DE2012823B2

DE2012823B2 - Up and down counting circuit - responds to phase difference between two pulses for count forwards or backwards signal

Info

Publication number: DE2012823B2
Application number: DE19702012823
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. 7750 Konstanz Pieper
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-03-18
Filing date: 1970-03-18
Publication date: 1977-02-03
Also published as: DE2012823A1

Abstract

The up/down counting circuit responds to the phase difference between two pulses from two pulse trains and accordingly produces either count forwards of count backwards signals. The circuit is cheap to make and is not affected by spurious pulses generated by the unavoidable chatter of any mechanical contacts that may be serving as pulse generator. One pulse is applied to the set input of a first bistable flip flop (G1, G2) and the other to the set input of a second bistable flip flop (G3, G4). The reset inputs of both flipflops are connected to a pulse generator (K3, S3), which produces a pulse before or after each pair of input pulses. A logic circuit (G5, G6) indicates the states of both flipflops. Count direction signals are derived via a third flip flop (G9, G10) and further logic (G7, G8).

Description

3535

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

Einrichtungen dieser Art sind z. B. aus der DT-AS 48 720 bekannt. Die Impulse jeden Impulspaares werden von einem Impulsgeber erzeug» und über zwei getrennte Kanäle weitergeleitet. Die Anzahl der vom Impulsgeber erzeugten Impulspaare hängt beispielsweise von dem Betrag der Drehbewegung einer mechanisehen Welle und die zeitliche Reihenfolge (gegenseitige Phasenlage) der zwei Impulse jeden Impulspaares im Beispielsfall vom Drehrichtungssinn der Welle ab. Logische Verknüpfungsschaltungen am Ausgang der zwei getrennten Kanäle bereiten diese Information nun so auf, daß sie unmittelbar einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler zuführbar ist, dessen augenblicklicher Zählwert im Beispielsfall ein Maß für die Momentanstellung der Welle ist.Facilities of this type are z. B. from DT-AS 48 720 known. The impulses of each impulse pair are generated by a pulse generator and forwarded via two separate channels. The number of from Pulse generator generated pulse pairs depends, for example, on the amount of rotary movement of a mechanical Wave and the time sequence (mutual phase position) of the two pulses of each pulse pair in the Example case from the direction of rotation of the shaft. Logical connection circuits at the output of the two separate channels process this information in such a way that it can be sent directly to an up / down counter can be supplied, the instantaneous count value of which in the example is a measure of the instantaneous position of the Wave is.

S t e i η b u c h beschreibt in seinem »Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung« in der Ausgabe von 1962 anhand von Abb. 5.8/2 und 5.8/3 auf Seite 759 hierfür geeignete Impulsgeber und logische Verknüpfungsschaltungen, letztere allerdings Zeitkonstantenglieder enthalten und daher gegen schnellen Drehrichtungswechsel empfindlich sind und auf ihn mit Arbeitsungenauigkeiten reagieren.S t e i η b u c h describes in his "Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung" in the 1962 edition using Fig. 5.8 / 2 and 5.8 / 3 on page 759 suitable pulse generators and logic gating circuits, the latter, however, time constant elements and are therefore sensitive to rapid changes in the direction of rotation and are subject to working inaccuracies react.

Zum Vermeiden dieses Nachteils und zum Verbessern des angegebenen Standes der Technik hinsichtlich des Auflösungsvermögens ist in der vorgenannten Auslegeschrift eine logische Verknüpfungsschaltung angegeben, die zwei bistabile Kippschaltungen (Flip-Flop) und sechzehn Gatter enthält, um statisch auswertbare Zählimpulse aus den Impulspaaren des Impulsgebers aufzubereiten.To avoid this disadvantage and to improve the stated prior art with regard to the Resolution is given in the above-mentioned interpretative document, a logic linkage circuit, the two bistable trigger circuits (flip-flop) and sixteen gates contains to be statically evaluable Prepare counting pulses from the pulse pairs of the pulse generator.

Hierbei werden Rasterimpulse mit nur einer Viertelperiode gegenseitiger Phasenverschiebung verwendet, der dadurch theoretisch erzielte Vorteil der Vermeidung von Störimpulsen ist in der Praxis aber nicht so bedeutsam im Vergleich zum Nachteil des erhöhten notwendigen Realisierungsaufwandes, weil die eventuell zu Störimpulsen Anlaß gebenden unterschiedlichen Ansprechzeiten der bistabilen Kippstufen bei deren üblichen Herstellungstoleranzen in der Regel ausreichend übereinstimmen.Here raster pulses with only a quarter period of mutual phase shift are used, the theoretically achieved advantage of avoiding interference pulses is not the case in practice significant in comparison to the disadvantage of the increased necessary implementation effort, because the possibly different response times of the bistable multivibrators in their customary manufacturing tolerances usually match sufficiently.

Mit dem Erfindungsgegenstand im geringeren Maße als der vorstehend angegebene Stand der Technik ist den DT-ASen 12 47 395, 12 20 892 und 10 44 886 entnehmbar.With the subject matter of the invention to a lesser extent than the state of the art specified above the DT-ASs 12 47 395, 12 20 892 and 10 44 886 can be found.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannten Einrichtungen insbesondere dahingehend zu verbessern, dall ihr wirtschaftlicher Realisierungsaufwand vermindert und ihre Arbeitssicherheit auch dann nicht beeinträchtigt werden, wenn der Impulsgeber mechanische Kontakte zur Impulsgabe enthält, welche bei ihrem unvermeidlichen Prellen fehlerhafte zusätzliche Impulse erzeugen.The invention is based on the object of providing these known devices in particular to this effect improve, as their economic implementation costs are reduced and their occupational safety even then are not impaired if the pulse generator contains mechanical contacts for generating pulses, which generate incorrect additional impulses when they inevitably bounce.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen sind den Patentansprüchen entnehmbar.The invention and its developments can be found in the claims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Von den Zeichnungen zeigt:An embodiment of the invention is described below described with reference to the drawings. From the drawings shows:

Fig. 1 einen Teil einer als Impulsgeber dienenden Kontaktschleifbahn,1 shows a part of a contact sliding track serving as a pulse generator,

F i g. 2 die Impuls-Auswertungsschaltung, F i g. 3 Spannungsdiagramme hierzu. Fig. 1 zeigt einen Teil einer Kontaktschleifbahn, die mit einem Teil, dessen Bewegung fernzumelden ist, verbunden ist und, wenn es sich um die Fernmeldung einer Drehbewegung handelt, in sich geschlossen und auf einer Scheibe oder auf einem Ring untergebracht ist. Eine Schleifleder 51 schleift auf einer Spur 1, die in gleichen Abständen K 1 aufweist, eine Schleiffeder 51 auf einer Spur 2, die in denselben Abständen Kontakte K 2 aufweist, und eine Schleiffeder 53 auf einer Spur 3. die wiederum in denselben Abständen Kontakte K 3 aufweist. Die Kontakte KX, K 2, K 3 bilden gleichartige sich wiederholende Gruppen von je drei Kontakten, die in Spurrichtung, wie aus der Zeichnung entnehmbar, gegeneinander versetzt sind. Die drei Kontakte jeder Gruppe sind untereinander und mit einer durchgehenden Schleifbahn E elektrisch verbunden, die über eine weitere Schleiffeder 54 ständig mit Masse verbunden ist.F i g. 2 the pulse evaluation circuit, F i g. 3 voltage diagrams for this. Fig. 1 shows part of a contact sliding track which is connected to a part whose movement is to be remotely reported and, if it is a matter of remote reporting of a rotary movement, is self-contained and accommodated on a disk or on a ring. A sanding leather 51 grinds on a track 1, which has K 1 at the same intervals, a sanding spring 51 on a track 2, which has contacts K 2 at the same intervals, and a sanding spring 53 on a track 3, which in turn has contacts K at the same intervals 3 has. The contacts KX, K 2, K 3 form similar repeating groups of three contacts each, which are offset from one another in the track direction, as can be seen from the drawing. The three contacts of each group are electrically connected to one another and to a continuous sliding track E , which is continuously connected to ground via a further sliding spring 54.

In F i g. 2 sind die Kontakte K 1, K 2, K 3 als Schalter dargestellt, die geschlossen sind, wenn eine Schleiffeder 51 bzw. 52 bzw. 53 auf einem Kontakt seiner Spur liegt. An jeder Schleiffeder 51 bzw. 52 bzw. 53 liegt ein von einer positiven Spannungsquelle über einen Widerstand RX bzw. R 2 bzw. R 3 erzeugtes positives Potential (Bedeutung logisch 1), tritt einer der zugehörigen Kontakte unter eine Schleiffeder, so erhält diese Massepotential (Bedeutung logisch 0).In Fig. 2, the contacts K 1, K 2, K 3 are shown as switches which are closed when a slide spring 51 or 52 or 53 is on a contact on its track. At each slide spring 51 or 52 or 53 there is a positive potential generated by a positive voltage source via a resistor RX or R 2 or R 3 (meaning logical 1), if one of the associated contacts comes under a slide spring, it receives ground potential (Meaning logical 0).

Die Auswertungsschaltung ist aus NAND-Gattern aufgebaut. Zwei NAND-Gatter Gl und Gl bilden durch kreuzweise gegenseitige Rückkopplung in bekannter Weise eine bistabile Kippschaltung, eine zweite solche Kippschaltung ist durch die NAND-Gatter G3 und G 4 gebildet. Diese beiden Kippschaltungen befinden sich in ihrem »rückversetzten« Zustand, wenn die Ausgänge von G I bzw. G 4 logisch 1 führen, und inThe evaluation circuit is made up of NAND gates. Two NAND gates Gl and Gl form a bistable flip-flop circuit in a known manner through mutual feedback, a second flip-flop circuit of this type is formed by the NAND gates G3 and G 4. These two flip-flops are in their "set back" state when the outputs of G I and G 4 are logical 1, and in

ihrem »gesetzten« Zustand, wenn die Ausgänge von G 2 bzw. G 3 logisch 1 führen.their "set" state if the outputs of G 2 or G 3 are logical 1.

Die Ausgänge von G 2 und G 3 sind mit den beiden Eingängen eines NAND-Gatters G 5 verbunden. Der Ausgang von G 5 ist über ein Inversionsgatter G 6 mit einem Zählimpuls-Ausgang Zverbunde a.The outputs of G 2 and G 3 are connected to the two inputs of a NAND gate G 5 . The output of G 5 is connected to a counting pulse output Zverbunde a via an inversion gate G 6.

Die Ausgänge von G 2 und G 4 sind mit den beiden Eingängen eines NAND-Gatters G 7, und die Ausgänge von Gi und G 3 mit den beiden Eingängen eines NAND-Gatters G 8 verbunden.The outputs of G 2 and G 4 are connected to the two inputs of a NAND gate G 7, and the outputs of Gi and G 3 are connected to the two inputs of a NAND gate G 8.

Zwei weitere NAN D-Gatter G 9 und G 10 bilden eine dritte bis'übile Kippschaltung, deren logischer Zustand durch die Ausgangssignale von G 7 und G 8 bestimmt wird.Two further NAN D gates G 9 and G 10 form a third bis'übile trigger circuit, its logic state is determined by the output signals from G 7 and G 8.

Die Schleiffc-det 53 ist mit dem von außen steuerbaren Eingang des NAND-Gatters G 1 und mit dem von außen steuerbaren Eingang des NAND-Gatters G 4 verbunden. Wird durch Schließen des Schalters AC3/S3 das Potential von S3 auf Null geschaltet (»Impuls«), so wird die Kippschaltung Gl„ G 2 zurückgesetzt (d. h. Ausgang von Gl = I), wenn sie nicht bereits zurückgesetzt war, und gleichzeitig wird die Kippschaltung G 3, G 4 zurückgesetzt (Ausgang von G 4 = 1), wenn sie nicht bereits zurückgesetzt war. Etwaige unmittelbar auf einen solchen Impuls folgende weitere »Null«-Impulse von der Schleiffeder S3, wie sie durch mehrmaliges Überfahren des Kontakts K 3 durch Richtungswechsel wie aber auch durch Kontaktprellung entstehen können, bleiben mithin ohne Wirkung. Die Schleiffeder Sl ist mit dem von außen steuerbaren Eingang des NAND-Gatters G2 und die SchLiffeder S 2 mit dem von außen steuerbaren Eingang des NAND-Gatters G 3 verbunden. Ein Impuls (Potential 0) von der Schleiffeder Sl bewirkt daß die Kippschaltung G 1, G 2 gesetzt wird (Ausgang von G 2 = 1), wenn sie nicht schon gesetzt war, und ein solcher Impuls von der Schleif feder S 2 bewirkt, daß die Kippschaltung G 3, G 4 gesetzt wird (Ausgang von G 3 = 1), wenn sie nicht schon gesetzt war. Auch hierbei sind etwaige Prellimpulse wirkungslos. Sind beide Kippschaltungen Gl, G 2 und G 3, G 4 gesetzt (Ausgänge von G 2 und G 3 = 1), dann entsteht, und nur in diesem Falle, am Ausgang des NAND-Gatters G5 das Signal »0« und somit am Ausgang des Inversionsgatters G6 das Signal »1« (Zählimpuls). Wenn die Kippschaltung G 1, G 2 gesetzt ist, nicht aber die Kippschaltung G 3, G 4 (Ausgang von G 2 = 1, Ausgang von G 4 = 1), dann entsteht, und nur in diesem Falle, am Ausgang von G 7 negatives Potential. Hierdurch wird die Kippschaltung G 9, GlO in die Stellung gebracht, in der der Ausgang V (»Vorwärts«) ein positives Signal führt. G 8 gibt nur dann ein negatives Potential aus, wenn die Kippschaltung G 3, G 4 gesetzt ist, nicht aber die Kippschaltung G1, G 2. Durch das negative Potential am Ausgang G 8 wird die Kippschaltung G 9, GlO in die Stellung gebracht, in der der Ausgang R(»Rückwärts«) positives Potential führt.The Schleiffc-det 53 is connected to the externally controllable input of the NAND gate G 1 and to the externally controllable input of the NAND gate G 4. If the potential of S3 is switched to zero ("pulse") by closing the switch AC3 / S3, the flip-flop circuit Gl "G 2 is reset (ie output of Gl = I), if it was not already reset, and at the same time the Toggle switch G 3, G 4 reset (output of G 4 = 1), if it was not already reset. Any further "zero" pulses from the slip spring S3 immediately following such a pulse, such as those that can arise when the contact K 3 is repeatedly passed through as a result of a change of direction, as well as contact bouncing, therefore have no effect. The slip spring Sl is connected to the externally controllable input of the NAND gate G2 and the slip spring S 2 is connected to the externally controllable input of the NAND gate G 3. A pulse (potential 0) from the slip spring Sl causes the flip-flop G 1, G 2 to be set (output of G 2 = 1), if it was not already set, and such a pulse from the slip spring S 2 causes the toggle switch G 3, G 4 is set (output of G 3 = 1), if it was not already set. Any bounce impulses are also ineffective here. If both flip-flops Gl, G 2 and G 3, G 4 are set (outputs of G 2 and G 3 = 1), then, and only in this case, the signal "0" occurs at the output of NAND gate G5 and thus at Output of the inversion gate G6 the signal »1« (counting pulse). If the trigger circuit G 1, G 2 is set, but not the trigger circuit G 3, G 4 (output of G 2 = 1, output of G 4 = 1), then occurs, and only in this case, at the output of G 7 negative potential. This brings the flip-flop G 9, GlO into the position in which the output V ("forward") carries a positive signal. G 8 only outputs a negative potential when the trigger circuit G 3, G 4 is set, but not the trigger circuit G1, G 2. The negative potential at output G 8 brings the trigger circuit G 9, GlO into the position in which the output R ("backward") has positive potential.

Der Ablauf der Auswertungen bei Bewegungen der Kontaktbahn nach F i g. 1 läßt sich anhand der Diagramme der Fig.3 verfolgen. Die dargestellten zeitlichen Spannungsabläufe sind dabei in vier Abschnitte geteilt; es ist bis zum Zeitpunkt /1 »Vorwärts«-Lauf der Kontaktbahn angenommen {in F i g. 1 nach links), zum Zeitpunkt 11 Bewegungsumkehr und Rückwärtslauf bis zum Zeitpunkt <2, von i2 ab bis 13 wiederum Vorwärtslauf, und ab i3 wieder Rückwärtslauf. Die Bewegungsumkehr zum Zeitpunkt 11 findet unmittelbar nach dem Überlaufen eines Kontaktes K 3 statt, bei 12 findet die Bewegungsumkehr statt während die Schleif feder S1 auf einem Kontakt K 1 steht, und bei 13 während die Schleiffeder S3 auf einem Kontakt K 3 steht. Man erkennt ohne weiteres die folgenden Verhältnisse: Solange die Kippschaltungen G1, G 2 und G 3, G 4 gesetzt sind, entsteht am Ausgang G 6 positives Potential, also ein Zählimpuls am Ausgang Z Wird die Kippschaltung GS, G 2 vor der Kippschaltung G 3, G 4 gesetzt, so entsteht bis zum Setzen von G 3, G 4 am Ausgang von G 7 das negative Potential, welches die Kippschaltung G 9, GlO in die Stellung V= 1 (Vorwärts) setzt. Weitere nachfolgende »Null«-Impulse aus G 7 ändern am Zustand der Kippschaltung G 9, GlO nichts. Wird jedoch die Kippschaltung G 3, G 4 von der Kippschaltung G 1, G 2 gesetzt, so erscheint bis zum Setzen von Gl, G 2 negatives Potential am Ausgang von G 8, die Kippschaltung G 9, G 10 wird in die Stellung geschaltet, bei der der Ausgang R das »1«-Potential führt (Rückwärts), und an diesem Zustand der Kippschaltung G 9, G 10 ändert sich nichts, solange weitere »Null«-Impulse aus G 8 folgen. Man erkennt ferner, daß diese Verhältnisse unabhängig davon auftreten, an welcher Stelle eine Bewegungsumkehr der Kontaktbahn stattfindet.The course of the evaluations for movements of the contact path according to FIG. 1 can be followed on the basis of the diagrams in FIG. The voltage curves shown over time are divided into four sections; it is assumed up to the point in time / 1 "forward" run of the contact path {in FIG. 1 to the left), at point in time 1 1 reversal of movement and backward run up to point in time <2, from i2 from to 1 3 again forward run, and from i3 backward again. The movement reversal at time 1 1 takes place immediately after a contact K 3 has passed, at 12 the movement reversal takes place while the sliding spring S1 is on a contact K 1, and at 1 3 while the sliding spring S3 is on a contact K 3. The following relationships can be recognized without further ado: As long as the flip-flops G1, G 2 and G 3, G 4 are set, there is a positive potential at the output G 6, i.e. a counting pulse at the output Z. The flip-flop GS, G 2 is before the flip-flop G 3 , G 4 is set, until G 3, G 4 are set, the negative potential arises at the output of G 7, which sets the flip-flop circuit G 9, GIO to the position V = 1 (forward). Further subsequent "zero" pulses from G 7 change nothing in the state of the flip-flop circuit G 9, GIO. If, however, the flip-flop circuit G 3, G 4 is set by the flip-flop circuit G 1, G 2, negative potential appears at the output of G 8 until Eq, G 2 is set, the flip-flop circuit G 9, G 10 is switched to the position at which the output R carries the "1" potential (backwards), and nothing changes in this state of the flip-flop circuit G 9, G 10 as long as further "zero" pulses from G 8 follow. It can also be seen that these relationships occur regardless of the point at which the movement of the contact path is reversed.

Es werden also unabhängig von der Bewegungsrichtung die Zählimpulse am Ausgang Z ausgegeben, während die Signale an den Ausgängen Vund R melden, ob es sich um Vorwärts- oder Rückwärtslauf handelt. Wenn durch die Zählimpulse aus Zein Zähler vorwärts oder rückwärts gezählt werden soll, der in bekannter Weise aus durch Gattei schaltungen miteinander verbundenen bistabilen Setz-Rücksetz-Kippschaltungen aufgebaut ist, dann ist die vorherige Bereitstellung des Vorwärts- bzw. Rückwärts-Signals, die auf jeweils eine Sammelschiene für sämtliche Zählerstellen gegeben werden können, für den Aufbau des Zählers besonders vorteilhaft.Regardless of the direction of movement, the counting pulses are output at output Z, while the signals at outputs V and R indicate whether it is moving forward or backward. If the counting pulses from Zein counter is to be counted up or down, which is constructed in a known manner from bistable set-reset flip-flops connected to one another by Gattei, then the previous provision of the forward or backward signal, which is based on each a busbar can be given for all meter positions, particularly advantageous for the construction of the meter.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

t. Device for generating up or down counting signals as a function of the mutual phase position of the pulses in each case of a pulse pair of a pulse pair sequence with the aid of bistable multivibrators and a logic circuit, characterized in that one pulse of the pulse pair corresponds to the set input of a bistable multivibrator (CJ 1, G2) and the other pulse is fed to the set input of a further bistable toggle switch (G3, CA) so that the reset inputs of these two toggle circuits are connected together to a pulse generator (K 3.53) which outputs a pulse before or after each pulse pair, and that the outputs of both flip-flops are combined in a logic circuit (C 5, G 6) reporting the set state of both flip-flops for outputting counting pulses and in a further logic circuit (G 7, GS) via which by reporting the first set again after resetting Flip-flop a third bistable Toggle circuit (G 9, G 10) is set, from which a counting direction signal is taken.

2. Device according to claim 1, characterized by a movable in two directions Pulse generator with three scanners (51, 52, 53), which are repeated three times when the encoder is running successive impulses in three separate order depending on the direction of travel Give channels to control the multivibrators.