DE3229772C2

DE3229772C2 - Speicherschaltung zum Speichern eines Analogsignals

Info

Publication number: DE3229772C2
Application number: DE3229772A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Inagi Tokio/Tokyo Azegami
Original assignee: Yokogawa Hokushin Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1981-08-10
Filing date: 1982-08-10
Publication date: 1987-04-30
Also published as: FR2511173A1; JPS6145320B2; US4573142A; JPS5826398A; FR2511173B1; DE3229772A1

Abstract

In einen Speicher (201) werden logische H- und L-Signale in einem zahlenmäßigen Verhältnis eingeschrieben, das der Größe eines Analogsignals entspricht. Der Speicher wird zyklisch ausgelesen, und sein Ausgangssignal wird von einer Glättungsschaltung (204) geglättet, um ein analoges Ausgangssignal zu erhalten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Speicherschaltung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
In industriellen Instrumenten beispielsweise werden verschiedene verarbeitende Größen wie z. B. Durchflußmenge, Druck, Fehler u. dgl., jeweils gemessen, und der Meßwert sowie dessen zugeordneter Sollwert werden an einen anzeigenden Regler gegeben, der eine sog. Proportional-, Integral- und Differential-Operation durchführt, um von der Abweichung zwischen gemessenem und Sollwert Proportional-, Integral- und Differentialwerte zu erhalten, und der Regler gibt ein Stellsignal ab, durch welches das Öffnen eines Ventils, einer Brennstoffquelle o. dgl. derart geregelt wird, daß die verarbeiteten Größen dem Sollwert folgen. Bei dem erwähnten Stellsignal handelt es sich für gewöhnlich um ein Analogsignal. In jüngster Zeit wurden anzeigende Regler verwendet, bei denen ein Mikrocomputer zum Einsatz gelangt. Bei diesen Reglern liegt das Ausgangssignal in digitaler Form vor, und es wird von einem D/A- Umsetzer in Analogform gebracht. Um den Mikrocomputer und den D/A-Umsetzer auch für andere Verarbeitungszwecke verwenden zu können, wird das berechnete Stellsignal in ein Analogsignal umgesetzt, welches in einer Abtast- und Halteschaltung gehalten wird. Das Ausgangssignal der Abtast- und Halteschaltung wird als Stellsignal verwendet.

Eine herkömmliche Abtast- und Halteschaltung besteht aus einem Haltekondensator und einem Ausgangspuffer. Um Schwankungen des analogen Ausgangssignals zu vermeiden, ist es notwendig, daß der Haltekondensator einen nur geringen Leckstrom aufweist und daß der Ausgangspuffer eine extrem hohe Impedanz besitzt.

Da die Herabsetzung des Leckstroms und die Vergrößerung der Eingangsimpedenz unvermeidlich beschränkt sind, läßt sich bei über längere Zeit erfolgendem Betrieb nicht vermeiden, daß das abgetastete Ausgangssignal Schwankungen unterworfen ist. Es ist auch möglich, eine Anordnung zu schaffen, die diese Ausgangssignalschwankung, d.h., die sog. Drift, mittels eines Mikrocomputers erfaßt und ein digitales Stellsignal derart erzeugt, daß die Drift kompensiert wird. Wenn der Mikrocomputer jedoch nicht in Betrieb ist, läßt sich die Drift nicht vermeiden. Das heißt: wenngleich diese Art von Gerät in der Lage ist, nicht nur von dem anzeigenden Regler automatisch ein Stellsignal abzuleiten, sondern auch ein Stellsignal durch manuelle Betätigung bereitzustellen, so läßt sich nicht vermeiden, daß das Ausgangssignal während der manuellen Betätigung einer Drift unterworfen ist. Die obigen Gesichtspunkte treffen allgemein auf die Erzeugung eines Analogsignals ebenso wie auf den anzeigenden Regler zu.

Eine Speicherschaltung der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 25 07 655 bekannt. Diese bekannte Speicherschaltung besitzt zwei Frequenzteiler, die dasselbe Teilungsverhältnis besitzen. Die Ausgänge dieser Frequenzteiler sind an den Setzeingang bzw. an den Rücksetzeingang des als Flipflop ausgebildeten Speichers angeschlossen. Da die beiden von den Frequenzteilern abgegebenen Ausgangssignale eine unterschiedliche Phasenlage besitzen, ist das Flipflop entsprechend dieser Phasenlage mehr oder weniger lange eingeschaltet. Während es eingeschaltet ist, gelangt sein Ausgangssignal über eine Filterschaltung auf den Ausgang der Speicherschaltung. Die Schreibeinrichtung ist bei der bekannten Speicherschaltung also in Form von Frequenzteilern ausgebildet, die in den als Flipflop ausgebildeten Speicher einen Wert einschreiben, indem sie das Flipflop setzen bzw. zurücksetzen. Das am Ausgang der Speicherschaltung gewonnene Signal wird mit einem Eingangs-Analogsignal verglichen. Je nach dem, welches dieser beiden Signale größer ist, wird der eine oder der andere Frequenzteiler verstellt, so daß sich die Phasenlage zwischen den beiden Frequenzteilern und somit das von der Dauer des Setzzustands des Flipflops abhängige Tastverhältnis des Ausgangssignals ändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Speicherschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in der Lage ist, über einen langen Zeitraum hinweg ein Analogsignal mit vorgegebener Amplitude zu speichern.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die an die Speicheranordnung angeschlossene Glättungsschaltung sorgt sowohl im Stand der Technik als auch bei der Erfindung für die Erzeugung des gewünschten Analogsignals aus den digitalen Signalen. Beim Stand der Technik ändert sich der logische Zustand des Flipflops 20 jedes Mal dann, wenn einer der als Zähler ausgebildeten Frequenzteiler einen Überlauf erzeugt. Dies geschieht nach jeweils einem Durchlaufen des gesamten Zählbereichs. Erfindungsgemäß kann der kürzeste Zyklus nach zwei aufeinanderfolgenden Datenbits, die aus dem Speicher ausgelesen werden, abgeschlossen sein. Geht man also von dem Wunsch aus, daß ein Analogsignal mit einer gewissen "Glätte" erzeugt wird, und legt man die gleiche Taktfrequenz zugrunde, so benötigt die in der oben erwähnten Druckschrift vorhandene Glättungsschaltung (Filter) eine größere Zeitkonstante als die erfindungsgemäße Glättungsschaltung. Hierin liegt ebenfalls ein Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer herkömmlichen Abtast- und Halteschaltung,
Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Speicherschaltung mit einem Schieberegister als Speicher,
Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Speicherschaltung mit einem RAM als Speicher,
Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Speicherschaltung mit einer automatischen und handbetätigten Schreibeinrichtung,
Fig. 5 ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Speicherschaltung, bei der während des automatischen Schreibbetriebs das Ausgangssignal ohne Durchlaufen des Speichers erhalten wird,
Fig. 6 ein Impulsdiagramm betreffend die automatische Schreibeinrichtung,
Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Speicherschaltung, bei der ein Speicher-Schreibbereich unterteilt ist,
Fig. 8 ein Impulsdiagramm, das den Betrieb der Speicherschaltung gemäß Fig. 7 erläutert,
Fig. 9 ein Diagramm einer bezüglich dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 modifizierten Ausführungsform, bei der als Speicher ein RAM verwendet wird,
Fig. 10 ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Schaltung gemäß Fig. 4 als Ausgangsschaltung eines anzeigenden Reglers verwendet wird,
Fig. 11 ein Schaltungsdiagramm eines herkömmlichen Reglers,
Fig. 12 ein Schaltungsdiagramm einer gegenüber der Schaltung gemäß Fig. 7 modifizierten Ausführungsform, die als Ausgangsschaltung eines Reglers eingesetzt wird,
Fig. 13 ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Schaltung gemäß Fig. 9 als Ausgangsschaltung des Reglers eingesetzt wird und das Ausgangssignal eines Haltekondensators direkt während des automatischen Schreibbetriebs abgegeben wird,
Fig. 14 ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Schaltung gemäß Fig. 5 als Ausgangsschaltung des anzeigenden Reglers eingesetzt wird, und
Fig. 15 ein Schaltungsdiagramm eines speziellen Beispiels des bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 verwendeten Selektors 202.
Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, soll zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine herkömmliche Abtast- und Halteschaltung erläutert werden. Diese Abtast- und Halteschaltung ist in bekannter Weise derart ausgebildet, daß ein an einen Eingangsanschluß 101 gelegtes Analogsignal durch Einschalten eines Abtastschalters 102 für eine kurze Zeitdauer abgetastet wird, der abgetastete Wert in einem Haltekondensator 103 gespeichert und die gespeicherte Spannung an einem Ausgangsanschluß 105 über einen Pufferverstärker 104 abgegriffen wird. Wenn die Abtast- und Halteschaltung den oben erläuterten Aufbau aufweist, ist es, um den in dem Kondensator 103 gespeicherten Spannungswert für längere Zeit aufrechtzuerhalten, notwendig, daß der Kondensator 103 nur sehr kleine Leckströme zuläßt und daß der Pufferverstärker 104 eine ausreichend große Eingangsimpedanz besitzt. Da die Unterdrückung des Leckstroms des Kondensators und die Vergrößerung der Eingangsimpedanz des Verstärkers naturgemäß begrenzt sind, ist es jedoch schwierig, die in dem Kondensator 103 gespeicherte Spannung über längere Zeit hinweg unverändert zu halten.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Speicher 201 vorgesehen, der zyklisch ausgelesen werden kann. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird als Speicher 201 ein Schieberegister verwendet, dessen Ausgang über einen Selektor 202 an die Eingangsseite zurückgeführt ist. Der Inhalt des Speichers 201 wird durch von einem Taktgeber 203 abgegebene Taktimpulse von der letzten Bitstelle Q ₀ aus nacheinander ausgelesen, und die binären Daten jedes so ausgelesenen Bits werden über den Selektor 202 in das Schieberegister 201 in dessen erste Bitstelle zurückgeschrieben. Auf diese Weise werden die in dem Speicher 201 gespeicherten Daten zyklisch ausgelesen. Das so aus dem Speicher 201 ausgelesene Ausgangssignal wird von einer Glättungsschaltung 204 geglättet, wodurch abhängig von dem Verhältnis n ₁/(n ₁ + n ₂) eine Analogspannung regeneriert wird, wobei n ₁ und n ₂ die Zahl der logischen H-Signale bzw. die Zahl der logischen L-Signale der in dem Speicher 201 gespeicherten binären Daten sind. Die von der Glättungsspannung 204 erhaltene Analogspannung gelangt an einen Ausgangsanschluß 206, falls notwendig, über einen Pufferverstärker 205.
Der analoge Spannungswert am Ausgangsanschluß 206 kann dadurch geändert werden, daß das zahlenmäßige Verhältnis zwischen den logischen H- und L-Signalen in dem Speicher 201 geändert wird. Hierzu wird beispielsweise eine Schreibeinrichtung 207 verwendet. Diese Schreibeinrichtung 207 enthält einen Schalter 208der normalerweise eine neutrale Stellung einnimmt, eine Spannungsquelle 211 und Spannungsteilerwiderstände R ₁ und R ₂. Wenn der Schalter 201 an den Kontakt U gelegt wird, wird ein logisches H-Signal mit einer Spannung E abgegeben, und wenn der Schalter 201 an den anderen Kontakt D gelegt wird, wird am Anschluß 502 ein logisches L-Signal mit der Spannung 0 erhalten. Wenn der Schalter 208 in seiner neutralen Stellung gehalten wird, erhält man eine konstante Teilspannung E · R ₂/(R ₁ + R ₂), die bestimmt ist durch die Spannungsquelle 211 und das Verhältnis der Teilerwiderstände R ₁ und R ₂. Wenn die Widerstandswerte der Widerstände R ₁ und R ₂ beispielsweise gleich sind, wird eine Spannung E/2 erzeugt. Durch Anlegen des Schalters 208 an den Kontakt U gelangt ein logisches H-Signal über den Selektor 202 an den Speicher 201, wo dieses Signal synchron mit den Taktimpulsen eingeschrieben wird, was die Anzahl der logischen H-Signale im Speicher 201 vergrößert. Da die Anzahl von logischen H-Signalen im Speicher 201 ansteigt, steigt der von der Glättungsschaltung 204 abgegriffene analoge Spannungswert in die positive Richtung. Wenn andererseits der Schalter 201 an den Kontakt D gelegt wird, gelangt ein logisches L-Signal über den Selektor 202 an den Speicher 201 und wird dort synchron mit den Taktimpulsen eingeschrieben. Da die Anzahl von logischen L-Signalen im Speicher 201 ansteigt, nimmt die von der Glättungsschaltung 204 erhaltene Analogspannung ab. Wenn der Schalter 208 in der neutralen Stellung gehalten wird, gibt die Schreibeinrichtung 207 eine Spannung E/2 ab, wodurch der Selektor 202 das Ausgangssignal des Speichers 201 auswählt und das Signal in den Speicher 201 einschreibt.
Durch geeignete Betätigung des Schalters 208 kann also die am Ausgangsanschluß 206 erhaltene Analogspannung auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, und durch anschließendes Rücksetzen des Schalters 208 in dessen neutrale Stellung kann der Inhalt des Speichers 201 stets zyklisch ausgelesen werden, wodurch sichergestellt ist, daß sein Ausgangswert ohne Drift halbpermanent gehalten wird. Diese Speicherschaltung kann beispielsweise bei einem Handregler eines Durchflußmengen-Steuerventils oder als Ausgangsschaltung eines Anzeigereglers eingesetzt werden.
Der in der Schaltung gemäß Fig. 2 verwendete Selektor 202 ist beispielsweise in der aus Fig. 15 ersichtlichen Weise ausgebildet. Anschlüsse 501, 502 und 503 sind an die Ausgangsseite des Speichers 201, die Ausgangsseite der Schreibeinrichtung 207 bzw. die Eingangsseite des Speichers 201 angeschlossen. Der Selektor 202 enthält einen Fensterkomparator 513 mit Komparatoren 504 und 505, einem UND-Glied 506 sowie Widerständen 507 und 508. Der Fensterkomparator 513 gibt in bekannter Weise nur dann ein logisches H-Signal ab, wenn die ihm vom Anschluß 502 zugeführte Eingangsspannung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Liegt die Eingangsspannung außerhalb des vorgegebenen Bereichs, so gibt der Komparator ein logisches L-Signal ab. Dieser Spannungsbereich hängt ab von den Widerstandswerten der Widerstände 507 und 508 sowie einer an den Anschluß 514 angelegten Spannung V _C. Der Selektor 202 nach dieser Ausführungsform ist so ausgebildet, daß die von der Schreibeinrichtung 207 an den Anschluß 502 gelegte Spannung bei neutraler Stellung des Schalters 208 der Schreibeinrichtung 207 in den erwähnten Spannungsbereich fallen kann. Wenn die logischen H- und L-Pegel beispielsweise 5 bzw. 0 V betragen und bei neutraler Stellung des Schalters 208 eine Spannung von 2,5 V erhalten wird, werden die Spannung V _C sowie die Werte der Widerstände 507 und 508 derart gewählt, daß der erwähnte Spannungsbereich zwischen 1,5 und 3,5 V liegt.
Wenn der Schalter 208 der Schreibeinrichtung 207 in seiner neutralen Stellung ist, bleibt die Spannung am Anschluß 502 innerhalb des erwähnten Spannungsbereichs, und folglich gibt der Fensterkomparator 513 das logische H-Signal ab, um das UND-Glied 509 zu öffnen. Folglich gelangt das vom Speicher 201 an den Anschluß 501 geführte Ausgangssignal über das UND-Glied 509 und ein ODER-Glied 510 an den Anschluß 503 und wird dann in den Speicher 201 gemäß Fig. 2 eingeschrieben, und zwar synchron mit dem Takt. Wenn der Schalter 208 der Schreibeinrichtung 207 an den Kontakt U oder D gelegt wird, wird ein logischer H- oder L-Pegel an den Anschluß 502 gelegt, und der Fensterkomparator 513 erzeugt einen logischen L-Pegel, um das UND-Glied 509 zu sperren, wodurch die vom Ausgang des Speichers 201 zurückgeführten Signale blockiert werden, während an den Anschluß 502 gelegte logische H- und L-Signale über einen Negator 511, ein NOR-Glied 512 und das ODER- Glied 512 an den Anschluß 503 gelangen und dann in den Speicher 201 eingeschrieben werden.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei entsprechende Bauelemente wie in Fig. 2 dieselben Bezugszeichen tragen. Bei dieser Ausführungsform wird als Speicher 201 ein Schreib/Lese-Speicher (RAM) verwendet. Wird ein Schreib/Lese-Speicher verwendet, gelangen die Taktsignale des Taktgebers 203 an einen Adreßzähler 301, dessen Zählerausgang an den Adreßanschluß des Speichers 201 gelegt wird, um den Speicher 201 zwischen seiner ersten und seiner letzten Adresse zyklisch auszulesen. Das aus dem Speicher 201 ausgelesene Signal wird von der Glättungsschaltung 204 geglättet und über den Pufferverstärker 205 an den Ausgangsanschluß 206 gelegt, wie es beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 der Fall ist. An einen Lese/ Schreib-Anschluß R/W des Speichers 201 wird ein gemeinsames Potential, d. h., ein logisches L-Signal über einen Widerstand 302 gelegt und im Lesezustand gehalten.
Die Schreibeinrichtung 207 enthält die Spannungsquelle 211 und den Schalter 208, der sich normalerweise in seiner neutralen Stellung befindet. Durch Verbinden des Schalters 208 mit dem Kontakt U oder D gelangt ein logisches H-Signal von einer Schreibbefehlsignalquelle 304 über einen mit dem Schalter 208 gekoppelten Schalter 303 an den Lese/Schreib-Anschluß R/W, wodurch in den Schreibzustand gewechselt wird. Demzufolge werden von dem Schalter 208 ausgewählte logische H- oder L-Signale in den Speicher 201 eingeschrieben.
Folglich kann auch bei Verwendung eines Schreib/Lese- Speichers als Speicher 201 die dem zahlenmäßigen Verhältnis zwischen den H- und L-Signalen im Speicher entsprechende Analogspannung durch zyklisches Auslesen des Speichers von der Glättungsschaltung 204 erhalten werden. Die Ausgangsspannung der Glättungsschaltung 204 kann dadurch geändert werden daß der Schalter 208 an den Kontakt U oder D gelegt wird, um das zahlenmäßige Verhältnis zwischen den in dem Speicher 201 gespeicherten logischen H- und L-Signalen zu ändern.
Gemäß obiger Beschreibung wird das aus dem Speicher 201ausgelesene Ausgangssignal zwecks Umwandlung in eine Analogspannung von der Glättungsspannung 204 geglättet, jedoch kann beispielsweise im Fall eines impulsgesteuerten Durchflußmengen-Steuerventils das vom Speicher 201 erhaltene Ausgangssignal unverändert verarbeitet werden. Dementsprechend stellt die Glättungsschaltung 204 nicht in jedem Fall ein unerläßliches Merkmal der vorliegenden Erfindung dar.
Aus der obigen Beschreibung ist das grundlegende Konzept der vorliegenden Erfindung und die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ersichtlich.
Während gemäß obiger Beschreibung der Inhalt des Speichers 201 durch Umschalten des Handschalters 208 neu eingeschrieben wird, so besteht auch die Möglichkeit, in dem Speicher 201 auf automatischem Wege die H- und L-Signale in einem zahlenmäßigen Verhältnis zu speichern, das einer analogen Eingangsspannung entspricht.
Fig. 4 zeigt ein solches Ausführungsbeispiel. Durch Verbinden des Betriebsartumschalters 403 mit einem Kontakt M erhält man dieselbe Anordnung wie in Fig. 2, und das Ausgangssignal des Speichers 201 oder der Schreibeinrichtung 207 wird über den Selektor 202 in Abhängigkeit des Zustands des Schalters 208 in den Speicher 201 eingeschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist eine automatische Schreibeinrichtung 401 zusätzlich zu der manuellen Schreibeinrichtung 207 vorgesehen. Die automatische Schreibeinrichtung 401 besteht, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, aus einem Komparator 402, der logische H- oder L-Signale abgibt, und zwar abhängig davon, ob das Potential an seinem nicht invertierenden Eingang (+) höher oder niedriger ist als das Potential an seinem invertierten Eingang (-).
Durch Verbindung des Umschalters 403 mit einem Kontakt A wird das Ausgangssignal der automatischen Schreibeinrichtung 401 synchron mit dem Takt in den Speicher 201 eingeschrieben.
Das Umschalten zwischen automatischer und handbetätigter Schreibeinrichtung 401 bzw. 207 erfolgt durch den Betriebsartumschalter 403 in der erläuterten Weise. Derjenige Zustand, indem der Schalter 403 auf der Seite des Kontakts A gehalten wird, soll nachstehend als automatische Betriebsart gezeichnet werden, wohingegen der Zustand, in dem der Schalter 403 auf der Seite des Kontakts M gehalten wird, als manuelle Betriebsart bezeichnet wird. In der automatischen Betriebsart ist die Ausgangsseite der automatischen Schreibeinrichtung 401 an die Eingangsseite des Speichers 201 angeschlossen. Der nichtinvertierende Eingang (+) des die automatische Schreibeinrichtung 401 bildenden Komparators 402 liegt an einem Analogeingangsanschluß 404, und der invertierte Eingang (-) liegt am Ausgang des Pufferverstärkers 205.
Bei einer so ausgebildeten Schaltung werden in dem Zustand, in dem der Betriebsartumschalter 403 auf der Seite des Kontakts A gehalten wird, logische H-Pegel in einer der dem Eingangsanschluß 404 zugeführten Analogspannung entsprechenden Anzahl laufend zyklisch ausgelesen. Das heißt, das analoge Ausgangssignal am Ausgangsanschluß 206 folgt stets dem am Eingangsanschluß 404 anliegenden Analogsignal, wodurch die logischen H- (oder L-) Signale derart in dem Speicher 201 gespeichert werden, daß Eingang und Ausgang im Gleichgewicht sind.
Im folgenden soll das automatische Einschreiben im einzelnen erläutert werden. Es sei angenommen, daß der Inhalt des Speichers 201 in sämtlichen Bits dem logischen L-Signal entspreche, so daß die geglättete Ausgangsspannung am Pufferverstärker 205 Null ist. Wenn nun eine gewisse positive Spannung an den Eingangsanschluß 404 gelegt wird, gibt die automatische Schreibeinrichtung 401 einen logischen H-Pegel ab. Dieser logische H-Pegel wird in einige Bitstellen des Speichers 201 eingeschrieben, und der Inhalt des Speichers 201 wird ausgelesen, geglättet und dann an den invertierten Eingang des Komparators 402 zurückgeführt.
Wenn die analoge Eingangsspannung am Anschluß 404 kleiner wird als die Ausgangsspannung, erzeugt der Komparator 404 einen logischen L-Pegel. Folglich werden logische L-Signale in einige Bitstellen des Speichers 201 eingeschrieben und die automatische Schreibeinrichtung arbeitet derart, daß die sich aus dem Glätten des Ausgangssignals des Speichers 201 ergebende Spannung annähernd gleich der analogen Eingangsspannung werden kann. Auf diese Weise kann mit der automatischen Schreibeinrichtung 401 eine analoge Größe in Form eines Zahlenverhältnisses der H- und L-Signale im Speicher 201 gehalten werden. Durch Umschalten des Betriebsartumschalters 403 nach Erreichen des erwähnten Gleichgewichts kann der Komparator 402 von dem Speicher 201 getrennt werden. Durch Trennen des Komparators 402 vom Speicher 201 werden die zahlenmäßig der Amplitude des analogen Eingangssignals entsprechenden logischen H- und L-Signale, die im Speicher 201 gespeichert sind, halbpermanent gesichert (unter der Annahme, daß sich der Schalter 208 in der neutralen Stellung befindet), und es ist nicht zu befürchten, daß die gespeicherte Größe einer Drift unterliegt. Weiterhin kann die manuelle Schreibeinrichtung 207durch Umschalten des Betriebsartumschalters 403 an den Speicher 201 angeschlossen werden, und entsprechend dem geänderten Zustand des Handschalters 204 der manuellen Schreibeinrichtung 207 werden H- und L-Pegel selektiv an den Eingang des Speichers 201 gelegt, wodurch die analoge Spannung am Ausgang 206 von Hand erhöht oder vermindert werden kann.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Beispiel der Erfindung, bei dem die Glättungsschaltung 204 an die Eingangsseite des Speichers 201 angeschlossen ist und das geglättete analoge Ausgangssignal an den Ausgangsanschluß 206 und den invertierten Eingang des Komparators 402 gegeben wird. Das heißt, das analoge Eingangssignal gelangt von dem Eingangsanschluß 404 an den nichtinvertierten Eingang (+) des Komparators 402, und in demjenigen Zustand, in dem der Betriebsartumschalter 403 auf der Seite des Kontakts A liegt, ist die Glättungsschaltung 204 an den Ausgang des Komparators 402 angeschlossen, wobei die geglättete Ausgangsgröße an den Ausgangsanschluß 206 gegeben wird. Gleichzeitig gelangt das geglättete Ausgangssignal der Glättungsschaltung 204 an den invertierten Eingang (-) des Komparators 402.
Bei der so ausgebildeten Schaltung werden am Ausgang des Komparators 402 Impulse 601 erzeugt, wie sie z. B. in Fig. 6 dargestellt sind. Die Impulse haben ein Tastverhältnis welches der an den Eingang 404 gelegten Analogspannung entspricht. Das Tastverhältnis D/T der Impulse 601 ist proportional der analogen Eingangsspannung, und die geglättete Spannung wird der analogen Eingangsspannung gleichgemacht. Folglich werden die Impulse 601 vom Komparator 402 an den beispielsweise als Schieberegister ausgebildeten Speicher 201 gegeben, wo sie gespeichert werden. Daher wird bei diesem Beispiel die analoge Eingangsspannung am Anschluß 404 in Form des Tastverhältnisses der Impulse 601 innerhalb des Speichers 201 gespeichert. Eine Änderung der analogen Eingangsspannung am Anschluß 404 verursacht eine Änderung des Tastverhältnisses D/T der Ausgangsimpulse 601 des Komparators 402, wodurch auch das in dem Speicher 201 gespeicherte Tastverhältnis geändert wird. Auf diese Weise werden in dem Speicher 201 stets H- und L-Signale mit einem Tastverhältnis gespeichert, das dem Wert der analogen Eingangsspannung am Anschluß 404 entspricht. Durch Umschalten des Betriebsartumschalters 403 auf den Kontakt M wird ein Einschreiben in den Speicher 201 von außen verhindert, und der zyklisch ausgelesene Speicherinhalt gelangt an den Ausgangsanschluß 206, bei diesem Beispiel über die Glättungsschaltung 204. Die so vom Ausgangsanschluß 206 abgeleitete Analogspannung gleicht der Analogspannung am Anschluß 404, und ihr Wert bleibt unverändert, ohne jemals einer Drift unterworfen zu sein, solange der Speicher 201 von dem Taktgeber 203 getrieben wird. Wenngleich bei diesem Beispiel die manuelle Schreibeinrichtung 207 fortgelassen ist, so kann die Anordnung leicht dahingehend geändert werden, daß, wenn der Betriebsartumschalter 403 für die manuelle Betriebsart M umgelegt wird, die Ausgangsspannung am Ausgangsanschluß 206 durch Verwendung der manuellen Schreibeinrichtung 207 und des in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Selektors 202 geändert wird. In einem solchen Fall, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist die Ausgangsseite des Speichers 201 nicht direkt an den Kontakt M des Umschalters 403 angeschlossen, sondern liegt statt dessen an einem Eingang des Selektors 202, dessen anderer Eingang an den Ausgang der Schreibeinrichtung 207 angeschlossen ist, während der Ausgang des Selektors 202 an den Anschluß des Umschalters 403auf der Seite des Kontakts M angeschlossen ist. Man sieht weiterhin leicht, daß als Speicher 201 auch ein Schreib/Lese-Speicher wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4 und 5 verwendet werden kann.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schreibeinrichtung, bei der der Speicher 201 in mehrere Bereiche unterteilt ist, und es ist eine Einrichtung 701 zum Einschreiben von Daten in jeden Bereich vorgesehen. Die Einrichtung 701 zum Unterteilen der Schreibbereiche kann beispielsweise aus einem ersten und einem zweiten D- Flipflop 702 und 703, einem ersten und zweiten Gatter 704 und 705 sowie einem ODER-Glied 706 bestehen. Bei diesem Beispiel ist der Speicher 201 ein Schieberegister, das von Taktimpulsen 801 getrieben wird, die in Fig. 8A gezeigt sind und von einem Anschluß 707 geliefert werden. Das aus dem Speicher 201 ausgelesene Ausgangssignal gelangt über die Glättungsschaltung 204 und den Pufferverstärker 205 an den Ausgangsanschluß 206, so wie es bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Fall war. Das erste D-Flipflop 702 speichert das Ausgangssignal des Speichers 201 synchron mit dem Takt und schreibt dieses zwischengespeicherte Ausgangssignal wieder dorthin ein. Ein neues Einschreiben in den Speicher 201 erfolgt synchron mit den in Fig. 8C dargestellten Taktimpulsen 803, die von einem Anschluß 709 geliefert werden. Unter der Annahme, daß die Periodendauer T ₂ der Taktimpulse 803 so gewählt wird, daß sie beispielsweise dem 16fachen der Periodendauer T ₁ der Treibertaktimpulse 801 entspricht, erfolgt das Schreiben mit einer Geschwindigkeit von ¹/&sub1;&sub6; der Zirkulationsgeschwindigkeit des Speichers 201. Das heißt, der Speicher 201 wird in Schritten von 16 Bits unterteilt, und in diesen Bereich von 16 Bits wird eine Analoggröße in Form des Tastverhältnisses gespeichert, welches in diesem Beispiel abhängt vom Verhältnis zwischen den logischen H- und L-Signalen.
In jedem Fall gilt, daß, wenn Daten von der automatischen Schreibeinrichtung 401 oder der manuellen Schreibeinrichtung 207 in den Speicher 201 eingeschrieben werden, wenn ein Schreibbefehl die Amplitude des analogen Ausgangssignals erhöhen soll, die Anzahl der logischen H-Signale im Speicher 201 nicht erhöht werden kann, wenn das Einschreiben von logischen H-Signalen lediglich an solchen Bitstellen erfolgt, wo H-Signale gespeichert wurden.
Daher arbeitet die Einrichtung 701 zum Unterteilen in Schreibbereiche so, daß ein Einschreiben von logischen H-Signalen auf der Grundlage eines Schreibbefehls nicht eher erfolgt, als bis aus dem Speicher 201 ein logisches L-Signal ausgelesen wird, und wenn das logische L-Signal ausgelesen ist, wird das logische H-Signal in diejenige Bitposition eingeschrieben, in der zuvor das logische L-Signal gespeichert war. Wenn umgekehrt der Schreibbefehl zu einer Verringerung der Amplitude des analogen Ausgangssignals dienen soll, arbeitet die Einrichtung 701 zum Unterteilen des Schreibbereichs so, daß nur dann ein logisches L-Signal bei Auslesen eines logischen H-Signals aus dem Speicher 201 eingeschrieben werden kann, und zwar in diejenige Stelle, in der zuvor das logische H-Signal gespeichert war.
Dieser Steuervorgang wird in der Hauptsache durch die Gatter 704 und 705 bewerkstelligt. Die Gatter 704 und 705 werden durch das Ausgangssignal entweder der automatischen oder der manuellen Schreibeinrichtung 401 bzw. 207 zum Öffnen und Schließen sowie umgekehrt gesteuert, d. h. in zueinander entgegengesetztem Zustand.
Der eine Eingangsanschluß des Gatters 704 ist an den Ausgangsanschluß &wedgeq; des ersten D-Flipflops 702 angeschlossen, während ein anderer Eingangsanschluß über einen Betriebsartumschalter 403 a an einen Analogsignal- Erhöhungsbefehl gelangt, der von der automatischen oder manuellen Schreibeinrichtung 401 oder 207 abgegeben wird. Weiterhin gelangen die in Fig. 8B gezeigten Taktimpulse 802 an einen weiteren Eingang des Gatters 704. Die Taktimpulse 802 eilen den Taktimpulsen 801 mit einer Phasendifferenz von 90° nach, sie werden von einem Anschluß 708 abgegeben. An einen weiteren Eingang des Gatters 704 gelangt ein Ausgangssignal von einem Ausgang Q des zweiten D-Flipflops 703. Der Ausgang des Gatters 704 führt zu einem Voreinstellanschluß PS des ersten Flipflops 702, er gelangt gleichzeitig über das ODER-Glied 706 an einen Takteingang CK des zweiten D-Flipflops 703.
An einen Eingang des Gatters 705 gelangt das Ausgangssignal eines Ausgangsanschlusses Q des ersten D- Flipflops 702, und an einen weiteren Eingang gelangt über einen Betriebsartumschalter 403 b ein Analogsignal- Verringerungsbefehl von der automatischen oder manuellen Schreibeinrichtung 401 bzw. 207. An einen weiteren Eingang des Gatters 705 gelangt der Taktimpuls 802 vom Anschluß 708. An einen weiteren Eingang des Gatters 705 gelangt das Ausgangssignal von einem Ausgangsanschluß Q des zweiten D-Flipflops 703. Der Ausgang des Gatters 705 steht in Verbindung mit einem Löscheingang CL des ersten D-Flipflops 702 sowie dem Takteingang CK des zweiten D-Flipflops 703, und zwar über das ODER-Glied 706. An den Voreinstellanschluß PS des zweiten D-Flipflops 703 gelangen die in Fig. 8C dargestellten Taktimpulse 803. Die Frequenz der Taktimpulse 803 ist niedriger gewählt als die Frequenzen der oben erwähnten Taktimpulse 801 und 802. Die Taktimpulse 803 werden vom Anschluß 709 geliefert und definieren die Schreibdauer für den Speicher 201.
Die automatische und manuelle Schreibeinrichtung 401 bzw. 207 werden von den Betriebsartumschaltern 403 a und 403 b umgeschaltet. Wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4 und 5 sind die Kontakte A und M jedes Schalters 403 a und 403 b repräsentativ für die automatische bzw. manuelle Betriebsart. Durch Umlegen der Betriebsartumschalter 403 a und 403 b von den Kontakten A für automatischen Betrieb auf die Kontakte M für Handbetrieb wird die den Komparator 402 und den Speicher 201 enthaltende geschlossene Schleife geöffnet, wodurch der Inhalt des Speichers 201 in dem dann vorliegenden Zustand gehalten wird.
Mit der in Fig. 7 dargestellten Anordnung gelangen die Taktimpulse 803 an den Voreinstellanschluß PS des zweiten D-Flipflops 703, um dessen Ausgangsanschluß Q in ein logisches H-Signal umzuwandeln. Durch diese Umkehrung gelangt ein logischer H-Pegel an einen der Eingänge jedes Gatters 704 und 705. Das logische H- Signal vom zweiten D-Flipflop 703 für jedes der Gatter 704 und 705 wirkt als Schreib-Freigabesignal, wodurch die Gatter 704 und 705 in einem Zustand gehalten werden, in welchem sie Ausgangssignale abgeben, wenn andere Bedingungen erfüllt sind. Das Ausgangssignal des Gatters 704 oder 705 gelangt an den Takteingang CK des zweiten D-Flipflops 703. Da ein Datenanschluß D des zweiten D-Flipflops 703 an einen Potentialpunkt eines logischen L-Pegels angeschlossen ist, gelangt der Ausgangsanschluß Q des zweiten D-Flipflops 703 in einen logischen L-Zustand, wenn das Gatter 704 oder 705 einen Impuls mit logischem H-Pegel abgibt. Als Folge werden die Gatter 704 und 705 bis zum nächsten Taktimpuls 803 geschlossen, um einen Schreib-Sperrzustand zu schaffen, in welchem die Daten in dem Speicher 201 nicht neu geschrieben werden.
Die Bedingungen, bei denen das Gatter 704 ein Signal abgibt, sind folgende:

1. Das Ausgangssignal von der automatischen oder manuellen Schreibeinrichtung 401 bzw. 207 hat logischen H- Pegel, d. h., es handelt sich um einen Signalerhöhungsbefehl;
2. das aus dem Speicher 201 ausgelesene Ausgangssignal hat logischen L-Pegel;
3. das zweite D-Flipflop 703 ist gesetzt; und
4. der Taktimpuls 802 liegt an.

Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, gibt das Gatter 704 einen mit dem Taktimpuls 802 synchronisierten Impuls ab, und dieser Ausgangsimpuls stellt das erste D-Flipflop 702 ein, so daß dessen Ausgangsanschluß Q auf logischen H-Pegel invertiert wird. Durch diese Invertierung wird in diejenige Stelle des Speichers 201, in der ein logischer L-Pegel gespeichert war, ein logischer H-Pegel eingeschrieben. Wenn auf diese Weise das Ausgangssignal der automatischen oder manuellen Schreibeinrichtung 401 bzw. 207 im Zustand des Signalerhöhungsbefehls ist, erhöht sich die Anzahl von Bits mit logischem H-Pegel im Speicher 201, wobei dessen Inhalt in der Richtung neu geschrieben wird, in welcher sich die analoge Ausgangsspannung am Anschluß 206 erhöht.
Die Bedingungen, unter denen das Gatter 705 ein Signal abgibt, sind folgende:

1. Das Ausgangssignal der automatischen oder manuellen Schreibeinrichtung 401 bzw. 207 ist ein Signalverringerungsbefehl;
2. das aus dem Speicher 201 ausgelesene Ausgangssignal ist ein logischer H-Pegel;
3. das zweite D-Flipflop 703 ist gesetzt; und
4. der Taktimpuls 802 ist vorhanden.

Wenn diese Bedingungen sämtlich erfüllt sind, erzeugt das Gatter 705 synchron mit dem Taktimpuls 802 einen Impuls, und durch diesen Impuls wird das erste D -Flipflop 702 zurückgesetzt, so daß sich das Signal am Ausgangsanschluß Q in einen logischen L-Pegel invertiert. Durch diese Invertierung wird innerhalb des Speichers 201 in diejenige Bitstelle, wo ein logischer H-Pegel gespeichert war, ein logischer L-Pegel gespeichert, wodurch die Anzahl von Bits mit logischem L-Pegel innerhalb des Speichers 201 erhöht und der Wert der analogen Ausgangsspannung am Anschluß 206 verringert wird.
Fig. 8D bis G veranschaulichen den oben geschilderten Schreibvorgang in der automatischen Schreibbetriebsart, wobei Fig. 8D die aus dem Speicher 201 ausgelesenen Daten 804 veranschaulicht und Fig. 8E ein Analogsignal 805 zeigt, das an den Eingangsanschluß 404 angelegt wird, sowie ein Signal 806, das von der Glättungsschaltung 204 an den Komparator 402 gegeben wird. In Fig. 8E ist das Ausgangssignal 806 der Glättungsschaltung 204 größer als das analoge Eingangssignal 805vor einem Zeitpunkt t ₀. Folglich ist das Ausgangssignal des Komparators 402 ein logischer L-Pegel (der Signalverminderungsbefehl) vor der Zeit t ₀, wie in Fig. 8F gezeigt ist. Fig. 8G zeigt neu eingeschriebene Daten des Speichers 201. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, werden logische L-Signale 807 bitweise in diejenigen Abschnitte eingeschrieben, in denen vor dem Zeitpunkt t ₀ das Auslesesignal 804 des Speichers 201 einen logischen H-Pegel haben. Nach der Zeit t ₀ hat das Ausgangssignal des Komparators 402 einen logischen H- Pegel (der Signalerhöhungsbefehl), und logische H- Signale 808 werden bitweise in diejenigen Stellen eingeschrieben, in denen das Auslesesignal 804 des Speichers 201 einen logischen L-Pegel aufweist.
Bei dem Beispiel nach Fig. 8 ist die Periodendauer T ₂ des Taktimpulses 803 so gewählt, daß sie 16mal größer ist als die Periodendauer T ₁ des Taktimpulses 801. Handelt es sich bei dem Speicher 201 um ein Schieberegister mit beispielsweise 256 Bits, so wird der Speicher 201 durch den Taktimpuls 803 in 16 gleiche Bereiche unterteilt, in welchen jeweils eine Analoggröße in Form des zahlenmäßigen Verhältnisses von H- und L-Signalen gespeichert wird. Durch eine solche Unterteilung des Speicherbereichs des Speichers 201 in mehrere Bereiche kann die Frequenz des Auslesesignals 804 (Fig. 8D) hoch gewählt werden. Demzufolge kann die Zeitkonstante der Glättungsschaltung 204 klein eingestellt werden, wodurch es möglich ist, eine Zeitverzögerung der Ausgangsspannung am Anschluß 206 nach dem Einschreiben von Daten in den Speicher 201 herabzusetzen, d. h., die Ansprechgeschwindigkeit kann gesteigert werden.
Durch Umlegen der Betriebsartumschalter 403 a und 403 bauf die Kontakte M zwecks manueller Betätigung wird die von dem Speicher 201 und der automatischen Schreibeinrichtung 401 gebildete geschlossene Schleife geöffnet, und die in dem Speicher 201 in binärer Form gespeicherten Analogdaten werden unverändert weiter zirkuliert, so daß es möglich ist, die geglättete Ausgangsspannung am Ausgangsanschluß 206 über eine lange Zeit hinweg ohne Drift stabil zu halten. Wenn in diesem Fall der Handschalter 208 an den Kontakt U gebracht wird, gelangt ein logischer H-Pegel an das Gatter 704. Als Folge hiervon wird durch den oben beschriebenen Vorgang ein H-Pegel innerhalb der Periodendauer des Taktimpulses 803 in den Speicher 201 eingeschrieben, und zwar in diejenigen Bitstellen, in denen bis dahin logische L-Pegel gespeichert waren, wodurch die Anzahl von Bits mit logischem H-Pegel im Speicher 201 nach und nach erhöht wird. Wenn der Handschalter 208 an den Kontakt D gelegt wird, gelangt ein logischer H-Pegel an das Gatter 705, und mit der Periodendauer des Taktimpulses 803 wird ein logischer L-Pegel in den Speicher 201 geschrieben, und zwar in diejenigen Bitstellen, in denen logische H-Pegel gespeichert waren. Als Folge hiervon nimmt die analoge Ausgangsspannung am Anschluß 206 nach und nach ab.
Die Geschwindigkeit, mit der die analoge Ausgangsspannung während des automatischen und des Handbetriebs steigt und fällt, hängt von der Frequenz der Taktimpulse 803 ab. Folglich ist es wünschenswert, die Frequenz der Taktimpulse 803 so zu wählen, daß beispielsweise der Vorgang, bei dem die analoge Ausgangsspannung in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Wert bei gleichzeitiger Überwachung einer (nicht dargestellten) Anzeige gebracht wird, sehr einfach durchgeführt werden kann. Durch Einschalten eines veränderbaren Frequenzteilers 711 zwischen den Anschluß 709 und das zweite D-Flipflop 703, wie es in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, um die Frequenz des Taktimpulses 803 für das D-Flipflop 703 durch den veränderbaren Frequenzteiler 711 ändern zu können, können die Anstiegs- und Abfallgeschwindigkeit des analogen Ausgangssignals während der Handbetätigung nach Wunsch oder nach Maßgabe der Schwankungsstärke des analogen Ausgangssignals geändert werden.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem als Speicher 201 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 7 ein Schreib/Lese-Speicher ( nachfolgend als RAM bezeichnet) eingesetzt wird. Wird als Speicher 201 der RAM eingesetzt, gelangt der Taktimpuls 801 an einen Adreßzähler 301, und durch den Zählerausgang wird auf den Speicher 201 von der ersten bis zur letzten Adresse zyklisch zugegriffen. Gleichzeitig gelangt der Taktimpuls 801 an einen Lese/ Schreib-Anschluß R/W des Speichers 201, und der gespeicherte Inhalt des Speichers 201 wird in Abhängigkeit des logischen H-Signals des Taktimpulses 801 aus derjenigen Adresse ausgelesen, die durch den Adreßzähler 301 gekennzeichnet wird. Die aus dem Speicher 201 ausgelesenen Daten werden in einen dritten D-Flipflop 902 zwischengespeichert, und dessen Ausgang wird von dem Taktimpuls 801 in dem ersten D -Flipflop 702 festgehalten. Wenn der Taktimpuls 801 auf logischen L-Pegel abfällt, wird das Ausgangssignal am Ausgang Q des ersten D -Flipflops 702 in die gerade ausgelesene Adresse des Speichers 201 eingeschrieben. Das Ausgangssignal des dritten D-Flipflops 902 gelangt auch an die Glättungsschaltung 204. Da die Ausführungsform nach Fig. 9 hinsichtlich der Anordnung und Betriebsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 7 entspricht, soll hier auf eine weitere detaillierte Beschreibung verzichtet werden.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel der Speicherschaltung nach Fig. 4 in Anwendung bei einem anzeigenden Regler. An den Eingangsanschluß 1001 gelangt beispielsweise ein gemessenes Durchflußmengensignal, ein Drucksignal oder ein Temperatursignal. Das gemessene Signal gelangt an einen der Eingangsanschlüsse eines Komparators 1002. Ausgangsseitig eines Mikrocomputers 1003 ist ein D/A- Umsetzer 1004 angeschlossen, und das Ausgangssignal des D/A-Umsetzers 1004 gelangt an den anderen Eingangsanschluß des Komparators 1002. Eine den Komparator 1002, den Mikrocomputer 1003 und den D/A-Umsetzer 1004 umfassende Schleife ist so ausgebildet, daß sie in bekannter Weise eine A/D-Umsetzung bewirkt. Durch die A/D-Umsetzung wird der gemessene Analogwert in digitale Form umgewandelt und steht für den Mikrocomputer 1003 zur Verfügung. In ähnlicher Weise wird ein von einem Einstellglied 1005 eingestellter Analogwert von einer einen Komparator 1006, den Mikrocomputer 1003 sowie den D/A-Umsetzer 1004 umfassenden Schleife in einen Digitalwert umgewandelt, der für den Mikrocomputer 1003 zur Verfügung steht.
In dem Mikrocomputer 1003 werden der Meßwert und der eingestellte Wert in digitaler Form miteinander verglichen, und der Differenzwert wird einer PID (Proportional-Integral-Differential-) Operation unterworfen. Das Ergebnis dieser Operation wird periodisch über den D/A-Umsetzer 1004 und einen Abtastschalter 1007 an einen Abtast- und Haltekondensator 1008 gegeben, wodurch in dem Kondensator das Ausgangssignal des Anzeigereglers gehalten wird. Das in dem Kondensator 1007 gehaltene Regler-Ausgangssignal gelangt an einen Eingangsanschluß 404 der Speicherschaltung nach der Erfindung, wie sie oben in Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert werden, und es werden logische H- und L-Signale über die automatische Schreibeinrichtung 401 in einem solchen zahlenmäßigen Verhältnis von H- und L-Signalen in den Speicher 201 eingeschrieben, wie es dem in dem Kondensator 1008 gehaltenen Spannungswert entspricht. Wie bereits oben beschrieben wurde, heißt dies, daß, da das aus dem Speicher 201 ausgelesene Ausgangssignal durch die Glättungsschaltung 204 geglättet und an den anderen Eingangsanschluß des Komparators 402 der automatischen Schreibeinrichtung 401 gelegt wird, die logischen H- und L-Signale in den Speicher 201 derart eingelesen werden, daß der von der regelnden Anzeige an den Eingangsanschluß 404 gelieferte Ausgangswert und das Ausgangssignal der Glättungsschaltung 204 im Gleichgewicht sein können. Wenn der Betriebsartumschalter 403 auf den Kontakt M für Handbetrieb umgelegt wird, wird der in dem Speicher 201 gespeicherte Ausgangswert des Anzeigereglers kontinuierlich an den Ausgangsanschluß 206 abgegeben, und dieser Ausgangswert wird ohne Drift halbpermanent gehalten.
Wenn also die erfindungsgemäße Speicherschaltung als Ausgangsschaltung des Anzeigereglers verwendet wird, unterliegt das Ausgangssignal keiner Drift, selbst wenn sich der Anzeigeregler längere Zeit in der manuellen Betriebsart befindet. Auf diese Weise kann ein Regler mit hoher Zuverlässigkeit erhalten werden. Wenn darüber hinaus der Mikrocomputer 1003 ausfällt, kann die Spannung am Ausgangsanschluß 206 unverändert gehalten werden, indem der Betriebsartumschalter 403 auf den Kontakt M für Handbetrieb gelegt wird. Daher kann auch in dieser Hinsicht ein Regler mit hoher Zuverlässigkeit erhalten werden.
Bei einem herkömmlichen, in Fig. 11 dargestellten Regler mit einem Mikrocomputer wird in der manuellen Betriebsart das Ausgangssignal der Abtast- und Halteschaltung 1101 an einen Eingang eines Komparators 1102 zurückgeführt, und durch den Komparator 1102, den Mikrocomputer 1003 und den D/A-Umsetzer 1004 wird eine Drift der Abtast- und Halteschaltung 1101 in den Mikrocomputer 1003 eingeführt, um die Drift unter Heranziehung der arithmetischen Funktion des Mikrocomputers 1003 zu korrigieren. Folglich hat der bekannte Anzeigeregler den Nachteil, daß bei Ausfall des Mikrocomputers 1003 das Ausgangssignal während der manuellen Betriebsart einer Drift unterliegt.
Man erkennt, daß die erfindungsgemäße Speicherschaltung gegenüber dem herkömmlichen Driftkorrektursystem hinsichtlich der Signalhaltung eine Verbesserung darstellt und insofern vorteilhafter ist, als der Systemprozeß sicher durch manuellen Betrieb über lange Zeit aufrechterhalten werden kann, selbst wenn der Mikrocomputer 1003 ausfällt.
Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die oben in Zusammenhang mit Fig. 7 erläuterte Schreibeinrichtung bei einem Anzeigeregler zum Einsatz gelangt. Dieses Ausführungsbeispiel ist auch insoweit mit der Ausführungsform gemäß Fig. 10 identisch, als der Haltekondensator 1008 an den Eingangsanschluß 4004 der automatischen Schreibeinrichtung 401 angeschlossen ist, und der D/A-Umsetzer 1004, der Mikrocomputer 1003, die Komparatoren 1002 und 1006 für die A/D-Umsetzung und das Einstellglied 1005 vorgesehen sind. Die Wirkungsweise des Reglers entspricht exakt der oben in Zusammenhang mit Fig. 10 erläuterten Arbeitsweise: Im manuellen Betrieb nämlich bleibt das Ausgangssignal unverändert, und ein Ausfall des Mikrocomputers 1003 beeinträchtigt den Systemprozeß nicht.
Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die einen RAM als Speicher 201 enthaltende Speicherschaltung in der oben in Zusammenhang mit Fig. 9 erläuterten Weise bei einem Anzeigeregler eingesetzt wird. Die hier beschriebene Ausführungsform unterscheidet sich von den Ausführungsformen gemäß den Fig. 10 und 12 in folgenden Punkten: Ein Betriebsartumschalter 403 c ist an der Ausgangsseite der Glättungsschaltung 204 vorgesehen, und im manuellen Betrieb wird das in dem Abtast- und Haltekondensator 1008 gehaltene Regler-Ausgangssignal direkt am Ausgangsanschluß 206 über den Pufferverstärker 205 ausgegeben, und lediglich im Handbetrieb wird das aus dem Speicher 201 ausgelesene Ausgangssignal als Analogausgangssignal am Ausgangsanschluß 206 verwendet. Hinsichtlich der übrigen Anordnung entspricht diese Ausführungsform exakt der Ausführungsform nach Fig. 12, außer daß der Speicher 201 als RAM ausgebildet ist.
Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die eine Schreibeinrichtung aufweisende Speicherschaltung gemäß obiger Beschreibung zu Fig. 5 bei einem Anzeigeregler eingesetzt wird. Bei dieser Ausführungsform gelangt im automatischen Betrieb ein über ein UND-Glied 1401 an den Abtastschalter 1007 gegebenes Abtastsignal auch über ein Gatter 1402 an ein wieder triggerbares Monoflop 1403. Im automatischen Betrieb wird das wieder triggerbare Monoflop 1403 im Setzzustand gehalten, und sein dem Setzzustand entsprechendes Ausgangssignal gelangt über ein ODER-Glied 1404 an einen Schalter 1405, um ihn im EIN-Zustand zu halten, so daß über ihn das Ausgangssignal der automatischen Schreibeinrichtung 401 zum Speicher 201 passieren kann. Das Ausgangssignal des wieder triggerbaren Monoflops 1403 gelangt über einen Negator 1407 an Schalter 1406 und 1408, um sie während des automatischen Betriebs im AUS-Zustand zu halten.
Demzufolge wird im automatischen Betrieb das in dem Abtast- und Haltekondensator 1008 gehaltene Regler- Ausgangssignal direkt über den Puffer 205 an den Ausgangsanschluß 206 gegeben. Gleichzeitig gelangt die abgetastete und gehaltene Spannung an einen Eingangsanschluß (+) des die automatische Schreibeinrichtung 401 bildenden Komparators 402, und das Ausgangssignal des Komparators 402 wird - geglättet durch die Glättungsschaltung 204 - an den anderen Eingang (-) des Komparators 402 gegeben. Folglich gibt der Komparator 402 kontinuierlich Impulse mit einem Tastverhältnis ab, das proportional ist zu der abgetasteten und gehaltenen Spannung. Diese Impulse werden in den Speicher 201 eingeschrieben. Folglich werden in dem Speicher 201 logische H- und L-Signale in einem solchen zahlenmäßigen Verhältnis gespeichert, das dem Tastverhältnis der von dem Komparator 402 abgeleiteten Impulse entspricht.
Wenn ein Betriebsartsteuerschalter 403&min; auf den Kontakt M für manuellen Betrieb gelegt wird, wird das UND- Glied 1401 gesperrt, um das Abtastsignal vom Abtastschalter 1007 fernzuhalten, wodurch nach Verstreichen einer gewissen Zeit das wieder triggerbare Monoflop 1403 in seinen Rücksetzzustand gelangt, den Schalter 1405 ausschaltet und die Schalter 1406 und 1408einschaltet. Nach dem Einschalten des Schalters 1406 arbeitet der Speicher 201 als zirkulierendes Register. Sein Ausgangssignal wird neu eingeschrieben, und die bis dahin gespeicherten Daten werden in dem Speicher 201 zirkuliert. Die zirkulierenden Daten werden über die Glättungsschaltung 204 ausgelesen und über den Schalter 1408 an den Abtast- und Haltekondensator 1008 gelegt. Folglich wird in der manuellen Betriebsart das Ausgangssignal entsprechend dem Tastverhältnis der in dem Speicher 201 zirkulierenden Daten unverändert gehalten, vorausgesetzt, daß der Handschalter 208 in seiner neutralen Stellung belassen wird.
Wenn der Handschalter 208 an den Kontakt U gelegt wird, wird der Schalter 1409 eingeschaltet, wodurch ein positiver konstanter Strom über einen Widerstand 1411 an den Abtast- und Haltekondensator 1008 gelangt. In diesem Fall wird durch Verbindung des Handschalters 208 mit dem Kontakt U das wieder triggerbare Monoflop 1403 über das NOR-Glied 1402 getriggert, wodurch der Schalter 1405 eingeschaltet und die Schalter 1406 und 1408 ausgeschaltet werden. Als Folge bildet der Komparator 402 zusammen mit der Glättungsschaltung 204 eine geschlossene Schleife und erzeugt Impulse mit einem Tastverhältnis, das der Ladespannung des Abtast- und Haltekondensators 1008 entspricht, und das Tastverhältnis der Impulse wird in dem Speicher 201 gespeichert. Wenn andererseits der Handschalter 208 der manuellen Schreibeinrichtung 207 an den Kontakt D gelegt wird, wird ein Schalter 1412 eingeschaltet, wodurch ein negativer konstanter Strom an den Kondensator 108 gelangt. Durch den negativen Strom wird die abgetastete und gehaltene Spannung nach und nach reduziert, und das Tastverhältnis der Ausgangsimpulse des Komparators 402 ändert sich ebenfalls im Sinne einer Verringerung. Die Änderung des Tastverhältnisses wird zu jeder Zeit in den Speicher 201 gespeichert. Die Schalter 1405 bis 1408 werden durch Anlegen logischer H-Signale an ihre Gatter eingeschaltet, während die Schalter 1409 und 1412 durch Anlegen von logischen L-Signalen an ihre Gatter eingeschaltet werden. Die Schalter 1405 und 1406 bilden den in Fig. 5 dargestellten Betriebsartumschalter 403.
Durch Zurückbringen des Handschalters 208 in dessen neutrale Stellung wird das Laden und Entladen des Kondensators 1008 gestoppt, und nach Verstreichen einer gewissen Zeit kehrt das wieder triggerbare Monoflop 1403 in seinen Rücksetzzustand zurück, und der Speicher 201 wird als zirkulierendes Register geschaltet, wobei sein geglättetes Ausgangssignal über den Schalter 1408 an den Kondensator 1008 gelangt, wodurch in der manuellen Betriebsart ein Endwert ausgegeben wird. Da es sich bei dem Ausgangswert um das aus dem Speicher 201 ausgelesene Ausgangssignal handelt, wird er halbpermanent unverändert gehalten.

Claims

1. Speicherschaltung zum Speichern eines Analogsignals, mit einer Schreibeinrichtung (207, 401, 701), die nach Maßgabe der Amplitude des zu speichernden Analogsignals H- und L-Eingangssignale erzeugt, einer Speicheranordnung (201), welche die H- und die L-Signale speichert und auszugeben vermag, einer Zugriffseinrichtung (203, 301) mit Taktgeber (203), mit deren Hilfe die H- und die L-Signale synchron mit dem vom Taktgeber erzeugten Taktsignal ein- und ausgelesen werden, und einer Glättungsschaltung (204), die die aus der Speicheranordnung (201) ausgelesenen H- und L-Signale glättet, um das Analogsignal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung (201) eine vorbestimmte Anzahl von Bit-Stellen aufweist, daß die Zugriffseinrichtung (203, 301) den Inhalt der Bit-Stellen zyklisch ausliest, und daß die von der Schreibeinrichtung (207, 401, 701) gelieferten H- und L-Signale seriell in einem der Amplitude des Analogsignals entsprechenden Verhältnis in entsprechenden Bit-Stellen anstelle der zyklisch umlaufenden H- und L-Signale mittels der Zugriffseinrichtung (203, 301) gespeichert werden.

2. Speicherschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung (201) als Schieberegister ausgebildet ist, daß der Inhalt der Bit-Stellen des Schieberegisters Bit für Bit synchron mit dem Taktsignal verschoben wird, so daß ein dauerndes Einschreiben und Auslesen des Schieberegisters erfolgt, und daß eine Schaltvorrichtung (202, 403, 702) vorgesehen ist, mit der wahlweise die Ausgangssignale des Schieberegisters oder diejenigen der Schreibeinrichtung (207, 401, 701) dem Eingang des Schieberegisters zugeführt werden können.

3. Speicherschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung (201) ein Schreib/Lese-Speicher ist, und daß die Zugriffseinrichtung einen Adreßzähler (301) aufweist, der die Taktsignale des Taktgebers (203) zählt und eine Folge sukzessiver Zählwerte als Adressen an den Schreib/Lese-Speicher gibt, so daß sukzessive ein Einschreiben in die und ein Auslesen aus den Bit-Stellen des Schreib/Lese-Speichers erfolgt.

4. Speicherschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibeinrichtung (207, 401, 701) eine manuelle Schreibeinrichtung (207) ist, die eine erste Signalquelle (U) zum Erzeugen des H-Signals, eine zweite Signalquelle (D) zum Erzeugen des L-Signals und einen von Hand betätigbaren Schalter (208) aufweist, der mit der ersten oder zweiten Signalquelle verbunden werden kann, sowie einen neutralen, von den Signalquellen getrennten Zustand einnehmen kann.

5. Speicherschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibeinrichtung (207, 401, 701) eine automatische Schreibeinrichtung (401) ist zum automatischen Einschreiben der H- und L- Signale in den Speicher, wobei das zahlenmäßige Verhältnis von H- und L-Signalen der Größe eines analogen Eingangssignals an einem Analogeingangsanschluß entspricht, daß die automatische Schreibeinrichtung (401) einen Komparator (402) aufweist zum Vergleichen des analogen Eingangssignals mit dem analogen Ausgangssignal von der Glättungsschaltung (204), um nach Maßgabe der Differenz zwischen dem analogen Eingangssignal und dem analogen Ausgangssignal entweder ein H-Signal oder ein L-Signal abzugeben, und daß die Speicherschaltung einen Betriebsartumschalter (403) aufweist zum Umschalten zwischen automatischer Schreibbetriebsart, bei der die automatische Schreibeinrichtung (401) an die Speicheranordnung (201) angeschlossen ist, um in die Speicheranordnung (201) die H- und L-Signale einzuschreiben, und einer Haltebetriebsart, in der die automatische Schreibeinrichtung (401) von der Speicheranordnung (201) getrennt ist, und die in der Speicheranordnung (201) gespeicherten Signale gehalten werden.

6. Speicherschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsartumschalter (403) die Ausgangsseite des Komparators (402) mit der Eingangsseite der Speicheranordnung (201) in der automatischen Schreibbetriebsart verbindet, während die Ausgangsseite der Speicheranordnung (201) zu jeder Zeit mit der Glättungsschaltung (204) verbunden ist.

7. Speicherschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsartumschalter (403) bei Einstellung in der Haltebetriebsart an die Ausgangsseite mit der manuellen Schreibeinrichtung angeschlossen ist.

8. Speicherschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungsschaltung (204) stets mit der Eingangsseite der Speicheranordnung (201) verbunden ist, und daß der Betriebsartumschalter (403) die Ausgangsseite des Komparators (402) mit der Eingangsseite der Speicheranordnung (201) in der automatischen Schreibbetriebsart verbindet und die Ausgangsseite der Speicheranordnung (201) mit der Glättungsschaltung (204) in der Haltebetriebsart verbindet.

9. Speicherschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Speicheranordnung (201) und der Schreibeinrichtung (207) eine Schreibbereich-Unterteilungseinrichtung (701) vorgesehen ist zum Unterteilen der Speicheranordnung (201) in mehrere Bereiche zum Beschreiben durch die Schreibeinrichtung.

10. Speicherschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibbereich-Unterteilungseinrichtung (701) eine Einrichtung ist zum Aktivieren eines Schreib-Freigabezustands an die Speicheranordnung (201), und zwar zu einem Zeitpunkt, der einem ganzzahligen Bruchteil der zum Auslesen des Speichers gegebenen Zirkulationsperiodendauer entspricht, sowie zum Aktivieren eines Schreib-Sperrzustands an die Speicheranordnung (201) nach jedem Speicher-Einschreibvorgang.

11. Speicherschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibbereich-Unterteilungseinrichtung (701) einen Schreib-Freigabesignalgenerator (703) aufweist zum Erzeugen eines Schreib-Freigabesignals in Intervallen, die einem ganzzahligen Bruchteil der zum Auslesen der Speicheranordnung (201) vorgesehenen Zirkulationsperiodendauer entspricht, sowie eine Einrichtung (704, 705), die bei Übereinstimmung des Schreib Freigabesignals des Ausgangssignals der Schreibeinrichtung (207, 401, 701) und eines aus der Speicheranordnung (201) ausgelesenen Signals, dessen logischer Zustand dem einzuschreibenden Signal entgegengesetzt ist, das Einspeichern der Ausgangssignale der Schreibeinrichtung (207, 401, 701) in die Speicheranordnung (201) zuläßt.

12. Speicherschaltung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (711) zum Ändern der Dauer der Erzeugung des Schreib-Freigabesignals durch den Schreib-Freigabesignalgenerator (703).

13. Speicherschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgangsseiten der manuellen Schreibeinrichtung (207) und der Speicheranordnung (201) und der Eingangsseite der Speicheranordnung (201) ein Selektor (202) eingefügt ist zum Abgeben des Signals der ersten oder zweiten Signalquelle (U, D), wenn diese von der manuellen Schreibeinrichtung (207) geliefert werden, und zum Abgeben des Ausgangssignals der Speicheranordnung (201), wenn die manuelle Schreibeinrichtung (207) in den neutralen Zustand gebracht ist.

14. Speicherschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgängen der manuellen Schreibeinrichtung (207) und der Speicheranordnung (201) und der der Haltebetriebsart entsprechenden Seite (M) des Betriebsartumschalters (403) ein Selektor (202) eingefügt ist, um das Signal der ersten oder zweiten Signalquelle (U, D) abzugeben, wenn die manuelle Schreibeinrichtung diese liefert, und um das Ausgangssignal der Speicheranordnung (201) abzugeben, wenn die manuelle Schreibeinrichtung (207) in den neutralen Zustand gebracht ist.