Schaltung zum Einspei -sen einer vorgebbaren Ladungsmenge in einen.Rechenverstärker
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zum Einspeisen einer vorgebbaren
Ladungsmenge in einen Rechenverstärker, Das Bedürfnis.für derartige Schaltungen
zum unstetigen Betrieb döran,#sich bekannten Bauelemenie der Analogrechentechnik
ergibt sich in letzter Zeit in ständig steigendem Umfange. So eignen sich die Elemente
eines Analogrechners beispielsweise sehr gut. zur Nachbildung großer Regelsysteme,
deren Funktionsgrößen durch Differentialgleichungen miteinander verknüpft sind.
Die in neuerer Zeit immer stärker werdende Verwendung von Digitalrechnem in der
Regelungstechnik, bei denen Ergebnisse nur in bestimmten Zeitabständen erhalten
werden, macht es jedoch erforderlich, Regelsysteme nachzubilden, bei denen zeitlich
unstetige Steuervorgänge auftreten. Ebenso sind derartige Schaltungen noch für eine
Reihe weiterer Anwendungsgebiete von Vorteil; zu nennen sind Analog-Digital-Rechner,
Analog-Digital-Wandler, Funktionsgeber, digitale Datenübertragungen und lernende
Automaten.Circuit for feeding a predeterminable amount of charge into a computer amplifier
The present invention relates to a circuit for feeding in a predeterminable
Amount of charge in an arithmetic amplifier, the need for such circuits
döran to discontinuous operation, # familiar structural elements of analog computing technology
has emerged lately to an ever increasing extent. So are the elements
an analog computer, for example, is very good. to simulate large control systems,
whose functional quantities are linked to one another by differential equations.
The recently increasing use of digital computers in the
Control engineering in which results are only obtained at certain time intervals
, however, makes it necessary to reproduce control systems in which time
inconsistent control processes occur. Likewise, such circuits are still for a
A number of other areas of application are advantageous; to be mentioned are analog-digital computers,
Analog-to-digital converters, function generators, digital data transmissions and learners
Vending machines.
DIe- bisher bekanntgewordenen Schaltungen, die ganz allgemein der
Lösung der Aufgabe des unstetigen Betriebes von Rechenverstärkern dienen, arbeiten
jedoch noch nicht in jeder Hinsicht befriedigend. Soweit sie mit mechanischen Schaltern
arbeiten, ist ihre Geschwindigkeit zu gering, so daß ihr Verwendungsbereich stark
eingeschränkt ist. Ein Ersatz der mechanischen Schalter durch elektronische scheitert
bei den bekannten Schaltungen meist daran, daß sie innerhalb des Meßkreises liegen,
so daß der schlechte Sperrwiderstand der Transistorschalter, bei denen stets noch
ein gewisser Stromfluß vorhanden ist, stört. Zumindest ist es bei den bekannten
Anordnungen erforderlich, wie dies z. B. dem Buch von C. A. A. Was s, »Introduetion
to Electronic Analogue Computers«, Pergamon Press Ltd., London, 1955, S. 160
bis 167, zu entnehmen ist, durch besondere Einrichtungen gleichbleibende
Anfangsbedingungen für die aufeinanderfolgenden Rechenvorgänge festzulegen und gegebenenfalls
auch Drifterscheinungen an den Verstärkereingängen zu kompensieren (s. britische
Patentschrift 745 656). The circuits which have become known to date and which are generally used to solve the problem of the discontinuous operation of computing amplifiers, however, do not yet work satisfactorily in every respect. As far as they work with mechanical switches, their speed is too slow, so that their range of use is severely limited. Replacing the mechanical switches with electronic ones usually fails in the known circuits because they are located within the measuring circuit, so that the poor blocking resistance of the transistor switches, in which a certain current flow is always present, interferes. At least it is necessary in the known arrangements, as z. B. the book by CAA Was s, "Introduetion to Electronic Analogue Computers", Pergamon Press Ltd., London, 1955, pp. 160 to 167, using special facilities to establish constant initial conditions for the successive computing processes and possibly also drift phenomena to compensate at the amplifier inputs (see British patent specification 745 656).
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung zu
entwickeln, bei der diese Nachteile der bekannten Anordnunaen vermieden sind. Erfindungsgemäß
wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein aus zwei gegen ein festes Bezugspotential,
beispielsweise gegen das Erdpotential, arbeitenden Kurzschlußschaltem bestehender
Umschalter dem Rechenverstärker derart vorgeordnet ist, daß er wahlweise einen Punkt
vor bzw. nach einem dem Eingang des Rechenverstärkers vorgeschalteten Kondensator
an das Bezugspotential legt und damit die Entladung des Kondensators über den Rechenverstärker
steuert und daß eine Rückführung vom Ausgang des Rechenverstärkers auf den seinem
Eingang vorgeschalteten Kondensator vorgesehen ist die einen als Umkehrverstärker
wirkenden weiteren Rechenverstärker enthält.It was therefore an object of the present invention to provide a circuit
develop in which these disadvantages of the known arrangements are avoided. According to the invention
this object is achieved in that one of two against a fixed reference potential,
for example against the earth potential, working short-circuit switches of existing ones
Changeover switch is arranged upstream of the processing amplifier in such a way that it optionally has a point
before or after a capacitor connected upstream of the input of the computing amplifier
to the reference potential and thus the discharge of the capacitor via the computing amplifier
controls and that a feedback from the output of the processing amplifier to his
Input upstream capacitor is provided the one as a reversing amplifier
contains acting further processing amplifier.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltung liegen also die Schalter nicht
innerhalb des Meßkreises, sondern daneben, so daß ein etwaiger Reststrom in offenem
Schalterzustand nicht mehr stören kann.In the circuit according to the invention, the switches are not located
within the measuring circuit, but next to it, so that any residual current in open
Switch state can no longer interfere.
Eine mögliche Ausführungsform für die erfindungsgemäße Schaltung sei
an Hand der Figur in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise noch etwas näher erläutert.
Die Meßspannung U, liegt an der Klemme 1 und wird der erfindungsgemäßen Schaltung
über den Spannungsteiler Rl, R, zugeführt. Hinter dem Widerstand Ri teilt sich die
Schaltung in zwei Zweige, in deren einem ein Kondensator C, mit dem Vorwiderstand
R, des ersten Verstärkers Y
in Reihe geschaltet ist. Erfindungsgemäß gehen
von einem Punkt vor und einem Punkt hinter diesem Kondensator Ci zwei Ableitungen
zum Erdpotential aus, die jeweils durch einen Schalter S, bzw.
S2 geöffnet oder geschlossen werden können. Erfindungsgemäß arbeiten diese
Schalter wahlweise und bilden also einen Umschalter, über den die Entladung oder
Ladung des Kondensators C, über die hintereinander angeordneten Rechenverstärker
Y und V' gesteuert werden kann. Jeweils ein Eingang der Verstärker V und
V ist geerdet, der zweite Eingang des Verstärkers V' ist in Serie über den Vorwiderstand
R.' an den Ausgang des Verstärkers V anges ossen. Parallel zu dem Verstärker
Y liegt ein Kondensator C., der der Schaltung Halteeigenschaften verleiht.
Dieser
Kondensator dient als Speicherkapazität. Mit ihm ist die Ausgangsklemme 2 verbunden,
an der die Spannung U, abgenommen werden kann.A possible embodiment for the circuit according to the invention will be explained in somewhat more detail with reference to the figure in terms of its structure and mode of operation. The measurement voltage U, is applied to terminal 1 and is fed to the circuit according to the invention via the voltage divider R1, R2. Behind the resistor Ri, the circuit is divided into two branches, in one of which a capacitor C is connected in series with the series resistor R of the first amplifier Y. According to the invention, a point in front of and a point behind this capacitor Ci are two derivatives to ground potential, which can be opened or closed by a switch S or S2. According to the invention, these switches work selectively and thus form a changeover switch via which the discharge or charge of the capacitor C can be controlled via the computing amplifiers Y and V 'arranged one behind the other. One input each of the amplifiers V and V is grounded, the second input of the amplifier V 'is connected in series via the series resistor R.' connected to the output of the amplifier V. In parallel with the amplifier Y is a capacitor C, which gives the circuit holding properties. This capacitor serves as a storage capacity. The output terminal 2 is connected to it, from which the voltage U can be tapped.
Parallel zu dem Verstärker V liegt ein ohmscher Widerstand R.. Der
Verstärker T7' dient als reiner Umkehrverstärker und erzeugt eine Spannung
- U2,
wenn R.' = R4 ist, die an der Klemme 2' abgenommen werden kann.
Durch passende Wahl von Ci und C2 kann die Schaltung als reine Halteschaltung
KL = 2 C.) oder als Generator für abklingende (C, < 2
C.) oder oszillierende Treppenkurven (C, > 2 C.) verwendet
werden.In parallel with the amplifier V there is an ohmic resistor R .. The amplifier T7 'serves as a pure reversing amplifier and generates a voltage - U2, if R.' = R4, which can be removed from terminal 2 '. With a suitable choice of Ci and C2 , the circuit can be used as a pure hold circuit KL = 2 C.) or as a generator for decaying (C, < 2 C.) or oscillating staircase curves (C, > 2 C.) .