AS_D_FF_HYS¶

AS_D_FF_HYS

Einleitung¶

Der Funktionsblock AS_D_FF_HYS realisiert ein datengetaktetes Flip-Flop (D-Latch) mit einer Hysterese (Schalthysterese). Der Baustein wird typischerweise in der Signalverarbeitung eingesetzt, um verrauschte oder schwankende Eingangssignale zu glätten und definierte Schaltpunkte zu erzeugen. Er verfügt über einen Ereigniseingang INIT, um den Hysterese-Wert zu setzen, sowie über zwei Adapter-Schnittstellen: einen Eingangs-Adapter I für das zu latchnde Signal und einen Ausgangs-Adapter Q für das gelatchte und mit Hysterese gefilterte Ausgangssignal.

Schnittstellenstruktur¶

Ereignis-Eingänge¶

Name	Typ	Kommentar	Mit Daten
`INIT`	EInit	Setzt den Hysterese-Wert	`HYSTERESIS`

Ereignis-Ausgänge¶

Name	Typ	Kommentar
`INITO`	EInit	Bestätigung der INIT-Verarbeitung

Daten-Eingänge¶

Name	Typ	Kommentar
`HYSTERESIS`	SINT	Hysterese-Bandbreite (ganzzahliger Wert)

Daten-Ausgänge¶

Keine direkten Datenausgänge – der Ausgangswert wird über den Adapter Q bereitgestellt.

Adapter¶

Richtung	Name	Typ	Kommentar
Socket	`I`	`adapter::types::unidirectional::AS`	Eingangssignal (Wert und Takt)
Plug	`Q`	`adapter::types::unidirectional::AS`	Ausgangssignal (gelatcht mit Hysterese)

Die Adapter vom Typ AS (unidirectional) besitzen typischerweise einen Ereignis-Port E1 und einen Daten-Port D1. Der Socket I liefert über I.E1 das Taktsignal und über I.D1 den Datenwert, der gelatcht werden soll. Der Plug Q gibt über Q.E1 ein Ereignis und über Q.D1 den gefilterten Ausgangswert aus.

Funktionsweise¶

Der FB empfängt über den Adapter I ein Taktsignal (Ereignis I.E1) und einen Datenwert (I.D1). Bei jedem Takt wird der aktuelle Datenwert mit dem zuletzt ausgegebenen Wert verglichen, unter Berücksichtigung des Hysterese-Bandes. Der Ausgang Q.D1 ändert sich nur dann, wenn der neue Eingangswert außerhalb des Intervalls [letzter Ausgangswert - HYSTERESIS , letzter Ausgangswert + HYSTERESIS] liegt. Dadurch werden kleine Schwankungen (Rauschen) um den eingestellten Arbeitspunkt unterdrückt.

Das Ereignis INIT dient zur einmaligen Konfiguration des Hysterese-Werts. Der Hysterese-Wert vom Dateneingang HYSTERESIS wird dabei übernommen. Nach erfolgreicher Initialisierung wird das Ereignis INITO ausgelöst.

Der FB nutzt intern den Baustein E_D_FF_ANY_HYS aus der Bibliothek logiBUS::signalprocessing::hysteresis, der die eigentliche Flip-Flop-Logik mit Hysterese implementiert.

Technische Besonderheiten¶

Der Hysterese-Wert ist als SINT (signed integer) festgelegt.
Die eigentliche Signalverarbeitung wird durch einen untergeordneten FB (E_D_FF_ANY_HYS) realisiert, der vom Anwender nicht direkt eingesehen wird.
Die Adapter-Schnittstelle erlaubt eine lose Kopplung des Bausteins an andere Komponenten.
Das Ereignis INIT verarbeitet keinen Wert – die Hystereseparameter können nur vor dem ersten Betrieb gesetzt werden; ein nachträgliches Ändern ist nur durch erneutes Senden von INIT möglich.

Zustandsübersicht¶

Der FB besitzt keine explizite Zustandsmaschine, die nach außen sichtbar ist. Intern wird der aktuelle Ausgangswert gespeichert. Die Hysterese bewirkt ein Zustandsgedächtnis: Der Ausgang springt nicht bei jeder Änderung des Eingangs, sondern nur bei Über- oder Unterschreiten der Hysterese-Schwellen.

Anwendungsszenarien¶

Entprellung von Schaltkontakten – Unterdrückung von Prellern und kurzen Störpulsen.
Schwellwertschalter mit Hysterese – z. B. Temperaturregler, die Ein- und Ausschaltpunkte trennen.
Signalglättung in der Sensorik – Verarbeitung verrauschter Analogwerte in diskrete Zustände.
Daten-Latch mit Rauschunterdrückung – für langsame, aber störungsbehaftete Datensignale.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen¶

Baustein	Eigenschaft	Unterschied zu AS_D_FF_HYS
`E_D_FF`	Klassisches D-Flip-Flop ohne Hysterese	Keine Filterung; Ausgang folgt jedem Takt.
`E_D_FF_HYS`	D-Flip-Flop mit Hysterese (gleiche Logik)	Kein eigener `INIT`-Eingang; Hysterese wird ggf. über Daten gesetzt.
`AS_FF_HYS`	Flip-Flop mit Hysterese und eigener Adapter-Schnittstelle	Möglicherweise andere Kopplung, ähnliche Funktion.

Fazit¶

Der AS_D_FF_HYS kombiniert ein D-Flip-Flop mit einer einstellbaren Hysterese und kapselt die komplexe Logik in einem einfach zu verwendenden Adapter-basierten Baustein. Er eignet sich besonders für Anwendungen, in denen verrauschte diskrete Signale sauber und mit definierten Schaltpunkten verarbeitet werden müssen. Die initiale Konfiguration über INIT ermöglicht eine flexible Anpassung an verschiedene Störumgebungen.