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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bestimmung der Zeit, während der ein elektrisches Signal, beispielsweise zeitabhängige Signale bei der geologischen Bodenuntersuchung, im Bereich zwischen zwei Spannungssollwerten an ihrem Eingang anliegt, mit einem Extremwertformer, an dessen Ausgang ein Signal auftritt, welches bei einer Spannung, die der mittleren Sollwertspannung entspricht, ein Extremum aufweist, mit einem Modulator zur Amplitudenmodulation der Impulsspannung eines Impulsgenerators mit der Ausgangsspannung des Extremwertformers und mit einer Schwellwerteinrichtung, deren Ausgangsimpulszahl das Mass für die oben genannte Zeit darstellt. Solche Einrichtungen werden auch in der Mineralogie, beispielsweise in
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Kontrolle der Produktion hochlegierter Stähle, in der Physik, z. B.
Kernphysik bei der Analyse von Vorgängen, die in zeitabhängige Signale umgesetzt werden, verwendet. Bei den angeführten Beispielen ist die Einrichtung als
Zwischeneinheit, beispielsweise zwischen einem Geber und einem Speicher geschaltet.
Es ist eine Einrichtung zur Phasenanalyse von zu mikroskopierenden Objekten bekannt, bei der ein
Phasendiskriminator vorhanden ist, zu dem in Reihe ein Extremwertformer für elektrische Signale (Spannungen bzw. Ströme), ein Modulator und eine Schwellwerteinrichtung geschaltet sind.
Die Wirtschaftlichkeit der bekannten Einrichtung sowie die Möglichkeit der Analyse von zeitlich veränderlichen Signalen ist bei geringstem technischen Aufwand unabhängig von der Kanalbreite und Kanallage wesentlich höher, als bei einer andern bekannten Einrichtung, die mit zwei Diskriminatoren und einer Koinzidenzschaltung versehen ist. Der grösste Wirkungsgrad der bekannten Einrichtung wird dann erreicht, wenn als Extremwertformer eine Einrichtung zur Bildung von Spannungs- und Stromextremwerten Verwendung findet, wobei mit einfachen Mitteln die Möglichkeit der Analyse von elektrischen, sich langsam ändernden linearen oder nichtlinearen Signalen realisiert wird. Die erstgenannte bekannte Einrichtung benötigt jedoch getrennte Speisequellen sowohl für den Extremwertformer als auch für den restlichen Teil der Schaltung.
Zweck der Erfindung ist es den erwähnten Mangel zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Einrichtung der eingangs umrissenen Art zu schaffen, bei der keine zusätzliche Speisequelle für den Extremwertformer benötigt wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Modulator mit einem frequenzabhängigen Gegenkopplungskreis versehen ist und der Ausgang des Modulators mit dem Eingang einer Differenziereinrichtung verbunden ist, deren Ausgang mit dem Eingang der Schwellwerteinrichtung gekoppelt ist.
Der frequenzabhängige Gegenkopplungskreis ist zweckmässig als Hochpassfilter ausgebildet, dessen an den Eingang des Modulators angelegtes Ausgangssignal eine Amplitude aufweist, die durch die Änderung der vom Ausgangssignal des Extremwertformers beeinflussten Leitfähigkeit einer Diode gesteuert ist, die über einen Kondensator an den Eingang des Hochpassfilters gelegt ist, wobei die Einschaltpolarität der Diode die Parallelschaltung des Hochpassfilters zum Modulator gewährleistet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung folgen aus der nachstehenden erläuternden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles, in denen Fig. 1 eine Blockschaltung der erfindungsgemässen Einrichtung und Fig. 2 Spannungskurven, die das Formierungsprinzip der Einrichtung gemäss Fig. 1 erläutern, zeigen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung enthält einen in Reihe mit einem Modulator--2--und einer
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Extremwertformer--1-- (Fig. 1).Schwellwerteinrichtung gelegt ist.
Der Gegenkopplungskreis ist als Hochpassfilter --6-- mit einer Diode--7--am Ausgang ausgeführt.
Die Diode--7--ist an den Ausgang des Extremwertformers--l--über einen Widerstand--8--und
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Ausgang des Extremwertformers--l--gelangt vom Impulsgenerator (in Fig. 1 nicht gezeigt) über die Klemme --10-- an den Modulator--2--.
Die Steilheit der einen Impulsflanke (beispielsweise der hinteren Flanke) soll zweckmässigerweise grösser als die der andern Flanke sein. Anderseits ist es wünschenswert die Impulsfolgeperiode kleiner als die Anderungsdauer des Signals am Ausgang des Extremwertformers--l--zu wählen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung funktioniert wie folgt.
Das zu untersuchende Signal--U (t)- (Fig. 2a) wird dem Eingang des Extremwertformers--l-- : Fig. 1) zugeführt.
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Das das Ergebnis der Untersuchung wiedergebende Signal wird dem Ausgang der Schwellwerteinrichtung - -3-- entnommen.
Der Extremwertformer--l-setzt das Eingangssignal --U (t)-- (Fig.2a) derart um, dass in einem bestimmten Punkt-Uo, to-- ein künstliches Extremum der Funktion --U(t)-- erzeugt wird. Hiebei kann
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Extremalpunkt-Uoto--einpolig(Fig. 2b), wird im Extremalpunkt-to--gleich Null und nimmt dann wieder zu.
Bei Abnahme der Spannung am Ausgang des Extremwertformers-l-nimmt die mittlere, d. h. über eine Impulsperiode des Modulators--2-- (Fig. l), gemittelte Leitfähigkeit der Diode --7-- zu, so dass die Nebenschlusswirkung der Diode--7-am Ausgang des Filters --6-- erhöht, das Spannungsübersetzungsmass im Gegenkopplungskreis --4-- für die höheren Harmonischen der Modulatorimpulse vermindert und die Anstiegdauer der Impulse herabgesetzt wird, d. h., die Flankensteilheit dieser Impulse (Fig. 2c) und deren absolute Grösse (Fig. 2d) am Ausgang der Differenziereinrichtung--5-- (Fig. l) werden erhöht.
Überschreitet die Impulsamplitude am Ausgang der Differenziereinrichtung --5-- den Schwellenwert der Spannung--Un-- (Fig. 2d), so spricht die Schwellwerteinrichtung --3-- (Fig.1) an und liefert am Ausgang Spannungsimpulse (Fig. 2e).
Die Anzahl der Impulse am Ausgang der Schwellwerteinrichtung wird durch die Zeit bestimmt, in der die Amplitude der Eingangsspannung (Fig. 2a) innerhalb des elektrischen Kanals--U}-U--bleibt.
Die Breite des elektrischen Kanals--Ui-U--wird durch die Lage der Schnittpunkte--f', h'-- (Fig. 2d) der Schwellwertspannung--Un--mit der Amplitudenumhüllungslinie der Impulse am Ausgang der Differenziereinrichtung--5-- (Fig. l) bestimmt.
Die Spannung-Uo-in der Mitte des elektrischen Kanals --U1-U2-- (Fig.2a) ist durch den
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(Fig. 2b)(Fig. 2d) geregelt werden, da hiebei die Punkte --f',h'-- ihre Lage ändern. Gleichfalls kann die Kanalbreite durch Änderung des Verstärkungsfaktors des Extremwertformers--l- (Fig. l) geregelt werden, da sich hiebei die Änderungsgeschwindigkeit der Spannung am Ausgang des Extremwertformers (Fig. 2b) und folglich die Steilheit der Amplitudenumhüllungslinie (Fig. 2d) der Impulse am Ausgang der Differenziereinrichtung-5- (Fig. l) ändern, wodurch auch die Punkte --f', h'-- (Fig.2d) und --f,h-- (Fig.2a) ihre Lage ändern.
Bei Änderung der Breite des Kanals--U ;-U --ändert sich die Spannung--Uo-der Kanalmitte nicht, da die Punkte--f', h'und f, h-- (Fig. 2a, 2d) ihre Lage symmetrisch zum Extrempunkt-g'und g-- ändern.
Die Spannung-Uo-der Kanalmitte (Fig. 2a) kann ohne Änderung der Kanalbreite durch Umstimmung des Extremwertformers --1-- verändert werden.
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ist.
Durch diese Schaltungsanordnung wird die Information vom Ausgang des Extremwertformers --1-- auf den Eingang der Schwellwerteinrichtung--3--über den Modulator nicht durch eine direkte Verbindung übertragen, was die Funktion des Extremwertformers bei einer gemeinsamen Speisequelle gestört hätte, sondern durch Zwischenformung, d. h. durch Einwirkung des Ausgangssignals des Extremwertformers auf die Parameter der frequenzabhängigen Gegenkopplung. Durch diese Umformung wurde die Speisung der gesamten Einrichtung aus nur einer Speisequelle möglich, ohne dass hiebei die Funktion des Extremwertformers--l--gestört wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist einfach gebaut, zuverlässig und genau im Betrieb sowie leicht abzustimmen.