aantal doorlopen luscycli; k is de vooraf vastgestelde waarde; indien i>k: naar blok 6, anders naar blok 7; - blok 6 (50 Hz); de frequentie van de wisselspanning is 50 Hz; - blok 7 (60 Hz); de frequentie van de wisselspanning is 60 Hz.

Wanneer een apparaat voorzien van een processor zoals bijvoorbeeld een telefoontoestel op het lichtnet wordt aangesloten, waarvan de frequentie 50 of 60 Hz bedraagt, wordt het programma gestart waarvan het stroomdiagram is weergegeven in Figuur 1. Het aantal doorlopen luscycli, aangegeven met de letter i, krijgt de waarde nul (blok 1). Vervolgens test het programma of er een nuldoorgang in de wisselspanning van het lichtnet optreedt (blok 2). Zolang dit niet het geval is, blijft het programma hierop testen. De voor het detecteren van een nuldoorgang benodigde hardwarematige koppeling tussen de processor en het lichtnet zal in de regel reeds aanwezig zijn, bijvoorbeeld in het geval dat het telefoontoestel de dagelijkse tijd weergeeft op een alfanumeriek display. De wisselspanning van het lichtnet geeft een betere lange termijn stabiliteit dan de relatief onnauwkeurige processorklok.

Indien de hardwarematige koppeling tussen de processor en het lichtnet niet aanwezig is, kan deze koppeling op eenvoudige en goedkope wijze gerealiseerd worden op een voor de vakman bekende wijze.

Wanneer het programma een nuldoorgang van de wisselspanning van het lichtnet detecteert (blok 2), komt het programma in een lus terecht (blok 3 en 4). Deze lus bevat een vast aantal instructies en heeft daardoor een constante cyclustijd van bijvoorbeeld 10 psec. In deze lus wordt eerst het aantal doorlopen luscycli i met de waarde één verhoogd (blok 3) en wordt vervolgens getest op een nuldoorgang van de wisselspanning (blok 4). Zolang deze nuldoorgang niet wordt gedetecteerd blijft het programma in de lus (naar blok 3). Wanneer de nuldoorgang wordt gedetecteerd, verlaat het programma de lus en test het programma of het aantal doorlopen luscycli i groter is dan een vooraf vastgestelde waarde k (blok 5). Indien dit juist is, kiest het programma voor een frequentie van 50 Hz (blok 6). Indien het aantal doorlopen luscycli i niet groter is dan de vooraf vastgestelde waarde k kiest het programma voor een frequentie van 60 Hz (blok 7).

Bij een frequentie van 50 Hz is de tijdsduur tussen de twee opvolgende nuldoorgangen (een halve periode) 10 msec. Bij een frequentie van 60 Hz is dit ca. 8,33 msec. In het eerste geval zal het aantal doorlopen luscycli ca. 1000 bedragen, in het tweede geval ca.

833. Voor k dient dan een waarde tussen 833 en 1000 te worden gekozen, bijvoorbeeld de waarde 900,

Het in Figuur 2 weergegeven stroomdiagram omvat 11 blokken, die de volgende betekenis hebben: - blok 1 (start; i=0); zie Figuur 1; - blok 2 (test nuldoorgang, V=0?),· zie Figuur 1; - blok 3 (i:=i+1); zie Figuur 1; - blok 4 (test nuldoorgang, V=0?); zie Figuur 1; - blok 10 (test i>k1?); k| is de eerste vooraf vastgestelde waarde; indien i>k^ naar blok 11, anders naar blok 16; - blok 11 (test i>k2?); k2 is de tweede vooraf vastgestelde waarde (k2>k^); indien i>k2 naar blok 12, anders naar blok 15; - blok 12 (test ί>^?); k^ is de derde vooraf vastgestelde waarde (k3>k2); indien i>k^ naar blok 13, anders naar blok 14; - blok 13 (1000 Hz); de frequentie van de wisselspanning is 1000 Hz; - blok 14 (2000 Hz); de frequentie van de wisselspanning is 2000 Hz; - blok 15 (3000 Hz); de frequentie van de wisselspanning is 3000 Hz; - blok 16 (4000 Hz); de frequentie van de wisselspanning is 4000 Hz.

Een volgens dit stroomdiagram werkend programma maakt onderscheid tussen vier mogelijke frequenties, die in dit uitvoeringsvoorbeeld 1000, 2000, 3000 en 4000 Hz bedragen.

Bij het starten van het programma krijgt het aantal doorlopen luscycli i de waarde nul. Vervolgens test het programma of er een nuldoorgang in de wisselspanning optreedt (blok 2). Zolang dit niet het geval isf blijft het programma hierop testen. Voor de hardwarematige koppeling tussen de processor en de wisselspanning geldt zoals reeds beschreven voor Figuur 1, dat indien deze koppeling niet aanwezig is deze op eenvoudige en goedkope wijze gerealiseerd kan worden op een voor de vakman bekende wijze.

Wanneer het programma een nuldoorgang van de wisselspanning detecteert (blok 2), komt het programma in een lus tercht (blok 3 en 4) met een vast aantal instructies. Hierdoor is de cyclustijd constant, bijvoorbeeld weer 10 psec zoals eveneens in de beschrijving van Figuur 1 is aangenomen. Door het aantal instructies in de lus groter respectievelijk kleiner te maken wordt de cyclustijd langer respectievelijk korter en kan deze zo op een gewenste waarde gebracht worden, afhankelijk van de grootte(s) van de te bepalen frequentie(s).

In deze lus wordt eerst het aantal doorlopen luscycli i met de waarde één verhoogd (blok 3) en wordt vervolgens getest op een nuldoorgang van de wisselspanning (blok 4). Wanneer de nuldoorgang wordt gedetecteerd verlaat het programma de lus en test het programma of het aantal doorlopen luscycli i groter is dan een eerste vooraf vastgestelde waarde k^ (blok 10). Indien dit niet het geval is, kiest het programma voor een frequentie van 4000 Hz (blok 16). Is dit wel het geval dan test het programma of het aantal doorlopen luscycli i groter is dan een tweede vooraf vastgestelde waarde k2 (blok 11). Is dit niet het geval, dan kiest het programma voor een frequentie van 3000 Hz (blok 15). Is dit wel het geval, dan test het programma of het aantal doorlopen luscycli i groter is dan een derde vooraf vastgestelde waarde k^ (blok 12). Indien dit niet het geval is, kiest het programma voor een frequentie van 2000 Hz en indien dit wel het geval is, kiest het programma voor een frequentie van 1000 Hz.

Bij een frequentie van 1000 Hz is de tijdsduur tussen twee opvolgende nuldoorgangen (een halve periode) 500 psec, hetgeen correspondeert met ca. 50 luscycli. Voor een frequentie van 2000 Hz wordt zo een tijdsduur gevonden van 250 psec (ca. 25 luscycli). Een frequentie van 3000 Hz heeft een tijdsduur van ca. 167 psec (ca. 16 luscycli) en een frequentie van 4000 Hz heeft een tijdsduur van 125 psec (ca. 12 luscycli). De eerste vooraf vastgestelde waarde dient dan tussen de waarden 12 en 16 te worden gekozen, bijvoorbeeld de waarde 14. De tweede vooraf vastgestelde waarde ^ dient dan tussen de waarden 16 en 25 te worden gekozen, bijvoorbeeld de waarde 20. De derde vooraf vastgestelde waarde k^ dient tussen de waarden 25 en 50 te worden gekozen, bijvoorbeeld de waarde 37.

Het in Figuur 3 weergegeven blokschema van een inrichting geschikt voor toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding omvat een processor 20 met een ingangsgeleider 21 en een uitgangsgeleider 22, die beiden in processor 20 gekoppeld zijn met geheugenvelden 23. In deze geheugenvelden 23 worden softwarematig een eerste nuldoorgangsdetectorfunctie 24, een tweede nuldoorgangsdetectorfunctie 25, een tellerfunctie 26 en een comparatorfunctie 27 gerealiseerd. Na detectie van een eerste nuldoorgang door de eerste nuldoorgangsdetectorfunctie 24 wordt het programma met de lus met het vaste aantal instructies gestart en wordt de tellerfunctie 26 gestart, die het aantal doorlopen luscycli van de lus telt. Na detectie van een volgende nuldoorgang door de tweede nuldoorgangsdetectorfunctie 25 wordt deze tellerfunctie 26 gestopt. De comparatorfunctie 27 vergelijkt vervolgens de telstand van de tellerfunctie 26, welke telstand gelijk is aan het aantal doorlopen luscycli, met één of meer vooraf vastgestelde waarden, en geeft in responsie hierop een uitgangssignaal aan uitgangsgeleider 22 die hierdoor in een bij het resultaat van de vergelijking behorende logische toestand wordt gebracht.

Claims

1. Werkwijze voor het maken van onderscheid tussen frequenties van een wisselspanning met behulp van een met de wisselspanning gekoppelde processor waarbij: - een eerste nuldoorgang van de wisselspanning wordt gedetecteerd in responsie waarop een programma in de processor wordt gestart; - dit programma een lus omvat met een vast aantal instructies van welke lus de cyclustijd veel kleiner is dan een minimaal te verwachten periode van de wisselspanning en - deze lus een telinstructie omvat voor het tellen van het aantal doorlopen luscyclif met het kenmerk, dat - deze lus een detectieinstructie omvat voor het detecteren van een volgende nuldoorgang; - in responsie op de detectie van deze volgende nuldoorgang de lus wordt verlaten; - vervolgens het aantal doorlopen luscycli wordt vergeleken met ten minste één vooraf vastgestelde waarde en - afhankelijk van het vergelijkingsresultaat ten minste één uitgangsgeleider van de processor in een bijbehorende logische toestand wordt gebracht.

2. Inrichting geschikt voor toepassing van de werkwijze volgens conclusie 1, voorzien van de met de wisselspanning gekoppelde processor die is ingericht voor het uitvoeren van de volgende stappen: - detectie Van de nuldoorgang van de wisselspanning in responsie waarop het programma in de processor wordt gestart dat de lus omvat met een vast aantal instructies van welke lus de cyclustijd veel kleiner is dan de minimaal te verwachten periode van de wisselspanning en - telling van het aantal doorlopen luscycli, met het kenmerk, dat de processor verder is ingericht voor het uitvoeren van de volgende stappen: - detectie gedurende elke luscyclus van de volgende nuldoorgang, - beëindiging van het doorlopen van de lus na detectie van deze volgende nuldoorgang, - vergelijking van het aantal doorlopen luscycli met ten minste één vooraf vastgestelde waarde en - het afhankelijk van het vergelijkingsresultaat in de bijbehorende logische toestand brengen van ten minste één uitgangsgeleider.