DE2240414A1

DE2240414A1 - Rechteckwellengenerator mit veraenderlichem frequenzausgang

Info

Publication number: DE2240414A1
Application number: DE19722240414
Authority: DE
Inventors: Gerald Keith Knight
Original assignee: British Hovercraft Corp Ltd
Current assignee: British Hovercraft Corp Ltd
Priority date: 1971-10-13
Filing date: 1972-08-17
Publication date: 1973-05-03
Also published as: FR2157323A5; CA966558A; GB1395899A; JPS4847750A

Description

BRITISH HOVERCRAFT CORPORATION LIMITED, of Yeovil, Somerset,

"Rechteckwellenqenerator mit veränderlichem Frequenzausgana"

Die Erfindung bezieht sich auf Rechteckwellengeneratoren mit veränderlichem Frequenzausgang und insbesondere auf deren Anxtfendung für die Geschwindigkeitssteuerung und die Auswahl gewünschter Geschwindigkeitsabgaben, die exakt aiif der konstanten, gewählten Geschwindigkeit bleiben _o

Ein Beispiel für Einrichtungen, bei denen ein Antrieb genau konstante Geschwindigkeit erforderlich ist, ist die Aufzeichnung eines Registriergerätes. Der überwiegende Teil der zur Verfügung stehenden Registriergeräte verwendet einen Synchronmotorantrieb .mit fest vorgegebener Drehzahl, die Genauigkeit der Drehzahl eines Synchronmotors hängt jedoch von der Stabilität der elektrischen Speisefrequenz, mit der der Motor angetrieben ist, ab; da bei den meisten Speisenetzen die Frequenz bekanntlich schwankt, muß eine Zeitmarke auf dem Diagramm vorgesehen werden_o Es ist bei Registriergeräten auch erforderlich, daß die Bewegungsgeschwin· digkeit des Diagramms von einer exakten Drehzahl zur anderen

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ORIGfNAL INSPECTED

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geändert wird; diese Forderung wird üblicherweise durchs. Verwendung M^es mechanischen Getriebe-. Tfii.!l>„ Es ergibt .steh derhalb eine Beschränkung für die wählbarer Geschwindigkeiten, wenn nicht ein kompliziertes Getriebe mit veränderlicher Drehzahl verwendet wird. Vorstehend i st beispielsweise auf ein Registrj ergerät bezug genommen worden, dir Erfindung ist jedoch nicht auf Registriergeräte beschränkt und kann für bellebia^ an dere Einrichtungen verwendet werden, bei denen ein Antrieb konstanter Geschwindigkeit bzw. konstanter Drehzahl oder aber eine Auswahl von Geschwindigkeiten bzv/. Drehzahlen über einen Antrieb erforderlich , ohne daß die Getriebeanordnungen notwendig werden.

Es ist bekannt, daß Frequenzänderungen in der Speisung eines Synchronmotors die Drehzahl dieses Motors verändern, so daß bei einer unbegrenzt veränderlichen Frequenz, die mit einer ausgewählten, auf die Drehzahl bezogene Frequenz stabilisiert werden kann, jede gewünschte konstante Drehzahl am Motorausgang erhalten werden kann.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein Rechteckwellengenerator mit veränderlichem Frequenzausgang einen Oszillator mit eingeprägter Frequenz, eine Vielzahl von Auswahl schaltern und eine Zähl-Abfühl schal tung auf v/eist, wobei, der Oszillator mit eingeprägter Frequenz reversible Synchronzähler speist, und wobei der veränderliche Frequenzausgang, dessen Frequenz auf den Auswahlschaltern ausgewählfc wird, aus der Zähl-Abfühlschaltunq entnommen wird.

Gemäß weiterer Erfindung wird ein Rechteckwellengernerator mit veränderlichem Frequenzausgang -vorgeschlagen, der als Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsteuerung verwendbar ist.

Nachstehend wird die Erfindxmg i.n Verbindung mit der Zeichnuna ?»nhan^ eines Ausführüngsbeispiele? erläutert, das ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung darstellt.

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Eine Vielzahl synchrone^, binärcodie^ter Dezimalzähler Il weisen jevte'ils zwei. Eingänge 12 auf, von denen einer aus einem NAND-Gatter IF zum Aufwärtszähl en und der andere aus einem NAND-Gatter 16 zum Abwärtszählen stammt. Die beiden NAND-Gatter 15 und 16, die den Ausgang eines PaktgebeiS 14 gattern>werden aus dem Ausgang eines bistabilen Elementes 26 gesteuert, auf das nachstehend τη?*ττ eingegangen wird.

Die Vielzahl von binärcodierten Dezimalzählern 11 rind in Ka^kari» geschaltet und jeder Zähler v;ei st· vier'Ausgänge 13 auf, die ir binärc^dierter Dezim^lform vorliegen. Eine Vielzahl ^rron Dezimaldeccdierern 17 und zwar jeweils einer für jed^n Zähler 11,

aus dem zugeordneten Zähler mit den VierZählerausgängen ei st. Jede¹" Dezimalcode, erer 17 besitzt 10 Ausgänge, die aus

Decodierer in eine Aur-wählschalteranordnung IB vom Dekaden— eingeführt werden,und zwer jeweils ^ine Schalteranordmjng IR

ipden Decodierer 17, wobei ein Ausqana des Decodierer? in zehn ■ '

der Pfade 0-9 der Dekadenschalt^rs eingeführt werden.

Π·? e Nullen aus jedem Dekadenschalter 18 werden dur^h Inverter "■i.nvor-tiert und in ein erstes Gatter 20. eingeführt. Auch die A'.i"r;anqe aus den .Schleifern 21 der DekadenFchalter 18 wurden Inverter 22 invertiert und in ein zweiter: Gatter 23 eingefüht.

Die Ausiänne der er et er und >.w^oJi ten Grtt^i" 20 und 23 werden in ein cVi-hter: Gatter 24 eingeführt, dessen Ausgang über ein monostabilen Element 25 geführt wird, dessen Ausgann einem bistn^ilen Element 26 zuneführ+ wirn. Dadurch, daß der Ausgang dos r.-ittors 24 über das monor.tabTle Element 25 in das bistabile t ?6 neführt vn'^d, wird die Interferenz verringert.

bei don Aufgänge des bistabilen Elementen 26 wird in pin NAND-Gatter 28 und '^r ander-e in ein weiteres hiptabiles E] pTfinnf 27 οίγπαγ."^¹' r-i", der^n /tisr'än^P' ^ip erste Phar;p und Hie iiinorfipv.j-p _ov._r4.^ Ph a "^ d^¹- M^t"- r da i~^t ell P^-H, w^lch^⁰ ?ijim An-

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Β/π 7493 -4- 14. Aug. 1972 W/g

tr±oh eipps Inverters für die Erzeugung einer 115V-Wechsels^an^ung verwendet wird, um einen Zweiphasen-Synchronmotor anzuteLben. Weder der Inverter noch der Motor sind in der Zeichnung dargestellt.

eile Ausgänge aus dem ersten bistabilen Element 26 werden NAND-Gattern 15 und 16 zur Steuerung des Schaltens für das Avi-Tv.'ärtszählen oder das Abwärtszählen eingeführt.

r Ausgang der zweiten. Phase wird dadurch erhalten, daß die NAND-Funktion eines Ausganges der b#iden bistabilen Elemente 26 und 27_f der durch das NAND-Gatter 28 erzeugt wir^H, mit der NAND-Funktion des zweiten Ausganges der beiden bistabilen EIe-* "innte 26 und 27, der durch das NAND-Gatter 29 erzeugt wird, kombiniert wird, wobei die Ausgänge der beiden Gatter 2R und 29 einem weiteren NAND-ßatter 30 auflegeben werden, dessen Aurgang durch den Inverter 31 invertiert wird,^w9urch ein Ausgang der zweiten Phase und der invertierten zweiten Phare gebildet wird.

Die Ausgänge der ersten und zweiten Phase weisen die gleiche Pr^guenz auf, und zwar dadurch bedingt, daß die erste Phase aus dem zweiten bistabilen Element 27 erhalten wird» Wenn ein Ausgang der doppelten vorgewählten Frequenz als zusStzliche Einspeisung erforderlich ist, kann dies aus dem ersten bistabilen Element 26 erhalten werden·

Damit gewährleistet ist, daß die Zählr- und die beiden bistabil len Elemente 26 und 27 jedesmal dann richtig rückgeretzt wer·» den, wenn der Frequenzänderungsgenerator angeschaltet ist, ist ©ine Anfangseinsteilschaltung vorgesehen, die ein NAND-Gatter und den Zeitkonstanten-Eingang aufweist, wobei der Aiisgang des Gattern 3? jeden der Zähler 11 und den beiden bistabilen Element ten 26 und 27 aufgegeben wird, ..

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Β/ρ 7493 -5- 14. Aug. 197? W/g

Die Gleirhstromeinspeisungen für den R'-chteckwellengen^rato¹-werden aus dem Net?, umgeformt uric* für "dreiLeiter stabilisiert;

Io 1? Volt-Gleichspannung für den Taktgeber,

2. 5 VoIt-Gleichsnannung für allo logischen Elemente, 3ο 38 VoI t-Gleirhsnannung für die Invertersteuerunnen, dir» ihrerseits d^n Zweiphasen-Synchronmotor von 115 V-Wor-bselspannung antreiben.

Vorstehende Angaben sind für die spezielle Schaltiang gem"ß vorliegender Erfindimg bestimmt, es können jodoch andere rtibilisierte Gleichspannungen für unterschiedliche Arten von logischen Elementen, Invertern, Taktgebern, Zählern und Decodierern erforderlich werden.

Im Betrieb wird die gewünschte Frequenz auf den Auswahl schaltanordnungen ausgewählt, und die elektrische Ei nspeisiino ?,um Antrieb wird zusammen mit dem Taktgeber eingeschaltet. Wenn die Einrichtung eingeschaltet 'ist, läuft der Taktgeber kontinuierlich und die Anfanqsoinstellschaltung gewährleistet, daß die ZählrichtungsschaltuVig ein Vorwärts zähl en der Zähler durchführt.

Die Zählunq wird fortgesetzt, bis der Zählwert,der auf den AuswnHlschalteranordnungen 18 gewählt worden ist, erreicht ist. Ist der vorgewählte Zählwert erreicht, reversiert die Zähl-Abfühlschn"¹ tung, die Inverter 19 und 22 sowie NAND-Gatter 2^,23 und 24 aufweist, die Zählrichtimg über die Zählrichtungsschaltiang, die die NAND-Gatter 15 und 16 enthält, so daß die Dezimalzählnr rückwärts zählen. Die Zähl-Abfühlschaltung registriert dann, wenn ein Zählwert von null erreicht worden ist, und reversiert die Dezimalzähler, so daß diese wieder vorwärtszählen, wobei das zykltche Aufwärts- und Abwärtszählen kontinuierlich fortgesetzt wird, bis die Energie abgeschaltet wird.

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Β/ρ 7493 -6- 14. Aug. 1972 W/g

Im Falle des dargestellten und erläuterten Ausführungsbeispi ■^ind vier Auswahl schalter vom Dekadentyp vorgesehen i es kann jedoch jede beliebige Anzahl verv/endet wurden, um die Unterscheidung von newünschten Freguen?;en zu erzielen. Dar Zählen ist auch nicht auf dek^derartige Zähler beschränkt, beispielsweise können auch Merkode-Zähler verwendet werden. Desweiteren ist die Erfindung nicht auf eine Eirrichtuna zur Steuerung von Antri°bsgeschwindigkei ten beschränkt, säs knnn vielmehr auch für jed^ ^rndere Einrichtung verwendet werden, bei der selektive digitale Freqnensen erforderlich sind.

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Claims

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P aten tansnrüche

Iß Rechteckwellenge^nerator mit veränderlichem Frequenzaüsganq, gekennzeichnet durch, einen Oszillator (14) mit eingeprägter Frequenz, Auswahlschaltern (18) und einer Zähl-Abfühlschaltung (19-25), wobei der Oszillator (14) reversible Synchronzähler speist, und wobei der Ausgang veränderlicher Frequenz, dessen Frequenz an den Auswählschaltern (IR) oevählt wird, au? der Zähl-Abfühlschaltung entnommen wird.

2ο Rechteckwellengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reversiblen Synchronzähler (11,17) durch eine Zählrichtungsvorrichtung reversierbar sind.

3. Rechteckvjellengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reversiblen Synchronzähler (11,17) eine Vielzahl von Sätzen von logischen Zählern (11) und logischen Decodierer« (17) aufweisen.

4. Rechteckwellengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswählschäter (IB) Dekaden-Schalter sind.

5. Rechteckwellengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähl-Abfühlschaltüng logische Gatter (20, 23,24) und logische Inverter (19,22) aufweist.

6. Rechteckwellengenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennaächnet, daß die Zählrichtungsvorrichtung logische Gatter (15,16) aufweist, die aus einem bistabilen Element (26) steuerbar sind.

7. Rechteckwollengenerator nach Anspruch 6,¹ dadurch gekennzeichnet, daß das bistabile Element (26) eine Phasenausgangseinrichtung'' (27-31) speist.

8. Rer-hteckwrii lengenerator nach Anspruch 7, dadurch geVenn-

daß die Phasenausgangscinrichtung ein weiterer bista-

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Mies Element (27), logische Gatter (28, 19, 30) und einen Inverter (31) aufweist»

9. Rechteckwellengenerator nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere bistabile Element (27) einen ersten Phasenausgang erzeugt, und daß das bistabile Element (26), das bistabile Element (27), die logischen Gattfr <28, 29,30) und der Inverter (31) einen zweiten Phasenausgang erzeugen. ■ '; ^: ■■.,.' ■ ^! '''■■';,.'

10. Rechteckwellengenerator nach Anspruch 1 oder einem der Vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anfangs- : einstellschaltung.

11. Rechteckwellengenerator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangs-Einstellschaltung ein logisches Gatter (32) aufweist, das von einem Zeitkonstantenkreis gesteuert wird.

12. Rechteckwellengenerator nach Anspruch 1 oder einem der forstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Änderung der Drehzahl von Synchronmotoren.

13. Rechteckwellengenerator nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Verwendung des Synchronmotors als Konstanidrehzahlantrieb·-für ein Registrierger.lt. ■ ' . ν

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