DE1235992B - Verfahren und Schaltung zur Anzeige des zeitlichen Auftretens von Maximal- und/oder Minimalwerten einer Eingangswelle - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/04

Nummer: 1 235 992

Aktenzeichen: C 32298 VIII a/21 al

Anmeldetag: 3. März 1964

Auslegetag: 9. März 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltung zur Anzeige des zeitlichen Auftretens von Maximal- und/oder Minimalwerten einer Eingangswelle, welche eine Anzahl von im wesentlichen sinusförmigen Impulsen enthält.

Gemäß der Erfindung werden Eingangsimpulse, die sich im Bereich ihrer Spitzen ununterbrochen verändern, sowohl direkt als auch über eine Verzögerungseinrichtung, welche die Eingangswelle um ein Intervall verzögert, das im Vergleich zu der Dauer ihrer Impulse kurz ist, einem Vergleichsstromkreis zugeführt, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Amplitude des über die Verzögerungseinrichtung erhaltenen Eingangsimpulses gleich ist der Amplitude des direkt erhaltenen Eingangsimpulses.

Wenn die eingeführte Verzögerung kurz ist, gibt derVergleichsstromkreis Ausgangsimpulse ab, die im wesentlichen mit den Spitzenwerten der Eingangsimpulse zusammenfallen und den Eingangsimpulsen nur um ein Intervall nacheilen, das der halben Verzögerung entspricht, wenn es sich um einen Impuls handelt, der um seine Spitze symmetrisch geformt ist. Durch Einstellung der Vorspannungspolaritäten des Vergleichsstromkreises können die Spitzen entweder positiver oder negativer Eingangsimpulse erfaßt werden.

Die Erfindung ist insbesondere in Schaltungen zur Erkennung von Wellenformen verwendbar, die z. B. bei magnetischen Schriftzeichenlesevorrichtungen benutzt werden. In diesen sind die Spitzenstellungen häufig die zuverlässigsten Kennzeichen für die zu identifizierende Wellenform, da sie trotz ihrer Phasenempfindlichkeit im wesentlichen unabhängig von Amplitudenveränderungen sind. Wenn Auslöseimpulse erforderlich sind, die das Vorhandensein sowohl positiver als auch negativer Spitzen in der Eingangswelle anzeigen, können Stromkreise gleicher Wirkungsweise, die auf positive bzw. negative Spitzen ansprechen, vorgesehen werden, welchen dieselben direkten und verzögerten Eingangssignale zugeführt werden. Die Stromkreise werden durch einen bistabilen Stromkreis verbunden, der jeweils einen der beiden Stromkreise sperrt.

An Hand der Zeichnungen wird ein Kippkreis unter Anwendung der Erfindung beschrieben, der Ausgangsimpulse erzeugt, welche die Stellungen positiver und negativer Spitzen eines im wesentlichen sinusförmigen Eingangssignals darstellen. Es zeigt F i g. 1 ein Schaltschema des Beispieles,

F i g. 2 eine schematische Darstellung von Wellenformen, welche die Eingangs- und Ausgangssignale der beiden Vergleichsstromkreise von F i g. 1 darstellen.

Verfahren und Schaltung zur Anzeige des
zeitlichen Auftretens von Maximal- und/oder
Minimalwerten einer Eingangswelle

Anmelder:

Crosfield Electronics Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

Barry Norman Parker,

Richmond, Surrey (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 4. März 1963 (8552)

Gemäß der Darstellung in F i g. 1 wird das Eingangssignal für den Kippkreis auf die Anschlußklemme 1 übertragen, welche über einen Kondensator 2 und einen Widerstand mit der Emitterelektrode eines gleichrichtenden N-P-N-Transistor 3 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 3 ist zunächst über zwei Emitterverstärkertransistoren 4 und 5 mit der Eingangsleitung 6 eines Transistors 20 verbunden, der den Schwingungsvergleichsstromkreis7 sperrt, und ist in ähnlicher Weise über Emitterverstärkertransistoren 4 und 8 mit der Eingangsleitung 9 des Transistors 21 verbunden, welcher den Schwingungsvergleichsstromkreis 10 blockiert, und ist in zweiter Linie über eine Verzögerungsleitung mit Induktanzwicklungen 11 und 12 und Emitterverstärkertransistoren 13 und 14 angeschlossen, um eine verzögerte Eingangsleitung zu der Eingangsleitung 15 des Vergleichsstromkreises 7 hinzuführen, und ist in ähnlicher Weise über Emitterverstärkertransistoren 13 und 16 angeschlossen, um ein verzögertes Signal auf die Eingangsleitung 17 des Vergleichsstromkreises 10 zu übertragen. Die auf die Leitungen 6 bzw. 9 der Vergleichsstromkreise 7 bzw. 10 und die Leitungen 15 und 17 übertragenen Eingangssignale sind in der ersten und dritten Linie in F i g. 2 gezeigt, wobei die unmittelbaren Eingangssignale, die auf die Leitungen 6 und 9 übertragen werden, in ausgezogenen Linien und die verzögerten Eingangssignale, welche auf die Leitungen 15 und 17 übertragen wer-

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den, in gestrichelten Linien dargestellt sind, wobei die Verzögerung zwischen den entsprechenden Signalen im Vergleich zu der Schwingungsdauer kurz ist.

Es ist ein Vergleichsstromkreis 7 mit einem P-N-P-Transistor 20 vorgesehen, der so angeordnet ist, daß er die Überquerungspunkte zwischen den positiven Spitzen der unmittelbaren und verzögerten Eingangssignale, welche auf die Leitungen 6 bzw. 15 übertragen werden, erfaßt, während ein Vergleichsstromkreis 10 mit einem N-P-N-Transistor 21 so angeordnet ist, daß er die Überquerungspunkte zwischen der negativen Spitze der unmittelbaren und verzögerten Eingangssignale, die auf die Leitungen 9 bzw. 17 übertragen werden, erfaßt. Die beiden Stromkreise sind jedoch gleich in ihrer Wirkungsweise, und der Betrieb wird nur mit Bezug auf den Vergleichsstromkreis 7 beschrieben.

An der Diode 36 wird eine Vorspannspannung abgenommen, welche sicherstellt, daß das unmittelbare Eingangssignal, welches auf die Basiselektrode des Transistors 5 und daher auf die Eingangsleitung 6 der P-N-P-Vergleichsvorrichtung übertragen wird, eine Amplitude hat, die um eine vorbestimmte Menge größer ist als das verzögerte Eingangssignal, welches auf die Basis des Transistors 14 und somit auf die Eingangsleitung 15 des Vergleichsstromkreises 7 über-. tragen wurde. In ähnlicher Weise hat eine Vorspannspannung, die an der Diode 37 abgenommen wird und sicherstellt, daß das unmittelbare Eingangssignal, welches auf die Basiselektrode des Transistors 8 und daher auf die Eingangsleitung 9 der N-P-N-Vergleichs vorrichtung 10 übertragen wird, eine Amplitude, die um einen vorbestimmten Wert geringer ist als diejenige des verzögerten Eingangssignals, welches auf die Vergleichsvorrichtung 10 übertragen Wurde. Dieses verhindert ein Auslösen der Anlage in Abhängigkeit von Impulsen, die eine geringere als eine gegebene Amplitude haben, was beispielsweise bei einer Schriftzeichenlesevorrichtung darauf zurückzuführen ist. daß die Abtastung gestreuter Flecke magnetischer Druckfarbe keinen Teil eines Schriftzeichens bildet.

Der P-N-P-Transistor 20 des Vergleichsstromkreises 7 besitzt eine Wicklung 22, die in Reihenschaltung mit seiner Kollektorelektrode verbunden ist. Der Zustand des bistabilen Stromkreises 23 wird durch den Vergleichsstromkreis gesteuert, und ein Ausgangssignal von diesem bistabilen Stromkreis 23 dient wieder dazu, den Vorspannungstransistor 24 entweder an Masse zu legen oder umzukehren, mit dessen Kollektorelektrode eine Hemmwicklung 25 in Reihe geschaltet ist, die wieder mit der Wicklung 22 verbunden ist. Solange der Transistor 24 durch den bistabilen Stromkreis 23 an Masse gelegt ist, besteht die Verbindung über die Wicklung 22, und es wird die Abgabe eines Impulses durch den Transistor 20 verhindert. Es sei zunächst angenommen, daß der verzögerte Eingang zur Basis des Emitterverstärkertransistors 14 negativer ist als der unmittelbare Eingang zu der Basiselektrode des Emitterverstärkertransistors 5 und daß der Transistor 24 umgekehrt beaufschlagt ist, da seine Basiselektrode infolgedessen, daß sich der bistabile Stromkreis 23 in seinem zurückgestellten Zustand befindet, auf dem Erdpotential gehalten wird, dann leitet die Diode 26 in Vorwärtsrichtung und hält die Verbindung der Wicklungen 27 und 28 annähernd auf demselben Potential wie das verzögerte Eingangssignal, welches auf die Basis des Transistors 14 übertragen wird. Die Diode 29 ist entgegengesetzt beaufschlagt, und die Wicklung 27 ist außer Betrieb. Da der relative Sinn der Wicklungen 24 und 28 derart ist, daß der Stromkreis regenerativ ist, kann die Vergleichsvorrichtung unter diesen Bedingungen keinen Ausgangsimpuls erzeugen. Sobald die Höhe des unmittelbaren Eingangssignals, welches auf die Basis des Emitterverstärkertransistors 5 übertragen wird, abfällt und sich

ίο auf wenige Millivolt dem verzögerten Eingangssignal nähert, welches auf die Basis des Emitterverstärkertransistors 14 übertragen wurde, dann beginnt ein Strom durch die Diode 29 und daher durch die Wicklung 27 zu fließen, und die Diode 26 wird entgegengesetztbeaufschlagt. Da die Wicklung 27 in entgegengesetztem Sinne zur Wicklung 28 gewickelt ist, wird der Transistor 20 bei der Bildung einer Sperrschwingungsform regenerativ geschaltet. Der Vergleichsstromkreis 7 würde weiterhin an der Kollektor- elektrode des Transistors 20 Ausgangsimpulse erzeugen, um sie auf den bistabilen Stromkreis 23 zu übertragen, bis das unmittelbare Eingangssignal, welches auf die Basis des Transistors 5 übertragen wird, über das verzögerte Eingangssignal hinaus ansteigt,

as welches auf die Basis des Transistors 14 übertragen wird, ausgenommen, wenn der erste Impuls, der erzeugt wird, den bistabilen Stromkreis 23 veranlaßt, seinen eingestellten Zustand einzunehmen und ein negatives Ausgangssignal auf die Basis des Transistors 24 zu übertragen. Dieses negative Ausgangssignal legt den Transistor 24 an Masse und verursacht eine sehr niedrige Impedanz an der Wicklung 22, die den Stromkreis daran hindert, weitere Ausgangsimpulse zu erzeugen.

Der N-P-N-Vergleichsstromkreis 10 arbeitet in ähnlicher Weise und erzeugt einen Auslöseimpuls, wenn das verzögerte und das unmittelbare Eingangssignal zu den Stromkreisen in der Nähe einer negativen Spitze auftritt. Die Wicklung 19 wird verwendet, um einen positiven Ausgangsimpuls zu ergeben. Der bistabile Stromkreis 23 verbindet den Betrieb des P-N-P-Transistorvergleichsstromkreises 7 und des N-P-N-Transistorvergleichsstromkreises 10 wirksam in der Weise, daß der erstgenannte einen einfachen Ausgangsauslöseimpuls im Bereich jeder positiven Spitze des Eingangssignals erzeugt und die letztgenannte einen einfachen Ausgangsauslöseimpuls im Bereich jeder negativen Spitze des Eingangssignals erzeugt. Bei Verwendung eines Stromkreises dieser Art zusammen mit einer magnetischen Schriftzeichenidentifizierungsanlage kann der Stromkreis so angeordnet werden, daß er Impulse erzeugt, die mit dem Abtasten der führenden und nacheilenden Ränder aufeinanderfolgender Stäbe (bars) eines Schriftzeichens zusammenfallen. Diese Impulse werden auf den verbindenden bistabilen Stromkreis 23 übertragen, welcher anschließend Ausgangssignale erzeugt, die den genauen Stabaufbau des abgetasteten Schriftzeichens wiedergeben. Die Ausgangsleitungen des bistabilen Stromkreises 23 schließen zwei Pufferverstärker 30 und 31 ein, und die Ausgangssignale des beschriebenen Spitzendetektorsystems werden von den Anschlüssen 32 und 33 abgenommen. Diese Signale sind in der zweiten und vierten Linie der F i g. 2 dargestellt. Zu Beginn, wenn noch kein Eingangssignal vorhanden ist, befinden sich die beiden Vergleichsstromkreise 7 und 10 in einem nicht regenerativen Zustand. Unter der Annahme, daß der ver-

bindende bistabile Stromkreis 23 sich in dem zurückgestellten Zustand befindet, ist der Transistor 24 des P-N-P-Vergleichsstromkreises 7 abgetrennt und der Transistor 34 des N-P-N-Transistorvergleichsstromkreises 10 an Masse gelegt, was die Vergleichsstromkreise 7 und 10 öffnet bzw. sperrt. Der Stromkreis bleibt in diesem Zustand bis zu dem Augenblick Π der Eingangswellenform (s. F i g. 2), wenn die Wellenform des unmittelbaren Einganges, der auf die Basis des Transistors 8 übertragen wird, mit Bezug auf die Wellenform des verzögerten Eingangs, der auf die Basis des Transistors 16 übertragen wird, positiv wird, woraufhin der N-P-N-Transistorvergleichsstromkreis 10 in einen regenerativen Zustand überwechselt, jedoch nicht in der Lage ist, einen Ausgangsimpuls zu erzeugen, da ihre Hemmwicklung 35 erregt ist. Der Stromkreis verbleibt in diesem Zustand bis zu dem Augenblick T2, wenn die unmittelbare Wellenform, die auf die Basis des Transistors 5 übertragen wird, mit Bezug auf die verzögerte Wellenform, die auf die Basis des Transistors 14 übertragen wird, negativ wird und der P-N-P-Transistorvergleichsstromkreis 7 veranlaßt, einen Ausgangsimpuls zu erzeugen und den verbindenden bistabilen Stromkreis 23 in seinen eingestellten Zustand schaltet und dadurch die Erzeugung eines weiteren Ausgangsimpulses verhindert. Die Einstellung des bistabilen Stromkreises 23 entfernt das hemmende Potential von der Basis des Transistors 34 des N-P-N-Transistorvergleichsstromkreises 10, jedoch sind die unmittelbaren und verzögerten Wellenformen, die auf die Basen der Transistoren 8 und 16 übertragen werden, jetzt derart, daß der N-P-N-Transistorvergleichsstromkreis 10 sich in einem nicht regenerativen Zustand befindet. Der Stromkreis verbleibt in diesem Zustand bis zum Augenblick T3, wenn die Basis des Transistors 8 mit Bezug auf die Basis des Transistors 16 positiv wird, und der N-P-N-Transistorvergleichsstromkreis 10 einen Ausgangsimpuls erzeugt, welcher den bistabilen Stromkreis 23 wieder in seinen zurückgestellten Zustand zurückschaltet und die Erzeugung eines weiteren Ausgangsimpulses durch den Vergleichsstromkreis 10 verhindert. Die Rückstellung des bistabilen Stromkreises 23 entregt die Hemmwicklung des Transistorvergleichsstromkreises 7, jedoch die Wellenformen sind derart, daß sich dieser Vergleichsstromkreis jetzt in einem nicht regenerativen Zustand befindet.

Die beschriebenen Vergleichsstromkreise sind vom Sperroszillatortyp, jedoch könnten auch andere Arten von Vergleichsstromkreisen verwendet werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Anzeige des zeitlichen Auftretens von Maximal- und/oder Minimalwerten einer Eingangswelle, welche eine Anzahl von im wesentlichen sinusförmigen Impulsen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle einem Vergleichsstromkreis (7, 10) sowohl direkt als auch über eine Verzögerungseinrichtung (II42) zugeführt wird, welche die Eingangswelle um ein Intervall verzögert, das im Vergleich zu der Dauer ihrer Impulse kurz ist, und daß in dem Vergleichsstromkreis die Augenblickswerte des direkt von dem Vergleichsstromkreis empfangenen Signals und des von der Verzögerungseinrichtung empfangenen Signals verglichen werden und ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die Augenblickswerte gleich sind, so daß ein Ausgangsimpuls entsprechend dem Maximal- und/oder Minimalwert mit halber Verzögerung wie die der Verzögerungseinrichtung an den Ausgängen (32, 33) abgegeben wird und sich so eine Anzeige des Auftretens des Maximal- oder Minimalwertes ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Arbeiten des Vergleichsstromkreises bei Eingangssignalen, die kleiner sind als ein vorgegebener Wert, verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Gleichstromvorspannung entweder der direkten oder verzögerten Eingangswelle vor Erreichen des Vergleichsstromkreises zugefügt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über den mit einem Sperroszillator und mit auf die Erzeugung eines Ausgangsimpulses ansprechenden Mitteln versehenen Vergleichsstromkreis die Erzeugung weiterer Ausgangsimpulse verhindert wird, bis eine Sperrvorrichtung entsperrt wird.

4. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein bistabiler Verbindungsstromkreis (23), der auf die Ausgangssignale jedes Vergleichsstromkreises (7, 10) anspricht, den Betrieb der Vergleichsstromkreise wahlweise sperrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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