DE1762408B2 - Digital-analog-umsetzer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für die Umwandlung einer digitalen Information in ein elektrisches analoges Signal, wie zum Beispiel einer Zahl η in einer dieser Zahl entsprechende analoge Spannung oder einen analogen Strom, welche einer trigonometrischen Funktion dieser Zahl proportional sind, wobei deren Winkel-Argument Θ durch die Relation n/N = Θ/π definiert ist mit Θ im Bogenmaß, oder durch die Relation n/N = Θ/360 mit Θ in Grad. Insbesondere betrifft die Erfindung solche Wandler, bei welchen das analoge Signal Wechselspannungen oder Wechselströme mit unveränderlich fester Phase sind, wobei das analoge Signal durch die Amplitude der Spannungen oder Ströme gegeben ist

Es wurde deshalb vorgeschlagen, solche Wechselspannungen und -Ströme mit Amplituden, die trigonometrische Funktionen eines in digitaler Form vorliegenden Winkels repräsentieren, mit Hilfe von mit Anzapfungen versehenen Transformatoren zu erzeugen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Umsetzer zur Umsetzungen von digitalen Daten in die analoge Form, der eine Taktgeber-Impulsquelle aufweist und der dadurch gekennzeichnet ist daß er Schaltungsmittel zum Empfangen der Impulse aufweist, welche in Abhängigkeit von dem digitalen Eingangssignal Paare digitaler Signale der Periode MF erzeugen, während der N Impulse erzeugt werden, wobei jedes Paar eine relative Phasendifferenz aufweist, die vom digitalen Eingangssignal π linear abhängt, wobei getrennte Schaltungsmittel in Abhängigkeit von jedem der digitalen Signaipaare zum Erzeugen eines Rechteckwellen- Analogsignals vorgesehen sind, mit analogen Frequenz-Komponenten F, die proportional zu dem damit in Beziehung stehenden Sinus- bzw. Cosinus-Funktionen des Winkels 360. n/N sind

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher irläutert, und zwar zeigen

Fig. 1 und 2 Vektordiagramme zum Erläutern der

elektrischen Schaltung,

Fig. 3 bis Il Blockdiagramme von Ausführungsbei spielen der vorgeschlagenen Wandler,

Fig. 12 bis 14 graphische-Darstellungen der clektri sehen Wellenformcn der Ausführungsbcispielc in Fig. 3 bis 11,

Fig. 15 ein Vektordiagramm zur Erklärung de Vorgänge in einem Ausführungsbeispiel mit Impulsilch nung,

Fig. Ib eine graphische Darstellung eines Ilinset zers, welcher z. B. im Ausführungsbcispicl gemäß Fig. 3 angewendet wird.

Fig. 17 ein Diagramm eines anderen Umsetzers, und

Fig. 18 und 19 Diagramme von typischen Addi tionsund Subtraktionsschaltungen. wie sie im Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 3 angewendet werden kön nen.

In Fig. 1 stellen die beiden Vektoren VI und V2 si nusförmige Schwingungen dar, zum Beispiel Spannun gen oder Ströme mit derselben Frequenz und Amplitu de, welche einer Bezugsphase O um den Winkel Θ vor bzw. nacheilen. Vorausgesetzt, daß die Vektoren Vl und V2 die Amplitude 1 haben, dann ist deren Vektorsumme ( V5) 2 cos Θ. Wenn V3 und V4 zwei ähnliche Vektoren sind mit den Phasen π/2 +Θ und π/2 -Θ, ist deren Vck torsumme ( VB)- 2 sin C-). Das negative Vorzeichen ist in diesem Falle ohne Bedeutung, da es durch Umkehrung eines Paares von Leitern kompensiert werden kann.

Ein Zyklus, in der Fig. ! durch den Kreis dargcstclli ist definiert durch das Zeitintervall, in welchem ein Im pulsgenerator eine Anzahl N gleicher Impulse erzeugt Dieses Zeitintervall kann mit MF bezeichnet werden, wobei während der Periodendauer I/Fdie Anzahl der Impulse gleich N ist Der Zyklus besteht aus N Teilen, zum Beispiel 1000. Eine Zahl n, welche eine Zahl von 0 bis N sein kann, definiert einen Winkel C-), wobei Θ = 360 n/W. Das Auftreten der Impulse , nämlich der Im pulse n, (N-n) (oder einfacher gesagt, (Λ//4 n) und ( - Λ//4 - n) im Zyklus von insgesamt/7 Impulsen kann de finiert werden durch die Vektoren Vl. V2. V3 und V4. Gleichbedeutend kann gesagt werden, daß der Vektor bei {-N/4 - n) sich beim Impuls (-n) befindet. Der Wandler weist eine Einrichtung auf, welche separate Impulsreihen bei η und - η (ζ. B. Impulse c und d in Fig. 13), oder bei (M4 + n) und (- N/4 - /7). oder bei allen vier Impulsen erzeugt. Diese Impulse wenden durch die Vektoren Vl. V2, VJund V4wieinFig. !dargestellt

Gemäß einer Ausführungsmöglichkeit der Erfindung können die Impulse der ersten beiden Impulsreihen vek toriell addiert werden, zum Beispie! in einer Additions schaltung, um eine Rechteckwelle (z.B. Rechteckwelle < in F i g. 13) mit der Frequenz Fund mit fester Phase zu erzeugen, wobei die Impulssumme proportional dem co. ©ist Die anderen beiden Impulsreihen können in entspre chender Weise vektoriell addiert werden, wobei eine Rechteckwelle, auch mit fester Phase, entsteht, deren Im pulssumme proportional zu sin Θ ist Fig. 2 ist ein Diagramm dargestellt, welches die gleichen vier Vektoren Vl, V2, V3und V4wiein Fig. 1 auf weist. Wie aber aus der Zeichnung hervorgeht, werden hier die Impulsreihen nicht summiert Im Gegenteil, di Impulsreihen werden zur Steuerung eines Tores benutzt, an welches ein elektrisches Signal geeigneter Form angeschlossen ist, zum Beispiet eine Gleichspannung, eine gleiche Impulsreihe oder eine sinusförmige Trägerwelle Eine Rechtcckwelle mit der Frequenz F, die vom Tor abgegeben wird. umfaßt eine Fundamen

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talkomponcnte, welche nach der Gleichrichtung mit puls früher als — n. Dies wird kompensiert durch eine

einem Bezugssignal mit derselben Frequenz Fein Signal Vcrzögerungscinhcit 17, die in die Leitung 34 eingefügt

mit einer Fundumcntalkomponcntc liefert, deren Ampli- ist.

tude proportional ist zum sin Θ für die Impulsreihen Vl Die Impulse, die an das Tor 26 über die Leitungen 24

und V2 (das heißt bei den Impulsen + η und - /;). I⁷Ur die 5 und 34 gelangen, dienen dazu, das Tor zu öffnen bzw. zu

Impulsreiher. V3 und V4 bei den Impulsen {N/4 + n) und schließen, so daß an der Ausgangsleitung 6 ein Signal er-

(_ ,v/4 _ _n) ist diese Amplitude proportional zu cos Θ. scheint während desjenigen Zeitabschnittes, in dem der

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungs- Zyklus von -n bis +n durchlaufen wird. Die Art des möglichkeil des Erfindungsgegenstandes. Hier werden Ausgangssignales hängt ab von der Natur des Tor-Einwährend der Periodendauer I/Fin einem Impulsgencra- 10 gangssignalcs über Leitung 36. Dieses Tor-Eingangssitor 2 N Impulse erzeugt. Hin Signal, welches eine Zahl gnal kann entweder eine Gleichspannung bzw. ein η zwischen O und N repräsentiert, wird in einem Rcgi- Gleichstrom sein, es können aber auch Impulse vom Imster 4 gespeichert. Signale werden erzeugt, die an den pulsgenerator 2 sein, oder es kann schließlich eine Ausgangskanälen 6 und 8 auftreten und welche den Wechselspannung bzw. ein Wechseltrom mit einer besinus bzw. den cosinus des Winkels (-) = 2 Jt/J//Vdarstel- 15 liebigen Trägerfrequenz sein.

lcn. Zu diesem Zweck enthält die Schaltung gemäß Auf jeden Fall aber ist das Signal in Leitung 6 ein vom Fig. 3 einen Zähler 10, welchem die Impulse vom Im Tor 26 gesteuertes Signal, welches dessen Fundamenpulsgcneralor 2 zugeführt werden. Der /;ihler Me talkomponentc den Sinus des Winkels (-) darstellt, wobei fert ein Signal, welches eine Zahl repräsentiert, die von Θ = 2πη/Ν im Bogenmaß ist, wie auch aus Fig. 2 erNull bis N- I ansteigt und dann wieder auf Null abfällt, 20 sichtlich und im Zusammenhang mit dieser erläutert entsprechend der Wellenform «1 in Fig. 12. Das wech- worden ist

selnde Signal wird vom Zähler über eine Leitung 20 in Das Signal η wird über eine Leitung 22 einer Addi-

vier parallelgeschaltcte Koinzidenzdetektoren 12,14,16 tionseinheit 38 sowie dem Koinzidenzdetektor 12 zuge-

und 18 gegeben. Die Leitung 20 enthält genügend Dräh- führt, während das Signal N-n-i in entsprechender

te, um das Signal in dem gewählten Zahlensystem zu 25 Weise über Leitung 32 einer Subtraktionseinheit 40

übertragen. Wenn zum Beispiel /V = 1000 im Dezimal- sowie dem Koinzidenzdetektor 16 zugeführt wird. Die

system ist und das auftretende Signal in einem Binärcode Additionseinheit 38 und die Subtraktionseinheit 40 sind,

an die Koinzidenzdetektoren übertragen werden soll, wie der Umsetzer 30, passive Kombinationen von logi-

en.iiält die Leitung 20 zwölf Paare von Drähten, je vier sehen Elementen und dienen dazu, zu den ihnen zuge-

für iede der drei Dezimalstellen, die im Ergebnis auftre- 30 führten Signalen das Signal, welches die Zahl N/4 reprä-

ten können. sentiert, zu addieren bzw. von ihnen zu subtrahieren.

Ein Signal, welches eine Zahl π repräsentiert, die den Solche Einheiten sind bekannt, hauptsächlich in der Winkel Θ darstellt, dessen Sinus oder Cosinus erzeugt Wissenschaft der digitalen Komputer, werden soll, wird entweder manuell oder von einem Eine einfache Ausführungsform einer Addilionsein Computer in das Register 4 eingegeben. Das Register 35 heit,welche mit Binärzahlen arbeitet,ist in Fig. 18dargibt dioses Signal η über eine Leitung 22 zum Koinzi- gestellt, während Fig. 19 eine einfache Ausführung denzdetektor 12 und über eine Leitung 28 zum Umsetzer einer entsprechenden Subtraktionseinheit zeigt. Im fol-30, wobei die Leitungen 22 und 28 gleich wie die Leitung genden sollen nun diese beiden Einheiten näher be-20 aufgebaut sind. Im Koinzidenzpunkt, welcher einmal schrieben werden.

in jedem Zyklus mit der Frequenz F, und zwar beim _4O Die Additionsschaltung 38 in Fig. 18 liefert dem

η-ten Impuls dieses Zyklus auftritt, erzeugt der Detektor Koinzidenzdetektor 14 über eine Leitung 42, welche

12 einen Impuls, welcher über eine Leitung 24 zu einem entsprechend der Leitung 20 ausgebildet sein kann, eine

Tor 26 übertragen wird, Das Symbol » + n«, das in Fig. feste Zahl n+ N/4. Demzufolge wird einmal pro Zyklus

3 neben Leitung 24 steht, bedeutet, daß der Impuls des Zählers 10, bei der Zahl +/j-f/V/4, vom Detektor 14

auf dieser Leitung bei der Phase +/7 des Zyklus WF ₄₅ über Leitung 44 ein Impuls ausgesandt, und dieser Im-

auftritt. Vergleiche auch Fig. 1 und 2. puls dient zum öffnen eines Tores 46, welches an seinem

Das Signal, welches eine Zahl η repräsentiert und Eingang über Leitung 36 dasselbe Signal empfängt wie

welches im Register 4 gespeichert wurde, wird ferner das Tor 26. Das Eingangssignalauf Leitung 36 kann zum

über Leitung 28 zum Umsetzer 30 geleitet Als Umsetzer Beispiel ein Gleich- oder Wechselstromsignal sein.

soll hier eine Einrichtung verstanden werden, welche zur 50 Die Subtraktior »-schaltung 40 liefert dem Koinzi-

Zahl η die Zahl Ν— π oder, noch vorteilhafter, /V- π -1 denzdetektor 18 über eine Leitung 41 die feste Zahl N-

bildet Geeignete Einrichtungen zu diesem Zwecke sind n— 1 — N/4, so daß beim (N- n— 1 — /V/4)ten Impuls des

bekannt Zyklus des Zählers 10 ein Impuls vom Detektor 18 an

Fig. 16 zeigt eine Einrichtung, die eine Umsetzung eine Ausgangsleitung 48 geliefert wird. In Fig. 3 ist bei

einer Dezimalstelle der Zahl π vornimmt, wenn diese 55 Leitung 48 die Lage dieses Impulses mit 1 - /V/4

Zahl in binärer Form vorliegt Fig. 17 zeigt eine Ein- angeschrieben. Da dieser Impuls ein Zählerimpuls früher

richtung zur Vornahme dieser Umsetzung, wenn die als π-/V/4 ist, eine Impulsverzögerungseinheit 19 in der

Zahl in binärer kodierter Dezimalform vorliegt Nach Leitung 48 zwischen Detektor 18 und Tor 46 eingefügt

der Umsetzung wird dieses Signal N- π oder N-n--1 Der Impuls — τι— AM auf Leitung 48 dient zum Schlie-

über eine entsprechend den Leitungen 20,22 und 28 auf- 60 Ben des Tores 46.

gebaute Leitung 32 dem Koinzidenzdetektor 16 einge- Demzufolge ist das Tor 46 geöffnet von der Phase

geben. + "+ NIA bis - a- /V/4,und es liefert auf Leitung8ein Si-

Der Detektor 16 liefert einen Ausgangsimpuls über gnaL welches den Cosinus des Winkels θ darstellt, wie

eine Leitung 34 zum Tor 26, sofern der Zähler 10 dieje- aus F i g. 2 ersichtlich und im Zusammenhang mit dieser

nige Zahl enthält die gleich der vom Umsetzer 30 zum 65 erläutert worden ist

Detektor gelieferten Zahl ist Wenn die Zahl mn N-n- Ein Bezugssignalgenerator 50 (F i g. 3) erhält vom

lübersetzt wird, entsteht air. Ausgang des Detektors 16 Zähler 10 über eine Leitung 11 Impulse bei den Zahlen

ein Impuls bei der Phase. - n— 1, das heißt ein Zählerir.i- /V/4 und 3/V/4 des Zählerzyf Jus und erzeugt daraus eine

Rechteckwelle (Fig. 12 b) mit der gleichen Frequenz, die aber gegenüber dieser um ein Viertel des Zählerzyklus phasenverschoben ist. Bei dieser Ausführungsform sind, wie aus Fig. 12 a und 12 b ersichtlich ist, die Ausgangssignale symmetrisch in Bezug auf die 180° Lage des Zyklus des /'ählers 10. Um ein Vergleichssignal zu erzeugen, das mit den übrigen Signalen im Wandler phasengleich ist, muß das vorliegende Vcrgleichssignal um einen Viertel-Zyklus phasenverschoben werden. Wenn der Bezugspunkt für den Zählerzyklus bei 0" liegt, ist das Vergleichssignal um 90" gegenüber diesem in der Phase verschoben. Das Vergleichssignal wird einem Phasendetektor zugeführt und muß daher mit dem Eingangssignal des Detektors phasengleich oder aber um 180" in der Phase verschoben sein, damit ein brauchbares Abweichungssignal entsteht. Der Aufbau und die Wirkungsweise solcher Phasendetektoren sind allgemein bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden. Impulse bei N/A oder 3Λ//4 können auf verschiedene Weise dem Zähler entnommen werden, zum Beispiel beim Koinzidenzübergang in geeignet gewählten Mehrfachstellenwerten des Zählers, oder auch auf andere Weise.

In Fig. 12 ist mit ader Verlauf der Zahlen im Zähler 10 bezeichnet, welcher von 0 bis A/(tatsächlich bis N- 1) ansteigt und dann wieder auf 0 abfällt, in einem Zeitintervall MF. Angenommen, N sei 1000, so zählt der Zähler von 0 bis 999 die Impulse mit einer Wicderholungsfolge von 1000 F, während das tausendste Intervall zur Rückstellung auf 0 verwendet wird. Obzwar ein Zyklus der Welle a als kontinuierlich ansteigende Linie gezeichnet ist. steigt sie in Wirklichkeit stufenweise an.

Mit b ist die Form des Ausgangssignnles des Bezugsignalgenerators 50 bezeichnet. Die Welle c stellt den 0 Ausgang des Sinus-Tores 26 dar für Werte (-) = 0° und C-) = 180 .wobei« = 360 n/TV" i si. und stelltauch den Ausgang des Kosinus-Tores 46 für W-Werte von 90" und 270 dar. d zeigt die Form des Ausgangssignales des Tores 26 für (-) = 270 und des Tores 46 für θ = 0". e stellt die Form der Sinus-Ausgangsspannung bei (-) 90° und der Cosinus-Ausgangsspannung für (-) = 180', /"die F'orni der Sinus-Ausgangsspannung für C-) = 4V und der Cosinus-Ausgansspannung für (-) - 315' dar, währenddem g die Form der Cosinus-Ausgangsspannung für (-) = 45' und der Sinus-Ausgangsspannung für B = 225 veranschaulicht. Endlich zeigt Λ die Cosinus-Ausgangsspannung für (-) = 135 und die Sinusausgangsspannung für (-) = 135\ während /die Cosinus-Ausgangsspannung für (-) = 225" und die Sinus-Ausgangsspannung für Θ = 45° verdeutlicht

Eine Phasen-Gleichrichtung jedes dieser Signale der Formen c bis / mit dem Signal b wird ein Signal liefern, dessen Frequenzkomponente Fin Amplitude und Polarität den entsprechenden Winkelfunktionen, wie oben angeführt, proportional ist. für die erwähnten Werte des Winkels B. Selbstverständlich kann der Winkel Θ alle durch π ermöglichten Werte annehmen. Die aufgeführten Werte sind nur eine Auswahl und dienen zur Illustra tion.

Die Fig. 1 und 2 verdeutlichen, was im folgenden die Summierungsmethode (Fig. 1) und die Tormcthode (Fig. 2) genannt werden soll. F i g. 3 zeig daher eine Ausführungsform, bei der die Tormethode von F i g. 2 angewendet wurde, um den Sinus und den Cosinus darstellende Signale zu erzeugen.

Fig. 4 zeigt das Blockschaltbild einer weheren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher aber die Summierungsmethode gemäß Fig. 1 angewendet wird.

anstelle der Tormethode gemäß Fig. 2. Der Wandler nach Fig. 4 ist ähnlich aufgebaut wie derjenige in Fig. 3, mit dem Unterschied, daß Summierungseinheiten 60 und 62 anstelle der Tore 26 und 46 vorgesehen sind.

Die Summicrungscinheiten 60 und 62 können irgendwelche bekannte Einrichtungen, zum Beispiel Summennetzwerke oder Verstärker, sein.

Die Summicrungseinhcit 60 liefert an ihrem Ausgang

ίο über Leitung 64 die Summe der Impulsreihen bei den Impulsen +nund -/;, welche Vektor-Summe den Wert von 2 cos (2π n/N) im Bogenmaß darstellt. Die Summicrungseinhcit 62 hingegen liefert an ihrem Ausgang über die Leitung 66 die Vektorsumme der Impulsreiher bei den Impulsen n+ /V/4 und - η - N/4. welche doί Wert

2 sin (2π n/N)im Bogenmaß darstellt. F i g. 4 zeigt also eine Ausführungsform, welche sowohl für den Sinus- als auch für den Cosinus-Kanal der Summierungsmethode von Fig. I benutzt wird.

In Fig. 12 zeigen die Wcllcnzügc i, k, m, η und 0, für die entsprechenden Werte von η und (-), wie bei den Wellenzügen c bis /, die Form der Signale in der Sinus-Ausgangslcitung 66 und der Cosinus-Ausgangsleitung 64 in Fig. 4. In Fig. 12 sind die Buchstaben Sund C Abkürzungen für Sinus und Cosinus, während die numerischen Werte den Winkel Θ in Graden angeben. Die Wcllcn/.üge a und b beziehen sich sowohl auf Fig.

3 als auch auf Fig. 4.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei den Darstcllungen Α und /77 die Amplitude doppelt so groß wie bei den übrigen ist, da hier die beiden Impulsreihen koinzidierend summiert werden.

In die Ausführungsbcispiele gemäß Fig. 3 und 4 werden vier Koinzidcnzdctcktoren verwendet, um Impulse bei den Zahlen + n, - n, (+ " + N/A) und (- η bis /V/4) im Zahler /u erzeugen. Ils ist dnher auch möglich, sowohl den Sinus als auch den Cosinus darstellende Signale aus einem einzelnen Paardcr Impi^sreihcn direkt zu erzeugen, indem man die Summierungsmethode, für die eine Winkelfunktion und die Tor-Methode, für die andere Winkelfunktion anwendet. Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispicl. bei welchem dies berücksichtigt wurde. Ls erzeugt in einer Ausgangsleitung 6 eines Tores 26 ein Signal in der Art, wie es in Fig. 12 unter cbis /für die Sinus-Funktion dargestellt ist. und am Ausgang 64 einer Stimmicrungscinheit 60 ein S^:gnal. wie in Fig. 12 unlcr j bis ο für die Cosinusfunktion dargestellt ist.

Die Einheiten 26 und b0 in Fig. 5 können gleich ausgebildet sein wie die mit den selben Bezugszeichen versehenen Einheiten in Fig. 3 und 4. wie auch andere Einheiten mit gleichen Bezugszeichen in verschiedenen Figuren identisch sein können. Demzufolge verwendet das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5. welches mit den Vektoren V\ und V2 von Fig. 1 und 2 arbeitet,für die Erzeugung von Impulsen bei + nund - η die gleiche Anordnung wie bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3und 4. Da die minimale Differenz zwischen (/V-/7) ui.d (N-/7-1) in der Praxis vernachlässigbar sein kann, wurden die Verzögerungseinheiten 17 und 19 von Fig. 3 und 4 in Fig. 5 weggelassen.

Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß die Amplituden der erhaltenen Signale auf Leitungen 6 und 64 untereinander verschieden sind, da in dicsem Ausführungsbeispiel die Methoden zur Erzeugung der Sinus- und Cosinus-Information völlig verschieden sind. Wenn der Sinus- und der Cosinus-Ausgang in einem gemeinsamen System weiterverarbeilct werden

sollen, so isi es wünschenswert, ihre Amplituden einander anzugleichen. Line Einrichtung zu diesem Zweck ist in Fig. 8 dargestellt und wird bald näher erläutert werden.

F i g. 6 zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit des vorgeschlagenen Wandlers, bei welchem die Ausgangssignale denselben Charakter wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 besitzen, indem den Sinus darstellende Rechteckwellcn von einem Tor 26 über eine Leitung 6 und den Kosinus darstellende Überlagerungen von Impulsreihen von einer Summierungscinheit 60 über Leitung 64 geliefert werden. Das Tor 26 erhält auf einer Leitung 36 ein Eingangssignal, wie in den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 3 und 5, und wird geöffnet durch Anfiingsimpulse auf Leitung 34 und geschlossen durch Endimpulsc auf Leitung 24, welche gleich sein können, und welche die gleichen Signale führen wie die gleich bezeichneter. Leitungen in den Figuren 3, 4 und 5. Die Summierungscinheit 60 erhält in Fig. 6 von den Leitungen 24 und 34 die gleichen Eingangssignal v^ie in den Figuren 4 und 5.

Für die Erzeugung von Impulsen + η und — η auf Leitungen 24 und 34 verwendet das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. b außerdem Koin/idenzcinheitcn 12 und 16 und ein Register 4. welche Einheiten gleich ausgebildet sein können wie die mit gleichen Bczugszcichcn versehenen Einheiten auf den Figuren 3, 4 und 5. Der Umsetzer 30 aber wird in der Ausführung nach Fig. 6 nich! benutzt. Ap, Stelle dessen ist ein ^writer Zähler 15 vorhanden, welcher rückwärts zählt anstatt vorwärts, zum Beispiel von 999 hinunter bis 0, wobei er beim nächsten Impuls wieder auf 999 schaltet. Folglich erreicht er die positive Zahl η im gleichen Moment, wie der Zähler 10 die Zahl N - n. In Fig. 13 ist die Welle n die gleiche wie die Welle .) in Fig. 12: sie stellt somit den Zustand des Zählers 10 in F i g. 6 wie auch derjenige der Zähler in Fig. 3 bis 5 dar. Die Welle a stellt den Zustand des Zählers 15 dar. Die beiden Zähler 10 und 15 werden mittels einer Synchronisiercinhcit 13 in gleicher Phase gehalten, so daß sie im selben Zeitpunkt auf 0 bzw. 999 zurückspringen.

Die Welle bin Fi g. 13 hat die gleiche Form und Bedeutung wie auch den gleichen Ursprung wie in Fig. 12: sie zeigt das Ausgangssignal des Bezugsignalgcncrators50in Fig. b. Die Wellen cund c/in Fig. 53stellen die Impulsreihen auf Leitungen 24 und 34 in F t g. b dar, wie in Fig. 3.4 und 5. wobei der Winkel C-) = 90" beziehungsweise die Zahl n. die im Register 4 gespeichert wird, wobei η = ' 4 ist. Das Resultat der Summierung der Impulsreihen c-und t/in der Summierungseinheit 60 ist durch Welle e in I·' i g. 13 gezeigt. Diese ist identisch mit der Welle jin Fig. 12 und es ist ersichtlich, daß sie keine Komponente der Frequenz /enthält, wie auch aus der Tatsache, daß cos 90 = £ klar hervorgeht. Die Welle /in Fig. 13. die das Ausgangssignal des Tores 26 in Fig. 6 für C-) = 90 darstellt, ist mit der Wellet/in Fig. 12 identisch. Das heißt, beide zeigen ein den Sinus darstellendes Ausgangssignal des Toi es 2G in Fig 3. 5 und b, wo C-) = 90 ist Am rechten Ende der Welle/"in Fig. 13 ist das Auftretendes Ausgangssignalcs von Tor 26 zu sehen, wenn das Tor über Leitung 36 mit gleichen Impulsen mit einer gegenüber F b<>hen Frequenz gewiesen wird.

Die Wellen ^und/»dagegen in Fig 13 verdeutlich, η die Impulsreihen in Leitungen 24 und 34. wo C-) ---- 45 . unu ihre Summe, die Welle i. ist offensichtlich gleich w ie die Welle ο in Fi g. 12. Die Welle/in Ii g 13 stellt das Ausgangssignal des Tores 2f» d.ir und zciri den Sinus von 45°. Die Wellen k bis ρ werden im Zusammenhang mit Fig. 8 näher erläutert.

Eine weitere Ausführungsmöglichkeit ('es vorgeschlagenen Wandlers ist in Fig. 7 schematisch dargestellt.

Hier wird dasselbe Tor 26 und die gleiche Summierungscinheit 60 wie in Fig. 5 und 6 verwendet, um den Sinus und den Cosinus darstellende Signale zu erzeugen. Es wird aber noch ein Zähler 70 verwendet, welcher im Gegensatz zu den bereits beschriebenen Zählern, von 0

ίο bis N zählt und dann, anstatt zurückzuspringen, von N rückwärts bis 0 zählt. Sein vollständiger Zyklus erstreckt sich also über ein Zeitintervall 2IF. Eine Zählerstcuereinheit 72 überwacht den Stand des Zählers und bewirkt die Umkehrung der Zählrichtung bei 0 und /V, ohne ihn zurückzustellen. Die Arbeitsweise dieses Zählers ist aus der Kurve «in Fig. 14 ersichtlich.

Das Register 4 in Fig. 7 enthält die Zahl n, welche dem Winkel C-) = 2ππ/ΛΓ entspricht, von welchem den Cosinus und den Sinus darstellende Signale erzeugt werden sollen. Ein Koinzidenz-Detektor 12 vergleicht diese Zahl und den Stand des Zählers 70. Während des Zyklus 2/Fdes Zählers tritt zweimal eine Übereinstimmung auf. Eine Vertcilercinheit 74, welche von der Zähler-Steuereinheit 72 gesteuert wird, verteilt die beiden bei der Übereinstimmung auftretenden Signale abwechselnd auf I citiingen 24 und 34 Die Leitung 24 erhält also Impulse, wenn der Zähler 70 die Zahl η während des Aufwärtszählcns bis N erreicht, während Leitung 34 Impulse erhält, wenn der Zähler die Zahl η beim Rück· wärtszählcn auf 0 erreicht. Die Impulse auf Leitungen 24 und 34 sind durch die Kurven cund c/in Fig. 14 dargestellt. Die Summe dieser Impulse, welche von der Summierungscinheit 60 über Leitung 64 geliefert werden, wird durch die Kurve ein Fig. 14 gezeigt und repräsentiert ein Signal, das den Cosinus von 90' darstellt.

In Fig. 14 wird durth die Kurve /"das Ausgangssignal des Tores 26 in Fig. 7 für C-) = 90° dargestellt. Dieses Ausgangssignal kann phasengleichgcrichtet werden mit dem Bezugsignal von Kurve b. Die Kurven

g. h. i und /in Fig. 14 entsprechen den Kli ven c, d. c und f. aber für C-) = 45 , anstelle von 90' .

Es soll also festgehalten werden, daß bei dieser Ausführungsform zwei Zyklen des Zähler 70 Intcrvalles \on 0 bis Λ' benötigt werden, um einen Impuls bei der Zahl — η und einem Impuls bei der Zahl + π zu erzeugen. Mi· anderen Worten: die Information wird also nur mit halber Häufigkeit gegenüber den Ausrührungsformen, gemäß Fig. 3 bis b, erhullei. Die Ausgangssignule von Tor 26 und von der Summierungseinheit 60 in Γ ig. 7 enthalten außerdem beide eine Komponente mit der Frequenz /72. Diese kann aber mittels eines frequenzabhängigen Filters entfernt werden, wobei die interessierende Komponente mit der Frequenz F durchgelassen wird, aber die harmonischen Frequenzen derselben.

und auch die subharmonischen der Frequenz Π2. herausgefiltcrt werden

i)ie Ausführungsbeispielcgemäß Fig. 5undb haben gegenüber denjenigen gemäß F i g. 3 und 4 den Vorteil, daß sie nur zwei anstelle von vier Koinzidenz Detektoren benötigen. Sie haben aber den Nachteil einer großen Amplituden Differenz zwischen der Sinus- und der Cosinus-Informaiion. die auftritt, da ein Signal der Ausgang eines lores ist, und das andere Signal die Summe von zwei Impulsreihen i;t. Diese Differenz kann aber auf verschiedene Arten kompensiert werden, wobei für viele Zwecke eine nur annähernde Kompensation völlig ausreicht. So kann ζ B. die Amplitude der Rechteckwellen. welche Jen Cosinus darstellen, verstärkt werden.

oder aber, es können die Amplituden der den Sinus darstellenden Jlechteckwellen verkleinert werdea Fig. 8 zeigt eine" Einrichtung, in welcher Verzögerungseinheiten 80 und 82 vorgesehen sind, um die Impulse der zu summierenden Impulsreihen zu vergrößern oder zu verlängern, oder, um die gegenseitige Lage der Impulse zu verschieben, wenn sie als Eingangssignal des Tores 26 verwendet werden.

Fig. 8 umfaßt auch die Einrichtung gemäß Fig. 6 um auf Leitung 24 und 34 Impulse bei + π und - π zu erzeugen. Anstatt aber diese beiden Impulsreihen in der Summierungseinheit 60 zu summieren, werden sie dazu gebraucht, Tore 86 und 88 zu öffnen. Tore 86 und 88 werdenn 7-7?hlungen später geschlossen, durch Signale von den Verzögerungseinheiten 80und92, in dem diese Verzögerungseinheiten eine vorgewählte Zahl T vom Impulsen abzählen, beginnend bei +/rand - n, bevor sie die Stopsignale den Toren 86 und 8i> übermitteln.

Die individuell gedehnten Impulsreihen, welche durch die Tore 86 und 88 der Summierungseinheit 60 in Fig. 8 geliefert werden, und welche an die Stelle der Impulsreihen g und Λ in Fig. 13 auf den Leitungen 24 und 34 treten, sind in Fig. 13 als Kurven k und m dargestellt. Es soll darauf hingewiesen werden, daß. wenn sich die gedehnten Impulse überschneiden, die Summe die doppelte Amplitude während der Überschneidung aufweist. Das Resultat ist das Signal, welches in Ausgangsleitung 64 der Summierungseinheit 60 in Fig. 8 auftritt und in Fig. 13 als Kurve η gezeigt ist. unter der Voraussetzung, daß T = /V/2 und Θ = 45° ist. Die Kurve ο stellt das Sinussignal dar, welches infolge der Dehnung der Impulse um 90° verschoben wurde. Die Kurve ρ zeigt das Bezugsignal um 90° verschoben. Diese Verschiebung wurde vorgenommen, um die Symmetrie innerhalb des ganzen Systems zu gewährleisten.

Da das Symmetriezentrum der Impulse in jeder zu summierenden Impulsreihe zur Erzeugung des den Cosinus darstellenden Signales um 772 verzögert wurde, müssen das Öffnungs- und das Schließsignal für das Sinus-Tor 26 ebenfalls um den selben Betrag verzögert werden (Fig. 8). Zu diesem Zweck weisen die Verzögerungseinheiten 82 und 80 zusätzliche Ausgänge auf. welche dem Tor 26 Impulse zum öffnen und Schließen senden.

In Fig. 15 ist ein ähnliches Vektordiagramm dargestellt wie in Fig. 1 und 2 welches zum besseren Verständnis der Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 8 dient. In Fig. 15 sind wieder die Vektoren Vl und V2 vorhanden, welche bei den Punkten + η und η stehen, die durch die im Register 4 gespeicherte Zahl π bestimmt werden. Zwecks besserer Klarheit in der Zeichnung wurde die Zahl π in Fig. 15 größer angenommen als in den Figuren 1 und 2. Die Impulse - η und + η auf Leitungen 34 und 24 in Fig. 8 öffnen das Tor· "88 b/w das Tor 86. Jedes dieser Tore schließt T- Impulse ip..,cr, das heißt bei (-n+ T) und { + n+ T), Die Impulse, welche zur Länge Γ gedehnt wurden und welche von den Toren 88 und 86 zur Summierungseinheit 60 in Fig. 8 geliefert wurden, haben demzufolge ihr Symmetriezentrum bei Punkt T/2 nach - η bzw. + a Sie werden in Fig. 15 durch Vektoren Vl' und VV mit größerer Amplitude als V2und Vi dargestellt. Es besteht aber kein Zusammenhang zwischen der Verlängerung dieser Vektoren und der Vergrößerung der Amplitude der in den gedehnten Impulsen vorhandenen Grundkomponente von der Frequenz Fund den Impulsen auf Leitungen 34 und 24.

Die Vektorsumme von VV und V2' wurde in Fig. 15 eingezeichnet und ist mit 2 cos Θ angeschrieben. Diese Summe liegt bei einem verschobenen Bezugspunkt O, 772 Impulse später als der ursprüngliche Bezugspunkt O. Dieser verschobene Bezugspunkt O stellt auch das Symmetriezentrum des Ausgangssignales von Tor 26 daß, angeschrieben mit Sinus Θ in Fig. 15, wobei das Tor bei (- η + 772)öffnetundbe'( + n+ Tf2) schließt Aus Fig. 8 ist ferner ersichtlich, daß ein Bezugsignalgenerator 51 mit einer Einrichtung versehen ist, die sein Ausgangssignal um 772 verzögert.

Fi g. 9 und 10 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, welche zum Verdrehen des Rotors 120 eines Resoivers 122 in eine Winkelstellung verwendet werden können, wobei die Winkelstellung von einer Zahl n, die in einem Register-Zähler 124 gespeicher ist, bestimmt wird und einen Winkel bis zu 360° definiert Ferner kann diese Ausführungsform auch in der Einheit 124 eine Zahl erzeugen, die eine digitale Anzeige der momentanen Position des Rotors gibt. Der Resolver kann vorzugsweise ein mehr-poliger Positionsmeßtransformator sein, wie er in dem USA.-Patentschrift 2,799.835 beschrieben wurde. So ein Resolver besitzt am einen Teil, vorzugsweise am Stator, zwei Windungen mit 90° Phasenverschiebung gegenüber den Polen des Resolvers, wie im erwähnten Patent im Detail beschrieben. Der Stator ist in F i g. 9 und 10 mit 121 bezeichnet, und seine phasenverschobenen Wirkungen werden von Strömen gespeist, die den. den Sinus und den Cosinus darstellenden Signalen, entsprechen, welche in der früher beschriebenen Weise erzeugt wurden.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 9 und 10 umfaßt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, wobei die Einheiten und Verbindungen gleich bezeichnet wurden, aber anstelle des Registers 4 in Fig. 3 tritt ein Regisierzähler 124. Ferner ist der bereits erwähnte Resolver 122 vorhanden, sowie ein Stator-Antriebs-Verstärker 126, ein Phasendetektor 128. ein Servo-Verstärker 13C und ein Servomotor 132, welch letzterer über ein Getriebe 134 mit dem Motor 120 verbunden ist. Schließlich ist noch ein Tourenzähler 136 an den Servomotor 132 angeschlossen, der erlaubt, die Verstärkung des Verstärkers 130 zu steuern.

In Fig. 9 sind noch eine Gleichstromquelle 140, Filter 142 in der Sinus- und Cosinus-Signalleitung 6 und 8 und eine Anzahl gekoppelter Schalter 150a, 1506 und 150c vorhanden, welche alle gemeinsam entweder die voll gezeichnete Stellung oder alle die gestrichelt gezeichnete Stellung einnehmen können, Zusätzlich ist noch ein von den gekoppelten Schaltern 150a bis cunabhängiger Schalter 152 vorgesehen, mittels welchem die Eingangsleitung 36 zu den Toren 26 und 46 an ein Signal angeschlossen werden kann, entweder an die Impulse vom Generator 2 oder an eine Gleichspannung von der Quelle 140.

Wenn die Schalter 150a, 1506und 150csich alle in der gestrichelt gezeichneten Stellung befinden, so arbeitel der Register-Zähler 124 als Register, indem er eine Zahl n, die ihm über den Schalter 1506 zugeführt wurde, speichert. Die Einrichtung arbeitet dann wie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben, indem auf Leitungen ί und 8 je ein den Sinus bzw. den Cosinus darstellendes Signal des Winkels Θ = 2nn/N° erzeugt wird. Wenn dei Schalter 152 die Leitung 36 mit der Quelle 140 verbindet so treten in den Leitungen 6 und 8 Rechtecksignale auf welche eine Grundfrequenz F aufweisen. Die Filter 142 dienen zur Eliminierung der Harmonischen von F. Dei Phasendetektor 128 erhält dann die in der Windung de; Rotors 120 induzierte Spannung sowie das Bezugsigna

vom Generator 50. Der Ausgang des Phasendetektors 128 ist dann eine Gleichspannung, deren Amplitude proportional der Lageverschiebung des Rotors 12Ö ist und das Vorzeichen dieses Ausgangs die Richtung dieser Lageverschiebung. Dieser Ausgang ist ein Fehlersignal, welches den Servomotor zur Korrektur der Lage des Rotors treibt bis er auf null gefallen ist.

Wenn der Schalter 152 dagegen mit dem Generator 2 verbunden wird, ist die Funktion im Prinzip dieselbe. Die Filter 142 entfernen nicht nur die Harmonischen von F, sondern auch die Komponenten mit NF, der Generator-Pulsfrequenz und deren Harmonische.

Wenn die Schalter 1250a bis caber in die ausgezogen gezeichnete Stellung gebracht werden, dient die Einrichtung gemäß F i g. 9 dazu, in der Einheit 124 eine digitale Anzeige der Stellung der beweglichen Resolver-Einheit 120 zu erzeugen. Das Fehlersignal am Ausgang des Detektors 128 dient da/u, die Zahl in dem Register-Zähler 124 zu ändern, und /war um eine Zählung pro Modulations-Zyklus F, bis daß die '. -hlersignalspannung Null wird.

Es ist ersichtlich, daß das Be/ugj'gnal mit i'.-r Frequenz Füber den Schalter 150a zur Einheit 124 gelangt, und so den Wechsel der Zahlen steuert, und /war um NAND-Tore. Dies sind bekanntlich Einrichtungen, welche dann und nur dann ein »Nein«-Ausgangssignal erzeugen, wenn alle Eingänge logisch »Ja« sind Es kann also ein »Ja«-Au3gangssignal auftreten, wenn irgend ein 5 oder alle Eingänge »Nein« sind Das logische »Ja« kann durch eine positive Spannung und das logische »Nein« durch das Grund- oder Null-n-Potential dargestellt

werden.

In Fig. 11 weist der umkehrbare Zähler 315 drei

binär kodierte dezimale Dekaden-Zähler in Kaskadenschaltung auf, welche in einer weiter unten beschriebenen Weise so programmiert sind, daß sie abwechslungsweise vor- und rückwärts zählen zwischen null und tausend, wobei tausend im Zähler durch das Symbol 000

ig dargestellt wird Jede vollständige Zählung wird während eines Zyklus der Bezugsfrequenz F vorgekommen. Demzufolge erzeugt der Zähler eine Bezugfrequenz von 2kHz, da er mit der Generatorfrequenz von 2MHz zählt und einen Impuls der Bezugfrequenz bei jeder ab-

geschlossenen Zählung von tausend Zahlen erzeugt.

Der Übergang der kritischen Ziffern des Zählers von 9 zu null stellt den Moment dar. bei welchem der Zähler beim Aufwärtszählen von 999 auf 000 geht. Dieser Übergang wird benutzt, um den Auf/Ab-Steuerungs-

".i'.rifrnrtlnonprfltnr.

Flip-Flop 320 *._u. ^.,—..

11 sind normale bistabile Multivibratoren. welche ihren Zustand bei der Abfallflanke eines positiven Impulses, der an ihren Eingang gegeben wird, wechseln, im Sinne - ·.. r-v ^f-'~> wird der

UHU *>U UCIl TTtLlI]LI VItI ^CIlIItIl 3ItUVH, UIlVJ #.,»«. u,i, — - _{σ σ}

eine Zählung pro Zyklus mit der Frequenz F Das Signal 25 Flip-Flop 319 zu setzen und
auf Leitung 125 repräsentiert die Zahl, welche in dem "^1:- "~ "" -"■"-'"•«toll.
Register-Zähler 124 erzeugt wurde und daher repräsentiert es auch die entsprechende Lage des Resolvers 122

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 führt die ~~. - --- —_o „^ ~

selben Funktionen aus wie dasjenige in Fig. 9. Es be- 30 des Setzens oder Zurücksteilens.

sitzt aber anstatt der Filter 142 einen einzigen Filter 160 "' ·'"" ·"*"" ^{allf nn}" ⁱⁿ

zwischen dem Rotor des Resolvers und dem Phasendetektor 128. Ferner ist ein weiterer Phasendetektor 126 vorgesehen, um die Wiedergewinnung der Modulation von der Frequenz Fzu gestatten, auf welche der Phasendetektor 128 anspricht. Dies ist notwendig, weil in der Ausführungsform gemäß Fig. 10 keine Gleichstromquelle 140 zum Anschluß an die Tore 26 und 46 vorgesehen ist, und weil der Filter 160, der dem Resolver nachnull

£-<ii:ici3 j·-» «.mi. Setzen des ,
wobei die Einer- und Zehnerstellen bereits auf null geschaltet haben, um den Übergang bei den Hunderten zu bewirken. Die beiden Ausgangssignale des Steuerungs-Flip-Flop 319 werden zur Steuerung der Zählrichtung im Zähler 315 verwendet. Wenn der Flip-Flop 319 auf 1 eingestellt ist, zählt der Zähler 315 rückwärts, und wenn

hen ist, und weil der Filter 160, der dem Resolver nach- der Flip-Flop 319 auf Null zurückgestellt ist, zählt er geschaltet ist. die vorgeschalteten Filter 142 ersetzt. Der 40 vorwärts. Da der Zähler bei der Zahl 000 umgekehrt Phasendetektor 162 erhält demzufolge die Impulse als wird, schaltet ihn der nächste Impuls auf 999, und wenn eine Referenz für das ordnungsgemäße Funktionieren die kritische Ziffer beim Abwärtszähltn die Stellung 9

verläßt, erzeugt das Übergangssignal keine Änderungen in den Zuständen der Flip-Flop 319 und 320, da sie bereits auf 1 eingestellt sind. bzw. auf Null zurückgestellt

Flip-Flop 319 erhält sein Rückstell Signal von Tor 321, welches den Übergang im Zähler 315 abtastet.

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seiner Gleichrichtungsfunktion.

In Fig. 11 ist ein ausführliches Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der Erfindung dargestellt, welche die Tormethode zur Erzeugung eines den Sinus darstellenden Signales und die Summierungsmethode mit Impulsdehnung für die Erzeugung eines den Cosinus darstellenden Signales anwendet. Sie ist ähnlich Wenn er

gang im Zähler

ist. bewirkt der Flip-Flop 319,

Cosinus darstellenden Signale a wenn er imut^tin-ii. .^. ^v _-- .

gestaltet wie diejenige in Fig. 8. Fig. 11 zeigt auch 50 daß der Zähler 315 vorwärts zählt, und dies geschieht eine Anwendungsmöglichkeit der Einrichtung gemäß dann, wenn er beim Abwärtszählen von 001 auf 000 ge-" ■ " -■■■■- schaltet hat. Wenn der Zähler zwei Impulse spät.-r wie

der die Zahl 001 anzeigt, diesmal beim Aufwärtszählen

Fig. 8, um die um 90° phasenverschobenen Primärwindungen eines Positionsmeßtransformators zu speisen. Beim Positionsmeßtransformator kann es sich um einen liefert das Tor 321 wieder einen Rückstellbefehl.

Resolver handeln, vorzugsweise in mehrpoliger Ausfüh- 55 hat aber keinen Einfluß, da der Flip-Flop1 319 bereits au

Null zurückgestellt ist, und der Zähler zählt weiter vor

wärts.

Der Zähler 315 wird also vom Flip-Flop 319 in dei Weise gesteuert, daß er abwechslungsweise vorwärt: und rückwärts zählt. Das Bezugsignal wird von Flip-Flop 320 erzeugt, welcher bei jedem Umkehrpunk des Zählers 315 zurückgestellt wird, das heißt, bein Ende jedes vollen Durchganges. Zusätzlich liefert da

sie kontinuierlich und gleichzeitig einem revcrsiDieii Tor 322 dem Flip-Flop 320 ein Setz-Kommando jedes Zähler 315, einem Koinzidenzdetektor 316 und Steuer- 65 mal, wenn der Zähler die Zahl 500 passiert, sowohl bein baren Toren 317 und 318 zu. Bei den steuerbaren Toren Vorwärts- als auch beim Rückwärtszählen.
317 und 318, wie auch bei den zahlreichen ähnlich nusse- Der Flip-Flop 320 erzeugt also das Bezugsignal, des

henden Einheilen in Fig. II, handelt es sich um sen Frequenz ein Tausendstel der Frequenz des Gene

rung, wie er schor vorher beschrieben wurde. Die Wirkungsweise der Ausführung nach Fig. 11 wird nun näher beschrieben unter der Annahme, daß F = 2 kHz und /V = 1000, und wobei η natürlich willkürlich gewählte Werte zwischen 0 und 999 annehmen kann. Fist wiederum die Frequenz, bei der ein Zähler durch einen Zyklus von O bis N geht. Ein Generator 314 erzeugt gleiche Impulse mit einer Frequenz von 2 kHz und führt sie kontinuierlich und gleichzeitig einem reversiblen

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rators ist, indem er zurückgestellt wird beim Obergang des Zählers 315 von 999 auf 000 während des Vorwärtszählens, indem er gesetzt wird über Tor 322 sobald der Zähler die Zahl 500 beim Abwärtszählen erreicht, indem er wieder zurückgestellt wird, diesmal über Tor 321, beim Zählerübergang von 001 auf 000 beim Abwärtszählen und indem er schließlich wieder über Tor 322 gesetzt wird beim Durchgang der Zahl 500. aber beim Vorwärtszählen, wobei diese Folge kontinuierlich von selbst abläuft.

Die Zahl n, ausgedrückt in einer binär-kodierten Dezimalform mit drei Ziffern, wird in das Register 323 eingegeben. Da das Verhältnis von Bezugfrequenz zu Generatorfrequenz wie eins zu tausend ist, ist die Zahl π der gleiche Bruchteil von Tausend wie der Winkel Θ ein Bruchteil von 360°.

Die zwölf bipolaren Ausgangssignale des Registers 32i werden :vufe für Stufe in einer Koinzidenzschaltung 316 mit den entsprechenden Ausgangssignalen des Zählers 315 verglichen. Die Koinzidenzschaltung 316 umfaßt zwölf Sätze von je drei NAND-Torcn und ein weiteres mit dreizehn Eingängen, welches je ein Signal von den zwölf Sätzen und im dreizehnten Eingang die Impulse des Generators 314 erhält, ϊ'λ solcher Satz von drei NAND-Toren ist in Fig. 11 gestrichelt eingerahmt und mit 302 bezeichnet: er enthält die Tore 326,327,328. Das Tor 328 arbeitet lediglich als Inverter. Wenn eines oder beide der Tore 326 und 327 ein niedriges Ausgangspotential haben (logisches »Nein«) das heißt, daß alle Eingänge des einen odc / beide Tore ein hohes Potential haben, ist am Ausgang de - Tores 328 ein hohes Potential.

Die bipolaren Ausgänge jede Stufe des Zählers 315 und des Registers 323 sind entweder logisches »1« oder logisches »0«. Wenn eine Stufe als logisches »1« gesetzt ist. dann wird das Signal des !-Ausganges ein hohes Potential haben. Wenn eine Stufe in den Zustand logische »0« zurückgestellt ist, dann wird das Signal des 1-Ausganges ein niedriges Potential haben und das Signal de-O-Ausgangs wird ein hohes Potential haben. Das Heißt, in jedem der Sätze 302 ist der Eingang des Tores 328 niedrig, wenn die Stufen des Zählers 315 und des Registers 323. welche verglichen werden, im selben Zustand sind. Unter diesen Bedingungen der Übereinstimmung erhält nämlich entweder Tor 326 oder Tor 327 zwei hohe Eingänge und liefert demzufolge einen niedrigen Ausgang. Auf der anderen Seite, wenn die verglichenen Stufen nicht in demselben Zustand sind, erhalten beide Tore 326 und 327 auf einem Eingang ein hohes und auf dem anderen ein niedriges Eingangssignal; sie liefern also beide ein hohes Signal zu Tor 328. Da das Tor 328 seinen Eingang invertiert, ist sein Ausgang zu Tor 324 dann und nur dann hoch, wenn die verglichenen Stufen im selben Zustand sind.

Der Ausgang des Koinzidenztores 324 bleibt hoch, solange irgend einer seiner Eingänge niedrig ist. Wenn der Zähler 315 die Zahl n, welche in das Register 323 eingegeben wurde, erreicht, sind alle zwölf Stufen — Paare in Koinzidenz, die zwölf Eingänge in das Tor 324 sind alle hoch und der nächste Impuls des Generators 314 bewirkt den Koinzidenz-Impuls 325. Indem man den Impulsgenerator zum Auswerten des Tores 324 verwendet, wird die Möglichkeit ausgeschlossen, ein falsches Koinziden/.signal während der Zählzeit des Zählers zu erzeugen.

Der Koinzidenz-Impuls 325 wird zu einer Steuerschaltung (mit Toren 330 und 331) geleitet, welche ihrersi· us durch die bipolar-Ausgänge des Auf/Ab-Steuerungs-l'lip-llop 319 gesteuert werden. Die Tore 330 und

331 entsprechen also dem Verteiler 74 in Fig. 7. Wenr der Flip-Flop 319 zurückgestellt ist. ist sein O-Ausgang hoch und sein 1 -Ausgang niedrig, so daß der Zähler 315 vorwärts zählt. Zur selben Zeit ist das Tor 330 offen und das Tor 331 geschlossen. Wenn also der Zähler 315 beim Vorwärts-Zählen die Zahl π erreicht, wird der Koinzi denz-lmpuls 325 beim Tor 331 blockiert aber vom Tor 330 durchgelassen. Das Tor 331 ist geschlossen, weil es ein niedriges Potential vom Flip-Flop 319 erhält und

_ro sein Ausgang hoch ist. ob es einen hohen oder niedrigen Eingang vom Tor 324 erhält

Das Ausgangssignal des Tores 330. welches als + r, angenommen wird, um die Koinzidenz beim Aufwärts zählen zu kennzeichnen, wird zum Setzen des Flip

,5 Flop-Tores 340 verwendet, dessen 1-Ausgang dann hoch wird, wodurch durch das Tor 317 die Impulse vom Generator 314 passieren können, wonach sie invertiert und der Digital-Verzögerungseinheit 342 zugeführt werden.

Beim Rückwärtszählen schließen die Ausgangssignale vom Flip-Flop 319. der sich jetzt im logischen »!«-Zustand befindet, das Tor 330 und erlauben das Passieren des Koinzidenzimpulses 325 bei - π durch das Tor 331. Der Koinzidenzimpuls wird zum Setzen des Flip-Flop-Tores 344 verwendet, welcher seinerseits das Tor 318 zum Passieren der Impulse vom Generator 314 öffnet, welche auch invertiert werden und dann der Digital-Verzögcmngseinheit 346 zugeführt werden. Die beiden Digitalverzögerungseinheiten 342 und 346 fangen an, Impulse zu zählen bei der Erzeugung der Koinzidenzsignale bei + //bzw. — n. Die Flip-Flop Tore 340 und 344 liefern ihre positiven 1 -Ausgänge, bis sie zurückgestellt werden durch die Einheiten 342 und 346. Dann sind auch die Tore 317 und 318 geschlossen, die Vcrzögerungseinheiten werden entleert und der nächste Zyklus beginnt wieder von ve ne.

Der Arbeitsablauf ist bei beiden Digital-Verzögerungseinheiten derselbe. Drei Modulo-5 Zähler in Kaskadenschaltung, gefolgt von zwei Moduio-2 (Binär) Zählern in Kaskadenschaltung zahlen mit Generatorfrequenz bis 500. an welchem Punkt sie zurückgestellt werden auf 0 und stillstehen. Das Anhalten wird erreicht, indem der Endübertrag bei 500 zum Zurückstellen der Flip-Flop 340 und 344 verwendet wird, welche beiden Flip-Flop die Eingangstore 317 und 318 der Verzögerungszähler steuern. Diese besondere Methode, die Verzögerung für die Dehnung der den Cosinus darstellenden Impulse bei + π und - π zu erzeugen, liefert einen Endübertrag bei T = 500und ergibt ferner einen geeigneten Ausgang bei 772 = 250 in der Form eines Übertrag-Ausganges von der ersten der zwei Binär-Stufen.

Die Übergänge bei 772 = 250 von den Verzögerungseinheiten 342 und 346 werden verwendet, um das Flip-Flop 350 zu setzen bzw. zurückzustellen, um so das den Sinus darstellende Signal zu entwickeln. Diese Überträge liegen In Zahlungen auseinander, nämlich von — π in Fig. 2 bis 4- n.

Es ist notwendig, daß Bezugsignal um einen Vicrtel-Zyklus zu verzögern, um die korrekte Phasendemodulation des Sinus- und Kosinus-Signals zu erhalten. Jede Phasenverschiebung der Sinus- und Kosinus-Vektoren, welche durch die Verzögerungseinheiten entsteht, muß auch zu diesem obengenannten Viertel-Zyklus addiert werden. Es ist klar.daß durch die Verschiebung der Sinus- und Kosinus-Vektoren um einen Viertel-Zyklus und die zusätzliche Verzögerung um einen Viertel-Zyklus zusammen eine Phasenverschiebung von genau 180° ergeben,

wasmiteinerPhasenumkehrunggleichwertigistundsomit ohne zusätzliches drittes Verzögerungsnetzwerk erreicht werden kann. Da die 0- und 1 -Ausgänge des Flip-Flop 320 um genau 180° des Bezugszyklus gegeneinander verschoben sind, ist die richtige Phasenlage des Bezugsignales nur mehr eine Sache der Wahl der richtigen Ausgangsleitung.

in Fig. II ist mit 352 ein schematisch dargestellter Teil eines linearen oder drehenden Resrlvers dargestellt, welcher die Windungen 354 und 35a mit 90° Pha- senverschiebung gegenüber den Polen des Resolvers trägt. Dieser Teil 352 kann vorzugsweise der stationäre Teil des Resolvers sein. Diese Windungen werden, bei der ausgezogen gezeichneten Stellung des Schalters 352, von einer Quelle E_s über gesteuerte Schalter 332 und 333 für den Sinus und über Schalter 334,335 und 336 fur den Cosinus gespeist. Die Schalter werden durch logische tüngänge gesteuert:

I in hoher Eingang schließt den Schalter während ihn ein niedriger öffnet. Während der 1-Ausgang des I lip-Flop 350 hoch ist, verbindet der Schalter 332 die Windung 354 mit Quelle F_s. und Schalter 333 ist offen. Während der Zeit, in der das Hip-Hop 350 zurückgestellt ist. öffnen die Signale der 0- und !-Ausgänge den Schalter 332 und schließen den Schalter 333. wobei die Sinus-Windung 352 auf das Erd-Potential angeschlossen w 1 rd.

Die Kombination der Tore 367 bis 370 stellt die Summierungseinheit für die Cosinus-Impulsreihen dar. Die Ausgänge der Flip-Flip-Tore 340 und 344 werden zur Steuerung der Summierungstore 367 bis 370 in der folgenden Weise verwendet:

Die Tore 367 und 368 bilden ein ausschließliches ODER-Tor für die 1 Ausgänge der Hip-Hop 340 und 344. Das heißt, ihr parallelgeschalteter Ausgang ist hoch. wenn das 1-Ausgangssignal von Tor 340 oder Tor 344 ein hohes t-otential hat. Wenn beide 1-Ausgangssignale oder keine von ihnen ein hohes Potential haben, dann ist der Ausgang zu Schalter 334 niedrig.

Die Ausgänge der Tore 367 und 368 steuern den Schalter 334. welcher die Cosinus-Statorwindung 356 an eine Que'le mit einem Wert von ' ₂ /^anschließt. Der Sinus-Wert ist kein (-) und der Cosinus-Wert 2Kcos (-). Indem die Sinus-Windung an [:\ und die Cosinus-Windung an %Ls angeschlossen wird, ist die Maßstabgleichheit wie¹'''" gewährleis'el.

Während dieser Perioden, wenn beide Hip-Hops 340 und 344 gleichzeitig gcset/t sind, (entsprechend der Überlappung bei Kurve π in Fig. 13), wird dieser Zustand von einem Tor 369 abgetastet und dessen Ausgang wird niedrig. Dieser wird invertiert, um den Schalter 335 zu schließen, wodurch die Cosinus-Windung während dieser Überlappungsperiode an den vollen Wert von /:s angeschlossen wird und so die MaBstabglcichhcil gewährleistet wird

Dijs Tor 370 spricht an, wenn weder Tor 340 noch Tor 344 gesetzt ist. Sein resultierender niedriger Ausgang wird invertiert, um Sehalter 336 z.u schließen und so die Cosinus-Windung am F.rdpotcntial anzuschließen.

Wenn der Schalter 351 in der Stellung ist, in der die beiden Windungen 354 und 356 an die Gleichstromquelle ifs angeschlossen sind, werden diese mit der Frequenz /"-"gespeist. Wenn der Schaller aber in der linken Stellung ist, wie er gestrichelt dargestellt ist ( F i g. 11), so werden die Windungen mit Impulszügen der Generulorfrcquenz gespeist. Dies isl in einer ,*. lwendung wünschenswert, in der eine Datcnsammclratc von zum Beispiel 20 in der Sekunde verwendet werden soll. In diesem Fall wird die Generatorfrequenz auf 20 kHz eingestellt und Schalter 351 wird nach links gestellt, so daß die Statorwindungen mit der höheren Frequenz gespeist werden, um eine wirkungsvollere Übertragung zu erreichen.

Fig. 16 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit einer Einrichtung zum Gebrauch im Umsetzer 30 in Fig. 3 bis 5, wenn der Umsetzer für Zahlen in Binärform eingesetzt wird. Es kann damit die Umsetzung einer einzelnen binären Ziffer in ihre Binärkomplemente vorgenommen werden. Fig. 16 zeigt also zwei Leiter, die z.B. von links den Wert einer binären Ziffer aus dem Register 4 in Fig. 3 erhalten. Wenn die Binärziffer 0 ist, ist der obere Leiter positiv und der untere auf Erdpotential. Wenn die Binärziffer 1 ist, ist der obere Leiter auf Erdpotential und der untere positiv. Ein Vertauschen der Leiter bei ihrem Eingang (rechts in Fig. 16) zum Koinzidenzdetektor 16 in Fig. 3 än„ jrt den Wert der Binärzahl, die dem Koinzidenzdetektor zugeführt wird und bewirkt so die Erzeugung der Komplementärzahl. In Fig. 17 ist eine Einrichtung dargestellt, welche für einen Umsetzer bestimmt ist. der mit Zahlen in binär kociierter Dezimalform arbeitet und der die Neuner-Komplemente einer Ziffer einer solchen Zahl erzeugen kann.

Wenn die vier Binärstellen 2°. 2¹. 2² und 2^J in einer binär kodierten Dezimalziffer der Zahl n. welche umgesetzt werden soll, entsprechend mit D, C. B und A bezeichnet werden, und wenn diese vier Stellen in der erwünschten Komplement-Ziffer mit 1,2,4 und 8 bezeichnet werden, dann kann die Einrichtung gemäß Fig. 17 die Umsetzung vornehmen. In den Figuren 17 bis 19 bezeichnet das überstrichene Bezugszeichen den zweiten Leiter eines jeden Paares, welche» für eine Binärziffer benötigt wird. Es ist ersichtlich, daß in der Einrichtung in Fig. 17 für die Erzeugung der Komplementärziffern der binären Stellenwerte 2° und 2¹ nichts anderes als Leiter mit bzw. ohne Überkreuzung verwendet, während -für die Erzeugung der Stellenwerte 2² und 2^! in der Komplementärziffer NAND-Tore in eii'T der Fig. 11 entsprechenden Ausführung gebraucht werden. Die Kombination von drei solchen NAND-Toren für die Erzeugung dtr Komplementärziffern der Stellenwerte 2" funktioniert in der Art, wie es für die Tor-Kombination 302 in Fig. 11 beschrieben wurde. Bei den zwei NAND-Toren für die Stellenwerte 2¹ invertiert das Tor mit einem Eingang einfach das Ausgangssignal des Tores mit den drei Eingängen.

Fig. 18 und 19 zeigen Schaltungen, welche für eine Addition bzw. Subtaktion von Λ//4 verwendet werden können, wenn das Register 4 in binärer Form gespeist wurde und zehn Speicherstellen aufweist für die Speicherung eine zehnteiligen Binärzahl. Im vorliegenden Fall wirkt sich die Addition bzw. Subtraktion vor. /V/4 nur in den zwei höchsten Stellenwerten aus, das heißt in den Stellenwerten 2⁸ und Ϊ*. Dips sind die Stellenwerte, welche in den Einrichtungen in Fig. 18und 19 eingegeben werden, und zwar an der linken Seite vom Register 4 aus, während die Ausgange zu den Koinzidenzdetektoren 14 und 18 rechts liegen.

Einrichtungen in der Art, wie sie in Fig. 16 bis 19 dargestellt sind, sowie noch allgemeiner, die logische Darstellung von digitalen Zahlen, sind allgemein bekannt und ausführlich beschrieben worden, z. B. im R. K. Richard's Buch Mrthmetical Operations in Digital Computers«, Verlag D. Van Nostrand, New York, 1955. Umsetzer (Translators) sind ausführlich im Kapitel VI, Seiten 179 bis 180 und Additionseinheiten und S.iblrak-

tionseinheiten im Kapitel IV, Seiten 83 bis 86,11 3 bis 118 und Kapitel VII, Seite 204, behandelt.

Wenn auch die vorliegende Erfindung anhand einiger beispielsweiser Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese beschränkt, sondern umfaßt auch alle möglichen Variationen und Abweichungen

von diesen Beispielen, welche im Geiste und innerhalb des Bereiches der Ansprüche liegen.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Patentansprüchen und/oder der Zeichnung entnehmbaien Merkmale sind entweder einzeln oder in Teil- b/.w. Gesamt-Kombination erfindungswesentlich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (33)

Patentansprüche:

1. Digital-Analog-Umsetzer mit einer Taktgeber-Impulsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß er Schaltungsmittel zum Empfangen der Impulse aufweist, welche in Abhängigkeit von dem digitalen Eingangssignal Paare digitaler Signale der Periode MF erzeugen, während der N Impulse erzeugt werden, wobei jedes Paar eine relative Phasendifferenz aufweist, die vom digitalen Eingangssignal π linear abhängt, wobei getrennte Schaltungsmittel in Abhängigkeit von jedem der digitalen Signalpaare zum Erzeugen eines Rechteckwellen-Analogsignals vorgesehen sind, mit analogen Frequenz-Komponenten F, die proportional zu den damit in Beziehung stehenden Sinus- bzw. Cosinusfunktionen des Winkels 360 .n/N sind.

2. Wandler nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, ^aß das Analogsignal eine Impulsbreite besitzt, welche kennzeichnend für die relative Phasendifferenz ist und daher proportional dem digitalen Eingangssignal.

3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugen des Analogsignals in Abhängigkeit von dem Fehle .strom verändert wird, welcher von einem Lage-Meß-Umformer abgeleitet wird, in den das Analogsignal eingegeben wird.

4. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Zähler aufweist, der so ausgebildet ist. daj er zyklisch einen Zahlenbereich durchläuft, ferner Schaltur.gs-Mit A. welche in Abhängigkeit von den Zahlen des Zählers eine erste Impulsreihe erzeugen, wobei jeder !. ipuls der Impulsreihe in einer Phase des Zählerzyklus auftritt, die einer Bezugsphase des Zählerzyklus voreilt, ferner Schaltungs-Mittel in Abhängigkeit von dem digitalen Eingangssignal und der Zahl des Zählers für das Erzeugen einer zweiten Impulsreihe, wobei jeder Impuls der zweiten Impulsreine bei einer Phase des Zählerzyklus auftritt, die der Bezugsphase nacheilt, feiner Schaltungs Mittel zum Erzeugen eines ersten Signals. das aus den Impulsen in der ersten und zweiten Impulsreihe erzeugt wird, wobei das Analogsignal im wesentlichen feste Phase aufweist und eine Größe, weiche kennzeichnend für das digitale Eingangssignal ist.

5. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daü die voreilenden und nacheilenden Phasen von der Bezugsphase um die gleiche Anzahl von Zählungen im Zähler entfernt sind.

6. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungs-Mittel für das Verursachen (Auslösen) des zu erzeugenden Analogsignals ein Tor aufweisen welches durch Impulse einer Impulsreihe geöffnet und durch die Impulse der anderen Impulsreihe geschlossen wird, wobei das Ausgangssignal dieses Tores ein Rechteck-Wellen Signal umfaßt, welches eine Impulsbreite hat, die für das digitale Eingangssignal kennzeichnend ist.

7. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungs-Mittel zum Verursachen des zu erzeugenden Analogsignals Schaltungs-Mittel zum vektoriellen Addiren der Impulse der beiden Impulsreihen umfaßt.

8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er Schaltungs-Mittcl zum Verbreitern der Impulse der beiden Impulsreihen aufweist für das Vergrößern der Amplitude des elektrischen Signals, welches durch die Impulse erzeugt wird, wodurch die von den ersten und zweiten Impulsreihen erzeugtet elektrischen Signale in der Größe äquivalent sind.

9. Wandler nach einem der Ansprüche 4 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Schaltungs-Mitte zum Erzeugen einer ersten Impulsreihe ein Registei zum Speichern einer Zahl umfassen, die repräsenta tiv für die Hälfte der Distanz zwischen voreilendei und nacheilender Phase ist, wobei ein Koinzidenz Detektions-Kreis zwischen den Zähler und das Register geschaltet ist, und zwar zum Auffinden des Zustandes, wenn der Inhalt des Registers dem Inhalt des Zählers entspricht und zum Erzeugen eines Ausgangs-Impulses bei Auffinden einer solchen Gleichheit.

10. Wandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler zyklisch einen Bereich von N Zählungen durchläuft, wobei das Register zum Speichern einer (digitalen) Zahl η zwischen O und N ausgebildet ist. wobei das erste Analogsignal eine trigonometrische Kreisfunktion eines Winkels 0=2 n/N ist und wobei der Koinzidenz-Detektions-Kreis einen Ausgjngsimpuls erzeugt, wenn die Zahl im Zähler gleich η ist.

11. Wandler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet . daß die Schaltungs-Mittel zum Erzeugen der Impulse der zweiten Impulsreihe einen Umsetzer. (Translator) und einen zweiten Koinzidenz-Detektions-Kreis aufweisen, welche zwischen den Zähler und cas Register geschaltet sind.

12. Wandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer zum Entwickeln einer Zahl geeignet ausgebildet ist, welche im wesentlichen gleich dem /V-Komplement des Inhalts von Zähler oder Register ist. wobei der zweite Koin/idenz-Detektions-Kreis zwischen die Mittel zum Erzeugen dieses Komplements und dem anderen Register oder Zähler geschaltet ist. wobei die zweite Impulsreihe in Abhängigkeit von dem Auffinden einer Koinzidenz im zweiten Koinzidenz-Detektions-Kreis erzeugt wird.

13. Wandler mich Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Eingangssignale und der Inhalt des Zählers in binär-codierter dezimaler Form vorliegen, wobei der Umsetzer ein Ausgangssignal erzeugt, welches mit dem Neuner Komplement entweder des Zahlers oder Registers korrespondiert.

14. Wandler nach Anspruch 9 oder 10. dadurch gekennzeichnet . daß die Schaltungs-Mittel /um Erzeugen der Impulse der zweiten Impulsreihe einen zweiten Zähler aufweisen, welcher in entgegengesetzter Richtung /um ersten Zähler zählt und hiermit in Synchronlauf gehalten wird, wobei ein /weiter Koinzidenz-Detektor zwischen das Register und den zweiten Zähler geschalte! ist.

15. Wandler nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet. d;iß der Zähler erst den Zahlgnbcrckh mit anwachsenden Zahlen und dann mit abnehmenden Zahlen durchläuft, wobei die Schaltungs-Mittel zuin Erzeugen einer ersten und zweiten Impulsreihe ein Register zum Speichern einer Zahl sind, welche repräsentativ für die halbe Distanz zwischen voreilendcn und nacheilenden Phasen ist, wobei ein Koinzidcnz-Dctcktions-Kreis zwischen das Register und den Zähler geschallet ist und wobei Schaltungs-Mittel vorgesehen sind, die durch den Detektor gefundene aufeinanderfolgende Koinzidenzen getrennten Kanülen zuführen.

16. Wandler nach einem der Ansnriichf 4 hi« I^

dadurch gekennzeichnet, daß er Schaltungs-Mittel aufweist, welche in Abhängigkeit von der Zahl des Zählers dritte und vierte Impulsreihen erzeugt, und zwar mit Phasen, welche jeweils um ein Viertel des Zählerzyklus von der voreilenden und nacheilenden Phase entfernt liegen, wobei Schaltungs-Mittel zum Erzeugen eines zweiten Analogsignal, welches aus der dritten und vierten Impul ,reihe erzeugt wird, vorgesehen sind, wobei die Impulsbreite des zweiten Analogsignale kennzeichnend für den digitalen Eingang sind

17. Wandler nach Ansprüchen 16 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungs-Mittel zum Er zeugen einer dritten und vierten Impulsreihe ein Addierglied und einen Koinzidenz-Detektions-Kreis aufweisen, die zwischen das Register und den Zähler tür die dritte Impulsreihe geschaltet sim¹ und für die \icrte Impulsreihe ein Subtrahierglied und einen Koinzidenz-Detektor, welcher zwischen den Umsetzer und Zahler geschaltet ist.

18. Wandler nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß er zweite Sehaltungs-Mittel zum Verursachen eines aus der ersten und zweiten Impulsreihe zu erzeugenden zweiten Analogsignals au! weist, wobei die ersten und zweiten Analogsignale kennzeichnend für eine erste trigonometrische Funktion und eine zweite trigonometrische Funktion eines Winkels sind, welcher durch das digitale Eingangssignal repräsentiert wird.

19. Wandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Schaltungs-Mittel zum Erzeugen des zu erzeugenden Analogsignals ein Tor aufweist, das durch die Impulse einer Impulsreihe geöffnet und durch die Impulse der anderen Impulsreihe ge· rhlossen wird, wobei das andere Schaltungs-Mittel zum Erzeugen eines Analogsignals Schaltungs-Mittel zum vektoriellen Addieren der impulse der beiden Inipulsreihen besitzt.

20. Wandler nach Anspruch 19. dadurch gekennzeichnet, daß er Verzögerungsschaltungsmittel aufweist, die mit den Impulsreihen und mit beider. Schaltung Mitteln zum Erzeugen eines /\nalogsignals zusammenarbeiten, und zwar zum erzeugen erster und zweiter Analogsignale, welche symmetrisch zur selben Bezugsphase ungeordnet sind.

21. Wandler n=ich einem der Ansprüche 9 bis 20. dadurch gekennzeichnet, daß das Register selbst einen Auf Ab-Zähler umf.iHi.

22. W.'itdler nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, dall der digitale l'ingang eine digitale Quelle einer Wink· I Information aufweist, ferner Scha Itungs- Mit tel zum n.tdu-in.inderfolgendcn Veiandern des Zustands des /ahiers. wobei die Schaltung.·. Mittel zum Erzeugen einer ersten Impulsi'eihe logische Schaitungs-Mittcl aufweisen, die mit da· digitalen Quelle verbunden sind und auch mit dem Zähler zum Aufspüren von Koinzidenzen und auch Anti-Koinzidenzen zwischen den Darstellungen hiervon, und wobei die Schallungs-Mittel zum Erzeugen eines ersten Analogsignals ein Flip-Flop ho umfassen, welches mit den logischen Schaltungs-Mitleln derail verbunden ist, daß es in einem ersten und /weilen stabilen Zustund bleibt, wenn die logischen Scliallungs-Miltci eine Koinzidenz b.' v. eine Λ η t i Koinzidenz /.wischen den Darstellungen der digitalen br, Quelle und dem Zähler gefunden haben, wobei das l'lip-ΙΊορ hierdurch ein symmetrisches impulsbreiit'iimi.nliiliei'tes Aii'-j.'an^s- Λη·ιΙ< ■;:-.ί^:11:ti ·..-r/on·!.

23. Wandler nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten analogen" Signale eine Sinus- bzw. eine Cosinus-Funktion darstellen, wobei der Wandler weiterhin einen Lagen-Meß-Umformer mit relativ beweglichen und relativ stationären, induktiv miteinander gekoppelten Teilen besitzt, wobei ein Signal in einem Wicklungsteil induktiv mit den anderen Wicklungsteilen als eine Funktion der relativen Lage der Teile gekoppelt ist wobei eines der Spulenteile Eingangssignale von beiden Schaltungs-Mitteln zum Erzeugen eines Analogsignals erhält und Wicklungen umfaßt, die einen geometrischen Abstand haben, welcher mit der trigonometrischen Beziehung der Eingangssignale korrespondiert, wobei die andere Wicklung ein Fehlersignal erzeugt. ..dches kennzeichnend für die relative Lage der Teile ist.

24. Wandler nach Anspruch 21. dadurch gekennzeichnet, daß er Regel- oder Steuermittel zum Verändern des Erzeugens der in trigonometrischer Beziehung stehenden Analogsignale in Abhängigkeit vom Fehlersignal aufweist.

?5. Wandler nach Anspruch 24. dadurcn gekennzeichnet, daß die Steuernvttel Schaltungs-Mittel zum Ändern des Inhalts des Registers in Abhängigkeit vom l· enlersignal aufweisen, wobei hierdurch die Werte der in trigonometrischer Beziehung stehenden Signale in einer Richtung geändert werden, weicht das Fehlersignal auf einen kleinen Wert reduzieren.

26. Wandler nach Anspruch 24 oder 25. dadurch gekennzeichnet , daß Schaltungs-Mittel vorgesehen sind, welche mit dem Register zusammenarbeiten, und zwar zum Erzeugen einer Zahl, welche einen digitalen Hinweis auf die relative Lage der Maschinenteile bildet.

27. Wandler nach Anspruch 25 oder 26. dadurch gekennzeichnet. daß das Lagen-Meß-Gerät eine Anzahl von in gleichen Abständen befindlichen Zvklen hat. welche durch im gleichen Abstand befindliche Null-Lagen bestimmt sind, wobei das I ehlersi gnal '-.nd der Inhalt des Registers die Abweichung in nerhalb eines der Zyklen darstellen.

28. Wandler nach Anspruch 23. dadurch gekennzeichnet, daß er einen Schalter aufweist. der zum Empfangen des hehlersignals geschaltet ist, wobei dieser Schalfei mindestens zwei Ausgangslagcn aulweist, ferner einen Servo Antrieb, der mit einer der Ausiran.irslagen des Schalters verbunden ist. wobei Schaltungs-Mittel vorgesehen sind, welche vom Fehlersignal abhangig sind, wenn der Si halter in einer seiner Ausgangsstellungen liegt, und /war zum Antreiben oder Bewegen der relativ beweglichen Gliedei bis die induktive Kopplung /wischen den Wicklungsnuten ;m wesentlichen gleich Null ist. wobei die mit dem Register zusarr.menarbeitenden Schaltiings-Miitcl mit der anderen Stellung oder dem anderen Kontakt des Schalters verbunden sind und abhängig von dem Fehlersignal sind, wenn der Schalter in der anderen Lage liegt.

29. Wandler nach Anspruch 2 3. dadurch gekennzeichnet, daß er Servo-Aniriebsmitlel aufweist, die /um Empfangen des l'clilcrsignals' geeignet geschaltet sind, wobei Schaliungs-Mittcl in Abhängigkeit vom Fehlcrsignal /um Antreiben oder Bewegen der relativ beweglichen Teile vorgesehen sind, bis die induktive Kopplung /wischen den Wicklung.steilen im wese. (liehen gleich Null ist. wobei die relative Lage ilcr Teile iinf t'lii-s,- W.-i ·· n.i.-.-i, ,1.... -n.-:·-'-- ■ ■ ·

des Registers gesteuert wird und hierfür kennzeichnend ist.

30. Wandler nach einem der Ansprüche 6 bis 29. dadurch gekennzeichnet, daß er Filtermittel aufweist, welche Analogsignale mit Impulsbreiten annehmen. welche kennzeichnend für das digitale Eingangssignal sind und welche dazu dienen, daß lediglich die Basisfrequenz in Sinusform der Analogsignale übermittelt wird.

31. Wandler nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnetzeichnet, daß der Zähler durch einen Bereich von N Zahlen mit einer Frequenz von F Umläufen pro Sekunde läuft, wobei das Filter die Frequenz Fdurchläßt.

32. Wandler nach Anspruch 30 oder 31. dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermittel ein erstes Filter zum Annehmen des ersten Analogsignals und ein zweites Filter zum Annehmen des zweiten Analogsignals aufweist.

33. Wandler nach Anspruch 30 oder 31 und einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelnes Filter in die Fehlersignalleitung geschaltet ist.

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