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Einrichtung zur Erzeugung von Signalimpulsen während des Auftretens einer einen Grenzwert überschreitenden Messspannung
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des Auftretens einer einen Grenzwert überschreitenden Messspannung, wobei die Signalimpulse in einer nachgeschalteten, digital arbeitenden Auswerteschaltung insbesondere zum Zweck der Messbereichsumschaltung bei Spannungsmessgeräten ausgewertet werden.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist zum Zweck der Messbereichsumschaltung bei Spannungsmessgeräten besonders geeignet, weil sie eine für logische Schaltungen notwendige exakte Impulsgabe im jeweils gewünschten Takt liefert, sie ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmitt-Trigger durch aus der Messspannung durch Umsetzung in einem Ringmodulator gewonnene Impulse mit einer dem jeweiligen Wert der Messspannung proportionalen Amplitude gesteuert ist und in an sich bekannter Weise zur Abgabe der Signalimpulse ein Tor vorgesehen ist, dessen Eingangsspannung im Takt der von einem Taktimpulsgenerator erzeugten Impulse durchgeschaltet wird, wobei der Eingang des Tores an ein vom Schmitt-Trigger gespeistes Integrierglied angeschlossen ist, dessen Zeitkonstante wesentlich grösser ist als die Dauer der Impulse des Taktimpulsgenerators.
Die Verwendung eines Tores, dessen Eingangsspannung im Takt der Impulse eines Taktimpulsgenerators durchgeschaltet wird, ist schon in mehreren Varianten zur Analog-Digital-Umformung ausgeführt worden. Es ist weiters bekannt, zur Bildung einer, der Grösse einer Spannung entsprechenden Anzahl von Impulsen, ein Zählwerk mit vorgeschaltetem Differenzierkondensator vorzusehen, der über ein Halbleiterschaltelement bei Über- bzw. Unterschreiten eines Schwellwertes geladen bzw. entladen wird und dementsprechend positive bzw. negative Zählimpulse an das Zählwerk liefert. Diese bekannten Schaltungen sind für den Anwendungsbereich der Erfindung nicht zweckmässig, weil sie zufolge ihrer Wirkungsweise Eingangsspannungen erfordern, die entweder relativ weit unter- oder oberhalb des Grenzwertes liegen.
Ausser der präzisen Impulsbildung werden durch die erfindungsgemässe Einrichtung während der ganzen Dauer des Überschreitens des Grenzwertes Impulse abgegeben, während sonst nur ein einziger Impuls als Zeichen des Überschreitens einer bestimmten Grenze abgegeben wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Sie zeigt in Fig. 1 die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Schaltelemente, die zur Erzeugung von Signalimpulsen während der Dauer des Auftretens einer einen Grenzwert überschreitenden Messspannung erforderlich sind. Der zeitliche Verlauf dieser Messspannung ist in Fig. 2 dargestellt. Weitere Diagramme des Spannungsverlaufes an verschiedenen Stellen der Schaltung zeigen die Fig. 3 bis 7.
Die Messspannung-U-wird an den Eingang --1-- der erfindungsgemässen Schaltung angelegt
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mit einer ihrem jeweiligen Wert gleichen Amplitude umgeformt. Der Grenzwert der Messspannung, bei dessen Überschreitung die erfindungsgemässe Einrichtung anspricht, ist durch eine strichlierte Linie angedeutet. Die Ausgangsspannung des Ringmodulators --R-- (Punkt 2) ist im Diagramm der Fig. 3 dar-
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anspricht und dann Ausgangsimpulse mit gleichbleibender Amplitude liefert, die von der Amplitude der Eingangsimpulse unabhängig ist. Die Umformung der Messspannung in Rechteckimpulse hat den Zweck, die Wirkung der Hysterese des Schmitt-Triggers --S-- auszuschalten.
Dieser klappt nämlich bei einer bestimmten Amplitude der verstärkten Rechteckspannung-U-um, muss jedoch mit Sicherheit während des Rückgangs der Spannung am Ende des Impulses wieder zurückklappen. Die Ausgangsspan-
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Grenzwert überschreitet. Die Ausgangsspannung-Ug-des Schmitt-Triggers-S--, deren Verlauf im Diagramm der Fig. 4 gezeigt ist, wird einem Integrationsglied--I--zugeführt, das an seinem Aus-
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schreitens des Grenzwertes auf bzw. verschwindet ebenso genau beim Unterschreiten dieses Grenzwertes. Die Genauigkeit des Ein- und Ausschaltens der Gleichspannung-U-ist durch die Frequenz der Rechteckimpulse bestimmt, die praktisch beliebig gross gewählt werden kann.
Zur Auswertung der solcherart gewonnenen Gleichspannung-U-für logische Schaltungen zur Auswahl von Teilmessbereichen von Spannungsmessgeräten ist nun weiters eine Umsetzung in Signalimpulse vorgesehen, die zugleich mit der Gleichspannung-U-gegeben werden. Der Takt dieser
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Tor immer nur dann einen Ausgangsimpuls --U6-- an seinem Ausgang --6-- (s. Fig. 7) liefert, wenn einerseits ein Taktimpuls gegeben wird und anderseits zugleich die Gleichspannung-U.-vorhanden ist.
Mit der angegebenen Schaltung lassen sich Impulse mit einer für die Auslösung von Operationen in der nachgeschalteten digitalen Anlage hinreichenden Steilheit erzielen, unabhängig von der Steilheit des Anstieges der Messspannung-U-, wenn sie ihren Grenzwert überschreitet. Hiebei ist nochzu beobachten, dass die Zeitkonstante des Integrationsgliedes-l-wesentlich grösser ist als die Dauer der Impulse des Taktimpulsgenerators --G--, damit innerhalb jener Zeitspannen, in denen der Taktimpuls- generator-G-das Tor-T-öffnet, die erhaltene Ausgangsspannung --U 5-- praktisch konstant bleibt und so eine wesentliche Bedingung für Schaltimpulse digitaler Anlagen erfüllt.
Damit wird nämlich erzielt, dass während der Impulsdauer die Änderungsgeschwindigkeit der Impulsspannung (Impulshöhe) wesentlich kleiner ist als an den Flanken der Impulse und somit in nachfolgenden differenzierenden Gliedern der digitalen Anlage Fehlauslösungen eindeutig verhindert werden.