DE1115763B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Impulsfolge mit einer angenaehert statistischen Verteilung der Impulse - Google Patents

Description

Manche industrielle und andere Verfahren verlangen, daß bestimmte Vorgänge sich in völlig unregelmäßigen Zeitintervallen wiederholen. Beispielsweise ist es bei der Herstellung von Textilfaden mit Effekten, z. B. Noppengarnen, erwünscht, daß die Noppen oder ähnliche Effekte sich nicht derart wiederholen, daß sie zur Bildung unerwünschter Muster im fertigen, aus solchen Garnen hergestellten Gewebe Veranlassung geben.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer impulsfolge mit einer angenähert statistischen Verteilung der Impulse und gestattet es, die möglichen Zeitintervalle zwischen den Impulsen so zu wählen, daß dieselben größte und kleinste Werte nicht überschreiten.

Gemäß der Erfindung ist bei einer derartigen Schaltungsanordnung ein Wellenformgenerator vorgesehen, der eine Wechselspannung konstanter Amplitude abgibt mit einer konstanten Gleichstromkomponente, die größer ist als die halbe Amplitude der Wechselspannung; die Anordnung weist ferner einen ersten und zweiten Kondensator, eine erste und zweite je ein Relais enthaltende Entladevorrichtung sowie einen ersten und zweiten Umschalter auf, wobei der erste Umschalter abwechselnd den ersten Kondensator mit dem Generator und der ersten Entladevorrichtung verbindet und der zweite Umschalter den zweiten Kondensator im umgekehrten Sinne mit dem Generator und der Entladevorrichtung verbindet, so daß nur einer der beiden Kondensatoren zur selben Zeit mit dem Generator verbunden ist, und wobei das der ersten Entladevorrichtung zugeordnete Relais den zweiten Umschalter und das der zweiten Entladevorrichtung zugeordnete Relais den ersten Umschalter dann betätigt, wenn die zugehörigen Kondensatoren eine bestimmte untere Spannung erreicht haben.

Vorzugsweise sind die die Relais enthaltenden Entladungskreise so ausgelegt, daß jeder Kondensator sich zeitlinear entlädt.

Die Frequenz des Wellenformgenerators kann in beliebiger Weise geändert werden, vorzugsweise dadurch, daß mehrere feste Frequenzen zur Verfügung stehen und daß diese Frequenzen synchron mit dem Schaltvorgang ausgewählt werden.

Die Wellenform ist vorzugsweise dreieckförmig, es können jedoch auch andere Wellenformen, beispielsweise eine Sinuswellenform, Anwendung finden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Schaltanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 und 4 zeigen mehrere Kurven, aus denen die Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer

Impulsfolge mit einer angenähert statistischen

Verteilung der Impulse

Anmelder:
Courtaulds Limited, London

Vertreter: Dr. A. Marck, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Roseggerstr. 3

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 21. November 1958 (Nr. Br. 37 489/58)

Bernard Stuart Baker, London,
ist als Erfinder genannt worden

prinzipielle Wirkungsweise der Schaltanordnung gemäß der Erfindung zu ersehen ist;

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung;

Fig. 5 zeigt eine Abänderung eines Teiles der Schaltanordnung nach Fig. 3, und

Fig. 6 ist ein Wahrscheinlichkeitsdiagramm.

In Fig. 1 speist ein Generator 1, dessen Frequenz durch einen veränderbaren Eingangsparameter 8 steuerbar ist und der z. B. eine Dreieckwellenform erzeugt, die über einen Schalter 2 an einen Kondensator 3 angelegt wird, derart, daß das Potential des Kondensators sich mit der Spannung der Wellenform ändert. Wenn der Schalter 2 umgelegt wird, wird der Kondensator vom Generator 1 getrennt und an eine ein Relais enthaltende Entladevorrichtung 4 gelegt, durch die der Kondensator 3 sich zeitlinear entladen kann. Wenn das Kondensatorpotential einen bestimmten Wert erreicht, spricht das Relais in der Entladevorrichtung 4 an.

Eine völlig entsprechend aufgebaute Schaltanordnung aus Umschalter 5, Kondensator 6 und einer ein Relais enthaltenden Entladevorrichtung 7 ist parallel zu obiger Schaltung gelegt; die Anordnung ist so gewählt, daß beim Entladen des einen Kondensators dem anderen die Wellenform aufgegeben wird, wobei die Betätigung der Schalter 2 und 5 durch die Relais in den Entladevorrichtungen 7 bzw. 4 bei deren Erregung oder Entregung gesteuert wird.

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Die Wirkungsweise dieser Schaltung läßt sich am male Periode der Wellenform kleiner als At_min zu

besten bei Betrachtung der Fig. 2 ersehen. Diagramm 1 wählen.

zeigt die vom Generator 1 erzeugte Wellenform (es Eine Schaltung zur Erzeugung mehrerer Folgen

wird konstante Frequenz angenommen). Die beiden wahllos verteilter Impulse zur gleichzeitigen Steuerung

Diagramme 2 und 3 sind die Spannungs-Zeit-Kurven 5 von mehreren Veränderlichen läßt sich aus der

der beiden Kondensatoren 3 und 6 im gleichen Maß- Grundschaltung aufbauen.

stab wie Kurve 1. Die Gerade F₄ in der graphischen Im folgenden wird nun unter Bezugnahme auf

Darstellung 2 ist die voreingestellte Betriebsspannung, Fig. 3 und 4 eine vielseitigere Schaltung beschrieben,

bei der das Relais in der Entladevorrichtung 4, und die eine Signalfolge zur Steuerung der Dicke, der

die Gerade V₇ in der graphischen Darstellung 3 ist io Länge und des Abstandes der Noppen in einem

die voreingestellte Betriebsspannung, bei der das Textilgewebe erzeugt.

Relais in der Entladevorrichtung 7 anspricht. Die ge- Nach Fig. 3 weist diese Schaltung drei Generatoren wünschte Impulsfolge entsteht durch die aufeinander- 20, 21 und 22 auf, die sämtlich eine Dreieckwellenfolgenden Schaltungen der Relais. Die resultierende form erzeugen. Die vom Generator 20 gelieferte Impulsfolge in den völlig wahllosen Zeitabständen J t 15 Wellenform wird über Umschalter 23 und 29 den ist für sich nochmals klar im letzten Diagramm 4 dar- Kondensatoren 26 und 27 zugeführt. Die Umschalter gestellt. 23 und 29 werden durch Erregen und Entregen der

Aus den Schaubildern 2 und 3 läßt sich erkennen, Relais in den Entladevorrichtungen 25 und 24 in derdaß das Potential des jeweils mit dem Generator 1 selben Weise, wie dies in Zusammenhang mit Fig. 1 verbundenen Kondensators der Wellenform folgt und 20 beschrieben ist, gesteuert. Die Kondensatoren 36 und daß der Kondensator nach dem Abtrennen vom Gene- 31 liegen über den Umschaltern 30 und 32 zwischen rator sich zeitlinear entlädt. Generator 21 und der ein Relais enthaltenden EntWenn nun die größten und die kleinsten Werte der ladevorrichtung 28. Die Umschalter 30 und 32 werden Wellenformspannung konstant gehalten werden, so in Abhängigkeit von der Erregung und Entregung der folgt der größtmögliche Wert für At (At_max), wenn 25 Relais in den Entladevorrichtungen 24 und 25 beeiner der beiden Kondensatoren auf die größte Span- tätigt. Der Umschalter 34 verbindet den Kondensator nung der Wellenform geladen worden ist, und der 33 abwechselnd mit dem Generator 22 und über den kleinstmögliche Wert für J t (A t_mln) folgt, wenn einer Umschalter 35 mit der Leitung 37. Die Umschalter der beiden Kondensatoren sich auf die kleinste Span- 34 und 35 arbeiten in entgegengesetztem Schaltungsnung der Wellenform entladen hat. 30 sinn und werden durch das Relais in der Entladevor-

Benutzt man nun eine Dreieckwellenform von kon- richtung 28 gesteuert. Der Leitung 40 wird eine

stanter maximaler und minimaler Spannung und Ent- Grundspannung S₀ aufgegeben. Die Leitung 37 führt

ladevorrichtungen, die eine zeitlineare Entladung der zum Betätigungsmechanismus einer üblichen, die

Kondensatoren 3 und 6 bewirken, so ergibt sich mit Noppen erzeugenden Einrichtung, die nicht dargestellt

großer Wahrscheinlichkeit, daß jedes Schaltintervall 35 ist. Die verschiedenen Zwischenverbindungen der

im Bereich lt_mux bis At_min auftreten wird. Trägt man Relais und Umschalter sind gestrichelt dargestellt,

die Wahrscheinlichkeiten W des Eintretens eines Die Steuerung des an die Leitung 37 angeschlosse-

jeden A t als Ordinatenwerte und die A t als Abszissen- nen Betätigungsmechanismus erfolgt durch eine Si-

werte auf, so ergibt sich die Rechteckkurve gemäß gnalfolge in der in Fig. 4 gezeigten Weise. Die Signal-

Fig. 6, d. h., die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten 40 folge besteht aus einer Reihe von Spannungsimpulsen,

eines jeden A t ist dieselbe. so daß die Dicke der Noppe durch die Höhe S eines

Obwohl die Verwendung einer konstanten Frequenz jeden Impulses, die Länge der Noppe durch die die wesentlichen Merkmale der Erfindung gut ver- Dauer 1 des Impulses und der Abstand zwischen aufanschaulicht, so kann unter diesen Betriebsbedingungen einanderf olgenden Noppen durch den seitlichen Abeine besonders unglückliche Wahl der Stromkreis- 45 stand« zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen gekomponenten doch noch dazu führen, daß sich eine steuert wird.

Folge von Vorgängen nach ziemlich kurzen Inter- Die Folge der Vorgänge zur Erzeugung einer Imvallen wiederholt. Deshalb ist vorzugsweise vorgesehen, pulsfolge gemäß Fig. 4, bei der S, 1 und α jeweils in daß die Frequenz der Wellenform von Zeit zu Zeit unregelmäßiger Weise sich innerhalb bestimmter dadurch geändert werden kann, daß eine Reihe von 50 Grenzen ändern, wird im folgenden erläutert:
festen Frequenzen für den Oszillator zur Verfügung Es sei angenommen, daß die Umschalter ihre gestehen, die der Reihe nach erzeugt werden können. zeichneten Stellungen einnehmen, so daß der Konden-Die Gesamtkurvenform nach Fig. 6 wird durch die sator 26 sich über die Vorrichtung 24 entlädt und daß Wahl dieser verschiedenen Frequenzen oder durch im Zeitpunkt t₀ (Fig. 4) das Relais in der Vorrichtung die Folge, in der sie ausgewählt werden, nicht be- 55 24 die Schalter 29 und 30 umlegt, somit die Relais in einfiußt. den Entladevorrichtungen 25 und 28 erregt und da-

Hingegen ändert sich die in Fig. 6 gezeigte Wahr- durch den Kondensator 33 an die Leitung 37 legt. Die

scheinlichkeitskurve, wenn die Gestalt der erzeugten Bezugsspannung S₀ in Leitung 37 erhöht sich daher

Wellenform (dreieckförmig oder sinusförmig) ge- auf die Spannung S₁, auf die der Kondensator 33

ändert wird. Um zu verhüten, daß beim Umschalten 60 durch den Generator 22 im Zeitpunkt der Betätigung

von einer Frequenz zur anderen Verzerrungen der des Umschalters 34 gebracht worden war. Diese

Wellenform die Form der Wahrscheinlichkeitskurve Spannung S₁ bestimmt die Dicke der erzeugten Noppe,

gemäß Fig. 6 verändern, erfolgt die Wahl der Fre- Die Kondensatoren 36 und 27 entladen sich weiter

quenzen vorzugsweise synchron mit der Schaltung der über ihre entsprechenden Entladevorrichtungen. Im

Relais. 65 Zeitpunkt t_x hat das Potential des Kondensators 36

Um die Möglichkeit einer systematischen Ver- den zur Betätigung- des Relais in der Vorrichtung 28

kürzung oder Verlängerung der aufeinanderfolgenden vorbestimmten Wert erreicht, und die Umschalter 34

Ji-Werte zu unterbinden, empfiehlt es sich, die maxi- und 35 kehren daher in ihre dargestellten Stellungen

zurück, wodurch die Spannung in Leitung 37 wieder auf S₀ fällt. Die Dauer 1 des Impulses wird somit durch die Betätigung des Relais in der Entladevorrichtung 28 bestimmt.

Der Kondensator 27 entlädt sich weiter über die Vorrichtung 25, bis im Zeitpunkt t₂ das Relais der Vorrichtung 25 die Umschalter 23 und 32 in ihre dargestellten Stellungen zurücklegt und damit die Relais in den Entladevorrichtungen 24 und 28 erregt, so daß ein neuer Spannungsimpuls in der Leitung 37 erscheint.

Der Generator 22 kann auch weggelassen werden, wenn die Grundspannung für die Leitung 37 vom Generator 21 bezogen wird. Um einen dauernden funktionellen Zusammenhang zwischen der Dicke und der Länge der Noppen zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Steuerspannung zur Festlegung der Höhe S des Impulses zu einer anderen Zeit von der Spannung abzunehmen, die die Länge der Noppe bestimmt. In der Praxis ist es vorteilhaft, das Potential S am Ende eines jeden Steuerimpulses abzunehmen, was die Verwendung einer Speicherschaltung nötig macht, wie sie etwa in Fig. 5 dargestellt ist.

Das Relais 28 steuert den Umschalter 34, wie oben beschrieben, und verbindet den Kondensator 33 mit dem Generator 21. Die Ausgangsleitung 37 ist mit einem Kondensator 38 verbunden, der die Spannung speichert, die vom Generator 21 über den Kondensator 33 abgenommen worden ist. Die Ausgangsleitung nimmt keinen Strom vom Kondensator 38 auf. ; Somit werden der Kondensator 33 und der Umschalter 34 nur zur Übertragung einer Spannung vom Generator 21 zum Kondensator 38 am Ende eines jeden Steuerimpulses verwendet.

Um eine Verringerung der Steuerspannung infolge Verteilung der Ladung zwischen den Kondensatoren 33 und 38 zu verhindern, kann, wie in der Zeichnung dargestellt, eine Pufferverstärkungsstufe 39 vorgesehen werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Impulsfolge mit einer angenähert statistischen Verteilung der Impulse, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Wellenformgenerator (1) vorgesehen ist, der eine Wechselspannung konstanter Amplitude abgibt mit einer konstanten Gleichstromkomponente, die größer ist als die halbe Amplitude der Wechselspannung, daß die Anordnung ferner einen ersten und zweiten Kondensator (3, 6), eine erste und zweite je ein Relais enthaltende Entladevorrichtung (4, 7) sowie einen ersten und zweiten Umschalter (2, 5) aufweist, wobei der erste Umschalter (2) abwechselnd den ersten Kondensator (3) mit dem Generator (1) und der ersten Entladevorrichtung (4) verbindet und der zweite Umschalter (5) den zweiten Kondensator (6) im umgekehrten Sinne mit dem Generator (1) und der Entladevorrichtung (7) verbindet, so daß nur einer der beiden Kondensatoren (3) zur selben Zeit mit dem Generator verbunden ist, und wobei das der ersten Entladevorrichtung (4) zugeordnete Relais den zweiten Umschalter (5) und das der zweiten Entladevorrichtung (7) zugeordnete Relais den ersten Umschalter (2) dann betätigt, wenn die zugehörigen Kondensatoren eine bestimmte untere Spannung erreicht haben.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung der Kondensatoren zeitlinear erfolgt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (1) Wechselspannungen abgibt, die unterschiedliche, bestimmte Frequenzen aufweisen, und daß die Frequenzen nacheinander in Synchronismus mit den Schaltvorgängen der Relais eingeschaltet werden.

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (1) eine dreieckförmige Wellenform abgibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 958 933;

Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 022 637,
1040110, 1024565;

»Fortschritte der Radiotechnik« vonH. Richter, 12. Jahrgang, 1950/51, Supplementband, S. 70.'

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen