DE9318885U1 - Schaltungsanordnung zur binären Codierung des Wandlers phasenverschobener periodischer Eingangssignale - Google Patents
Schaltungsanordnung zur binären Codierung des Wandlers phasenverschobener periodischer EingangssignaleInfo
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Description
Schaltungsanordnung· zur binären Codierung· des Wandlers
phasenverschobener periodischer Eingangssignale
Bekannten Analog-Digital-Wandlern ist gemeinsam, daß
sie nach verschiedenen Verfahren (Parallelverfahren, Wägeverfahren, Zählverfahren) eine analoge Signalamplitude
in einen digitalen Wert wandelten. Für Meß- und Prüfverfahren oder beispielsweise zur schnellen Steuerung
von Maschinen, die Drehbewegungen ausführen, ist es aber wünschenswert, daß nicht nur der Signalamplitudenwert
digital vorliegt, sondern auch der Winkelwert des periodischen Signals. Zwar ist es möglich, aus einem - mit
einem konventionellen Analog-Digital-Wandler zeitabgetasteten periodischen Signal den Winkelwert zu
bestimmen; allerdings setzt dies beispielsweise voraus, daß die zeitabgetasteten, diskreten Werte zunächst in einem
Speicher abgelegt und anschließend mit einem Berechnungsverfahren ausgewertet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung zur binären Codierung
phasenverschobener periodischer Eingangssignale zur Verfügung zu stellen, mit dem der Winkelwert direkt, d.h.
ohne Zwischenschaltung einer Speichereinrichtung und von komplexen Rechenoperationen, als digitaler Wert aus
anliegenden periodischen Signalen ermittelt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung nach dem Anspruch 1.
Zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im Folgenden sollen zwei mögliche Ausführungsformen
der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben
• ·
werden, wobei PHI den Winkelwert der Signale und phi den Zählwert eines Zählers bezeichnet.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung mit
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung mit
zwei Rückkoppelschleifen,
Fig. 2 zwei sinusförmige, um 90° phasenverschobene
Fig. 2 zwei sinusförmige, um 90° phasenverschobene
Eingangssignale e-L (PHI), e2 (PHI),
Fig. 3 die Zähleransteuerung in Abhängigkeit von phi,
PHI,
Fig. 4 das Zählrichtungssignal f (phi, PHI) =
Fig. 4 das Zählrichtungssignal f (phi, PHI) =
sin (PHI - phi),
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit
einer Rückkoppelschleife, einer
Umschaltsteuerung und einem EXOR-Gatter, Fig. 6 das Zählrichtungssignal f(phi,PHI) =
(sin (PHI)-cos(PHI)*tan(phi))*sign(cos(phi)),
Fig. 7 eine aus der tan- und cot-Funktion
zusammengesetzte, abschnittsweise definierte
Übe rt ragungs funkt i on,
Fig. 8 das Zählrichtungssignal f(phi,PHI) für die
Fig. 8 das Zählrichtungssignal f(phi,PHI) für die
zusammengesetzte Übertragungsfunktion gemäß
Fig. 7,
Fig. 9 eine Ausführungsform eines tan-D/A-Wandlers,
Fig. 9 eine Ausführungsform eines tan-D/A-Wandlers,
der sich aus dem Funktionsnetzwerk, dem D/AWandler sowie dem Multiplizierer der
Schaltungsanordnung gem. Fig. 5 zusammensetzt,
und
Fig. 10 die Übertragungsfunktion des
Fig. 10 die Übertragungsfunktion des
Funktionsnetzwerkes bei verschiedenen
Eingangssignalen e-j_ und e.2 -
In Fig. 1 ist eine mögliche erste Schaltungsanordnung für einen Sinus-Digital-Wandler zur Bestimmung eines
digitalen Winkelwertes von zwei um 90° verschobenen, sinusförmigen Eingangssignalen e^ (PHI) , e.<^ (PHI)
dargestellt, wobei als Bezugsgröße ein vorbestimmter
Zählerstand phiy, vorzugsweise phiy=0, des Zählers 2 einem
vorbestimmten Winkelwert PHIy, vorzugsweise PHIy=O°, der
Eingangssignale zugeordnet ist.
Die in Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung umfaßt als Vergleichseinrichtung einen Komparator 1, einen Zähler
2 und zwei Rückkoppelschleifen 4, 5, die zwischen dem Ausgang des Zählers 7 und je einem der beiden vor den
Eingängen des Komparators 9, 10 angeordneten Multiplizierern 11, 12 geschaltet sind. Jede der beiden
Rückkoppelschleifen 4, 5 umfaßt je einen D/A-Wandler 14, 15 und ein Funktionsnet&zgr;werk 16, 17, das je eine
trigonometrische Funktion als Übertragungsfunktion aufweist.
Werden an die Schaltungsanordnung z.B. die beiden um 90° verschobenen, sinusförmigen Eingangssignale
ex (PHI) = sin PHI und e2 (PHI) = cos PHI,
die in Fig. 2 zusammen mit einer möglichen Aufteilung des Winkelbereichs von 0 bis 360° in eine Vielzahl diskrete
Werte 18 dargestellt sind, angelegt, so werden diese in den Multiplizierern 11, 12 mit den vom Zähler rückgekoppelten
Signalen T1 (phi) und r2(phi) zu einem Signal n1(PHI, phi)
und n2(PHI, phi) multipliziert und im Komparator 1 miteinander verglichen. Am Zählrichtungseingang 20 des
Zählers 2 liegt in Abhängigkeit vom Wert PHI der Eingangssignale e-|_, e2 und dem Zähl wert phi, der über die
Schleifen 4, 5 in einen Analogwert gewandelt und rückgekoppelt wird, folgendes Zählrichtungssignal f(PHI,
phi) an:
1 für -360°<PHI-phi<-180°; PHI,phi e [-180°..180°]
-1 für -180°<PHI-phi< 0°; PHI,phi e [-180°..180°]
1 für 0°<PHI-phi< 180°; PHI,phi e [-180°..180°] (1)
-1 für 180°<PHI-phi< 360°; PHI,phi e [-180°..180°],
wobei das Zählrichtungssignal f(PHI, phi) den Zähler 2
derart steuert, daß dieser bei Anlegen von -1 rückwärts und
bei Anlegen von +1 vorwärts zählt. Die Zähleransteuerung in Abhängigkeit von PHI und phi ist in Fig. 3 als Projektion
in eine zweidimensionale Ebene veranschaulicht. Dabei steht ein nach links gerichteter Pfeil 22 für das
Zählrichtungssignal -1 und ein nach rechts gerichteter Pfeil für ein Zählrichtungssignal +1. Wie der Abbildung zu
entnehmen ist, wird durch diese Zähleransteuerung ein anfänglicher Zählwert phi^ auf dem kürzesten Weg so lange
verändert, bis der Zählwert phi des Zählers 2 den diskreten Wert 18, der dem Winkelwert PHI der Eingangssignale e-j_, e.^
entspricht, erreicht hat. Hierdurch wird eine optimale Geschwindigkeit des Wandlers erreicht.
Eine Möglichkeit, ein solches Zählrichtungssignal f (phi, PHI) bei den Eingangssignalen e-^ (PHI) = sin PHI und
e-2 (PHI) = cos PHI zu realisieren, besteht darin, daß das
Funktionsnetzwerk 17 die Funktion cos phi als Übertragungsfunktion und das Funktionsnetzwerk 16 die
Funktion sin phi als Übertragungsfunktion aufweist. Das Zählrichtungssignal f(PHI, phi) verhält sich dann gemäß der
Funktion:
f(PHI, phi) = sin (PHI)* cos (phi) - cos (PHI) *sin (phi)
= sin (PHI - phi), (2)
deren Graph f(phi, PHI) in Fig. 4 dargestellt ist.
Da die Funktionswerte, für die gilt: f(phi, PHI) >
0, den Zähler 2 nur veranlassen müssen, vorwärtszuzählen und die Funktionswerte, für die gilt: f(phi; PHI)
< 0, dazu führen sollen, daß der Zähler rückwärtszählt, ist es
ausreichend, nur das Vorzeichen der Funktion f(phi, PHI) zur Ansteuerung des Zählers als Zählrichtungssignal zu
verwenden.
Nachteilig an der oben beschriebenen
Schaltungsanordnung ist, daß zwei Rückkoppelschleifen 4, mit zwei Multiplizierern 11, 12, zwei Funktionsnetzwerken
16, 17 und zwei Digital-Analogwandlern 14, 15 benötigt
• *
• ·1
werden, um den erfindungsgemäßen Sinus/Digital-Wandler zu
realisieren.
Die beschriebenen Nachteile werden in der in Fig. 5 dargestellten zweiten Schaltungsanordnung eines Sinus-Digital
-Wandlers bei dem als Bezugsgröße ein vorbestimmter Zählerstand phiy, vorzugsweise phiy=0, des Zählers 2 einem
vorbestimmten Winkelwert PHIV, vorzugsweise PHIy=O0, der
Eingangssignale zugeordnet ist, vermieden.
Diese zweite Ausführungsform zeichnet sich zunächst
dadurch aus, daß sie nur eine Rückkoppelschleife 4 mit einem Multiplizierer 11, einem Funktionsnetzwerk 16, das
eine Tangens- bzw. Cotangens-Übertragungsfunktion aufweist,
und einem D/A-Wandler 14 umfaßt. Zur Darstellung der
Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung, wobei zunächst die Umschaltsteuerung 40, 41 außer Betracht bleiben soll,
seien zwei sinusförmige Signale e-j_ = sin (PHI) , e2 = cos
(PHI) an die Schaltungsanordnung angelegt. Als Signale an den Komparatoreingängen 9, 10 liegen dann die Signale:
U1 = sin (PHI) und n2 = cos (PHI) * tan (phi) an,
wobei das Funktionsnetzwerk 16 eine Tangensübertragungsfunktion aufweisen soll. Das Signal am
Komparatorausgang 25 f]_ (phi, PHI) ist dann gegeben zu:
f-L (phi,PHI) = sin (PHI) - cos (PHI) * tan (phi). (3)
Um das für die Zähleransteuerung benötigte Zählrichtungssignal f(phi, PHI) gemäß zuvor gegebener
Definition zu erhalten, ist es notwendig, die Funktion f]_ (phi, PHI) mit der Funktion cos (phi) zu multiplizieren.
Da als Zählrichtungssignal nur das Vorzeichen der Funktion f (phi, PHI) verarbeitet wird, kann man die Multiplikation
von f-j_ mit cos (phi) sehr einfach durch das Einbringen
eines gesteuerten EXOR-Gatters 3 0 zwischen den
Komparatorausgang 25 und den Zählrichtungseingang 20 des
Zählers 2 realisieren.
Die Funktion f (phi, PHI) für das oben geschilderte Beispiel ist in Fig. 6 dargestellt. Wie diesem Schaubild
entnommen werden kann, weist die Funktion f (phi, PHI) außer den gewünschten Eigenschaften Polstellen auf, die
durch die Tangens-Funktion bei phi = 270°, 90°, -90°, -270°
verursacht werden. Diese Unendlichkeitsstellen verhindern, daß es in einer Schaltungsanordnung mit einer
Rückkoppelschleife ohne Umschaltsteuerung 40, 41 möglich ist, das Zählrichtungssignal f (phi, PHI) über eine volle
Periode von 3 60° darzustellen. Für den Fachmann einsichtig ist dies auch nicht möglich, wenn anstelle der Tangens-Funktion
die Cotangens-Funktion als Übertragungsfunktion des einen Funktionsnetzwerkes 16 gewählt wird, da dann
Polstellen bei den Winkeln phi = 180°, 0° und -180° auftreten.
Bekanntermaßen sind die Polstellen der Tangens- und der Cotangens-Funktion aber jeweils um 90° versetzt, so daß
die Darstellung einer Funktion f (phi, PHI) über die volle Periode für den Fall zweier sinusförmiger Signale e-j_, e2
mit einer Rückkoppelschleife möglich ist, wenn die Tangensund die Cotangens-Funktion als Übertragungsfunktionen Ü nur
abschnittsweise einsetzt werden. Eine solche abschnittsweise, aus Tangens und Cotangens gebildete
Übertragungsfunktion Ü des Funktionsnetzwerkes 16 ist in Fig. 7 dargestellt. Für diese Übertragungsfunktion ergibt
sich als Zählrichtungssignal f (phi, PHI):
[sin(PHI)-cos(PHI)*Un(phi)]*sign[cos(pht)] ,für -180°
< phi < -135°
[ sin (PHI)* cot (phi)- cos (PHI)] * sign[sin (p/w)] ,für -135°
<phi< -45°
[sm(PHI)-cos(PHI)*Un(pht)]*sign[cos(phi)] ,für -45°
<phi<
[sin (PHI) * cot (phi) - cos (PHI)] * signfsin (phi)] , für 45°
< phi <
[ sin (PHI) - cos (PJET/) * tan (phi)] * signfcos (phi)] , für 135°
< phi < 180°
• ·
• ·
• ·
• ·
Wie Fig. 8 zeigt, besitzt das obige, abschnittsweise definierte Zählrichtungssignal f (phi, PHI) bei sinus- bzw.
cosinusförmigen Eingangssignalen el, e2 keine Polstellen und ermöglicht damit die Ansteuerung des Zählers 2 gemäß
Fig.3. Um die jeweiligen Funktionsbereiche zur Bildung eines abschnittsweisen definierten Zählrichtungssignals
auswählen zu können, umfaßt die in Fig. 5 dargestellte Schaltungsanordnung die Umschaltsteuerung 40, 41. Die
Umschaltsteuerung 40, 41 steuert sowohl die Umschaltung der Eingangssignale e-^ und e2 auf die Eingänge 9, 10 des
Komparators als auch die Umschaltung des Funktionsnetzwerkes 16 zwischen der Tangens- und der
Cotangens-Funktion. Die Auswahl der Übertragungsfunktion und der jeweiligen mit dieser zu multiplizierenden
Eingangssignale &&khgr;,&2 hängt nur vom Zählwert phi ab, der
durch den Decodierer 40 der Umschaltsteuerung ermittelt wird. Als Umschaltpunkte der Umschaltsteuerung 40, 41
ergeben sich für die abschnittsweise eingesetzte tan- und cot-Übertragungsfunktion Ü gemäß Fig.7 die Winkelwerte phi
= 2K+1 * 45°, KeZ.
Die Funktionsweise der Umschaltsteuerung soll für das Beispiel e1 = sin (PHI); e2 = cos (PHI) und den
Winkelbereich -180° < phi < -45° im folgenden beschrieben werden. Detektiert der Decodierer 40 einen Wert phi im
Intervall [ -180° - 135° [, so wird im Funktionsnetzwerk die tan-Funktion angewählt, und die Segmentumschaltung
wählt für den Eingang 9 des Komparators das Signal n-L = e-^
= sin (PHI) aus. Am Eingang 10 liegt dann das Signal n2 =
cos (PHI) * tan(phi) an, womit sich die Funktion f(phi,PHI)
in dem Intervall [ -180° -135° [ gemäß Gl. 4 ergibt. Liegt der vom Decodierer 40 ermittelte Wert im Bereich [ 135°; 45°[,
so wird als Signal für den Eingang 9 die Funktion n2 = e2 = cos (PHI) und im Funktionsnetzwerk die cot-Funktion
ausgewählt, so daß das Signal n2 = sin(PHI) * cot(phi) am
Eingang 10 anliegt und sich die invertierte Funktion f(phi,PHI) im Intervall [ -135° -45° [ gemäß Gl.4 ergibt.
Die Umschaltung auf und zwischen den anderen Intervallen der Gl.4 erfolgt auf analoge Art und Weise.
Um zum Zählrichtungssignal f(phi,PHI) gemäß Gl.4 zu
gelangen ist für die oben beschriebene Umschaltsteuerung 40,41 eine Invertierung des Komparatorausgangssignals für
die Bereiche phi e [-135°; -45°[ und phi e [-45°; 135° [ notwendig. Dies wird durch Ansteuerung des EXOR-Gatters 3
erreicht, das damit zwei Funktionen erfüllt, zum einen führt es die Signum-Funktion aus, die der Multiplikation
mit sin phi bzw. cos phi entspricht; zum anderen invertiert sie das Signal in den oben angegebenen Bereichen.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung
wird der D/A-Wandler 14, das Funktionsnetzwerk 16 mit der Tangens- bzw. Cotangens-Übertragungsfunktion und der
Multiplizierer 11 zu einem einzigen Bauelement, dem tan-D/A-Wandler
50, zusammengefaßt. Eine mögliche schaltungstechnische Realisierung eines solchen tan-D/A-Wandlers
50 ist in Fig. 9 dargestellt. In dieser Ausführungsform wird der tan-D/A-Wandler 50 durch in Reihe
hintereinander geschaltete Widerstände R1, R2, R3
realisiert. Deren Widerstandswerte sind nicht, wie bei Parallelwandlern üblich, alle gleich groß, sondern mit der
Tangens-Funktion gewichtet. Im vorliegenden Beispiel wurden
die Werte zu R1 = 420 &OHgr;, R2 = 310 &OHgr; und R1 = 270 &OHgr; gewählt.
Da die Kurvenverläufe der tan- bzw. cot-Funktion betragsmäßig oder spiegelbildlich im Abstand von 45°
identisch sind (s. auch Fig. 8), ist es bei entsprechender Auslegung der Umschaltsteuerung 40, 41 ausreichend, daß der
tan-D/A-Wandler der in einer Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 zur Anwendung kommt, nur für einen Winkelbereich von 0°
bis 45°, wie in dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel, aufgebaut wird.
Die Multiplikation im tan-D/A-Wandler 50 wird dadurch ausgeführt, daß die Funktion elf e2 bspw. e2 = cos (PHI), e-j_
= sin (PHI) als Referenzspannung an dem einen Anschluß 51 des Wandlers 50 anliegt, der andere Anschluß 52 sich auf
einem Bezugspotential Uß, vorzugsweise OV, befindet und
entsprechend dem Zählerstand von phi die richtige Referenzspannung an den Abgriffen 56, 57, 58, 59
angeschaltet wird. Für phi e [0°,45°] entspricht das am Abgriff 56 anliegende Bezugspotential UB gerade dem
vorbestimmten Zählerstand phiy, beispielsweise 0. Dabei
repräsentiert bei einem am Anschluß 51 anliegenden Signal e2 = cos (PHI) und den zuvor aufgeführten Widerständen Rl =
420 &OHgr;, R2 = 310 &OHgr; und R3 = 270 &OHgr; der Abgriff 59 einen Wert
tan (45°) * cos (PHI), der Abgriff 58 einen Wert tan(30°)*cos(PHI), der Abgriff 57 einen Wert
tan(15°)*cos(PHI) und der Abgriff 56 einen Wert tan(0°)*cos(PHI). Da ein tan-D/A-Wandler der zuvor
beschriebenen Form bei einem konstanten Eingangssignal ständig ein Least-Significant-Bit (LSB) nach oben oder
unten zählt, würde der Wandler nie zur Ruhe kommen. Um dies zu verhindern, kann man Anzapfungen 60, 61, 62 vorsehen,
die dazu dienen,daß bei konstantem Winkelwert am Eingang auch ein konstanter Ausgangswert durch den Wandler
geliefert wird. Dies wird dadurch erreicht, daß in einem Zwischenschritt die Mittelspannung an der jeweiligen
Anzapfung z.B. 61 zwischen zwei Abgriffen, z.B. den Abgriffen 58 und 57, mit dem Eingangssignal verglichen
wird. Ist die Mittelspannung kleiner, wird der Zählerstand an den Komparator 1 gelegt. Hierbei kann sich der
Zählerstand nicht ändern. Umfasst das Eingangssignal wiederum einen Winkelwert, der im Winkelbereich des ersten
Schrittes liegt, so wird sich wieder dieselbe Mittelspannung ergeben, und der Zählerstand verändert sich
nicht mehr.
Anstelle von Anzapfungen 60, 61, 62 ist es auch möglich, einen Spannungsteiler mit einstellbarem
Teilerverhältnis an den jeweiligen Abgriff anzuschalten, der als Kondensator mit kapazitivem Teiler aufgebaut ist.
Um die Verarbeitung auch von nichtsinusförmigen, periodischen Eingangssignalen e-j_ und e2 oder verzerrten
sinusförmigen Eingangsignalen zu ermöglichen, ist in einer weiteren Ausführungsform des tan-D/A-Wandlers mit Vorteil
vorgesehen, daß das Funktionsnetzwerk eine Abgleichvorrichtung 70, 71, 72 umfaßt, mit der die dem
Zählerstand zugeordneten Spannungswerte so verändert werden können, daß der Winkelbereich 5phi, der einer Änderung des
Zählerstandes um ± 1 entspricht, bei beliebigen Eingangssignalen e-^ e2 immer gleich groß ist.
Zum Beispiel muß bei zwei um 90° phasenverschobenen Dreiecksignalen
e-L = (A * PHI) /90° und
e2 = A * (1 - PHI/9O°) PHI e [0°,90°]
anstelle der Tangens-Funktion die folgende Übertragungsfunktion durch das Funktionsnetzwerk
dargestellt werden:
phi / (90° - phi). (5)
phi e [0°,90°]
Die für die beiden dargestellten Beispiele ermittelten Übertragungsfunktionen tan phi und phi /
(90 - phi) sind in Fig. 10 dargestellt. Die Funktion phi / (90 - phi) ist der Tangens-Funktion sehr ähnlich,
aber stärker gekrümmt.
Beide Funktionen können in einer einzigen Schaltungsanordnung realisiert werden, wenn die Wichtung
der einzelnen Widerstände R1, R2, R3 so verändert werden
kann, daß die eine oder andere Übertragungsfunktion Ü durch die jeweils gewählte Widerstandkette diskret dargestellt
wird. Darüberhinaus ermöglicht die Abgleichvorrichtung 70, 71, 72 eine Anpassung der Übertragungsfunktion an beliebig
verzerrte Signale, womit eine kundenspezifisch Einstellung der jeweiligen Schaltungsanordnung ermöglicht wird.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es somit erstmals auf einfache Art und Weise möglich, Winkellagen
von beliebigen, gegeneinander phasenverschobenen, periodischen Signale in digitaler Form zu ermitteln, wobei
diese eine kompakte Schaltungsanordnung umfasst, die leicht als integrierte, kundenspezifische Schaltung ausgeführt
werden kann.
Claims (10)
1. Schaltungsanordnung zur binären Codierung des Winkelwertes
(PHI) wenigstens zweier phasenverschobener, periodischer Eingangssignale Ce1(PHI),e2(PHI))
mit wenigstens einer Vergleichseinrichtung (1), einem Zähler (2), einem Digital-Analog-Wandler (3,4) und einer
Signalverknüpfungseinrichtung (7,8), dadurch gekennzeichnet,
daß die Vergleichseinrichtung (1) wenigstens zwei Eingänge (9,10) und einen Ausgang (11) umfaßt,
daß der Ausgang der Vergleichseinrichtung an einen Zählrichtungseingang (12) des Zählers (2) angeschlossen
ist,
daß der Ausgang (13) des Zählers (2), der einen Zählwert
(phi) liefert, an mindestens einen Eingang (9,10) der Vergleichseinrichtung über mindestens eine Schleife
(14,15) rückgekoppelt wird,
daß jede Schleife (14,15) mindestens einen Digital-Analog-Wandler
(3,4) und ein Funktionsnetzwerk (5,6) umfaßt und daß vor wenigstens einen Eingang (9,10) der
Vergleichseinrichtung eine Signalverknüpfungseinrichtung (7,8) angeordnet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein rückgekoppeltes Signal (r-j_ (phi) ,r2 (phi) ) über die eine Schleife (14,15) mit dem
zugehörigen Eingangssignal Ce1(PHI),e2(PHI)) durch
mindestens eine Signalverknüpfungseinrichtung (7, 8) zu einem Signal (n-]_ (PHI,phi) ,n2 (PHI,phi) ) verknüpft wird, das
an dem zugehörigen Eingang (9, 10) der
Vergleichseinrichtung anliegt,
und
daß für das in der Vergleichseinrichtung gebildete, am Zählrichtungseingang des Zählers anliegende
Zählrichtungssignal f(PHI,phi) gilt:
1 für -360°<PHI-phi<-180°; PHI,phi e [-180°..180°]
-1 für -180°<PHI-phi< 0°; PHI,phi e [-180°..180°]
1 für 0°<PHI-phi< 180°; PHI,phi e [-180°..180°]
-1 für 180°<PHI-phi< 360°; PHI,phi e [-180°..180°]
wobei das Zählrichtungssignal f((PHI,phi)) den Zähler (2)
derart steuert, daß dieser bei Anliegen von -1 rückwärts und bei Anliegen von 1 vorwärts zählt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vergleichseinrichtung ein Komperator (1) und daß die Signalverknüpfungseinrichtung ein Multiplizierer
(7, 8) ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß bei periodischen Signalen, die je Periode (3 60°) Abschnitte mit betragsmäßig oder spiegelbildlich
identischen Kurvenverläufen, eine Umschaltsteuerung (16,17) vorgesehen ist, derart daß die Signalverarbeitung
nur für die Abschnitte erfolgen kann.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das eine Eingangssignale Ce1(PHI)) ein Sinussignal
(sin (PHI)) und das andere Eingangssignal (e2(PHI)) ein
Cosinussignal (cos (PHI)) ist,
daß die beiden Eingangssignale die gleiche Periode aufweisen und eine feste Phasenverschiebung von 90°
zueinander besitzen,
daß das eine Funktionsnetzwerk (5) eine Sinusfunktion (sin(phi)) als Übertragungsfunktion und das andere
Funktionsnetzwerk (6) eine Cosinusfunktion (cos(phi)) als Übertragungsfunktion aufweist,
daß der eine Multiplizierer (7) das Sinussignal (sin (PHI)) mit der Cosinusfunktion (cos(phi)) des einen
Funktionsnetzwerkes (5) multipliziert und daß der andere Multiplizierer (8) das Cosinussignal (cos (PHI)) mit der
Sinusfunktion (sin(phi)) des anderen Funktionsnetzwerkes (6) multipliziert, derart daß am Zählrichtungseingang eine
Zählrichtungssignal f(PHI,phi) anliegt, für das gilt:
f(PHI,phi)=sin(PHI-phi).
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Funktionsnetzwerk (6) der Schleife (14) eine Tangensfunktion (tan(phi)) oder eine Cotangensfunktion
(cot(phi)) oder abschnittsabhängig eine Tangensfunktion
(tan(phi)) oder Cotangensfunktion (cot(phi)) als Übertragungsfunktion aufweist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Funktionsnetzwerk (6) und der D/A-Wandler (4)
sowie der Multiplizierer (7) einen tan-D/A-Wandler (20)
bilden, der
zwei Anschlüsse (21,22) und dazwischen N hintereinandergeschaltete Widerstände (25) umfaßt, die
unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen, wobei vor und hinter jedem Widerstand je ein Abgriff (26) zum Abgreifen
von Spannungswerten angeordnet ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß an jedem Widerstand Anzapfungen (27) vorgesehen sind oder daß an jeden Abgriff ein Spannungsteiler mit
einstellbarem Teilerverhältnis angeschaltet ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Funktionsnetzwerk eine Abgleichvorrichtung (70, 71, 72) umfasst, mit der die dem Zählerstand zugeordenten
Spannungswerte so verändert werden können, daß der Winkelbereich 6phi, der einer Änderung des Zählerstandes
um ± 1 entspricht, bei beliebigen EingangsSignalen (e-j_ (PHI) ,e2 (PHI) ) immer gleich groß ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Ausgang der Vergleichseinrichtung und den Zählrichtungseingang des Zählers ein EXOR-Gatter (3 0)
geschaltet ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9318885U DE9318885U1 (de) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Schaltungsanordnung zur binären Codierung des Wandlers phasenverschobener periodischer Eingangssignale |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9318885U DE9318885U1 (de) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Schaltungsanordnung zur binären Codierung des Wandlers phasenverschobener periodischer Eingangssignale |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9318885U1 true DE9318885U1 (de) | 1994-03-24 |
Family
ID=6901747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9318885U Expired - Lifetime DE9318885U1 (de) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Schaltungsanordnung zur binären Codierung des Wandlers phasenverschobener periodischer Eingangssignale |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9318885U1 (de) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE2758525B1 (de) * | 1977-12-28 | 1979-06-28 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Messeinrichtung mit codierter Unterteilung |
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1993
- 1993-12-09 DE DE9318885U patent/DE9318885U1/de not_active Expired - Lifetime
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