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    公开号:WO1987003112A1
    申请号:PCT/DE1986/000435
    申请日:1986-10-30
    公开日:1987-05-21
    发明作者:Benno Doemen
    申请人:Papst-Motoren Gmbh & Co. Kg；
    IPC主号:H02P23-00
    专利说明:
    [0001] Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines der Frequenz eines Wechselstromsignals zugeordneten Meßsigna1s
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines der Frequenz eines Wechselstromsignals zugeordneten Gleichspannungsnutzsignals, insbesondere für die Gleichlaufregelung eines Elektromotors, mit einer Komparatorschaltung, die die zwei entgegenge¬ setzte Polaritäten aufweisenden Halbwellen des Wechsel¬ stromsignals in Impulse umsetzt, deren Flanken einen Meß- und Steuerkreis triggern, durch den entsprechend den jeweiligen ab den Nulldurchgängen gemessenen Halb- periodendauern des Wechselstromsignals Gleichspannungen erzeugbar sind.
    [0003] Es sind bereits zahlreiche Schaltungen zur Umwandlung der Frequenz einer sinusförmigen Signalspannung in eine zur Frequenz proportionale Gleichspannung bekannt, wo¬ bei häufig von dem Sample-Hold-Prinzip Gebrauch gemacht wird, um eine frequenzproportionale Gleichspannung mit hinreichend kleiner Restwelligkeit zu liefern. Dabei wird nach jedem Trigger-Signal eine zeitproportionale Spannung sprunghaft auf einen Speicherkondensator über¬ tragen, die den vorangegangenen Meßwert ersetzt. Wählt man als Trigger-Signal nur den ansteigenden oder abfal¬ lenden Nulldurchgang der Signalspannung, so ist eine hohe Wiederholgenauigkeit erzielbar, aber man erhält nur ein Trigger-Signal pro volle Sinusschwingung. Es sind aber auch bereits Triggerschaltungen bekannt, die vor oder nach der Umwandlung der Sinusspannung in eine Rechteckspannung bei jedem Nulldurchgang ein Trigger- Signal liefern (Frequenzverdoppelung). Diese Schal¬ tungen sind bis zu einer gewissen Genauigkeit auch brauchbar. Will man jedoch eine sehr genaue Winkelge- schwindigkeitsmessung durchführen, um beispielsweise den Gleichlauf eines Motors zu gewährleisten oder zu messen, so müssen zwei Fehlerquellen kompensiert wer¬ den, von denen die eine durch die Offsetspannung des Komparators und die andere durch periodische systembe- dingte Oberwellen im Tachogenerator verursacht ist.
    [0004] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfin¬ dung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine hohe Meßgenauigkeit auszeichnet, wobei die Zeitverzöge¬ rung durch die bewirkte Frequenzdemodulation und durch die Filter sowie die Restwelligkeit der Gleichspannung sehr klein bleiben sollen.
    [0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vergleichsspannungseingang des Komparators mit dem Ausgang eines Differenzschaltkreises verbunden ist, dessen beiden Eingänge jeweils an einen Spannungsspei¬ cher angeschlossen sind, die über zugeordnete erste und zweite Schalter mit dem Gleichspannungsnutzsignal verbindbar sind, wobei über den ersten Schalter perio¬ disch das den ersten Halbperioden zugeordnete Gleich¬ spannungsnutzsignal und über den zweiten Schalter periodisch das den zweiten Halbperioden zugeordnete Gleichspannungsnutzsignal auskoppelbar ist.
    [0006] Dadurch, daß das Gleichspannungsnutzsignal über die ersten und zweiten Schalter jeweils in Zuordnung zu den Halbperioden auskoppelbar ist, wird eine Regelung er¬ möglicht, die sicherstellt, daß die erfaßten Halbperio¬ den oder Halbwellen gemittelt über einen zur Perioden¬ dauer langen Zeitraum gleich lang sind. Insbesondere werden dabei Driften der Offsetspannung des Komparators zuverlässig und sicher kompensiert, die ansonsten zu Meßungenauigkeiten führen würden. Die Spannungsspeicher können auf einfache Weise durch Speicherkondensatoren realisiert werden. Der Differenzschaltkreis ist bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel als Differenz¬ verstärker aufgebaut, wobei der Regelkreis ein Pl-Ver- halten erhält.
    [0007] Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich¬ net.
    [0008] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erörtert. Es zeigen:
    [0009] Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
    [0010] Schaltungsanordnun , Fig. 2 ein Blockschaltbild gemäß Fig. 1 mit einer detaillierteren Darstellung des Meß- und Steuerkreises für die Zeitmessung und Steue¬ rung und Fig. 3 ein Blockschaltbild einer mikroprozessorge¬ steuerten Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung .
    [0011] In Fig. 1 erkennt man eine schematisch dargestellte Tachowelle 1 eines Elektromotors, dessen Gleichlauf gemessen werden soll. Der Tachowelle 1 ist eine Tacho¬ spule 2 zugeordnet, mit der beispielsweise ein Wechsel- Stromsignal mit einer Frequenz von 111 Hz abgegriffen wird. Die Tachospule 2 ist mit ihren beiden Enden mit dem Eingang eines Verstärker- und Bandfilterschalt¬ kreises 3 verbunden, der die Wechselstromsignale der Tachospule 2 verstärkt und überlagerte Störspannungen, die die Symmetrie der Halbwellen des periodischen Wechselstromsignals verformen, verkleinert. Der Ausgang 4 des Verstärker- und Band ilterschaltkreises 3 ist über einen Koppelkondensator 5 mit dem Signalspannungs¬ eingang 6 eines Komparators 7 verbunden, an dessen Ausgang 8 ein logisches Eins-Signal auftritt, wenn beispielsweise die Spannung am Signalspannungseingang 6 höher ist als die Spannung am Vergleichsspannungsein¬ gang 9. Bei einem Komparator 7 ohne Offsetspannung würde eine an den Signalspannungseingang 6 angelegte Sinuswechselspannung bei an Masse gelegtem Vergleichs- spannungseingang 9 am Ausgang 8 ein impulsförmiges Signal liefern, dessen Impuls/Impulspausenverhältnis genau Eins wäre, d.h. das Signal hätte jeweils über gleich lange Zeiten abwechselnd einen Eins-Zustand und einen Null-Zustand.
    [0012] Um Fehler infolge der Offsetspannung des Komparators 7 oder von Langzeitdriften und Temperaturdriften bei der Umsetzung des Wechselstromsignals in einen Impulszug zu vermeiden, ist der Vergleichsspannungseingan 9 mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers 10 über eine Leitung 11 verbunden. Wie man in Fig. 1 weiter erkennt, ist der einen Operationsverstärker enthaltende Komparator 7 noch mit den Widerständen 12, 13 und 14 beschaltet. Über eine Leitung 15 gelangt das in einen digitalen Impulszug 16 umgesetzte ursprünglich sinusförmige Tachosignal zum Eingang 17 eines Meß- und Steuerkreises 18, der im wesentlichen ein Frequenz/Spannungs-Wandler ist. In Abhängigkeit von der Dauer der Eins-Impulse 19 und der Null-Impulse 20 erzeugt der Meß- und Steuerkreis 18 Gleichspannungssignale, um eine genaue Frequenz/Span¬ nungswandlung und dadurch eine präzise Gleichlaufmes- sung des mit der Tachowelle 1 verbundenen Motors zu gewährleisten.
    [0013] Während am Ausgang 21 des Meß- und Steuerkreises 18 über eine Leitung 2.2 ein Gleichspannungsnutzsignal aus- gekoppelt wird, dessen Spannung sich entsprechend den Änderungen der Frequenz des von der Tachospule 2 einge¬ speisten Wechselstromsignals ändert, liegen an den Aus¬ gängen 22 und 23 Gleichspannungssignale an, deren Größe der zeitlichen Länge der Eins-Impulse 19 bzw. der zeit- liehen Länge der Null-Impulse 20 zugeordnet ist. Bei einem völlig symmetrischen Impulszug 16 sind somit die Spannungen an den Ausgängen 23 und 24 gleich, weshalb sich mit den Ausgängen 23, 24 über Widerstände 25, 26 angeschlossene Speicherkondensatoren 27, 28 auf gleiche Spannungen aufladen. Verändert sich beispielsweise die Spannung am Vergleichsspannungseingang 9 des Kompara¬ tors 7 in der Weise, daß die Eins-Impulse 19 länger und die Null-Impulse 20 kürzer werden, so vergrößert sich die der Dauer der Eins-Impulse 19 zugeordnete und bei- spielsweise am Ausgang 23 anliegende Spannung, während sich die am Ausgang 24 liegende Spannung verkleinert. Entsprechendes geschieht, wenn die Sinushalbwellen am Signalspannungseingang 6 positive Halbwellen aufweisen, deren Halbperiodendauer größer ist als die Halbperio- dendauer der jeweils nachfolgenden negativen Halbwel¬ len.
    [0014] Während das Gleichspannungsnutzsignal auf der Leitung
    [0015] 22 auf Veränderungen im Tastverhältnis des Impulszuges 16 verhältnismäßig schnell ansprechen soll, soll der Regelkreis zur Erzeugung einer Spannung für den Ver¬ gleichsspannungseingang 9 des Komparators 7 zeitlich träger sein. Aus diesem Grunde sind die Werte der Widerstände 25, 26 und der Speicherkondensatoren 27, 28 so gewählt, daß die an den Eingängen 29, 30 des Diffe¬ renzverstärkers 10 anliegenden Spannungen Mittelwerte über eine Vielzahl von Perioden des Wechselstromsignals am Signalspannungseingang 6 des Komparators sind.
    [0016] Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung mißt somit die Dauer der positiven und negativen Halbwellen der von der Tachospule 2 erzeugten Wechselstromsignale, wobei die als Gleichspannungssignal vorliegenden Ergebnisse getrennt in den Speicherkondensatoren 27, 28 gespei- chert werden. Mit dem zeitlich trägen, den Komparator 7, den Meß- und Steuerkreis 18 und den Differenzver- stärker 10 enthaltenden Regelkreis wird der Umschalt¬ punkt des Komparators 7 automatisch so verschoben, daß über einen relativ langen durch die Dimensionierung der Bauteile frei wählbaren Zeitraum die Summe der positi¬ ven und negativen vom Komparator 7 ausgesehenen Halb¬ wellen gleich lang sind. Kurzzeitige Änderungen werden dabei über die Leitung 22 voll erfaßt und nur ein lang¬ sames Wegdriften, z.B. durch Temperaturänderungen im Schaltkreis des Komparators 7 oder Temperaturänderungen im Magnetkreis der Tachospule 2, werden ausgeregelt. Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung gestattet somit die Umwandlung der Frequenz des von der Tachospule 2 gelieferten sinusförmigen Wechselstromsignals in eine zur Frequenz proportionale Gleichspannung, wobei der Meß- und Steuerkreis 18 in jedem Nulldurchgang des sinusförmigen Wechselstromsignals eine erneute Zeit¬ messung beginnt. Die Bezugslinie für die Nulldurchgänge wird in der Regelschleife der Schaltung gemäß Fig. 1 nach dem Kriterium gebildet, daß über einen im Verhält¬ nis zur Periodendauer sehr langen Zeitraum die an den Ausgängen 23 und 24 anstehenden Teilmeßergebnisse der positiven und negativen Halbwellen gleich lang sind.
    [0017] In Fig. 2 ist eine mögliche Schaltung für den Meß- und Steuerkreis 18 zusammen mit einer Ansteuerschaltung dargestellt, die es gestattet, die den positiven bzw. negativen Halbwellen zugeordneten Gleichspannungsan¬ teile getrennt dem Differenzverstärker 10 zuzuführen. Die mit in Fig. 1 dargestellten Teilen übereinstimmen¬ den Teile wurden in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszei¬ chen versehen.
    [0018] Der Ausgang 8 des Komparators 7 ist mit dem ersten Steuereingang 39 eines CMOS-Analogschalterkreises 41 verbunden. Der zweite Steuereingang 40 des CMOS-Analog¬ schalterkreises 41 ist mit einem gegenüber dem ersten Steuereingang invertierten Signal beaufschlagt, das am Ausgang eines ersten Inverters 42 abgegriffen wird, der mit seinem Eingang ebenfalls am Ausgang 8 des Kompara¬ tors 7 angeschlossen ist. Dem ersten Inverter 42 ist ein zweiter Inverter 43 nachgeschaltet. Der Ausgang des zweiten Inverters 43 ist mit einem Eingang eines Ex¬ klusiv-Oder-Gatters 44 verbunden. Der zweite Eingang des Exklusiv-Oder-Gatters 44 liegt direkt am Ausgang 8 des Komparators 7. Infolge der Schaltverzögerung durch die beiden Inverter 42, 43 ergeben sich am Ausgang 45 des Exklusiv-Oder-Gatters 44 immer dann kurze Impulse, wenn der Komparator 7 umschaltet. Auf diese Weise werden jeder Halbwelle des Wechselstromsignals am Signalspannungseingang 6 des Komparators 7 kurze Im¬ pulse zugeordnet. In Fig. 2 entspricht der strichpunktierte eingerahmte Teil der Schaltung im wesentlichen dem Meß- und Steuer¬ kreis 18 gemäß Fig. 1. Er verfügt über einen Frequenz¬ generator 50 mit einer Ausgangsfrequenz von beispiels- weise 4 MHz. Der Ausgang des Frequenzgenerators 50 speist den Takteingang 51 eines Frequenzteilers 52, der durch ein.en 12-Bit-Zähler realisiert sein kann und einen Rücksetzeingang 53 sowie einen Ausgang 54 auf¬ weist. Bei einer Frequenz von 4 MHz für den Frequenz- generator 50 liegt am Ausgang 54 dann eine Frequenz von 1,953125 kHz an, wobei die Taktzeit des impulsförmigen Signals TA = 0,512 ms beträgt.
    [0019] Der Ausgang 54 des Frequenzteilers 52 ist mit dem Takt- eingang 55 eines Dekadenzählers 56 verbunden. Wie man in Fig. 2 weiter erkennt, ist der Ausgang 73 der letz¬ ten Stufe des Dekadenzählers 56 mit dessen Freigabeein¬ gang 57 sowie dem Rücksetzeingang 53 des Frequenztei¬ lers 52 und einem Steuereingang 47 eines Analogschal- ters 58 verbunden.
    [0020] Wenn am Ausgang 45 des Exklusiv-Oder-Gatters 44 ein Impuls auftritt, wird dieser jeweils über eine Leitung 59 zum Rücksetzeingang 60 des Dekadenzählers 56 ge- führt. Der Dekadenzähler 56 wird daher auf Null ge¬ setzt. Bei der ersten nach dem Rücksetzen auftretenden positiven Flanke am Takteingang 55 schaltet der Deka¬ denzähler 56 auf den Zählerstand 1 um, so daß am Aus¬ gang 61 ein Steuersignal auftritt, das dem Steuerein- gang 62 eines Ana.logschalters 63, der ein Felddefekt- Analogschalter sein kann, zugeführt wird. Beim Schließen des Analogschalters 63 wird ein Speicherkon¬ densator 64 mit dem Ausgang 65 eines als Integrator geschalteten Operationsverstärkers 66 verbunden. Die am Speicherkondensator 64 liegende Spannung gelangt über einen Spannungsfolger 67, der als Impedanzwandler dient, zu einem Widerstand 68, der eine den Widerstän¬ den 25 und 26 entsprechende Funktion hat. Außerdem ge¬ langt das Ausgangssignal des Spannungsfolgers 67 zur Leitung 22, die die Ausgangsleitung der Schaltungsan¬ ordnung darstellt und das Gleichspannungsnutzsignal führt.
    [0021] Beim Auftreten der zweiten positiven Flanke nach dem Rücksetzen des Dekadenzählers 56 schaltet der Dekaden¬ zähler 56 in den Zählerstand 2 um, so daß am Ausgang 61 das Steuersignal wegfällt. Schließlich erreicht der Dekadenzähler 56 den Zählerstand 8 und liefert über die Leitung 69 ein Signal an den Steuereingang 70 eines weiteren Analogschalters 71, bei dessen Schließen der Speicherkondensator 72 der den Operationsverstärker 66 aufweisenden Integratorschaltung entladen wird.
    [0022] Beim nächsten Impuls am Takteingang 55 schaltet der Dekadenzähler 56 auf den Zählerstand 9 und sperrt sich infolge der Rückkopplung des zugeordneten Ausgangs 73 mit dem Freigabeeingang 57. Gleichzeitig wird der Analogschalter 58 in die in der Zeichnung nicht darge¬ stellte Stellung umgeschaltet, so daß der Operations¬ verstärker 66 als Zeitintegrator wirksam werden kann. Dazu ist an eine temperaturkompensierte Zenerdiode 74 über einen Widerstand 75 eine Gleichspannung angelegt, die über die Widerstände 76 und 77 zu den Eingängen des Operationsverstärkers 66 gelangt. Der zuletzt beschrie¬ bene Zustand dauert bei einer Genauigkeit von _+ 1 % für die Winkelgeschwindigkeit der Tachowelle 1 bei den oben angegebenen Frequenzen zwischen 0,103 ms und 0,193 ms. Während dieser Meßzeit baut sich am Ausgang 65 eine Meßspannung auf, deren Höhe davon abhängt, wann am Aus¬ gang 45 der nächste Rücksetzimpuls für den Dekadenzäh¬ ler 56 auftritt, wobei dieser Rücksetzimpuls mit dem Beginn der nächsten Halbwelle am Signalspannungseingang 6 des Komparators 7 zusammenfällt. Nach dem Rücksetzen des Dekadenzählers 56 kann dieser wieder zu zählen beginnen und durch Betätigen des Analogschalters 63 den der Dauer der Halbwelle zugeordneten Spannungswert zum Speicherkondensator 64 weiterleiten, von wo er zur Leitung 22 und je nach der Stellung der Schalter 80, 81 des CMOS-Analogschalterkreises 41 auch zu dem Speicher¬ kondensator 27 oder zum Speicherkondensator 28 gelangt. Die Schaltung kann so getroffen sein, daß alle den positiven Halbwellen zugeordneten Gleichspannungsnutz¬ signale den Speicherkondensator 27 aufladen, während alle den negativen Halbwellen zugeordnete Gleichspan¬ nungsnutzsignale den Speicherkondensator 28 speisen.
    [0023] Wenn die erfaßten positiven und negativen Halbwellen gleich lang sind, liegen an den Eingängen 29, 30 des Differenzverstärkers 10 gleich hohe Spannungen an, so daß keine Nachregelung erfolgt. Wenn jedoch infolge einer Störung unterschiedliche Spannungen an den Ein- gangen 29, 30 auftreten, entsteht am Ausgang 82 des Differenzverstärkers 10 ein Regelsignal, das über einen Widerstand 83 zum Vergleichsspannungseingang 9 des Komparators 7 gelangt, so daß die Lage der die Null¬ durchgänge der Wechselspannung definierenden Bezugs- Spannung verändert wird. Durch diese Nachregelung wird erreicht, daß das an der Leitung 22 anliegende Gleich¬ spannungsnutzsignal immer ein genaues Maß für die Winkelgeschwindigkeit der Tachowelle 1 ist. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind diejenigen Teile, die mit den Teilen der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele übereinstimmen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die aus der Drehung der Tachowelle 1 abgeleiteten Impulse 19, 20 gelangen über die Leitung 15 zum Eingang 117 eines Mikroprozessorschaltkreises 85.
    [0024] Der im Mikroprozessorschaltkreis 85 vorgesehene Mikro- prozessor enthält einen Speicher, vorzugsweise einen Festwertspeicher, mit einem Programm, das es dem Mikro¬ prozessor gestattet, die Frequenz der Impulse 19, 20 zu bestimmen und an seinem Meßsignalausgang 121 ein Me߬ signal auf eine Leitung 122 zu geben, die beispiels- weise ein Datenbus sein kann. In regelmäßigen Abständen wird die Impulsfrequenz am Eingang 117 ausgewertet, um ein Meßsignal zu erzeugen. Das Meßsignal kann bei¬ spielsweise jeweils aus einem oder mehreren 8-Bit-Wor- ten bestehen, die zusammen jeweils einen digitalen Wert für das Meßsignal darstellen. Der Mikroprozessorschalt¬ kreis 85 kann aber auch so ausgebildet sein, daß das digitale Ausgangssignal des Mikroprozessors in einem Digital/Analog-Umsetzer in eine Gleichspannung umge¬ setzt wird, die über die Leitung 122 ausgegeben wird, um beispielsweise die Drehzahl eines mit der Tachowelle 1 gekoppelten Motors zu regeln oder dessen Gleichlauf zu überwachen.
    [0025] Das im Speicher des Mikroprozessorschaltkreises 85 gespeicherte Programm bestimmt aber nicht nur die über mehrere Impulse gemittelte Impulsfrequenz, sondern überwacht auch, ob die aus den positiven Halbwellen und den negativen Halbwellen durch den Komparator 7 er¬ zeugten Impulse gleich lang sind. Dazu wird mit Hilfe des Mikroprozessors beispielsweise über zehn Perioden des Wechselstromsignals ein Wert für die mittlere Dauer der den positiven Halbwellen zugeordneten Impulse gebildet. Entsprechend wird ein Wert für die Dauer der den negativen Halbwellen zugeordneten mittleren Impuls¬ dauer bestimmt. Wenn die Impulslängen dieser Impulse 19, 20 gleich sind, ist es nicht erforderlich, das am Vergleichsspannungseingang 9 des Komparators 7 anlie¬ gende Gleichspannungssignal zu verändern. Ergibt sich jedoch eine Abweichung zwischen den den positiven Halbwellen zugeordneten Impulslängen und den den nega¬ tiven Halbwellen zugeordneten Impulslängen, so errech¬ net der Mikroprozessor diese Differenz und liefert ein entsprechendes Korrektursignal am Steuersignalausgang 86, das dem Vergleichsspannungseingang 9 zugeführt wird.
    [0026] Das am Steuersignalausgang 86 auftretende Signal kann aber ein vorzeichenbehaftetes Gleichspannungssignal sein, das mit Hilfe eines Digital/Analog-Umsetzers gewonnen wurde, der im Mikroprozessorschaltkreis 85 enthalten ist, oder dessen Eingang mit einem Datenaus¬ gang des Mikroprozessors verbunden ist, an dem das jeweilige Korrektursignal, beispielsweise als 8-Bit- Wort, vorliegt.
    [0027] Die zur Programmierung in Maschinensprache erforder¬ lichen Befehle hängen von der Konfiguration des jeweils in dem Mikroprozessorschaltkreis 85 vorgesehenen Mikro- Prozessors ab und sind dem Fachmann bekannt, weshalb auf eine detailliertere Beschreibung der Maschinenpro¬ gramme verzichtet wird.
    权利要求:
    Claims - 1 3 -PATENTANSPRÜCHE
    1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines der Fre¬ quenz eines Wechselstromsignals zugeordneten
    5 Meßsignals, insbesondere für die Gleichlauf-Mes¬ sung oder Regelung eines Elektromotors, mit einer Komparatorschaltung, die die zwei entgegengesetzte Polaritäten aufweisenden Halbwellen des Wechsel¬ stromsignals in Impulse umsetzt, deren Flanken
    10 einen Meß- und Steuerschaltkreis triggern, durch den den jeweiligen ab den Nulldurchgängen gemes¬ senen Halbperiodendauern des Wechselstromsignals entsprechende Digital- bzw. Gleichspannungssignale als Meßsignale erzeugbar sind, dadurch ge -
    15 kenzeichnet , daß die Meßsignale getrennt nach Zugehörigkeit zu positiven und negativen Halbwellen des Wechselstromsignals fortlaufend über mehrere Perioden gemittelt und gespeichert werden und die Differenz aus den gespeicherten
    20 Werten dem Vergleichspannungseingang (9) des Komparators (7) als Korrektursignal zugeführt wird.
    2. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines der Fre- 25 quenz eines Wechselstromsignals zugeordneten
    Gleichspannungsnutzsignals, insbesondere für die Gleichlaufregelung eines Elektromotors, mit einer Komparatorschaltung, die die zwei entgegengesetzte Polaritäten aufweisenden Halbwellen des Wechsel-
    30 Stromsignals in Impulse umsetzt, deren Flanken einen Meß- und Steuerkreis triggern, durch den entsprechend den jeweiligen ab den Nulldurchgängen gemessenen Halbperiodendauern des Wechselstromsig¬ nals Gleichspannungen erzeugbar sind, da-
    35 durch gekennzeichnet , daß der Ver- gleichsspannungseingang (9) des Komparators (7) mit dem Ausgang (82) eines Differenzschaltkreises (10) verbunden ist, dessen beiden Eingänge (29, 30) jeweils an einen Spannungsspeicher (27, 28) angeschlossen sind, die über zugeordnete erste und zweite Schalter (80, 81) mit dem Gleichspannungs¬ nutzsignal (22) verbindbar sind, wobei über den ersten Schalter (80) periodisch das den ersten Halbperioden zugeordnete Gleichspannungsnutzsignal und über den zweiten Schalter (81) periodisch das den zweiten Halbperioden zugeordnete Gleichspan¬ nungsnutzsignal auskoppelbar ist.
    3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennz eichnet , daß die Spannungsspeicher
    Speicherkondensatoren (27, 28) sind.
    4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, da¬ durch gekennzeichnet , daß der Diffe- renzschaltkreis ein Differenzverstärker (10) ist, der als PI-Regler geschaltet ist.
    5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, da¬ durch gekennzeichnet , daß das Gleich- spannungsnutzsignal (22) über einen Widerstand (68, 25, 26) zu den Speicherkondensatoren (27, 28) auskoppelbar ist.
    6. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Schalter (80, 81) CMOS-Analogschal- ter sind, von denen der eine mit seinem Steuerein¬ gang (39) unmittelbar und der andere mit seinem Steuereingang (40) über einen Inverter (42) mit dem Ausgang (8) des Komparators (7) verbunden ist.
    7. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Signalspannungseingang (6) des Komparators (7) mit dem Ausgang (4) eines Verstärker- und Bandfilterschaltkreises (3) verbunden ist.
    8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennz e ichnet , daß der Eingang des Ver¬ stärker- und Bandfilterschaltkreises (3) mit einer Tachospule (2) verbunden ist, die der Tachowelle (1) eines Elektromotors zugeordnet ist.
    9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennz ei chnet , daß die Zeitkonstante des die Speicherkondensatoren (27, 28) enthaltenden Regelkreises •ein Vielfaches der Periodendauer des Wechselstromsignals ist.
    10. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines der Fre- quenz eines Wechselstromsignals zugeordneten
    Meßsignals, insbesondere für die Erfassung der Drehzahl oder des Gleichlaufs eines Elektromotors, mit der einer Komparatorschaltung, die zwei ent¬ gegengesetzte Polaritäten aufweisende Halbwellen des Wechselstromsignals in Impulse umsetzt, deren Flanken einen Meß- und Steuerschaltkreis triggern, durch den entsprechend den jeweiligen ab den Nulldurchgängen gemessenen Halbperiodendauern des Wechselstromsignals Meßsignale erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet , daß der Ver¬ gleichsspannungseingang (9) des Komparators (7) über eine Glättungsschaltung mit dem Steuersignal¬ ausgang (86) eines Mikroprozessorschaltkreises (85) verbunden ist, an dessen Eingang (117) der Impulse liefernde Ausgang (8) des Komparators (7) angeschlossen ist und der an seinem Meßsignalaus¬ gang (121) ein der Drehzahl (1, 2) zugeordnetes Meßsignal (122) und an seinem Steuersignalausgang (86) ein Korrektursignal liefert, dessen Größe ein Maß für die über mehrere Impulse (19, 20) gemit- telte Differenz zwischen der Dauer der den posi¬ tiven Halbwellen und der den negativen Halbwellen zugeordneten Impulse (19, 20) ist.
    11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzei chnet , daß der Steuersignalaus¬ gang (86) der Ausgang eines in dem Mikroprozessor¬ schaltkreis (85) enthaltenen Digital/Analogum- setzers ist.
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    1990-10-10| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1986906277 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE19853539556|DE3539556A1|1985-11-07|1985-11-07|Schaltungsanordnung zur erzeugung eines der frequenz eines wechselstromsignals zugeordneten gleichspannungsnutzsignals, insbesondere fuer die gleichlaufregelung eines elektromotors|
    DEP3539556.7||1985-11-07||DE19863674920| DE3674920D1|1985-11-07|1986-10-30|Schaltungsanordnung zur erzeugung eines der frequenz eines wechselstromsignals zugeordneten messsignals.|
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