DE2047087C3 - Funktionsgenerator - Google Patents
FunktionsgeneratorInfo
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- DE2047087C3 DE2047087C3 DE2047087A DE2047087A DE2047087C3 DE 2047087 C3 DE2047087 C3 DE 2047087C3 DE 2047087 A DE2047087 A DE 2047087A DE 2047087 A DE2047087 A DE 2047087A DE 2047087 C3 DE2047087 C3 DE 2047087C3
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- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
- G06G7/26—Arbitrary function generators
- G06G7/28—Arbitrary function generators for synthesising functions by piecewise approximation
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Description
Die Erfindung betrifft einen Funktionsgenerator zur elektrischen Nachbildung von beliebigen Funktionen
mit einer unabhängigen Veränderlichen durch stückweise, insbesondere lineare Approximation der Funktion
mit zwei Spannungsgebern, denen je eine von zwei miteinander synchronisierten Abgriffsanordnungen zugeordnet
ist, von denen die erste Abgriffsanordnung ein ihrer Stellung am Spannungsgeber entsprechendes
elektrisches Signal für die unabhängige Veränderliche der Funktion abgibt, und von denen die zweite
Abgriffsanordnung ein die abhängige Veränderliche der
ίο Funktion charakterisierendes Signal liefert
Bekannte Funktionsgeneratoren dieser Art, z.B. Diodenfunktionsgeneratoren, haben den Nachteil, daß
die nachzubildende Funktion durch die Steilheit der geraden Verbindungsstücke zwischen zwei Punkten
xjyi eingestellt wird. Soll ein Punkt xjy, geändert
werden, so muß die Steilheit der geraden Verbindungslinie vom vorhergehenden zum nachfolgenden Punkt neu
festgelegt und eingestellt werden.
Weiterhin ist es aus Fi f er, Analogue Computation, McGraw-Hill 1961, Seite 347 ff, bekannt Funktionsgeneratoren mittels zwei angezapfter Potentiometer zu realisieren. Den Anzapfungen des Potentiometers werden eingeprägte Spannungen zugeführt, die an einem weiteren Potentiometer abgegriffen werden, wobei die Schleifer dieses Potentiometers entsprechend einer vorgegebenen Funktion auf einer Walze aufgebracht sind. Die interpolierte Funktion erhält man nach F i f e r dadurch, de3 der Abgriffschieiter des angezapften Potentiometers mittels einer Servoeinrichtung entsprechend der einstellbaren unabhängigen Variablen eingestellt wird. Der Spannungswert am Abgriff entspricht dabei dem Wert der abhängigen Variablen.
Weiterhin ist es aus Fi f er, Analogue Computation, McGraw-Hill 1961, Seite 347 ff, bekannt Funktionsgeneratoren mittels zwei angezapfter Potentiometer zu realisieren. Den Anzapfungen des Potentiometers werden eingeprägte Spannungen zugeführt, die an einem weiteren Potentiometer abgegriffen werden, wobei die Schleifer dieses Potentiometers entsprechend einer vorgegebenen Funktion auf einer Walze aufgebracht sind. Die interpolierte Funktion erhält man nach F i f e r dadurch, de3 der Abgriffschieiter des angezapften Potentiometers mittels einer Servoeinrichtung entsprechend der einstellbaren unabhängigen Variablen eingestellt wird. Der Spannungswert am Abgriff entspricht dabei dem Wert der abhängigen Variablen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Funktionsgenerator zu schaffen, der auf dauernd
bewegte mechanische Teile, wie Walzen und mit Servomotoren angetriebene Potentiometer, verzichten
kann. Durch die Vermeidung von dauernd bewegten mechanischen Teilen wird erreicht, daß der Funktionsgenerator
wartungsfrei ist, ohne daß die Möglichkeit, beliebige Funktionen einzustellen, beschränkt wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede Abgriffsanordnung zwei eingeprägte Spannungswerte
abgreift und daß drei elektrische Addierer bzw. Subtrahierer vorgesehen sind, von denen der erste
Addierer bzw. Subtrahierer die Summe bzw. die Differenz von den durch die an den zweiten
Spannungsgeber anliegenden Abgriffsanordnung abgenommenen Spannungen bildet, von denen der zweite
Addierer bzw. Subtrahierer die Summe bzw. die Differenz von den durch die an dem ersten Spannungsgeber anliegenden Abgriffsanordnung abgenommenen
Spannungen bildet und von denen der dritte Addierer bzw. Subtrahierer die Summe bzw. die Differenz einer
die unabhängige Variable kennzeichnende Spannung und eines Spannungswertes des ersten Spannungsgebers
bildet, wobei die Ausgänge der drei Addierer bzw. Subtrahierer mit einer Rechenschaltung verbunden sind
und daß die Rechenschaltung die Ausgangssignale des ersten und des dritten Addierers bzw. Subtrahierers
multipliziert und dieses Produkt durch das am Ausgang des zweiten Addierers bzw. Subtrahierers anliegende
elektrische Signal dividiert, wobei das in der Reehenschältuhg ermittelte Gesamtergebnis einem ersten
Eingang eines vierten Subtrahierers bzw- Addierers zugeführt ist, an dessen zweiten Eingang ein an einer
Anschlußklemme des zweiten Spannungsgebers abge^ nommenes elektrisches Signal angelegt ist. Zur Erweiterung
des Meßbereiches ist es weiterhin vorteilhaft,
elektrische Schaltwerke vorzusehen, durch die die Abgriffsanordnungen an insbesondere benachbarte
Anschlußklemmen des Spannungsgebers anzuschließen sind.
Die Figur zeigt einen Funktionsgeber mit einer Einrichtung zur Bildung der Steigung der zur Funktionsnachbildung notwendigen geraden Abschnitte.
Beim Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß ein Kurvenstück durch einen Ausgangspunkt xjy,
sowie durch die Steigung der zu einem benachbarten Punkt xt/yt verlaufenden Verbindungsgeraden gegeben
ist Um die Steigung eines Kurvenstückes zu ermitteln, ist es, notwendig, die A'-Koordinaten zweier benachbarter
Punkte einerseits und die .^Koordinaten derselben Punkte andererseits zu subtrahieren. Die Anschlußklemmen
53,54,55 und 56 bzw. 57,58,59 und 60 bilden
die Koordinaten verschiedener Punkte der Funktion nach. So liegt beispielsweise an der Klemme 54 der
Wert für Uy* an der Klemme 55 der Wert für Uyk, an
einer Klemme 58 der Wert für £/x, und an der Klemme
59 der Wert für UXk an. Die Werte Uyi und Uyk werden
auf einen Subtrahierer 61 gegeben, der die Differenz der beiden Werte bildet Der Ausgang des Subfjhierers ist
mit einer Rechenschalteinrichtung 62 verbunden.
Ein zweiter Subtrahierer 63 bildet die Differenz der an den Klemmen 58 und 59 anliegenden Spannungen,
die mit Ux/ und UXk bezeichnet sind. Der Ausgang des
Subtrahierers 63 ist mit einem Eingang der Rechenschaltung 62 verbunden. An einem dritten Subtrahierer
ist einerseits die Spannung Ux angelegt, die ein die
unabhängige Veränderliche charakterisierendes Signal darstellt An dem zweiten Ausgang dieses Subtrahierers
64 ist die Klemme 58 angeschlossen, an der die Spannung Uxi anliegt Die Rechenschaltung 62 bildet das
Produkt der Ausgangssignale der Subtrahierer 61 und 64, und der in der Rechenschaltung enthaltene
Dividierer bildet den Quotienten aus dem Produkt der Ausgangssignale des Subtrahierers 61 und 64 und dem
Ausgangssignal des Subtrahierers 63. Das Ausgangssignal der Rechenschaltung 62 lautet demnach
Dieses Ausgangssignal der Rechenschaltung 62 ist auf einen Eingang einer Addierschaltung 65 gegeben, mit
deren zweitem Eingang die Klemme 54 verbunden ist, an der die Spannung Uy1 anliegt Diese beiden
Spannungen werden addiert so daß ais Ausgangssignal die abhängige Veränderliche
(Uxli - Uxi)
(Ux- UJ -JJJj, -U1J
\Uxk - UJ
Das Ausführungsbeispiel weist weiterhin eine logische Schalteinrichtung 66 auf, die als Eingangsgröße ein
die unabhängige Veränderliche charakterisierendes elektrisches Signal und die beiden Spannungswerte an
den Klemmen 58 und 59 erhält
Die logische Schalteinrichtung 66 ist mit einem Schaltwerk 67 verbunden, das dann betätigt wird, wenn
durch die logische Schalteinrichtung 66 festgestellt wird, daß die unabhängige Veränderliche nicht in dem
zwischen den Anschlußklemmen 5*? und 59 liegenden
Funktionsabschnitt zu finden ist Datn <*ibt die logische
Schalteinrichtung ein Signal an das Schaltwerk 67, das die Abgriffspaare 41 und 42 bzw. 43 und 44 mit den
Klemmen 55 und 56 bzw. 59 und 60 oder .nit den Klemmen 53 und 54 bzw. 57 und 58 verbindet
Die in der Figur dargestellte Ausführung eines Funktionsgenerators hat den Vorteil, daß die Verbindungslinien
zwischen den Einspeispunkten 53 bis 56 bzw. 57 bis 60 keine Stufen aufweisen. Bei dieser
Schaltung werden die Zwischenwerte Uy zwischen den
Punkten Ux/Uy,und UXklUykdurch eine Analogrechenschaltung
ermittelt und ausgegeben. Weiterhin hat der Funktionsgenerator neben der Stufenlosigkeit noch den
Vorteil, daß die Ausgangsspannung Uy sehr schnell der
Eingangsspannung Ux folgen kann, da die Rechenbausteine
nahezu verzögerungsfrei arbeiten und nur zwischen den Anschlußklemmen 53 bis 56 und 57 bis 60
Umschaltungen erfolgen müssen.
Das Ausführungsbeispiel kann auch mit Halbleiterschaltern ausgebildet sein, wodurch sich die Arbeitsgeschwindigkeit
des Funktionsgenerators noch weiter steigern läßt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- Patentansprüche:1, Funktionsgenerator zur elektrischen Nachbildung von beliebigen Funktionen mit einer unabhängigen Veränderlichen durch stückweise, insbesondere lineare Approximation der Funktion mit zwei Spannungsgebern, denen je eine von zwei miteinander synchronisierten Abgriffsanordnungen zugeordnet ist, von denen die erste Abgriffsanordnung ein ihrer Stellung am Spannungsgeber entsprechendes elektrisches Signal für die unabhängige Veränderliche der Funktion abgibt und von denen die zweite Abgriffsanordnung ein die abhängige Veränderliche der Funktion charakterisierendes Signal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abgriffsanordnung zwei eingeprägte Spannungswerte abgreift und daß drei elektrische Addierer bzw. Subtrahierer (61,63,64) vorgesehen sind, von denen der erste Addierer bzw. Subtrahierer (61) die Summe bzw. Differenz von den durch die an den zweiten Spannungsgeber (45) anliegende Abgriffsanordnung abgenommenen Spannungen bildet, von denen der zweite Addierer bzw. Subtrahierer (63) die Summe bzw. die Differenz von den durch die an dem ersten Spannungsgeber (46) anliegende Abgriffsanordnung abgenommenen Spannungen bildet und von denen der dritte Addierer bzw. iJubtrahierer (64) die Summe bzw. Differenz einer die unabhängige Variable kennzeichnenden Spannung und eines Spannungswertes des ersten Spannungsgebers bildet, wobei die Ausgänge der drei Addierer bzw. Subtrahieret (61, 63, 64) mit einer Rechenschaltung (62) verbunden sind, jnd da" die Rechenschaltung die Ausgangssignale des ersten und des dritten Addierers bzw. Subtrahierers Gl, 64) multipliziert und dieses Produkt durch das am Ausgang des zweiten Addierers bzw. Subtrahierers (63) anliegende elektrische Signal dividiert, wobei das in der Rechenschaltung ermittelte Gesamtergebnis einem ersten Eingang eines vierten Subtrahierers bzw. Addierers (65) zugeführt ist, an dessen zweiten Eingang ein an einer Anschlußklemme (54) des zweiten Spannungsgebers (45) abgenommenes elektrisches Signal angelegt ist
- 2. Funktionsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Anschlußklemmen des ersten und zweiten Spannungsgebers (45, 46) anzulegenden Abgriffsanordnungen paarweise infolge Auslösung durch eine logische Schalteinrichtung (66) und ein an diese logische Schalteinrichtung (66) angeschlossenes Schaltwerk (67) an andere, insbesondere benachbarte Anschlußklemmen der Spannungsgeiber (45, 46) anzuschließen sind und daß an die die Abgriffe verschiebende logische Schalteinrichtung (66) einerseits ein die unabhängige Veränderliche der Funktion charakterisierendes Signal und andererseits ein die eingeprägten Spannungen an den jeweiligen Anschlußklemmen des ersten Spannungsgebers (46) charakterisierendes Signal angelegt sind, wobei ein aus einem Vergleich dieser beiden Eingangssignale resultierendes Ausgangssignal das Schaltwerk (67) beeinflußt.
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
DE2047087A DE2047087C3 (de) | 1970-09-24 | 1970-09-24 | Funktionsgenerator |
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---|---|
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DE2047087C3 true DE2047087C3 (de) | 1979-03-29 |
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ID=5783301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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CH (1) | CH531755A (de) |
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---|---|---|---|---|
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DE2326187C3 (de) * | 1973-05-23 | 1979-08-23 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Einrichtung zur elektronischen Verstellung des Zündzeitpunktes und zur elekronischen Auslösung des Zündvorganges in Zündanlagen von Brennkraftmaschinen |
FR2311277A1 (fr) * | 1975-05-16 | 1976-12-10 | Tech Automatisme | Dispositif electrique de conversion d'une position en une tension |
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US3358130A (en) * | 1963-02-19 | 1967-12-12 | Hitachi Ltd | Function generator |
-
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1971
- 1971-08-03 CH CH1138571A patent/CH531755A/de not_active IP Right Cessation
- 1971-09-22 FR FR7134119A patent/FR2107929B1/fr not_active Expired
- 1971-09-23 US US00182982A patent/US3708659A/en not_active Expired - Lifetime
- 1971-09-23 GB GB4437571A patent/GB1362570A/en not_active Expired
- 1971-09-23 GB GB18774A patent/GB1371025A/en not_active Expired
Also Published As
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FR2107929A1 (de) | 1972-05-12 |
US3708659A (en) | 1973-01-02 |
DE2047087B2 (de) | 1978-05-11 |
GB1371025A (en) | 1974-10-23 |
DE2047087A1 (de) | 1972-03-30 |
CH531755A (de) | 1972-12-15 |
FR2107929B1 (de) | 1975-07-18 |
GB1362570A (en) | 1974-08-07 |
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Legal Events
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EF | Willingness to grant licences | ||
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