DE1168957B

DE1168957B - Circuit arrangement for temporarily storing pulses with the correct amplitude

Info

Publication number: DE1168957B
Application number: DES71876A
Authority: DE
Inventors: Dr Jens Piening
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-12-30
Filing date: 1960-12-30
Publication date: 1964-04-30
Also published as: NL273084A; GB960480A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: H 03 fcBoarding school Class: H 03 fc

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:Number: File number: Registration date: Display day:

Deutsche KL: 21 al-36/14German KL: 21 al-36/14

S 71876 VIII a/21 al
30. Dezember 1960 30. April 1964 S 71876 VIII a / 21 al
December 30, 1960 April 30, 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum vorübergehenden amplitudenrichtigen Speichern von über Kurzzeitschalter ausgeblendeten Spannungsimpulsen. Derartige Schaltungen sind insbesondere unter dem Namen Haltekreis bekanntgeworden und werden dort verwendet, wo durch Abtasten von in der Amplitude schwankenden Spannungen gewonnene kurzzeitige Impulse zur weiteren Auswertung, z. B. zur digitalen Umsetzung, bereitgehalten werden müssen.The invention relates to a circuit arrangement for temporarily correcting the amplitude Saving of voltage pulses hidden by the short-time switch. Such circuits have become known in particular under the name holding circle and are used wherever short-term pulses obtained by sampling voltages with fluctuating amplitude for the further evaluation, e.g. B. for digital implementation, must be kept ready.

Es ist bekannt, die Impulse, deren Amplitude zumindest zwischen zwei vorgegebenen Grenzwerten schwanken kann, zur Aufladung eines Kondensators heranzuziehen, wobei sich dann eine dem Amplitudenwert des zu speichernden Impulses entsprechende Spannung am Kondensator einstellt, die für eine Weiterverarbeitung herangezogen werden kann. Da die Impulse im allgemeinen nur verhältnismäßig wenig Energie beinhalten, wird dem Kondensator ein Verstärker vorgeschaltet, wobei zwischen dem Verstärkerausgang und dem Kondensator der Abtastbzw. Ausblendschalter anzuordnen ist, der dementsprechend nur während der Abtastzeit geschlossen wird. Hierdurch wird vermieden, daß die einmal eingestellte Spannung am Kondensator vom Verstärkerausgang her verändert wird.It is known that the pulses, whose amplitude is at least between two predetermined limit values can fluctuate to be used to charge a capacitor, which then depends on the amplitude value of the pulse to be stored sets the corresponding voltage on the capacitor, which is suitable for a Further processing can be used. Since the impulses are generally only proportionate contain little energy, an amplifier is connected upstream of the capacitor, with between the amplifier output and the capacitor of the sample or Fade-out switch is to be arranged accordingly is only closed during the sampling time. This prevents the once set The voltage at the capacitor is changed from the amplifier output.

Bei dem Aufbau einer derartigen Schaltung mit elektronischen Schaltkreisen ergeben sich gewisse Schwierigkeiten, die dadurch bedingt sind, daß die elektronischen Schalter, z. B. Transistorschalter, im geöffneten Zustand einen von oo unterschiedlichen Widerstandswert haben, während sie im geschlossenen Zustand einen endlichen, nicht vernachlässigbaren Durchlaßwiderstand besitzen. Die Verwendung eines Transistorschalters in diesen Kreisen erfordert dementsprechend einen Ladekondensator mit verhältnismäßig hoher Kapazität, so daß der nach dem Öffnen des Transistorschalters über den Transistor abfließende Reststrom die Spannung zwischen den Kondensatorbelägen nur unwesentlich verändern kann. Umgekehrt führt aber die Verwendung eines Kondensators mit großem Kapazitätswert dazu, daß durch den im geschlossenen Zustand des Transistors gegebenen Widerstand eine Zeitkonstante gegeben ist, die eine ausreichende Aufladung des Kondensators während der verhältnismäßig kurzen Abtastperioden verhindern.In the construction of such a circuit with electronic circuits, certain results arise Difficulties caused by the fact that the electronic switches, e.g. B. transistor switch, im in the open state have a resistance value different from oo, while in the closed state State have a finite, non-negligible forward resistance. The usage a transistor switch in these circuits accordingly requires a charging capacitor relatively high capacity, so that after opening the transistor switch via the transistor The residual current flowing away will only change the voltage between the capacitor layers insignificantly can. Conversely, however, the use of a capacitor with a large capacitance value leads to the fact that given a time constant by the resistance given in the closed state of the transistor is sufficient to charge the capacitor during the relatively short sampling periods impede.

Es ist bekannt, daß der Kapazitätswert eines Kondensators einen Einfluß auf die Zeitkonstante des Kreises unmittelbar hat. Es ist darüber hinaus bekannt, daß die Zeitkonstante eines Verstärkers durch Gegenkopplung verkleinert werden kann. Man könnte Schaltungsanordnung zum vorübergehenden
amplitudenrichtigen Speichern von ImpulsenIt is known that the capacitance value of a capacitor has a direct influence on the time constant of the circuit. It is also known that the time constant of an amplifier can be reduced by negative feedback. You could use circuitry for temporary purposes
correct amplitude storage of pulses

Anmelder:Applicant:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin and Munich,
Munich 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:
Dr. Jens Piening, MünchenNamed as inventor:
Dr. Jens Piening, Munich

deshalb daran denken, die Zeitkonstante des Kondensators durch entsprechende Gegenkopplung des Verstärkers wieder auszugleichen bzw. zu kompensieren. Da aber voraussetzungsgemäß der Kondensator jeweils nur kurzzeitig am Verstärkerausgang angeschlossen ist, würde eine derartige Gegenkopplungsschaltung bei nicht angeschlossenem Kondensator zur Fehlsteuerungen des Verstärkers führen, die in der kurzzeitigen Anschaltung des Kondensators nicht ausgeregelt werden könnten.therefore remember to adjust the time constant of the capacitor by means of appropriate negative feedback of the To balance or compensate amplifier again. Since, however, the capacitor is required is only briefly connected to the amplifier output, such a negative feedback circuit would lead to incorrect control of the amplifier if the capacitor is not connected, which could not be corrected in the brief connection of the capacitor.

as Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung vermeidet diese Nachteile. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Gegenkopplungsweg zum Eingang des Verstärkers vom Speicherkondensator über einen gemeinsam mit dem Schalter im Aufladekreis zu schaltenden elektronischen Schalter vorgesehen ist.as the circuit arrangement according to the invention avoids these disadvantages. This is achieved according to the invention in that a negative feedback path to the Input of the amplifier from the storage capacitor via a joint with the switch in the charging circuit to be switched electronic switch is provided.

Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist also ein Gegenkopplungsweg vom Kondensator zum Verstärkereingang vorgesehen, der den Verstärker so beeinflußt, daß die durch den Transistorschalter und die Kapazität des Speicherkondensators gegebene Zeitkonstante ausgeglichen wird.In the circuit arrangement according to the invention, there is therefore a negative feedback path from the capacitor provided for the amplifier input, which influences the amplifier in such a way that the transistor switch and the capacitance of the storage capacitor is compensated for given time constant.

Einzelheiten der Schaltungsanordnung nach der Erfindung werden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Der dort gezeigte Haltekreis besitzt in an sich bekannter Weise einen Verstärker V, dem über die Eingangsklemmen E ein Eingangsimpuls zugeführt wird. Ausgangsseitig lädt der Verstärker V den Speicherkondensator C über den elektronischen Schalter ESl zu den Zeiten auf, zu denen die Eingangsspannung abgetastet werden soll. Die Weiterverarbeitung der am Kondensator anliegenden Spannung kann über die Ausgangsklemmen A in an sich bekannter Weise erfolgen. Details of the circuit arrangement according to the invention are explained using the exemplary embodiment shown in the drawing. The hold circuit shown there has, in a manner known per se, an amplifier V, to which an input pulse is fed via the input terminals E. On the output side, the amplifier V charges the storage capacitor C via the electronic switch ES1 at the times when the input voltage is to be sampled. The voltage applied to the capacitor can be further processed via the output terminals A in a manner known per se.

Der Verstärkerausgang ist mit dem Verstärkereingang über einen Gegenkopplungsweg verbunden.The amplifier output is connected to the amplifier input via a negative feedback path.

409 587/402409 587/402

Diese Gegenkopplungsspannung wird hinter dem Schalter ESl, also unmittelbar an der »heißen« Elektrode des Kondensators C abgegriffen. Sie wird über den ebenfalls elektronischen Schalter ES 2 dem Verstärkereingang zugeführt. Die beiden SchalterESX und ES2 werden jeweils gemeinsam geschaltet.This negative feedback voltage is tapped behind the switch ES1, i.e. directly at the "hot" electrode of the capacitor C. It is fed to the amplifier input via switch ES 2, which is also electronic. The two switches ESX and ES2 are each switched together.

Durch die Abnahme der Gegenkopplungsspannung unmittelbar am Kondensator C wird erreicht, daß die durch den Durchlaß widerstand des Schalters ESl und den Kondensator C gebildete Zeitkonstante völlig ausgeglichen wird, da für die Gegenkopplung lediglich die Spannung am Kondensator C und nicht — wie bei üblichen Schaltungen — die Verstärkerausgangsspannung herangezogen wird.By decreasing the negative feedback voltage directly on the capacitor C it is achieved that the time constant formed by the forward resistance of the switch ESl and the capacitor C is completely compensated, since for the negative feedback only the voltage across the capacitor C and not - as in conventional circuits - the Amplifier output voltage is used.

In der Schaltung ist außerdem eine Amplitudenschwelle vorgesehen, die aus den beiden entgegengesetzt und parallel geschalteten Dioden Dl und D 2 besteht. Mit Hilfe dieser Amplitudenschwelle wird eine Übersteuerung des Verstärkers vermieden. Eine Übersteuerung könnte dadurch zustande kommen, daß jeweils kurz vor Ende des Eingangsimpulses die elektronischen Schalter geöffnet werden. Eine der beiden Dioden schließt aber dann, sobald die Schwellspannung erreicht ist, den Gegenkopplungsweg, wodurch die Übersteuerung ausgeschlossen wird.In the circuit further comprises a amplitude threshold is provided which is opposite from the two parallel-connected diodes Dl and D 2 is comprised. With the aid of this amplitude threshold, overdriving of the amplifier is avoided. Overloading could occur if the electronic switches are opened shortly before the end of the input pulse. However, one of the two diodes then closes the negative feedback path as soon as the threshold voltage is reached, which excludes overdriving.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung kann auch noch auf andere Weise als erläutert realisiert werden. Insbesondere ist die Ausbildung des Verstärkers V für die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ohne Bedeutung.The circuit arrangement according to the invention can also be implemented in other ways than explained. In particular, the design of the amplifier V is irrelevant for the operation of the circuit arrangement according to the invention.

Claims

Patent claims:

1.Circuit arrangement for the temporary storage of the correct amplitude of short-term pulses (holding circuit) obtained by sampling voltages that change in amplitude, using a via an amplifier and an electronic switch with non-negligible contact resistance and finite resistance in an open state in a to be charged by the pulses Capacitor (storage capacitor) from which the stored voltage is tapped for further processing, characterized in that a negative feedback path to the input of the amplifier (V) from the storage capacitor (C) via an electronic switch ( to be switched together with the switch (ES1) in the charging circuit) ES 2) is provided.

2. holding circuit according to claim 1, characterized in that as an electronic switch in In a manner known per se, transistors are used.

3. Holding circuit according to claim 1 and 2, characterized in that the two switches located in the negative feedback path (£ 51 and ES 2) are bridged by an amplitude threshold (D 1, D 2) in order to avoid a certain value of the output voltage of the amplifier ( V) to maintain negative feedback even when the switching paths are open.

Considered publications:
I. Wallot, "Theory of Schwachstromtechnik", 1943, § 134;

"Funkschau" magazine, supplement "Electronics", 1953, no. 23, pp. 61 to 63;

K. Küpfmüller, »The system theory of the electrical Message Transfer ", 1949, pp. 231 to 235, especially p. 231;

"Funk-Technik" magazine, No. 24/1956, pp. 708, 709.

1 sheet of drawings