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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektronische Analog-Digital-Wandler, und ihr Anwendungsgebiet umfasst insbesondere Gerät :, die in digitaler Form Anzeigen von Messinstrumenten u. dgl. liefern.
Es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen es notwendig ist, Analogwerte, wie Anzeigen von Messinstrumenten, in eine Digitalform umzuwandeln. Wandler zum Umwandeln von Analogwerten in eine binäre Digitalform sind bekannt. Derartige Wandler arbeiten in der Weise, dass eine Analogspannung mit einer die Digitalzahl darstellenden Bezugsspannung verglichen wird.
Diese Wandler sind jedoch für eine Umwandlung in ein Dezimal-oder andere Systeme nicht anwendbar, bei denen der Exponent (Radix) hoch ist, und in Fällen, wo Ablesungen in einem solchen System verlangt werden, ist es nötig, einen zweiten Converter zu verwenden.
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und Einstellen der Spannung über die Widerstandskette in Richtung zum Wert der umzuwandelnden Spannung vorgesehen sind, welch letztere Einrichtungen von der Differenz beider Spannungen gesteuert sind, wodurch die Schrittzahl, um die die Röhren von einem Null-Zustand weitergeschaLtet haben, ein Mass für die umzuwandelnde Spannung darstellt.
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; g5röhrenladungsröhren mit zehn Kathoden, doch ist die Erfindung nicht auf das Zählen im Dezimalsystem eingeschränkt, sondern es können andere Zahlensysteme verwendet werden.
Gemäss einer bevorzugten Anordnung werden die Impulse zur Weiterschaltung der Gasentladungsröhren von einem Zeitimpulsgaber hergestellt und der dem niedrigsten Stellenwert zugeordneten Röhre, d. i. der Einer-Röhre, durch Torkreise aufgebracht, welche ein Aufwärts- oder ein Abwärtszählen der Impulse bewirken, je nachdem die Spannungsdif- ferenz über den Widerstand grösser oder kleiner als die umzuwandelnde Spannung ist. 1Xilinlicn werden die übertragungsimpulse zwischen aufeinanderfolgenden Röhren, beispielsweise zwischen der Einer-Rohre und der Zehner-Rohre, durch Torkreise aufgebracht, welche ihrerseits die Impulse zum Aufwärts- oder Abwärtsschalten durchlassen.
Die resultierende Spannung über die Widerstarudskette kann mit der umzuwandelnden Spannung in einem Vergleichskreis verglichen werden, dessen resultierende Fehlerspan- nung Relais zur Steuerung der Torkreise betätigt, was zur Folge'hat, dass die Röhren aufwärts oder abwärts zählen, bis ein Abgleich hergestellt ist. Wenn dieser Zustand erreicht ist, stellt der Betrag, um den die Rohren von ihrer Null-Stellung aus weitergeschaltet haben, in digitaler Form die umzuwandelnde Grösse dar.
In Fällen, bei denen ein Ausgang verlangt wird, beispielsweise um einen Registrierapparat zu betreiben oder um einen Eingang für eine Rechenmaschine zu liefern, können AusgÅangsimpulse von den Toren abgeleitet werden, die zu der Rohre des niedrigsten Stellenwertes führen, wobei'die
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algebraische Resultierende erforderlich ist, d. h. die Abwärts-Zählimpulse müssen von den Auf- wärts-Zählimpulsen subtralhiert werden. In Fällen, bei denen ein Ausgang in binärer Digitalform benötigt wird, können die Ausgangsimpulse einem
Gerät zugeführt werden, welches die Impulse zählt und die Zahl in einem hin 1'en ZaMensy- stem aufzeichnet.
Zum leichteren Verständnis der Erfindung wird nun der erfindungsgemässe'Wandler in beispielsweiser Ausführungsfoitm.. an Hand einer schematischen Zeichnung beschrieben.
Das dargestellte Gerät umfasst im wesentlichen vier Mehrkathoden-Gasentladungsröhren, welche sogenannte Dekatrone Tl, T2, T3 und T4 sein können und so hintereinander geschaltet sind, dass Tl die Einer, T2 die Zehner, T3 die Hunderter und T4 die Tausender zählt. Die Kathoden vom Tl sind mit Anzapfungen eines Widerstandes R1 verbunden, die Kathoden von T2 sind gleicherweise an Anzapfungen eines Widerstandes. R2 und die Kathoden von T3 und T4 an Anzapfungen von Widerständen R3 und R4 angeschlossen.
Die Widerstände R1, R2, R3 und R4 liegen in Serie und bilden eine Widerstandskette. Einstell-
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sind in dieser Kette zum Abgleiche eingeschaltet.
Daraus-ergibt sich, dass der durch jedes der Dekatrone fliessende Strom einen Spannungsverlauf längs des betreffenden Widerstandes liefert, dessen Wert davon abhängt, welohe, der Kathode die
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dung. fuhrt, wobeiglichen wird. Dieser Vorgang liefert eine Spannung entweder in die Aufwärtszählleitung LU oder in die Abwärtszählleitung LD,. abhängig davon, ob die Spannung im Punkt A niedriger oder hoher Ist als die umzuwandelnde Spannung.
Wird die Aufzählleitung Z.U gespeist, sind alle Aufzähl-Torikreise SU offen und ebenso wird,
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erregt.
Ein öffnen der Torkreise SU1 und D hat zur Folge, dass Impulse vom Zeitimpulsgeber Z den Eingang von Tl in der vorgesehenen Folge angelegt werden, um dieses je nachdem zum. Aufwärts- oder Abwärtszählen zu veranlassen. Im Falle der Anwendung eines Dekatrons bedeutet dies selbstverständlich eine Bewegung der Entladung von Kathode zu Kathode in einer oder der andernFortschreitrichtung.
Gelangt ein Übertragsimpuls von T1 zu T2, hat dies gleichermassen zur Folge, dass dieses je nachdem'entweder aufwärts oder abwärts schaltet wegen der Tatsache, dass entweder SU2 oder SD2 geöffnet ist. Dies wiederholt sich für jedes De-
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der Gleichrichterverstärker GV im Gleichgewicht und sowohl die Aufzähl- als auch die Abzählleitung umgespeist. Die Dekatrome liefern dann im Dezimal-Zahlensystem eine der umzuwandelnden Spannung entsprechende ZahlenMgabe.
In Fallen, bei welchen ein Ausgang zur Speisung von Registrier-oder Rechenmaschinen benötigt wird, kann ein solcher von den Torkreisen SU1 und D abgeleitet werden, wobei zu beachten ist, dass die'von D gemachten von den durch SU1 gemachten Zählungen zu subtrahieren sind, damit ein richtiger Ausgang erhalten wird, der die umzuwandelnde Spannung darstellt.
Es sind zweckmässig zwischen den Kathoden und den Anzapfungen an der Widerstandskette regelbare Widerstände anzuordnen. Dies ermöglicht eine Kompensation von Änderungen der Entladung, die duroh Unterschiede im Röhrenaufbau entstehen können, so dass der Spannungsverlauf längs der Widerstands : kette genau dem gewählten Digitalwert entspricht.
- Es ist zu bemerken, dass die Null-Kathode, über die die Gasentladungsröhre an Erde liegt, zur Sicherung dafür, dient, dass, wenn sich, die Röhre in der Null-Stellung befindet, der durch . dieselbe fliessende Strom keinen Spannungsverlauf längs der Widerstandskette ergibt. Weiters kann die Nu. l1-Kathoìde bei Bedarf zum Zurückstellen der Röhren auf Null verwendet werden.
Selbstverständlich ist das als Spannungsmesser beschriebene Gerät nicht auf diesen Zweck beschränkt, sondern es kann auch zum Messen anderer Grössen verwendet werden, die sich zur
Umwandlung in eine Spannung eignen. Beispielsweise ist es möglich das Gerät zum Messen eines Widerstandes durch Bestimmung des Spannungsabfalles beim Durchgang eines genau bestimmten Stromes zu verwenden, und in gleicher Weise kann ein Strom durch Messung der Spannung bestimmt werden, wenn der Strom einen Einheits- widerstand durchläuft.
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