DE1296176B - Iterationsstufengenerator fuer einen Analog-Digital- bzw. Digital-Analog-Umsetzer - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Iterationsstufengene- kreise des Iterationsstufengenerators mit den Merkrator, bei dem aus einer Bezugsspannung entsprechend malender Erfindung können sehr einfachaufgebaut sein, einem vorgegebenen Kode Iterationsstufenspannungen wobei zudem sowohl ein geringer Energieverbrauch erzeugt werden, für einen Analog-Digital- bzw. Digital- als auch niedere Speisespannungen von Vorteil sind. Analog-Umsetzer. 5 Mit einfachsten Schaltvorrichtungen erhält man ohne Bei bekannten Analog-Digital-Umsetzern wird die Schwierigkeiten eine Zweiwegewandlung. Die umzu-Analogiespannung periodisch kurzzeitig auf einen setzenden Zahlen können binär oder dezimal sein oder Kondensator gegeben und lädt diesen mehr oder auch eine andere Zahl als Basis haben. Man kann mit weniger auf. Danach wird der Kondensator von der dem Signalgenerator Umsetzersysteme schaffen, die Eingangsspannungsquelle abgetrennt. Man vergleicht xo zuerst auf die höchste Ziffer einer Zahl ansprechen, nun die am Kondensator gespeicherte Ladung nach- Mit dem erfindungsgemäßen Signalgenerator ausgeeinander mit den Ladungen mehrerer anderer Konden- stattete Umsetzer können in den verschiedensten satoren von abnehmender Größe. Je nach dem Ergeb- Rechenschaltungen verwendet werden, wodurch zum nis des Vergleichs wird der betreffende Kondensator Vorteil der wirtschaftlichen Herstellung der große entladen oder im geladenen Zustand gelassen. Aus den 15 Vorteil einer breit gestreuten vielseitigen Verwendeinzelnen Entladungsstromstößen erhält man den ge- barkeit kommt.

wünschten binären Kode. Auf einfache Weise erhält man einen natürlichen

Solche Umsetzer können lediglich analog-digitale binären Kode, wenn der erste und der zweite Speicher

Umsetzungen, jedoch nicht digital-analoge Umsetzun- erste und zweite Kondensatoren gleicher Kapazität gen durchführen. ao sind.

Die Vorrichtungen zur Erzeugung und Überwachung Ein einfaches Programm mit entsprechend wenig der Vergleichsspannungen bei bekannten Analog-Di- Schaltspielen, herabgesetzter Bandbreite und kurzer gital-Umsetzern sind umfangreich und erfordern viele Umsetzzeit erhält man, wenn die erste Schaltvorrichteuere Präzisionsbauteile, wozu in der Regel eine große tung zwei Trennschalter umfaßt, durch die der zweite Zahl von Verstärkern und Widerständen zählt. Diese 25 Kondensator ganz von dem ersten Kondensator abSysteme sind auch wegen der großen Zahl ihrer Einzel- trennbar ist, und daß zwischen dem zweiten Kondenelemente notwendigerweise teuer, erfordern verhältnis- sator und dem als dritter Kondensator ausgebildeten mäßig hohe Speisungsspannungen und haben einen dritten Speicher ein Kreuzschalter liegt, durch den der großen Energieverbrauch. zweite Kondensator mit dem dritten Kondensator Aufgabe der Erfindung ist es, einen Signalgenerator 30 gleichsinnig oder aber ungleichsinnig parallel schaltbar anzugeben, der in einem Zweiwegewandler eingesetzt ist.

werden kann und trotzdem einfach aufgebaut ist und Der Umsetzvorgang wird praktisch exakt, wenn die

zuverlässig arbeitet. gesamte Ladung vom ersten zum zweiten Speicher

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, übertragen werden kann. Man erzielt eine vollständige

daß die Bezugsspannung zu Beginn einer Umsetzung 35 Umladung dadurch, daß eine Platte des dritten

in einem ersten Speicher spsicherbar ist, daß der Inhalt Kondensators an einer Bezugsspannung liegt, während

des ersten Speichers auf den ersten Speicher und einen die andere Platte mit dem Eingang eines den Ver-

zweiten Speicher durch Schließen einer ersten Schalt- Stärkungsfaktor +1 aufweisenden Verstärkers ver-

vorrichtung bei von der Bezugsspannung abgetrenntem bunden ist, und daß bei Übertragung des Inhalts des

ersten Speicher gemäß einem bitweisen Takt verteilbar 40 zweiten Kondensators auf den dritten Kondensator

ist, wobei das Größenverhältnis des ersten und des ersterer über den Kreuzschalter in Reihe mit dem

zweiten Speichers ein Funktion der Höhe der Intera- Verstärker liegt.

tionsstufenspannung ist, daß bei vom ersten Speicher Eine polaritätsrichtige Addition und Subtraktion abgetrenntem zweitem Speicher dessen Inhalt durch erhält man auf einfachste Weise dadurch, daß der eine zweite Schaltvorrichtung im bitweisen Takt voll- 4.5 Kreuzschalter je ein Paar Schaltersätze aufweist, daß ständig auf einen dritten Speicher durch Additions- jedes Paar für sich gleichzeitig über je eine Betätigungsschaltschritte oder Subtraktionsschaltschritte über- vorrichtung betätigbar ist, daß jede Betätigungsvortragbar ist, daß die zweite Schaltvorrichtung von einem richtung über je einen Ausgang des Vergleichers ver-Vergleicher steuerbar ist, der im Falle der Analog-Di- bunden ist und daß jeder Ausgang zugleich auch ein gital-Umsetzung eine im dritten Speicher gespeicherte 50 Digitalausgang ist.

Analogspannung mit der im dritten Speicher erzeugten Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Aus-Iterationsstufenspannung vergleicht und ein Über- führungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt
schreiten oder Unterschreiten der Analogspannung Fi g. lein Prinzipschaltbild eines Teils der Erfindung, feststellt und dementsprechend die zweite Schaltvor- F i g. la eine Darstellung der erfindungsgemäß verrichtung in eine Subtraktions- oder Additionsschritt- 55 wendeten Spannungsaufteilung mit Hilfe von Kondenschaltung steuert, und daß im Falle der Digital-Ana- satoren,

log-Umsetzung der Vergleicher gemäß der Wertigkeit F i g. Ib einen bei einer Ausführungsform der Erder Bits des Digitalsignals die zweite Schaltvorrichtung findung verwendeten Ladungsübertragerkreis,
in die Additions- oder Subtraktionsschrittschaltung F i g. 2 einen bei nichtbinären Umrechnern versteuert. 60 wendbaren kapazitiven Spannungsteiler,

Ein solcher Signalgenerator kann sehr leicht durch Fig. 3 ein Verfahren zum Übertragen von Ladungen

unterschiedliche Dimensionierung des ersten und zwei- von einem Kondensator auf einen anderen,

ten Speichers an verschiedene Kodeformen, wie z. B. F i g. 4 eine Darstellung der Wirkung der Ausgangs-

Binär-Dezimal, rein Binär od. dgl. angepaßt werden. impedanz des in F i g. 3 dargestellten Verstärkers,

Im Gegensatz zu den bekannten Signalgeneratoren 65 F i g. 5 ein anderes Verfahren zum Übertragen der

benötigt man praktisch keine aktiven Bauelemente, Gesamtladung eines Kondensators auf einen anderen

wie Verstärker, und darüber hinaus nur eine geringe Zahl Kondensator,

von Präzisionsbauteilen für den Umsetzer. Die Steuer- F i g. 6 ein Programm zum Zusammenstellen einer

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Vergleichs- oder Analogausgangsspannung für Binär- In Fig. la sind zwei Kondensatoren24, 26 darge-

umsetzung, stellt, deren untere Platten wie die der Kondensatoren

F i g. 7 ein anderes Programm zum Zusammenstellen 12 und 14 gemäß F i g. 1 gemeinsam an Erde liegen,

von Vergleichs- oder Analogausgangsspannungen für Die beiden oberen Platten der Kondensatoren 24 und

Binärumsetzung, 5 26 können über einen Schalter 28 verbunden werden.

F i g. 8 ein Programm zum Zusammenstellen einer Der Kondensator 24 besitzt die Kapazität C₁ und der

Vergleichs- oder Analogausgangsspannung für nicht- Kondensator 26 die Kapazität C₂. Es sei für die fol-

binäre Umsetzung, gende Beschreibung angenommen, daß die Konden-

F i g. 9 ein anderes Programm zum Zusammen- satoren 24 und 26 durch eine in F i g. la nicht dargestellen einer Vergleichs- oder Analogausgangsspannung io stellte Einrichtung auf die Spannungen e_x bzw. e₂ auffür nichtbinäre Umsetzung, geladen werden und der Schalter 28 offen ist.

F i g. 10 ein Programm für die Zusammenstellung Wenn der Schalter 28 nach Aufladung der Konden-

einer Vergleichs- oder Analogausgangsspannung für satoren 24 und 26 geschlossen wird, befinden sich ihre

binärverschlüsselte Nichtbinär-Umsetzungen mit ein- oberen Platten und die Verbindungsleitung 30 auf dem

gezeichnetem 4,2,2,1-binärem Dezimalschlüssel, 15 durch die Gleichung

F i g. 11 ein anderes Programm für die Zusammenstellung einer Vergleichs- oder Analogausgangs- _e _ C₁ ^ C₂ .
spannung für binärverschlüsselte Nichtbinär-Um- C₁+ C₂ ^x C₁ + C₂ ²
Setzungen mit eingezeichnetem 4,2,2,1-binärem Dezimalschlüssel, so gegebenen Potential e. Gewisse Spezialfälle können von

F i g. 12 ein das Grundprinzip der Erfindung dar- Bedeutung sein. Wenn nämlich C₂ sehr viel größer als

stellendes Blockschaltbild für einen reversiblen Analog- C₁ ist, wird die Gleichung (1) etwa zu
Digital-Umsetzer,

F i g. 13 ein eine einzige Batterie und drei Konden- _ C₁ , ,~

satoren verwendendes reversibles binäres Umsetzer- as C₂ ^{1 2}'
system, bei dem der arithmetische Verzweigungspunkt

an den Vergleichssignalgenerator angeschlossen ist, Die Gleichung (1) läßt sich auch wie folgt schreiben::

F i g. 14, 15 und 16 verschiedene kleinere Abwandlungen der in Fig. 13 dargestellten grundsätzlichen 1 q \ Γ C² C
Umsetzerschaltung, 30 e = [-^e₁ + e_t) — \ ^t^tV^T ^ei + *

F i g. 17 eine Darstellung der zeitlichen und span- ^v °^a / L <ί ^₁ + C₂; C₁ + C₂

nungsmäßigen Zusammenhänge für die Elemente der (3)
F ig. 13,

F i g. 18 ein eine einzige Batterie, vier Konden- In der Gleichung (3) stellt der in runden Klammern

satoren und eine verzögerte Rückkopplung ver- 35 geschriebene Ausdruck die rechte Seite von Gleichung

wendendes reversibles binäres Umsetzersystem, (2) dar, während der in eckigen Klammern stehende

F i g. 19 eine Darstellung der zeitlichen und span- Ausdruck als der Fehler betrachtet werden kann, der

nungsmäßigen Zusammenhänge für die in Fig. 18 durch die Verwendung der Gleichung(2) an Stelle der

dargestellte Anordnung, Gleichung (1) entsteht. Ersichtlicherweise nimmt die

F i g. 20 einen beim Umsetzersystem gemäß F i g. 18 40 Größe des in der eckigen Klammer stehenden Ausverwendbaren vereinfachten Kreis für verzögerte drucks, d. h. der Fehler, um so mehr ab, je größer C₈ Rückkopplung, gegenüber C₁ ist. Wenn weiterhin C₂ groß gegen C₁ ist

F i g. 21 eine Darstellung der zeitlichen und span- _{und wenQ} QJ. ^_{n jg daQn M dk Ände}_

nungsmäßigen Zusammenhange bei Verwendung des C₂ ² ° ° '

in F i g. 20 dargestellten verzögerten Rückkopplungs- 45 rung des Potentials der Verbindungsleitung 30 beim

kreises, ..*„..,, , _u ·«. Schließen des Schalters 28 gleich -^- e,, und zwar unab-

F1 g. 22 ein mit verzögerter Ruckkopplung arbeiten- ⁶ C₂ *'

des und dem in F i g. 7 dargestellten Plus-Minus- hängig von der Größe von e_%.

Programm folgendes reversibles binäres Umsetzer- Bei der folgenden Betrachtung sei angenommen, daß

system, 50 der Schalter 28 zunächst offen ist, der Kondensator 24

F i g. 23 eine Darstellung der zeitlichen und span- auf eine Spannung e_x aufgeladen ist und der Kondennungsmäßigen Zusammenhänge für die Anordnung sator26 die Ladung Null hat. Weiterhin sei angegemäß F i g. 22, nommen, daß die Kapazität C₁ des Kondensators 24

F i g. 24 ein unverschlüsseltes, nichtbinäres Um- sehr viel kleiner ist als die Kapazität C₂ des Konden-

setzersystem mit verzögerter Rückkopplung und 55 sators26. Wenn dann der Schalter 28 geschlossen

F i g. 25 eine Darstellung der Programmwellen- wird, beträgt das Potential der Leitung 30 etwa

formen und Spannungen an verschiedenen Punkten der ^ _{γ{ D Q h} ._χ ^ . _{} Q} . ^

Schaltung des in Fig. 24 dargestellten Umsetzers. C₂ ^{λ x} *'

In F i g. 1 weist ein Vergleichssignalgenerator 10 Spannung klein im Vergleich zu e_t, und es kann

zwei einerseits an Erde liegende und andererseits über 60 angenommen werden, daß der Kondensator 24

einen Schalter 16 miteinander verbundene Konden- fast vollständig entladen ist. Dies gilt so lange, wie

zweiten Schalter 18 an diese angeschlossen. Die Aus- Beschreibung sei angenommen, daß diese Bedingung gangsspannung dieses Kreises wird vom Konden- 65 außer den bereits erwähnten Bedingungen erfüllt ist. sator 14 abgenommen und einem Speicher 22 züge- Der Schalter 28 werde jetzt geöffnet, und der Konführt, der Daten als eine Funktion des dem Konden- densator 24 möge ein zweites Mal auf die Spannung e, sator 14 aufgeprägten elektrischen Signals speichert. aufgeladen werden.

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Wenn der Schalter 28 ein zweites Mal geschlossen sowie Schalter 50, 52 und 54 und eine Leitung 56 auf. wird, erhöht sich die Spannung der Verbindungs- Die Kondensatoren 42, 44, 46 und 48 sollen die leitung 30 a„f fc + „> -|. Dies« aufeinanderMgenc,= fgffS&L· QSiSSSSk SSS Aufladen des Kondensators 24 auf eine bestimmte 5 gewählt, daß Spannung und Schließen des Schalters 28 kann mehr- 1 1 _ 10

mais wiederholt werden, so daß die Spannung am ~q ·" ~q^ ~ ~~q~ w

Kondensator 26 gleich der Summe der Einzelspannungen wird, auf die der Kondensator 24 aufgeladen wird.

α u· r · _* ν λ -c ι * Q , , ίο Mit anderen Worten beträgt die Kapazität der in

worden war, multrplmert nut dem Faktor -^, d. h. _{Rdhe liegendeQ Kondensatorf}f_{n 46 und} J_{8 ein Zehntel}

der Kapazität des Kondensators 48 allein. Aus Glei_e==s ^Ve₁I, (3A) chung (7) folgt, daß

^2 1 1

*5 C₃^-C₁ (8)

wobei e-} eine der Spannungen bedeutet, auf die der
Kondensator 24 aufgeladen worden ist. Insbesondere, ist.

wenn alle e_t ^l gleich sind, d. h. beispielsweise den Wert e_x Ferner sind die Kapazitäten der Kondensatoren 44, haben, dann ist 46 und 48 so gewählt, daß

£-. ob) ^a° X ₊ J

^C C ⁺ C

C₂ ⁺ C₉ ⁺ C₄ C₄ ^ψ)

Wie bereits erwähnt, sind die Gleichungen (3A) und wird.

(3B) Näherungen. Damit diese Näherungen in brauch- Mit anderen Worten ist die Kapazität der aus den baren Grenzen bleiben, müssen die vorstehend für die =5 Kondensatoren 44, 46 und 48 bestehenden Reihen-Kondensatoren 24 und 26 sowie für die Spannung e₂ schaltung gleich ein Hundertstel der Kapazität des erläuterten Zusammenhänge gelten. Kondensators 48 allein. Aus den Gleichungen (7) und

An Hand der F i g. la sei noch ein weiterer wichtiger (9) folgt, daß

Spezialfall erläutert, bei dem die Kondensatoren 24 1

und 26 gleich groß sind und der Kondensator 26 an- 3o ^₂ = ^q Q (10) fangs ungeladen ist. Wenn der Kondensator 24 auf ein

Potentiale! aufgeladen wird, ergibt sich aus der ist.

Gleichung (1) beim Schließen des Schalters 28 für die Es sei angenommen, daß die Kapazität des Konden-

Verbindungsleitung 30 ein Potential sators 42 klein ist gegenüber ^ und damit auch gegen-

35 IUU

^e~~2^ei· v*J über C₄ und -j~. Wenn nunmehr die Kondensatoren44,

46 und 48 entladen werden und der Kondensator 42 auf

In Fig. Ib ist zusätzlich zu den beiden Konden- eine Spannung e_x aufgeladen wird und anschließend der satoren 32 und 34 und dem Schalter 36 eine Batterie 4o Schalter 54 geschlossen wird, beträgt die Spannung e oder eine sonstige Gleichspannungsquelle 38 mit der der Leitung 56 näherungsweise Spannung E vorgesehen. Die Kondensatoren 32 und _,

34 sollen, wie vorher, die Kapazitäten C₁ und C₂ be- e = e_x —. (11)

sitzen und anfangs vor dem Schließen des Schalters 36 Q

auf die Spannungen e_x und e₂ aufgeladen worden sein. 45

Nachdem der Schalter 36 geschlossen worden ist, Die Richtigkeit der Gleichung (11) läßt sich in zwei

liegen die oberen Platten der Kondensatoren ein- Schrittenprüfen.ZunächstergibtsichausGleichung(2), schließlich der Verbindungsleitung 40 auf einem daß die obere Platte des Kondensators 48 etwa auf Potential, das durch die Gleichung _dem ^^ C, ^ ^ _{Anf angsladung des}

zl(E j ej _j zl ._e& (5) Kondensators 48 Null war.

C + C W dit di

_e =(E j ej j _e& (5)

C +C C + C Wenn andererseits die Kondensatoren in F i g. 2

anfangs entladen sind, die Schalter anfangs geöffnet

bestimmt ist. Bei gleicher Kapazität der Kondensatoren sind, der Kondensator 42 auf eine Spannung e_x aufgewird diese Spannung zu 55 laden ist und daraufhin der Schalter 52 geschlossen

wird, nehmen die obere Platte des Kondensators 46 _e = JL (ß _|_ _e.j j^. _ g₂ _ (β) und die Leitung 56 etwa das Potential

10C₁

Die Gleichung (6) gilt unabhängig davon, an welcher 60 ^x C₄ Stelle der Schalter 36 in der Schaltung nach F i g. Ib

eingesetzt ist. an, da die in Reihe liegenden Kondensatoren 46 und

Die F i g. 2 stellt eine andere Ladungsverteiler- 48 nur ein Zehntel der Kapazität des Kondensators 48

schaltung dar. Sie sei unter Bezugnahme auf das allein besitzen.

Dezimalzahlensystem beschrieben, obwohl diese Er- 65 Wenn bei einem dritten Arbeitsspiel die Kondenläuterung unter Berücksichtigung später beschriebener satoren anfangs entladen sind, die Schalter anfangs geAbwandlungen auch für andere Zahlensysteme gültig öffnet sind, der Kondensator 42 auf eine Spannung e_x ist. Der Kreis weist Kondensatoren 42, 44, 46 und 48 aufgeladen ist und anschließend der Schalter 5Q ge-

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schlossen wird, so liegen die obere Platte des Konden- Der in F i g. 3 dargestellte Kreis besitzt die be-

sators 44 und die Leitung 56 etwa auf dem Potential sondere Eigenschaft, daß beim Umlegen der Kontaktarme des Schalters 62 auf die linken Kontakte, wo-

e = e ——-*"¹ (13) durch der Kondensator 60 auf die Batteriespannung e_x

¹ C₄ 5 aufgeladen wird, und anschließendem Umlegen der

Kontaktarme gegen die rechten Kontakte die gesamte

Die Gleichung (13) ergibt sich unmittelbar aus den Ladung des Kondensators 60 auf den Kondensator 66

Gleichungen (2) und (9). übertragen wird. Wenn also der Kondensator 60 die

Ersichtlicherweise beträgt das Potential der Lei- Kapazität C₁ und der Kondensator 66 die Kapazität C₂ tung 56 in Gleichung (11) ein Zehntel des Potentials io besitzt, ändert sich die Spannung über dem Kondender Leitung56 in Gleichung(12), das wiederum ein . ,, C, , ,, .. . ,
Zehntel des Potentials der Leitung 56 in Gleichung (13) ^{sator 66 um} ~C~ ^e*> ^{und zwar} ^abhängig von der urist. Später werden Systeme beschrieben, die Analog- sprünglichen Ladung des Kondensators 66.
werte in Dezimalzahlen bzw. Dezimalzahlen in Die Arbeitsweise einiger anschließend beschriebener Analogwerte umsetzen. Diese Systeme arbeiten nach 15 Umsetzersysteme hängt von der Übertragung von dem Prinzip der in F i g. 2 dargestellten Schaltung. Ladungen zwischen Kondensatoren in einer durch Durch Veränderung der Größen der Kondensatoren 44, Fig. la dargestellten Anordnung ab. Unter idealen 46 und 48 können die Verhältnisse der Potentiale der Bedingungen würden die Spannungen nach der Über-Leitung 56 nach Schließen der Schalter 50, 52 oder 54 tragung durch die Gleichung (2) dargestellt sein. Wie gleich irgendeiner gewünschten anderen Zahl sein. Die ao jedoch bereits erläutert, wird nicht die gesamte Ladung in F i g. 2 dargestellte Schaltung kann daher nicht nur des Kondensators 24 auf den Kondensator 26 überfür die Umsetzung in Dezimalzahlen und für die Um- tragen, was zur Folge hat, daß die Spannung des Konsetzung von Dezimalzahlen in andere Zahlen, sondern densators 26 nicht so hoch ist, wie sie im Idealfall sein auch für die Umsetzung von Zahlen mit anderer müßte. Darüber hinaus kann die im Kondensator 24 Basis und für die Umsetzung in solche Zahlen ver- as verbleibende Ladung in späteren Teilen des Überwendet werden. Gewünschtenfalls kann auch eine tragungsvorgangs unerwünschte Effekte haben. Diese nicht ganzzahlige Zahlenbasis benutzt werden. Wie Schwierigkeiten werden durch Verwendung der in erläutert, sind die drei Kondensatoren 44, 46 und 48 F i g. 3 dargestellten Schaltung vermieden, da hierbei den einzelnen Stellen einer dreistelligen Zahl züge- die gesamte Ladung des Kondensators 60 auf den ordnet. Bei anderer Stellenzahl muß die Zahl der in 30 Kondensator 66 übertragen wird und keine Restladung Reihe liegenden Kondensatoren auf die Anzahl der im Kondensator 60 verbleibt.
Stellen vergrößert oder verkleinert werden. Die Genauigkeit der im vorstehenden Absatz ge-

Die in F i g. 3 dargestellte Schaltung ist neu und machten Angaben läßt sich an Hand von F i g. 4 näher erläutert einen ersten Typ eines beim erfindungsge- erläutern. Diese Figur unterscheidet sich von F i g. 3 mäßen Iterationsstufengenerator verwendbaren La- 35 nur dadurch, daß die Ausgangsimpedanz des Verdungsübertragerkreises. Bei dieser Schaltung ist ein stärkers in Form eines Widerstands 70 besonders einKondensator 60 an die Kontaktarme eines doppel- gezeichnet ist, durch den in Pfeilrichtung ein Strom i poligen Umschalters 62 angeschlossen, dessen eines fließt. Bei der Betrachtung von F i g. 4 sei unterstellt, Festkontaktpaar an die Batterie 64 mit einer Span- daß die Kondensatoren 60 und 66 positiv aufgeladen nung e_x und dessen anderes Festkontaktpaar an einen 40 sind, wenn ihre oberen Platten eine positive Ladung zweiten Kondensator 66 und den Ausgang eines Ver- tragen. Die Kapazitäten der Kondensatoren 60 und 66 stärkers 68 angeschlossen ist. Der Verstärkungsgrad seien C₁ bzw. C₂, und die Anfangsspannungen der dieses Verstärkers ist +1,0, was bedeutet, daß sein Kondensatoren 60 und 66 seien e_x bzw. e₂. Wenn die Ausgangssignal sowohl bezüglich Amplitude als auch Kontaktarme des Schalters 62 gegen die rechten Polarität gleich seinem Eingangssignal ist. Insbesondere 45 Kontakte umgelegt werden, fließt im allgemeinen ein ist der Verstärkungsgrad gleich 1, wenn dem Ver- Strom durch den Widerstand 70, der durch die Intestärker kein Strom entnommen wird. gralgleichung

iat - J?/ + _ei - rdi - e₂ - — idf = O (14)

wiedergegeben wird. Nach Differenzierung wird die bedingungen im Kreis in dem Augenblick, in dem der Gleichung (14) zu 55 Schalter 62 gegen die rechten Kontakte umgelegt wird,

ermittelt werden. In diesem Augenblick wird die im

d* 1 [_ _ Q Q2) Kreis wirksame Spannung durch die Anfangsladungen

C '

dt C₁ ' der Kondensatoren 60 und 66 bestimmt. Die Anfangsspannung des Kondensators 60 ist die Batterie-Gleichung (15) ist eine gewöhnliche Differential- 60 spannung e_lt während die Anfangsspannung des gleichung, deren Lösung bekannt ist: Kondensators 66 mit e₂ bezeichnet worden ist. Somit

ist die Spannung über dem Widerstand 70 gleich t
i = A₀ e ^cT, (16) e₂ - (e₂ - e_t) = e_x

65 und der Strom durch den Widerstand gleich
wobei A₀ eine willkürliche Konstante und e die Basis

des natürlichen Logarithmus darstellt. Die Größe der / = ^e* ff — o). (17)

willkürlichen Konstanten kann durch die Anfangs- -K

9 10

Für t = 0 folgt aus den Gleichungen (16) und (17) übertragen, so daß die Spannung der Leitung 84 fast

für die Konstante A₀ Null und die Spannung e der Leitung 86

A = -§- (18) e = e_x ^C±--e* (22A)

Λ 5 C

Nach Einsetzen dieses Werts in die Gleichung (16) wird, wobei C₁ die Kapazität des Kondensators 74, ergibt sich für die vollständige Lösung der Differential- C₂ die Kapazität des Kondensators 82 und —e₂ die gleichung durch die Ladung des Kondensators 82 vor dem

ίο Schließen des Schalters 80 festgelegte Spannung der V πο"> Leitung 86 bedeutet. Der Näherungsfehler in Glei-

{ ' chung (22A) kann dadurch möglichst klein gehalten

. _ _?L_ rV πο> g

¹ ~~ R ^e ' · { ' chung (22A) kann dadurch möglichst klein gehalten

werden, daß der Verstärkungsgrad des Verstärkers 78

Aus Gleichung (19) ist ersichtlich, daß der Strom so groß wie möglich gemacht wird,
im Laufe der Zeit abnimmt und allmählich zu Null 15 ^{Die iQ} F i g· 4 dargestellte Übertragerschaltung wird. weist gegenüber der Schaltung gemäß Fig. 5 den

Die durch den Kreis fließende Gesamtladung ist wichtigen Vorteil auf, daß theoretisch die gesamte

Ladung mit einer " Spannungsverstärkung von +1

00 co übertragen werden kann. Bei der in F i g. 5 dar-

„_/"., _ e₁ Γ —ϊΐΐς-_At ,₇₍γ. 20 gestellten Schaltung kann eine perfekte Ladungs-

J ^l ~ ~~R J ^e übertragung zwischen den Kondensatoren nur mit

0 ö unendlicher Verstärkung im Verstärker erzielt werden.

Es war bereits erwähnt worden, daß die Arbeitsweise

Die Integration ergibt des Umsetzers von der Erzeugung einer zusammen-

35 gesetzten Vergleichsspannung abhängt. Diese bei der

Q = C₁B₁. (21) Erfindung verwendete Vergleichsspannung kann durch

zwei Programme aufgebaut werden. In Fig. 6 ist

Dies ist aber genau gleich der Ladung des Konden- ein Programm für einen eine binäre Zahl bildenden sators 60 im Augenblick, in dem die Kontaktarme des Digitalausgang dargestellt. In dem speziell dargestellten Schalters62 gegen die rechten Kontakte umgelegt 30 Beispiel soll die binäre Zahl 1010 sein. In Fig. 6 worden sind, d. h. die Ladung zur Zeit t = 0. Wenn bedeutet die x-Achse die Zeitachse, während die daher der Strom i auf Null zurückgegangen ist, ist j>-Achse die Spannung angibt. Die allgemein mit 88 auch die Ladung des Kondensators 60 Null, da die bezeichnete Vergleichsspannung setzt sich aus einer Stromrichtung so ist, daß entsprechend der vor- Reihe lotrechter und waagerechter Linienstücke stehend getroffenen Vereinbarung über die Bezeich- 35 zusammen. Bei einem tatsächlichen Umsetzer sind die nung der Ladungen der Kondensatoren dem Konden- lotrechten Segmente jedoch nicht völlig lotrecht und sator 60 eine negative Ladung aufgeprägt wird. Aus gerade, sondern sind ein wenig nach rechts geneigt und F i g. 4 ist ersichtlich, daß die aus dem Konden- leicht gekrümmt. Der Einfachheit halber sind jedoch sator 60 abfließende Ladung in den Kondensator 66 gerade Linien eingezeichnet, die genügend genau sind, einfließen muß. Die ursprüngliche Ladung des Kon- 40 um die Wirkung des Umsetzers voll zu erläutern, densators 66 wird daher unabhängig von ihrer Größe Die Größe der Analogspannung ist durch die

um den Betrag Q geändert, so daß die endgültige gestrichelte waagerechte Linie 90 dargestellt. Die erste Spannung des Kondensators 66 Erhöhungsstufe 92 der Vergleichsspannung beträgt

etwa die Hälfte der größten zu verschlüsselnden

_e _ _e _|_ Ct g (22) 45 Analogspannung. Während der durch das waagerechte

C₂ Linienstück 94 dargestellten Zeit wird im Umsetzer

ist. festgestellt, daß die Erhöhung 92 geringer als die

In F i g. 5 ist eine weitere Schaltung dargestellt, Analogspannung ist. Daraufhin wird der ersten Stufe mit deren Hilfe praktisch die gesamte Ladung eines unter Ausbildung einer anderen Vergleichsspannung Kondensators auf einen anderen Kondensator über- 50 eine weitere Erhöhung 96 zugegeben, deren Größe tragen werden kann. Die Arbeitsweise dieser Schaltung genau die Hälfte der der ersten Erhöhung beträgt, ist in einem Artikel von T ο rn, Katz und Close, Während der Zeit 98 wird festgestellt, daß die Ver- »Long Term Analog Memory«, beschrieben, der in gleichsspannung größer als die Analogspannung den Proceedings of the National Electronics Confe- geworden ist, woraufhin die Erhöhung 96, wie durch rence, Bd. 10, S. 566 (1954), abgedruckt ist. In dieser 55 die Linie 100 angedeutet ist, wieder von der Vergleichs-Schaltung ist die Batterie 72 über einen Schalter 76 spannung abgezogen wird. Nunmehr wird der Veran den Kondensator 74 angeschlossen, der seinerseits gleichsspannung eine dritte Erhöhung 102 zugegeben, über einen zweiten Schalter 80 mit dem Verstärker 78 woraufhin festgestellt wird, daß die Vergleichsspannung verbunden ist. Der Verstärker 78 besitzt einen hohen immer noch unter der Analogspannung liegt. Darauf-Verstärkungsgrad, wobei sein Ausgang eine der Ein- 60 hin wird noch eine vierte, die Hälfte der dritten gangsspannung entgegengesetzte Polarität besitzt. Erhöhung betragende Erhöhung 104 vorgenommen, Über dem Verstärker liegt ein Kondensator 82. Im welche die Vergleichsspannung größer als die Analog-Betrieb wird der Schalter 76 einmal geschlossen und spannung macht und deshalb, wie durch die Linie 106 geöffnet, wodurch der Kondensator 74 auf die Batterie- dargestellt ist, wieder abgezogen wird,
spannung e_t aufgeladen wird, und danach der Schalter 65 Das wesentliche Merkmal dieses Programms besteht 80 geschlossen. Wie im vorstehend erwähnten Aufsatz darin, daß die Vergleichsspannung durch Erhöhungen erläutert worden ist, wird hierdurch fast die gesamte bzw. Stufen aufgebaut wird, von denen jede die Hälfte Ladung des Kondensators 74 an den Kondensator 82 der vorangehenden Erhöhung beträgt. Wenn dabei

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eine Erhöhung die Vergleichsspannung größer als die Analogspannung 138 eingezeichnet sind, ist noch ein Analogspannung macht, wird sie wieder abgezogen, anderes Verfahren erläutert. Wie in Fig. 8 wird die und die nächste Erhöhung wird vorgenommen. Dieser Vergleichsspannung aus gleichen Erhöhungen 140,142, Prozeß wird so lange wiederholt, bis die gewünschte 144 aufgebaut, bis sie die Analogspannung überAnzahl von Zahlenstellen festgelegt worden ist. 5 schreitet. In F i g. 9 soll die durch die Linie 144

Das zweite Programm zum Umwandeln eines dargestellte Erhöhung insbesondere bewirken, daß die

Analogwerts in eine binäre Zahl ist in Fig. 7 dar- Vergleichsspannung die Analogspannung überschreitet,

gestellt. Diese Figur weist wie F i g. 6 eine Zeit- und Daraufhin wird die Vergleichsspannung durch durch

eine Spannungsachse sowie Darstellungen der Ver- die Linien 146 dargestellte negative »Erhöhungen«

gleichsspannung 108 und der Analogspannung 110 auf. io verringert, bis die Vergleichsspannung unter die

Weiterhin beträgt jede Erhöhung der Vergleichs- Analogspannung sinkt. Diese Erhöhungen 146 betraspannung die Hälfte der vorangehenden Erhöhung. gen jeweils ein Zehntel der Größe jeder Erhöhung 140, Wie im vorhergehenden Fall ist die erste Erhöhung 112 142 bzw. 144. Nunmehr wird die Vergleichsspannung geringer als die Analogspannung, so daß die Ver- durch Vornahme gleicher Erhöhungen vergrößert, bis gleichsspannung ein zweites Mal bei 114 erhöht wird. 15 sie die Analogspannung wieder überschreitet, wobei Die beiden ersten Erhöhungen ergeben zusammen eine diese Erhöhungen jeweils ein Zehntel der voranüber der Analogspannung liegende Vergleichsspannung, gehenden, durch die Linie 146 dargestellten Erhöhundoch wird in diesem Fall die zweite Erhöhung nicht gen und ein Hundertstel der durch die Linien 140, 142 abgezogen, sondern eine dritte (116), wodurch die und 144 dargestellten Erhöhungen ausmachen. Dieses Vergleichsspannung wieder geringer als die Analog- 20 Verfahren wird so lange wiederholt, bis die gewünschte spannung wird. Demzufolge wird die vierte Erhöhung Genauigkeit erzielt ist. Im allgemeinen wird durch das 118 wieder zur Vergleichsspannung hinzuaddiert. Bei in F i g. 9 dargestellte Programm die Vergleichsdem Programm gemäß F i g. 7 wird die Vergleichs- spannung in gleichen Schritten aufgebaut, bis diese spannung ebenfalls durch Erhöhungen bzw. Stufen die Analogspannung überschreitet. Dann wird die aufgebaut, deren Größe jeweils die Hälfte der Größe 25 Vergleichsspannung durch gleiche »Zunahmen« verder vorangehenden Erhöhung beträgt. Diese Erhöhun- ringert, bis sie unter die Analogspannung sinkt, wobei gen können jedoch in positiver oder negativer Richtung diese Zunahmen jeweils ein Zehntel der vorangehenden gemacht werden, wobei eine positive Erhöhung der betragen. Nunmehr wird die Vergleichsspannung Vergleichsspannung zugegeben wird, wenn sich diese wiederum durch Vornahme von gleichen Erhöhungen unterhalb der Analogspannung befindet, während eine 30 vergrößert, bis sie die Analogspannung erneut übernegative »Erhöhung« vorgenommen wird, sobald die schreitet. Die Erhöhungen dieser Gruppe betragen ein Vergleichsspannung über der Analogspannung liegt. Zehntel der Größe der der zweiten Gruppe und ein

In den F i g. 8 und 9 sind entsprechende Pro- Hundertstel der Größe der Erhöhungen der ersten

gramme für von zwei verschiedene Grundzahlen dar- Gruppe. Dieses Verfahren wird so oft wiederholt, wie

gestellt. Als Beispiel wurde die Grundzahl 10 aus- 35 erforderlich.

gewählt; die Ausdehnung auf andere Grundzahlen Bei der Beschreibung der F i g. 8 und 9 wurden wird später beschrieben. In Fig. 8 sind wieder eine zum Zweck der Erläuterung Dezimalzahlen verwendet. Zeit- und eine Spannungsachse sowie die Vergleichs- Wie bereits erwähnt, kann jedoch jede beliebige spannung 120 und die Analogspannung 122 eingezeich- Grundzahl verwendet werden. Wenn beispielsweise die net. Wie im Fall von Binärzahlen wird die Vergleichs- 40 Grundzahl 8 betragen soll, wird das in F i g. 8 darspannung aus Erhöhungen unterschiedlicher Größe gestellte Verfahren in genau der gleichen Weise durchzusammengesetzt, wobei jedoch mehrere aufeinander- geführt, nur mit dem Unterschied, daß die Erhöhungen folgende Erhöhungen die gleiche Größe besitzen 132 jeweils ein Achtel der Größe der Erhöhungen 124, können. Aus F i g. 8 ist ersichtlich, daß die Ver- 126 und 128 betragen. In ähnlicher Weise würden die gleichsspannung durch gleiche Erhöhungen 124, 126 45 Erhöhungen 146 in F i g. 9 gleich einem Achtel der und 128 vergrößert wird, bis der Gesamtbetrag die Erhöhungen 140, 142 und 144 sein. In jedem Fall ist Größe der Analogspannung 122 überschreitet. Dann die Größe jeder Erhöhungsgruppe gleich der Größe wird die letzte Erhöhung von der Vergleichsspannung der vorangehenden Gruppe geteilt durch die Grundabgezogen, wie durch die Linie 130 dargestellt ist. zahl. Die in F i g. 8 und 9 dargestellten Verfahren Nunmehr wird die Vergleichsspannung erneut durch 50 sind im wesentlichen gleich den in den F i g. 6 bzw. 7 Erhöhungen aufgebaut, die ein Zehntel der Größe der dargestellten Verfahren.

vorangegangenen Erhöhungen betragen. Diese kleine- In Fig. 10 ist dargestellt, wie die erfindungsgemäß ren Erhöhungen sind durch die Linien 132 angedeutet. hergestellte Vergleichsspannung für eine Ausführungs-Wenn die Vergleichsspannung die Analogspannung form eines binärverschlüsselten nichtbinären Umerneut überschreitet, wird wieder die letzte Erhöhung 55 setzers zusammengesetzt werden kann. Dieses System abgezogen, wie durch die Linie 134 angedeutet ist. ist für eine 4, 2,2,1-binärverschlüsselte Dezimal-Im allgemeinen wird die Vergleichsspannung bei dem umsetzung eingerichtet.

in F i g. 8 dargestellten Programm in gleichen Wie in den Fig. 6 bis 9 stellen die x- und y- Achsen

Schritten aufgebaut, bis die Vergleichsspannung die die Zeit- bzw. Spannungsachsen dar und ist die

Analogspannung überschreitet, woraufhin die letzte 60 Vergleichsspannung allgemein bei 150 und die Analog-

Erhöhung abgezogen wird. Sodann werden bei der spannung durch die gestrichelte Linie 152 dargestellt.

Vergleichsspannung weitere Spannungserhöhungen Die erste Erhöhung 154 ist vier Einheiten hoch,

durchgeführt, deren Größe ein Zehntel der voran- während die zweite und dritte Erhöhung 156 bzw. 158

gehenden Erhöhungen beträgt, bis die Gesamtsumme jeweils zwei Einheiten beträgt. Da die Erhöhung 158

aller Erhöhungen wieder die Analogspannung über- 65 die Vergleichsspannung größer als die Analogspannung

schreitet. macht, wird sie abgezogen, wie durch die Linie 160

In Fig. 9, in der eine Zeit- und eine Spannungs- angedeutet ist. Die vierte Erhöhung 162 in Höhe einer

achse sowie die Vergleichsspannung 136 und die Einheit wird dann der Vergleichsspannung zugeführt.

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Die einzelnen Erhöhungen verschiedenen Typs be- Erhöhung 194 der Größe 0,2 wird hinzugezählt, und sitzen die relative Größe 4, 2,2 bzw. 1 und bilden die die vierte Erhöhung 196 der Größe 0,1 wird abgezogen, erste binärverschlüsselte Dezimalstelle. Wie früher beträgt die Erhöhung 190 ein Zehntel der

Die zweite Stelle wird in ähnlicher Weise durch vier Erhöhung 178, die Erhöhung 192 ein Zehntel der einander durch die Beträge 4,2,2 bzw. 1 in ihrer 5 Größe der Erhöhung 180, die Erhöhung 194 ein Größe einander zugeordnete Erhöhungen erhalten. Zehntel der Größe der Erhöhung 182 und die Erhö-Da die Größe der Vergleichsspannung 150 am Ende hung 196 gleich ein Zehntel der Größe der Erhöhung der ersten Stelle noch unter dem Betrag der Analog- 188.

spannung 152 liegt, wird die bei 164 angedeutete erste Anschließend können aus jeweils vier Schritten Erhöhung der zweiten Stelle der Vergleichsspannung io bestehende Gruppen zu je einem Hundertstel, einem zugegeben. Da sich Fig. 10 auf ein Dezimal- Tausendstel usw. der ursprünglichen Amplitude Umsetzsystem bezieht, beträgt die Größe der Erhöhung gemacht werden, wodurch ein Vergleichssignal der 164 ein Zehntel der entsprechenden Erhöhung 154 der gewünschten Genauigkeit erzeugt wird. Auch dieses ersten Stelle. Da die Erhöhung 164 die Vergleichs- Verfahren kann zusammen mit anderen Binärspannung über die Analogspannung anhebt, wird sie, 15 amplituden, beispielsweise 4,4, 2,1- oder 8,4, 2,1-wie durch die Linie 166 dargestellt ist, wieder abge- Amplituden sowie für andere aufeinander bezogene zogen, und es wird eine zweite Erhöhung 168 hinzu- Amplituden und für von 10 verschiedene Grundzahlen addiert, deren Betrag ein Zehntel der Größe der ent- verwendet werden. Ersichtlicherweise sind die Prosprechenden Erhöhung 156 der ersten Stelle beträgt. gramme der Fig. 10 und 11 ähnlich den in Fig. 6 In ähnlicher Weise wird eine dritte Erhöhung 170, 20 bzw. 7 dargestellten Programmen, deren Betrag gleich einem Zehntel der Größe der Im Rahmen dieser Beschreibung sollen gewisse

Erhöhung 158 ist, hinzugezählt. Da hierdurch jedoch Bezeichnungen und Ausdrücke folgende Bedeutung die Analogspannung überschritten wird, wird die haben:

Erhöhung 170 bei 172 wieder abgezogen. Die vierte Reversibler Analog-Digital-Umsetzer: Ein Gerät,

und letzte Erhöhung der zweiten Stelle wird bei 174 35 das zum Umsetzen von Analog- in Digitalwerte oder hinzugezählt und beträgt ein Zehntel der Größe der zum Umsetzen von Digital- in Analogwerte verwendet entsprechenden Erhöhung 162. Diese Erhöhung erzeugt werden kann. Ebenso wird das einfache Wort »Umebenf alls eine die Analogspannung überschreitende setzer« zur Kennzeichnung eines reversiblen Umsetzers Vergleichsspannung und wird daher bei 176 wieder der vorbezeichneten Art verwendet, abgezogen. 30 Verschlüsselungs- bzw. Entschlüsselungszeit: Die

Weitere Schritte können in der Größe von einem zum Umsetzen eines Analogwerts in den äquivalenten Hundertstel, einem Tausendstel usw. der Ursprung- Digitalwert bzw. zum Umsetzen eines Digitalwerts in liehen Amplitude durchgeführt werden, wodurch ein den entsprechenden Analogwert benötigte Zeit. Vergleichssignal gewünschter Präzision hervorgebracht Zifferzeit: Die zur Feststellung einer Ziffer im wird. Ersichtlicherweise können binärverschlüsselte 35 Digitalausgang eines Analog-Digital-Umsetzers erfornichtbinäre Vergleichsspannungen in ähnlicher Weise derliche Zeit, dessen Ausgang eine Digitalzahl mit einer mit 4,4,2,1-, 8,4, 2,1- oder mit sonstigen Er- binären Zahlenbasis ist.

höhungs- bzw. Schrittgruppen auf Binärbasis erzeugt Arithmetischer Verzweigungspunkt: Eine Stelle

werden. eines Stromkreises, an der zwei oder mehr Größen,

In Fig. 11 ist dargestellt, wie die Vergleichs- 40 beispielsweise Spannungen, zusammentreffen, welche spannung in einer anderen Ausführungsform eines an dieser Stelle untereinander addiert und/oder subbinärverschlüsselten nichtbinären Analog-Digital- und trahiert werden.

Digital-Analog-Umsetzers zusammengesetzt werden Hindurchlassen: Das Ansprechvermögen einer Einkann. Dieses System betrifft ebenfalls eine 4, 2,2,1- richtung auf Wirksam- oder Durchlaßsignale. Eine binärverschlüsselte Dezimalumsetzung. Die erste Er- 45 solche Einrichtung ist mit Ausnahme der Dauer des höhung ist wieder vier Einheiten hoch, während die Durchlaßsignals unwirksam.

Größe der zweiten und dritten Erhöhungen 180 bzw. Stellenzeit: Die bei Analog-Digital-Umsetzern mit

182 jeweils zwei Einheiten beträgt. Wiederum hebt die einer von zwei verschiedenen Grundziffern zur Festdritte Erhöhung die allgemein mit 184 bezeichnete stellung einer Stelle in der Ausgangszahl benötigte Vergleichsspannung über die wie vorstehend in einem 50 Zeit.

Spannungs-Zeit-Diagramm eingezeichnete Analog- Komparator: Eine Einrichtung mit einem Eingang,

spannung 186 an, doch wird in diesem Fall die zwei Ausgängen und einer Durchlaßeinrichtung. Bei Erhöhung 182 nicht, wie in F i g. 10, abgezogen, Empfang der Durchlaßimpulse erzeugt der Komparasondern die vierte Erhöhung der Größe 1 wird vom tor je nach der Polarität der Eingangsspannung in dem Vergleichssignal abgezogen, um es unter die Analog- 55 einen oder anderen Ausgang einen Impuls. Weiterhin spannung 186 zu erniedrigen. Das sich hierdurch weist der Komparator Mittel auf, die beim Auftreten ergebende Vergleichssignal gibt die erste Stelle wieder. eines Impulses am Ausgang das Auftreten eines Die zweite Stelle besteht aus vier aufeinander- Impulses am anderen Ausgang während desselben folgenden Erhöhungen der relativen Größe 4,2, 2,1. Durchlaßimpulses verhindern. Bei den zu beschreiben-Jede Erhöhung beträgt ein Zehntel des Betrags der 60 den Umsetzersystemen steuern die Ausgangsimpulse entsprechenden Erhöhung der ersten Stelle. Wie aus vom Komparator Schaltvorgänge. In manchen Fällen Fig. 11 ersichtlich ist, wird die Erhöhung 190 in der kann nämlich ein Schaltvorgang die Polarität der Größe von vier Zehnteln der Einheit der Vergleichs- Komparator-Eingangsspannung umändern, und wenn spannung zugegeben und bewirkt, daß diese die diese Änderung vor dem Ende des Durchlaßimpulses Analogspannung 186 überschreitet. Die zweite Erhö- 65 stattfindet, würden an beiden Ausgängen des Kompahung 192 in der Größenordnung von 0,2 wird von der rators Impulse erscheinen, was ein fehlerhaftes Arbeiten Vergleichsspannung abgezogen und erniedrigt diese des Umsetzers zur Folge hätte. Das Aussperrmittel unter den Betrag der Analogspanmmg. Die dritte verhindert ein solches fehlerhaftes Arbeiten.

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1:1-Verstärker: Ein Verstärker, dessen Ausgangs- durch Schritte gewisser festliegender Größen erhöht, spannung sowohl bezüglich Größe als auch Polarität Wenn durch eine bestimmte Erhöhung der Ausgang gleich der Eingangsspannung ist. Genauer gesagt, ist des Vergleichssignalgenerators den Betrag des Analogdie Ausgangsspannung gleich der Eingangsspannung, eingangs überschreitet, hat die folgende Erhöhung die wenn dem Verstärker kein Strom entnommen wird. 5 entgegengesetzte Richtung und umgekehrt. Die dem Andere wünschenswerte Eigenschaften des Verstärkers Analogeingang entsprechende Digitalzahl wird in der sind, daß er eine hohe Eingangsimpedanz und eine Digitalausgangseinheit 314 in solcher Weise aufgebaut, große Stromverstärkung zwischen Eingang und Aus- wie sie für die späteren Zwecke benötigt wird. Beispielsgang hervorbringt. Die Ausgangsimpedanz sollte weise kann die Digitalausgangseinheit diese Zahl in niedrig sein. io einen Zähler oder eine sonstige Einrichtung für visuelle

Verstärker mit Polaritätswechsel: Ein Verstärker, Beobachtung eingeben, oder sie kann in Form von

dessen Ausgangsspannung hinsichtlich Größe gleich mechanischen Bewegungen oder elektrischen Größen

der der Eingangsspannung ist, jedoch umgekehrte abgegeben werden, die weiterhin Rechnern oder

Polarität besitzt. In Fällen, in denen die Impedanz der Steuereinrichtungen zugeführt werden können. Der

Verstärkerausgangsbelastung gegenüber dem Innen- 15 Analogeingang kann gewünschtenfalls zu Eich- und

widerstand des Verstärkers nicht groß ist, muß der Abgabezwecken über einen Kontakt 311 mit dem

Einfluß der Belastung bei der Bemessung des Ver- Digitalausgang verbunden sein. Ersichtlicherweise sind

stärkers berücksichtigt werden. In der Regel ist es viele Arten von geeigneten Digitalausgängen möglich,

wünschenswert, daß die Eingangsimpedanz des Ver- Bei der Umsetzung von Digital- in Analogwerte

stärkers groß ist. ao wird die Trenneinheit 300 so eingestellt, daß der

Fig. 12 zeigt ein grundsätzliches Blockschaltbild Vergleichssignalgenerator302 nicht an den aritheines reversiblen Analog-Digital-Umsetzers mit den metischen Verzweigungspunkt 304 angeschlossen ist. Merkmalen der Erfindung. Zunächst sei die Arbeits- Weiterhin wird der Übertrager 306 in die untere weise für die Umsetzung von Analog- in Digitalwerte Stellung umgelegt, in der der bewegliche Kontakt 307 beschrieben, während die Arbeitsweise bei der Um- as gegen den festen Kontakt 311 anliegt. Die die Digitalsetzung von Digital- in Analogwerte später erläutert signale über die Leitung 320 einspeisende Einrichtung werden wird. muß außerdem dem Eingang 322 Synchronisiersignale

Bei der Umsetzung von Analog- in Digitalwerte wird zuführen. Die Digitalwerte bearbeitende Einheit 318 die Trenneinrichtung 300 so eingestellt, daß der Aus- wandelt die eingespeisten Digitalsignale in eine Form gang des Vergleichssignalgenerators 302 mit dem 30 um, die den Vergleichssignalgenerator zu steuern arithmetischen Verzweigungspunkt 304 verbunden vermag. Zusammen mit den von der Programmeinheit wird. Weiterhin wird die Ubertragereinheit bzw. der abgegebenen Signalen bewirken die Digitalsteuer-Schalter 306 in die in Fig. 12 obere Stellung signale, daß der Vergleichssignalgenerator ein dem umgelegt, wobei der Kontaktarm 307 gegen den festen eingespeisten Digitalsignal entsprechendes Ausgangs-Kontakt 309 anliegt. Der Vergleichssignalgenerator 35 signal aufbaut, das als Analogsignal am Ausgang 324 setzt einen Wert nach Art des Analogeingangs zu- erscheint. Das Verfahren, nach dem der Vergleichssammen, doch besitzt der Ausgang dieses Generators, signalgenerator das Analogsignal aufbaut, ist ähnlich wie erläutert, nur gewisse diskrete Werte. Sowohl der dem Verfahren, nach dem ein Analog- in ein Digital-Ausgang des Vergleichssignalgenerators als auch der signal umgewandelt wird. Genauer gesagt, bewirken über die Leitung 308 eingespeiste Analogeingang 40 die einzelnen Stellen der Digitaleingangszahl, daß die werden dem arithmetischen Verzweigungspunkt 304 vom Vergleichssignalgenerator abgegebene Größe je zugeführt. Der Unterschied zwischen der Größe des nach den Eigenschaften jeder einzelnen Stelle um fest-Analogsignals und der Größe des Vergleichssignal- gelegte Beträge zu- oder abnimmt, wie in F i g. 6 generatorausgangs wird am arithmetischen Verzwei- bis 11 dargestellt ist.

gungspunkt festgestellt und der im folgenden einfach 45 Selbstverständlich darf dem Umsetzer kein Digitalais Komparator bezeichneten Komparator-Schalter- eingang aufgeprägt werden, wenn er zum Umsetzen steuerung 310 zugeführt. Der Komparator kann auch von Analog- in Digitalwerte benutzt wird, und umSteuersignale von der Programmeinheit 312 empfangen gekehrt.

und gibt Signale an den Vergleichssignalgenerator 302 Bekanntlich müssen für manche Anwendungen von ab, die die Größe des von diesem abgegebenen Signals 50 Umsetzern Hilfsgeräte verwendet werden. Wenn die verändern. Die Art des vom Komparator abgegebenen eingespeiste Analoggröße während der Verschlüsse-Signals hängt davon ab, ob der Analogeingang größer lungszeit schnell schwankt, müssen in die Analogoder kleiner ist als der Vergleichssignalgenerator- eingangsleitung 308 ein Filter und eine den Analogausgang. Die Programmeinheit gibt an den Vergleichs- wert wiedergebende Halteeinrichtung eingesetzt werden, signalgenerator Steuersignale ab und kann dem 55 Darüber hinaus ist es mitunter erforderlich, den Komparator und der Digitalausgangseinheit 314 wei- Analogausgang zu filtern, bevor er in anderen Geräten tere Steuersignale zuführen. Die wesentlichen Kreise verwendet werden kann. In F i g. 12 ist eine Behanddes Umsetzers sind von der gestrichelten Linie 316 lungseinheit 318 für Digitalwerte eingezeichnet, die umschlossen, wobei die Digitalausgangseinheit 314 die eingespeisten Digitalwerte in eine Form bringt, in und die Digitalbearbeitungseinheit 318 außerhalb des 60 der sie den Vergleichssignalgenerator 302 zu steuern Kästchens eingezeichnet sind, da sie mitunter in Hilfs- vermögen. Ersichtlicherweise können in ähnlicher geräte eingebaut werden können. Weise an den anderen Eingängen und Ausgängen

Während der Umsetzung der Analog- in Digital- ähnliche Behandlungseinheiten vorgesehen werden, ob-

werte bewirken die Signale der Programmeinheit und wohl diese nicht dargestellt sind, da sie die grundsätz-

des Komparators gemeinsam eine allmähliche Annähe- 65 liehe Arbeitsweise der Erfindung nicht beeinflussen,

rung des Betrags des Vergleichssignalgeneratorausgangs Die Behandlungseinheit 318 für Digitalwerte ist nur

an den Betrag des Analogeingangs. Im allgemeinen deshalb dargestellt, um anzudeuten, daß mit Hilfe des

wird die Größe des Vergleichssignalgeneratorausgangs erfindungsgemäßen Umsetzers viele Arten von Digital-

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schlüsseln in entsprechende Analogwerte umgewandelt Das Ziel ist nun, die Spannung 110 in Iterationswerden können. Die für Filter- und für den Analog- Stufenspannungen möglichst genau anzunähern. Diese wert wiedergebende Haltevorrichtungen erf order- Iterationsstufenspannung 108, die in der Beschreilichen Überlegungen sind in dem Buch »Notes on bung Vergleichsspannung genannt worden ist, wird Analog to Digital Techniques« von Alfred K. S u s s- 5 am Kondensator 817 aufgebaut. Zur Erzeugung des kind (Technology Press of Massachusetts Institute Spannungssprungs 112 schließt man den Schalter 813. of Technology and John Wiley & Sons, Inc.) er- Dieses Schließen des Schalters 813 bewirkt der Verläutert. Einige der im folgenden beschriebenen Um- gleicher 821, der nach geschlossenem Schalter festrechner sind beispielhaft mit den Analogwert wieder- stellen kann, ob die Iterationsstufenspannung 808 die gebenden Haltevorrichtungen versehen, während der io Spannung 110 überschreitet oder unterschreitet. So-Einbau von Filtern an dafür zweckmäßigen Stellen lange die Iterationsstufenspannung die Analogspanals selbstverständlich betrachtet und daher nicht nung 110 unterschreitet, wird zu der vorhergehenden weiter erörtert wird. Stufe die Spannung zuaddiert. Andernfalls wird

Ein bevorzugter allgemeiner Typ eines reversiblen Spannung abgezogen.

Analog-Digital-Umsetzers arbeitet bei der Erzeugung 15 Indem also der Vergleicher 821 als Funktion des des zugeordneten Schlüssels nach dem in F i g. 7 dar- Vergleichs die Schalter 813 geschlossen hat, entstand gestellten Programm. Dieser Typ besitzt den Vorteil, (bei geschlossenem Schalter 816) am Kondensator 817 daß die Schalter weniger einzelne Arbeitsschritte aus- die Spannung 112.

zuführen haben und daß eine schnellere Verschlüsse- Zum Schließen der Schalter 813 mußte der Ver-

lung möglich ist. Bei diesem Grundtyp sind Ab- 20 gleicher 821 Strom durch die Spule 813 schicken. Wandlungen möglich, bei denen der arithmetische Ver- Dieser Impuls wird durch die Digitalausgabevorzweigungspunkt mit dem den Analogwert wieder- richtung 825 abgetastet. Dieser Impuls bedeutet für gebenden Mittel verbunden oder von diesem getrennt diese Digitalausgangsvorrichtung 825 eine binäre 1. werden kann. Die höchstwertigste Stelle der Binärzahl ist also eine

Ein reversibler binärer Analog-Digital-Umsetzer 25 binäre 1.

benutzt einen bei Analogwerte wiedergebenden Spei- Der Vergleicher 821 stellt nun fest, daß die Analog-

chersystemen sowie bei Vergleichssignalsystemen üb- spannung 110 noch nicht erreicht worden ist. Ein entlicherweise verwendeten Speicherkondensator und sprechendes Signal entsteht am Ausgang D 822 des führt die Funktionen des arithmetischen Verzweigungs- Vergleichers 821 und wird im entsprechenden Einpunkts aus. F i g. 13 stellt einen Umsetzer dieses 30 gang D der Programmiervornchtung 828 eingegeben. Typs dar. Kurz gesagt, wird die Analogwiedergabe dem Dieses Signal bewirkt nun, daß beim nächsten Takt der Speicherkondensator aufgeprägt, und diese Spannung Schalter 804 offenbleibt, der Schalter 808 jedoch gewird durch Hinzuzählen oder Abziehen aufeinander- schlossen wird. Es ist nun wichtig zu wissen, daß im folgender Vergleichsspannungsschritte gegen Null ver- vorhergehenden Schritt der gesamte Inhalt des Konringert. Die Arbeitsweise der Schalter ist so program- 35 densators 809 zum Kondensator 817 übertragen wormiert, daß die Spannung des Speicherkondensators den ist. Der Kondensator 809 ist deshalb leer. Schließt dem in F i g. 7 dargestellten Programm folgt. Ein man nun die Schalter 808, so verteilt sich die Ladung wesentliches Merkmal besteht darin, daß dieser Um- des Kondensators 807 wiederum auf diesen und den setzer nur eine Verstärkereinheit benötigt und dieser Kondensator 809. Die Spannung wird dabei ein eine Verstärker durch einen zusätzlichen Schaltvorgang 40 zweites Mal halbiert, die Schalter 808 werden wieder sowohl zum Ausschalten des Analogeingangs während geöffnet und die Ladung des Kondensators 809 der Wiedergabebildung als auch während der Tätigkeit durch Schließen der Schalter 813 zum Kondensator 817 des Umsetzers verwendet werden kann. Die Arbeits- übertragen. Es baut sich also auf die Spannung 112 weise des in F i g. 13 dargestellten Systems ist in den eine weitere, nur halb so große Spannung 114 auf. folgenden Absätzen ins einzelne gehend erläutert, wo- 45 Nunmehr stellt der Vergleicher 821 fest, daß die bei auf die in Fig. 17 dargestellten Zeitdiagramme Analogspannung 110 überschritten worden ist. Der Bezug genommen wird. Schalter 804 bleibt als Folge hiervon weiterhin ge-

Im nachfolgenden wird das Ausführungsbeispiel öffnet, während die Schalter 808 geschlossen werden nach F i g. 13 erläutert. (die Schalter 808 werden von der Programmierein-

50 heit828 angesteuert, ebenso wie der Schalter 804).

Analog-Digital-Wandlung Indem die Schalter 808 geschlossen werden, verteilt

sich die Ladung des Kondensators 807 ein drittes Mal

Am Analogeingang 801 wird über den Schalter 802 auf ihn und den Kondensator 809. Dieses »Verteilen« auf den Kondensator 817 die Analogspannung einge- erzeugt am Kondensator 809 Spannungen, deren geben. Diese Spannung entspricht der Linie 110 in 55 Größe z. B. im Verhältnis des natürlichen binären F i g. 7. Die Schaltung nach der F i g. 13 arbeitet ge- Kodes stehen, nämlich 16, 8, 4, 2,1. maß einem Programm nach F i g. 7. Weil nun die Analogspannung 110 überschritten

Nach dieser Analogspannungseingabe wird der Schal- wurde, werden diesmal die Schalter 810 geschlossen ter 804 geschlossen, so daß am Kondensator 807 die und damit die Ladung des Kondensators 809 in subSpannung E steht. Danach wird der Schalter 804 60 trahierender Weise auf den Kondensator 817 überwieder geöffnet und der Schalter 808 geschlossen. Die tragen. Dies entspricht der ins Negative gehenden Ladung des Kondensators 807 verteilt sich nun auf Spannung 116. Weil zum Schließen der Schalter 810 diesen und den Kondensator 809. Da beide Konden- die Spule 810 erregt werden mußte, kann die Digitalsatoren 807 und 809 gleich groß sind, steht an ihnen ausgabeeinheit 825 dies feststellen und registriert nuneine Spannung ~. Beim Ausführungsbeispiel liegt an ^{65 111}Jf ^el°^e.J?¹?⁸?!" .. . . ,. , . ,

2 α f b £)_ie ,jjgjtaie Information entsteht also, indem man

der oberen Platte des Kondensator 809 eine positive die erforderlichen Schaltspiele der Schalter 813 und und an der unteren Platte eine negative Spannung an. 810 überwacht.

19 20

Digital-Analog-Wandlung I_n Fig. 17 ist ein Impulsdiagramm dargestellt,

Der Schalter 804 wird geschlossen. Dem Konden- welches das taktmäßige Ein- und Ausschalten der

sator 807 teilt sich wieder die Spannung E mit, der Schalter und die Spannungen an verschiedenen

Schalter 804 wird geöffnet und die Ladung des Punkten der Schaltung nach F i g. 13, wie z. B. die

Kondensators 807 auf ihn und den Kondensator 809 5 Punkte 831, 814, 835 und 834 zeigt.

4. ·ι* α ν λ * „„η *!.■<.*£ In den Fig. 14, 15 und 16 sind Abwandlungen des

verteilt. Am Kondensator 809 stehen letzt -=-. . ^. _Λ~ ~, ' ,,.. _,, , _TT .

^J 2 m Fig. 13 dargestellten grundlegenden Umsetzer-

Es komme nun eine Digitalinformation am Ein- systems erläutert, wobei gleiche Elemente gleiche gang 827 an, und deren erstes Bit sei eine binäre 1. Diese Bezugsziffern tragen. In allen Fällen sind die Probinäre 1 durchläuft den Impulsformer 833 und ge- ίο grammeinheiten und die Programmfolge die gleiche langt zum Vergleicher 821, der nun allerdings nicht wie für die in F i g. 13 dargestellte Schaltung, mehr vergleicht, sondern nur noch die Spulen 810 und In F i g. 14 ist das Anschalten des Kondensators 817

813 schaltet. Die binäre 1 bewirkt, daß der Vergleicher an die beiden Pole des Verstärkers 815 fortgelassen, 821 Strom durch die Spule 813 schickt, wodurch die und der Analogeingang liegt immer an der Eingangs-Schalter 813 schließen und die Ladung des Konden- 15 seite des Verstärkers 815. In der Eingangsleitung liegt sators 809 auf den Kondensator 817 übertragen wird. an Stelle des Schalters in Fig. 13 ein zweiter Ver-Nach diesem Übertragungsvorgang bleibt der stärker 801a.

Schalter 804 geöffnet, und die Schalter 808 werden ge- Auch die in F i g. 15 dargestellte Schaltung ist ganz

schlossen. Ein zweites Mal verteilt sich die Ladung des ähnlich, wobei der Analogeingang der oberen Platte Kondensators 807, und der Schalter 808 wird geöffnet. 20 des Kondensators 817 zugeführt wird, doch sind in Ist das nächste Bit eine binäre 0, so steuert der Ver- diesem Fall beide Verstärker 815 und 801a fortgegleicher 821 die Spule 810 an, und die Schalter 810 lassen. Bei der Schaltung gemäß F i g. 15 muß die schließen sich, wodurch die Ladung des Konden- Kapazität des Kondensators 817 sehr viel größer sein sators 809 dem Kondensator 817 in subtrahierender als die der Kondensatoren 807 oder 809. Bei dieser Weise zugefügt wird. Es baut sich also in dem anfangs 25 Schaltung ist die Ladungsübertragung nur angevollständig leeren Kondensator 817 eine Spannung nähert vollständig, wie vorstehend im Zusammenhang auf, die das analoge Äquivalent zu der digitalen Zahl mit F i g. la beschrieben wurde, ist. In F i g. 16 wird der in F i g. 5 dargestellte Ladungs-

Vergleicht man die F i g. 6 mit der F i g. 7, so sieht übertragerkreis mit negativ unendlicher Verstärkung man, daß auch hier die 16: 8 : 4: 2:1-Spannungs- 3° an Stelle des in F i g. 3 dargestellten 1:1-Ladungsteilung in beiden Fällen verwendet wird, daß jedoch Übertragerkreises für den Übertrager gemäß F i g. 13 in F i g. 6 mehr Schaltschritte notwendig sind, um zu verwendet. In diesem Fall ist der Kondensator 817 einer gleichen Annäherung an die Analogspannung 90 parallel zum Verstärker 815 a mit negativ unendlicher zu kommen. Bei der F i g. 7 benötigt man weniger Verstärkung geschaltet.

Schaltspiele. Dieses einfachere Programm der F i g. 7 35 Mit den Schaltungen gemäß den F i g. 1 bis 17 kann wird durch das Einfügen der Kreuzschalter 810, 813 die Ladungsübertragung durch drei verschiedene Mittel möglich. bewirkt werden, von denen jeweils in einer Figur nur

Eine weitere Besonderheit der Schaltung nach der ein einziges eingezeichnet ist. Diese Mittel sind die in F i g. 13 liegt darin, daß man die Ladung des Konden- F i g. 3 dargestellte positive 1:1-Verstärkerschaltung, sators 809 vollständig auf den Kondensator 817 über- 40 die in F i g. 5 dargestellte Schaltung mit minus unendtragen kann. Die Schaltung ist in den F i g. 3 und 4 licher Verstärkung und die in F i g. 1 a dargestellte herausgezeichnet. Sie garantiert, daß die ganze Ladung Näherung mit großer Kapazität. Darüber hinaus kann übertragen worden ist. Man könnte grundsätzlich in diesen Figuren die Analogeingangsspannung der auch den sogenannten Miller-Integrator nach F i g. 5 einen Klemme des Komparators oder des Endkondenverwenden. Dieser hätte jedoch den Nachteil, daß nur 45 sators aufgeprägt werden. Bei Umrechnersystemen, fast die ganze Ladung übertragen wird. bei denen die Analogeingangsspannung dem Konden-

Eine dritte Besonderheit der Schaltung ist, daß die sator aufgeprägt wird, kann der Analogeingang unKondensatoren 807 und 809 gleiche Kapazität haben. mittelbar oder mittelbar über einen Verstärker an den Hierdurch erreicht man zwanglos, wie bereits weiter Kondensator zugeführt werden. Darüber hinaus könoben ausgeführt, eine Anpassung an den natürlichen 5° nen die Arbeitsweisen dieser Schaltungen durch gebinären Kode. eignete Änderung der Programmsignale in 0,1 oder Wollte man sich jedoch an den Dezimalkode an- + 1, — 1 abgeändert werden, wie in den F i g. 6 bzw. 7 passen und Iterationsstufenspannungen gemäß den dargestellt ist. Alle möglichen Kombinationen dieser F i g. 8 und 9 erzeugen, so müßten die Kondensatoren Faktoren in einem Umrechnersystem sollen im Rahmen ein Kapazitätsverhältnis von 1:10 haben. Außerdem 55 der Erfindung möglich sein.

müßte dann das Programm etwas geändert werden, In F i g. 6 ist eine andere Klasse eines reversiblen

weil ja die erste Dezimalziffer aus drei binären Bits, binären Digital-Analog-Umsetzers dargestellt, die ein z. B. 140, 142 und 144, aufgebaut ist. verzögertes Rückkopplungsnetz verwendet und ein

In der F i g. 13 entspricht die Spannungsquelle 806 Vergleichssignal gemäß dem in F i g. 6 dargestellten der Spannungsquelle 64 aus den F i g. 3 und 4. Die 60 Muster erzeugt. Diese Umsetzer verwenden Binär-Schalter803 und 820 dienen der Umschaltung von signale hervorbringende Vergleichssignalgeneratoren, Digital-Analog-Wandlung auf Analog-Digital-Wand- kennzeichnen sich durch verzögerte Rückkopplung lung. Über einen Schalter 818 kann die Spannung am und arbeiten entsprechend dem ersten, als das 1,0-Pro-Kondensator 817 zum Komparator 821 übertragen gramm oder das Programm gemäß F i g. 6 bezeichenwerden. Die Batterie 837 dient der Stromversorgung 65 baren Programm. In F i g. 18 ist ein für diese Umsetzerder Spulen805, 808, 810, 813 und 816. Der Ver- klasse charakteristischer Analog-Digital-Umsetzer stärker 815 entspricht dem Verstärker 68 aus den dargestellt. Kurz gesagt, wird die Vergleichsspannung F i g. 3 und 4. in jeder Ziffernperiode teilweise durch eine Ladungs-

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aufteilung zwischen zwei gleichen Kondensatoren und an den Eingang des Verstärkers 944 und an den teilweise durch einen Rückkopplungskreis erhalten, Schalter 932 angeschlossen, während der Analogder an seinem Ausgang eine Spannung hervorbringt, ausgang 929 mit den Schaltern 931 und 932 und dem welche bei allen auf die erste Ziffernperiode folgenden Eingang des arithmetischen Verzweigungspunkts 933 Ziffernperioden konstant und gleich dem Endbetrag 5 in Verbindung steht. Die Zugspulen für die Schalter 931 der Spannung am Eingang des Rückkopplungskreises und 932 sind an den Flip-Flop-Kreis 945 angeschlosin der vorangehenden Ziffernperiode ist. Die Arbeits- sen. Der Ausgang des Verstärkers 944 steht über die weise des in F i g. 18 dargestellten Systems ist in den Leitung 930 mit dem Schalter 931 in Verbindung, folgenden Absätzen im einzelnen beschrieben. während der Ausgang des arithmetischen Verzwei-

Die eine Normalspannung erzeugende Spannungs- io gungspunkts 933 über die Leitung 934 an den Einwelle 901 liegt einerseits an Erde und andererseits an gang des Komparators 935 angeschlossen ist. einem Pol des Schalters 902, dessen Zugspule an die Die Programmeinheit 903 ist über die Leitung 936 an

Leitung A der Programmeinheit 903 angeschlossen ist. den Komparator 935 angeschlossen, der seinerseits Der andere Pol des Schalters 902 ist über die Lei- über Leitungen 939 und 946 mit der Digitalausgangstung 904 mit den oberen Platten der Kondensato- 15 einheit 940 sowie über die Leitung 938 mit dem Schalren 905 und 906 sowie mit dem Schalter 907 und dem ter 912 in Verbindung steht. Der Flip-Flop-Kreis 945 Verstärker 908 verbunden. Die untere Platte des Kon- ist einerseits über die Leitung G an die Programmeindensators 905 steht mit dem Schalter 909 in Verbin- heit 903 und andererseits an den Schalter 947 angedung, dessen unterer Pol über die Leitung 910 an den schlossen, der über die Leitung F mit dem Schalter 912 Ausgang des gestrichelt umrahmten Rückkopplungs- 20 in Verbindung steht. Die Zugspule für den Schalter 947 kreises 911 angeschlossen ist. Die Zugspule für den ist über die Leitung G an die Programmeinheit 903 an-Schalter 909 ist über die Leitung B an die Programm- geschlossen.

einheit 903 angeschlossen, und der untere Pol des Der Digitaleingang 948 steht mit dem Schalter 937

Schalters 907 steht mit der Leitung 910 in Verbindung. in Verbindung, der seinerseits an den Eingang des Die Zugspule für den Schalter 907 ist über die Lei- 45 Impulsbehandlungsnetzes 949 angeschlossen ist, weltung F an den Kontaktarm des Schalters 912 ange- ches über die Leitungen A und B an die Programmschlossen, während der Ausgang des Verstärkers 908 einheit 903 angeschlossen ist. Der Ausgang des Imüber die Leitung 914 mit dem Eingang des Rückkopp- pulsbehandlungsnetzes 949 steht mit dem Schalter 912 luflgskreises 911 sowie mit dem Schalter 913 in Ver- in Verbindung, und der Synchronisiereingang 943 ist bindung steht. 30 an die Programmeinheit 903 angeschlossen, die ihrer-

Die Schalter 915 und 916 sind durch die Leitung 914 seits über die Leitung 941 und eine Leitung A an die untereinander verbunden. Die Zugspule für den Digitalausgangseinheit 940 angeschlossen ist. Die unSchalter 915 ist über die Leitung C an die Programm- tere Platte des Kondensators 906 liegt an Erde, einheit 903 und die Zugspule für den Schalter 916 ist Zunächst sei die Arbeitsweise des in F i g. 18 darüber die Leitung D an die Programmeinheit 903 ange- 35 gestellten Systems als ein Analog-Digital-Umrechner schlossen, während der andere Pol des Schalters 915 beschrieben, während die Arbeitsweise als Digitalüber die Leitung 917 mit dem Kondensator 918, dem Analog-Umrechner erst später erläutert werden wird. Schalter 919 und dem Verstärker 920 in Verbindung Entsprechend den früheren Beschreibungen können steht. Die untere Platte des Kondensators 918 und der alle Relais und sonstigen mechanischen Einrichtungen untere Pol des Schalters 919 liegen an Erde. Die Zug- 4° durch elektronische Bauteile ersetzt werden, spule für den Schalter 919 ist über die Leitung A an Damit das System als Analog-Digital-Umsetzer

die Programmeinheit 903 angeschlossen, während der arbeitet, werden die handbetätigten Schalter 912, 927 Ausgang des Verstärkers 920 mit dem Schalter 921 in und 937 in ihre für diese Umsetzung vorgesehenen Verbindung steht, dessen anderes Ende über die Stellungen umgelegt. Zu Beginn der Umsetzung ist Leitung 910 mit dem Ausgang des Rückkopplungs- 45 der Schalter 926 geschlossen und der Schalter 913 gekreises 911 verbunden ist. Die Zugspule für den öffnet. Weiterhin bewirkt der Flip-Flop-Kreis 945, daß Schalter 921 ist über die Leitung D an die Programm- der Schalter 931 geschlossen und der Schalter 932 geeinheit 903 angeschlossen, und der Schalter 916 steht öffnet ist. Auf diese Weise sind die beiden Signale am über die Leitung 924 mit dem Eingang des Verstär- Eingang zum arithmetischen Verzweigungspunkt das kers 923 sowie mit dem Kondensator 922 in Verbin- 5° negative der Analogeingangsspannung und null. Zum dung, dessen andere Platte an Erde liegt. Der Aus- Zweck der Erläuterung sei angenommen, daß der arithgang des Verstärkers 923 ist an den Schalter 925 an- metische Verzweigungspunkt eine vorstehend begeschlossen, dessen Zugspule über die Leitung C mit schriebene Summiereinrichtung ist. Zu diesem Zeitder Programmeinheit 903 in Verbindung steht. Der punkt ist der Ausgang des arithmetischen Verzweirechte Pol des Schalters 925 ist über die Leitung 910 an 55 gungspunkts auf der Leitung 934 positiv, wenn die den Ausgang des Rückkopplungskreises 911 ange- Analogeingangsspannung negativ ist, und umgekehrt, schlossen. Als nächstes wird der Komparator 935 durch einen

Der Schalter 913 steht mit dem Ausgang des Ver- über die Leitung 936 eintreffenden Impuls von der stärkers 908 und dem Kontaktarm des Schalters 927 Programmeinheit 903 auf Durchlaß geschaltet. Wenn in Verbindung, und seine Zugspule 913 ist über die 60 das Potential des Drahts 934 am Komparatoreingang Leitung G an die Programmeinheit 903 angeschlossen. positiv ist, erscheint am Komparatorausgang ein Im-Der Schalter 926 liegt einerseits an Erde und anderer- puls über die Leitung 946, während eine negative seits am Kontaktarm des Schalters 927, während seine Spannung auf der Leitung 934 einen Impuls auf der Zugspule über die Leitung G an die Programmein- Leitung 939 hervorbringt. Ein zu diesem Zeitpunkt heit 913 angeschlossen ist. Die festen Kontakte des 65 von der Leitung 946 geführter Impuls bedeutet, daß Schalters 927 stehen mit dem arithmetischen Ver- die Polarität des Analogeingangssignals negativ ist, zweigungspunkt 933 bzw. dem Eingang des Verstär- wodurch der Flip-Flop-Kreis 945 durch den nur kers 944 in Verbindung. Der Analogeingang928 ist während des in der ersten Spalte von Fig. 19 darge-

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stellten Polaritätsintervalls geschlossenen Schalter 947 geschlossen. Hierdurch nimmt das Potential der

in seinen anderen Zustand umgeworfen wird. Leitung 910 den endgültigen Betrag des Potentials am

Ein während des Polaritätsintervalls auf der Lei- Ausgang des Verstärkers 908 der ersten Ziffernperiode tung 939 liegender Impuls gibt an, daß die Analog- an, und das Potential des Kondensators 906 erhöht impulsspannung positiv und der Flip-Flop-Kreis 945 5 . , E ~. ,..„,., ■ » , . . , -,
nicht angestoßen ist. Bei positivem Analogeingangs- ^{slch um} T' ^{Dies Iaßt slch wie folgt beschreiben:}
signal bleiben der Schalter 931 geschlossen und der Am Ende der ersten Ziffer induziert die Spannung am Schalter 932 geöffnet. Wenn dagegen das Analogein- Ausgang des Verstärkers 908 bei geschlossenem Schalgangssignal negativ ist, ist während des Restes der ter 916 im Kondensator 922 eine Ladung gleicher Umsetzperiode im Anschluß an den ersten Teil des io Spannung. Zu Beginn der Ziffernperiode 2 ist der Polaritätsintervalls der Schalter 931 geöffnet und der Schalter 916 geöffnet, so daß diese Spannung durch die Schalter 932 geschlossen. Die vom Komparator an Ladung des Kondensators 922 aufrecherhalten wird, die Leitungen 946 und 939 abgegebenen Ausgangs- Gleichzeitig wird jedoch der Schalter 925 geschlossen, signale werden, wie vorstehend beschrieben, der Digi- so daß die Spannung der Leitung 924 durch den taleingangseinheit 940 zugeführt, wodurch alle Arbeits- 15 1:1-Verstärker hindurchtritt und die Spannung der vorgänge des in F i g. 19 dargestellten Polaritätsinter- Leitung 910 auf denselben Wert einstellt,
valls beendet sind. Vor dem Schließen des Schalters 909 zu Beginn der

Gemäß der zweiten Spalte von Fig. 19 sind die zweiten Ziffernperiode hat die Leitung 910 genau das-Schalter 902, 909, 916, 921 und 919 zu Beginn der selbe Potential wie die oberen Platten der Kondensa-Ziffer 1 geschlossen, wodurch das Potential der Lei- ao toren 904 und 906. Wenn daher der Schalter 909 getung 910 auf Null gehalten wird und die gleich großen schlossen wird, wird wegen ihrer gleich großen Kapa-Kondensatoren 905 und 906 auf das Potential E der zität die Hälfte der Ladung des Kondensators 905 an Batterie 901 aufgeladen werden. Die Verstärker 920 den Kondensator 906 übertragen. Diese Schaltung und 923 müssen gleiche Verstärkungsfaktoren be- arbeitet genau wie die in F i g. 1 b dargestellte Schalsitzen, so daß sich stets das Produkt +1,0 ergibt, 35 tung, wo die Rückkopplungsspannung über die Leiwenn der eine dieser Faktoren mit dem des Verstär- tung 910 durch die Batterie 38 ersetzt ist. Wie in kers 908 multipliziert wird. Zwecks Vereinfachung der Fig. Ib kann der Schalter 909 an einer beliebigen folgenden Beschreibung sollen die Verstärker 908, 920 Stelle des Kreises und gewünschtenfalls zwischen den und 923 jeweils einen Spannungsverstärkungsfaktor Kondensatoren 905 und 906 eingesetzt sein. Dies hat

liegt klar auf der Hand und braucht daher nicht im erhöht wird. Der Schalter 909 ist geöffnet, und das einzelnen beschrieben zu werden. Hierdurch ist das Potential am Ausgang des Verstärkers 908, das dasselbe Ausgangspotential des über die Schalter 913 und 927 ist wie das des Kondensators 906 und der Leitung 904, an den Eingang des arithmetischen Verzweigungs- 35 sowie der negative Teil der Analogeingangsspannung punkts angeschlossenen Verstärkers 908 gleich + E, werden in den arithmetischen Verzweigungspunkt einwährend das Potential am anderen Eingang zum arith- gespeist und dem Komparator 935 zugeführt. Wähmetischen Verzweigungspunkt negativ ist und die- rend der Ziffer 1 kann der Komparator unter der selbe Größe wie die der Analogeingangsspannung hat. Wirkung eines von Programmeinheit über die Leitung Während des letzten Abschnitts des Intervalls für die 4° 936 eingespeisten Durchlaßimpulses für die Leitung Ziffer 1 werden die Schalter 909 und 919 geöffnet, und 936 eingespeisten Durchlaßimpulses für die Stelle 0 der Komparator 935 gibt einen Impuls an die Leitung einen Ausgangsimpuls an die Leitung 946 oder für die 946 ab, wenn die Spannung am Ausgang des Ver- Stelle 1 einen Ausgangsimpuls an die Leitung 939 abstärkers 908 einen größeren Betrag hat als die Analog- geben. Für die Stelle 1 wird der Kondensator 906 durch eingangsspannung, wodurch angezeigt wird, daß die 45 den Schalter 907 auf das Potential der Leitung 910 enthöchste Ziffer 0 ist, Wenn die Spannung jedoch nicht laden, während sich der Schalter 907 für die Stelle 1 nicht größer ist, erscheint ein Impuls auf die Leitung 939, schließt und der Kondensator 906 geladen bleibt. Die der angibt, daß die Ziffer gleich 1 ist. Wenn die Leitung 910 hat eine so niedrige Impedanz, daß der Ziffer 0 ist, wird der Impuls auf der Leitung 946 über Kondensator 906 in der zur Verfügung stehenden Zeit den Schalter 912 an die Zugspule des Schalters 907 50 in erforderlicher Weise entladen werden kann. Die übertragen. Bei der Ziffer 0 schließt sich der Schalter Verstärker 920 und 923 können Kathodenbasisver-907 und entlädt dabei den Kondensator 906 auf das stärker, bei denen der Eingang an das Gitter gelegt und Potential 910 im letzten Abschnitt der Ziffernperiode. der Ausgang von der Kathode abgenommen wird, oder Am Ende der Periode für Ziffer 1 wird das Restpo- vorzugsweise Rückkopplungsverstärker mit niedriger tential am Ausgang des Verstärkers 908 über den 55 Ausgangsimpedanz sein. Zu diesem Zweck ist die Schalter 916 dem Kondensator 922 zugeführt und dort Leitung 910 in diesem Augenblick über Schalter 921 von diesem gespeichert. Wenn 1 die größte Ziffer ist, oder Schalter 925 durch den Kathodenwiderstand eines besitzt der Kondensator 922 das Potential E, während der Verstärker 920 bzw. 923 an Erde gelegt. Rücksein Potential gleich Null ist, wenn die größte Ziffer 0 kopplungsverstärker haben selbstverständlich eine ist. Zu diesem Zeitpunkt sind alle Vorgänge für Ziffer 1 60 niedrige Ausgangsimpedanz, so daß für alle prakbeendet. Unter Bezugnahme auf die früher beschrie- tischen Zwecke die Verbindungen über die Schalter 921 benen Systeme kann gesagt werden, daß die Konden- und 925 die Leitung 910 ebenfalls auf niedrige Impesatoren 905 und 906 die Ladung auf die in Fig. la danz legen. Die Zeitkonstante der Entladungskreise dargestellte Weise verteilen. Als Speicherkondensator kann so gewählt werden, daß sie die beschriebene für das Rückkopplungssystem dient einer der Konden- 65 Arbeitsweise des Rückkopplungskreises in keiner satoren 918 oder 922. Weise beeinflußt.

Zu Beginn der Periode für Ziffer 2 sind die Schalter Am Ende der Ziffer 2 wird die resultierende Span-

921 und 916 geöffnet und die Schalter 909,915 und 925 nung des Kondensators 906 unter Zuhilfenahme des

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Verstärkers 908 und des Schalters 915 vom Konden- stärkers 968 ist über eine Leitung 969 mit dem Schalter sators 918 gespeichert. 970 verbunden, der seinerseits über die Leitung 972

Die für die Ziffern 1 und 2 beschriebenen Vorgänge an die obere Platte des Kondensators 971 und den wiederholen sich bei den folgenden Zifferperioden, Eingang des Verstärkers 976 angeschlossen ist. Die wobei die Speicherung zwischen den Kondensatoren 5 untere Platte des Kondensators 971 liegt an Erde, und 918 und 922 hin -und herwechselt, bis die Digital-Ana- der Ausgang des Verstärkers 976 wird in die Leitung log-Umsetzung beendet ist. Der Schalter 909 wird im 977 eingegeben.

ersten Teil und der Schalter 907 wird im letzten Teil Fig. 21 zeigt die Schalt- und Spannungszusammen-

jeder Ziffernperiode geschlossen, wenn die entspre- hänge für den in Fig. 20 dargestellten verzögerten chende Stelle Null ist. Die Schalter 915 und 925 werden io Rückkopplungskreis, wenn die Umsetzung der Analogbei geradzahligen Ziffernperioden geschlossen und bei eingangsspannung —101 ergibt. Nach Beendigung des ungeradzahligen Ziffernperioden geöffnet, während in Fig. 19 dargestellten Polaritätsintervalls wird die Schalter 916 und 921 in umgekehrter Weise be- der Schalter 970 während des ersten Abschnitts jeder tätigt werden. Fig. 19 zeigt die Schaltungs- und Ziffernperiode geschlossen, während der Schalter965 Spannungsbeziehungen des in Fig. 18 dargestellten 15 während des ersten Abschnitts von Ziffer 1 und der Systems für die Analogiengangsspannung —101. Schalter 962 während des letzten Abschnitts jeder

Bei der Digital-Analog-Umsetzung werden die hand- Ziffernperiode geschlossen wird.

betätigten Schalter 912, 927 und 937 in die Digital- Auf diese Weise bewirkt die in Fig. 20 dar-

Analog-Stellung umgelegt. Die Klemme 943 der Pro- gestellte Schaltung, daß der Endbetrag der ihr in jeder grammeinheit 903 wird an einen Synchronisations- 20 Ziffernperiode zugeführten Eingangsspannung in der impulserzeuger angeschlossen, und das umzusetzende folgenden Ziffernperiode an ihrem Ausgang erscheint. Digitalsignal wird dem Digitaleingang 948 zugeführt. Ersichtlicherweise kann dieser verzögerte Rück-Das Impulsbehandlungsnetz949 bringt an seinem kopplungskreis an Stelle des in Fig. 18 eingezeich-Ausgang, d. h. an der Leitung 942 eine solche Impuls- neten verwendet werden.

folge hervor, daß im ersten Teil jedes Ziffernintervalls 25 Bei Verwendung des in Fig. 20 dargestellten kein Impuls auftritt. Dagegen tritt ein Impuls im verzögerten Rückkopplungskreises für das in Fig. 18 letzten Teil des ersten bzw. Polaritätsintervalls auf, dargestellte System muß das Produkt der Verstärkungswenn der Wert positiv ist. Während der folgenden faktoren der Verstärker 908, 968 und 976 +1,0 sein, Ziffernintervalle, die der Größe des Betrags zugeordnet obwohl die einzelnen Verstärkungsfaktoren für sich sind, gibt das Impulsbehandlungsnetz nur dann Impulse 30 andere Werte haben können. Zwecks Verdeutlichung an die Leitung 942 ab, wenn die entsprechende Stelle der vorstehenden Erörterung sei angenommen, daß gleich Null ist. jeder einzelne Verstärker einen Verstärkungsfaktor

Der Ausgang des Verstärkers 908 ist für positive von +1,0 hat. Die Arbeitsweise von Systemen mit Beträge im Anschluß an das Polaritätsintervall über die einem Gesamtverstärkungsgrad von +1,0, aber mit Schalter 913, 927 und 932 an den Analogausgang und 35 von +1,0 verschiedenen Einzelverstärkungsfaktoren, für negative Werte über die Schalter 913, 927, den liegt klar auf der Hand. Bei Verwendung des in Verstärker944 und den Schalter931 an den Analog- Fig. 20 dargestellten verzögerten Rückkopplungsausgang 929 angeschlossen. Die Spannung des Analog- kreises ändert sich die Programmeinheit nicht, ausgangs gibt das Digitaleingangssignal am Ende des In F i g. 22 ist ein anderer binärer Analog-Digital-

Entschlüsselungsintervalls wieder. Die Programmie- 40 Umsetzer mit verzögerter Rückkopplung dargestellt, rung der Arbeitsweise für die einzelnen Schalter ist Dieses System erzeugt die Vergleichsspannung nach gleich der vorstehend im Zusammenhang mit der dem in Fig. 7 dargestellten Prinzip. Kurz gesagt, Analog-Digital-Umsetzung beschrieben. In Fig. 19 wird die Vergleichsspannung in jeder Ziffernperiode sind die Spannungs- und Schaltvorgänge für den Fall teilweise von einer Aufteilung der Ladung zwischen eingezeichnet, daß der Digitaleingang +101 ist. Die 45 zwei nicht notwendigerweise gleiche Kapazität beerste Spalte in Fig. 19 gibt das Signalziffer- oder sitzenden Kondensatoren und teilweise vom Ausgang Polaritätsintervall an. eines verzögerten Rückkopplungskreises erhalten,

Der in Fig. 20 dargestellte verzögerte Rück- welcher eine Spannung erzeugt, die während jeder Zifkopplungskreis kann an Stelle des in Fig. 18 für fernperiode konstant ist und nach der ersten Ziffernden reversiblen Analog-Digital-Umsetzer dargestellten 50 periode gleich einer Konstanten mal dem Endbetrag verzögerten Rückkopplungskreises verwendet werden. der Spannung an ihrem Eingang in der vorangehenden In dieser Schaltung ist die Leitung 961 an den Ausgang Ziffernperiode ist. Das in F i g. 22 dargestellte System des Verstärkers 908 und die Leitung 977 an die kann sowohl als Analog-Digital-Umsetzer als auch Leitung 910 angeschlossen. Die Leitung 936 der Zug- als Digital-Analog-Umsetzer verwendet werden und ist spule für den Schalter 962 steht mit der Leitung 936 55 in den folgenden Absätzen im einzelnen beschrieben, der Programmeinheit 903 in Verbindung, während die Damit der in F i g. 18 dargestellte Umsetzer richtig

Zugspule für den Schalter 965 über die Leitung A an arbeitet, muß die Kapazität der beiden ersten Kondie Programmeinheit 903 und die Zugspule für den densatoren gleich sein, d. h., es muß C₁ = C₂ sein. Schalter 970 über die Leitung B an die Programm- Weiterhin muß das Produkt der Verstärkungsfaktoren einheit 903 angeschlossen sind. 60 gleich +1 sein, unabhängig davon, ob die einzelnen

Bei dem in Fig. 20 dargestellten verzögerten Faktoren positiv oder negativ sind. Demgegenüber Rückkopplungskreis ist die Leitung961 an den muß bei der in Fig. 22 dargestellten Schaltung das Schalter 962 angeschlossen, der seinerseits über die Produkt der Verstärkungsfaktoren nur der Gleichung Leitung 964 mit der oberen Platte des Kondensators -. / q

963, dem oberen Kontakt des Schalters 965 und dem 65 Produkt = —- 1 + -^

Eingang des Verstärkers 968 in Verbindung steht. ^ ¹

Die unteren Platten des Kondensators 963 und des genügen, was bedeutet, daß die Kondensatoren 1054 Schalters 965 liegen an Erde. Der Ausgang des Ver- und 1057 mit den Kapazitäten C₁ bzw. C₂ nicht gleich

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zu sein brauchen. Durch Veränderung der Verstär- gestellten Systems als Analog-Digital-Umsetzer bekungsfaktoren kann daher eine Ungleichheit der Kon- schrieben, während die umgekehrte Arbeitsweise als densatoren in der Schaltung gemäß F i g. 22 ausge- Digital-Analog-Umsetzer später erläutert werden wird, glichen werden. Entsprechend früheren Beschreibungen können alle In dieser Schaltung liegt der linke Pol des Schalters 5 Relais und sonstigen mechanischen Teile durch elektro-1051 an Erde, während sein rechter Pol mit dem linken nische Einrichtungen ersetzt werden.
Pol des Schalters 1052 der oberen Platte des Konden- Bei Verwendung als Analog-Digital-Umsetzer wesators 1054 und dem rechten Pol des Schalters 1056 in den die handbetätigten Schalter 1068 und 1071 in die Verbindung steht. Der rechte Pol des Schalters 1052 Analog-Digital-Umsetzerstellung umgelegt, wodurch ist über die Leitung 1058 mit dem rechten Pol des io die Schalter 1051 und 1063 geschlossen werden und der Schalters 1055, der oberen Platte des Kondensators Schalter 1061 geöffnet wird. Zu diesem Zeitpunkt sind 1057 und dem Eingang des Verstärkers 1059 verbunden, die Zeitschalter 1052, 1053, 1055 und 1056 geöffnet, während der rechte Pol des Schalters 1053 an den Auf diese Weise sind die beiden am Eingang zum arthlinken Pol des Schalters 1055 und die untere Platte des metischen Verzweigungspunkt eintreffenden Signale Kondensators 1054 angeschlossen ist. Der linke Pol 15 die Analogeingangsspannung und +2 mal die Spandes Schalters 1053 ist über die Leitung 1066 an den nungsverstärkung des Verstärkers 1065.
linken Pol des Schalters 1056 angeschlossen. Die Zug- Der in F i g. 22 dargestellte Umsetzer unterscheidet spule für den Schalter 1051 steht über die Leitung A sich von den vorher beschriebenen Umsetzern damit der Programmeinheit 1083 in Verbindung. Die durch, daß das Produkt der Spannungsverstärkungen Schalter 1052 und 1053 haben eine gemeinsame Zug- ao durch die Verstärker 1059 und 1065 nicht +1,0 zu spule, die über eine Leitung 1075 an den Ausgang des sein braucht. Bei binärer Umsetzung muß das Pro-Komparators 1074 angeschlossen ist, während die dukt dieser Spannungsverstärkungen
gemeinsame Zugspule für die Schalter 1055 und 1056

über die Leitung 1076 mit dem Komparator 1074 in J_ L , C₂

Verbindung steht. Die untere Platte des Kondensa- 25 2 \ C₁
tors 1057 liegt an Erde. Der Ausgang des Verstärkers

1059 ist an den linken Pol des Schalters 1061 ange- sein, worin C₂ die Kapazität des Kondensators 1057

schlossen, dessen rechter Pol über die Leitung 1064 und C₁ die des Kondensators 1054 bedeutet. Darüber

mit der oberen Platte des Kondensators 1062, dem hinaus sei zum Zweck der Erläuterung angenommen,

oberen Pol des Schalters 1063 und dem Eingang des 3<? daß die Spannungsverstärkungen der Verstärker 1059

Verstärkers 1065 in Verbindung steht. Die Zugspule und 1065 gleich +1,0 sind und die Kondensatoren

für den Schalter 1061 ist über die Leitung B an die 1054 und 1057 gleiche Kapazität haben. Außerdem

Programmeinheit 1083 angeschlossen, und die untere braucht in F i g. 22 das Vergleichssignal nicht, wie dar-

Platte des Kondensators 1062 liegt an Erde. Der un- gestellt, vom Ausgang des verzögerten Rückkopp-

tere Pol des Schalters 1063 ist an den positiven Pol 35 lungskreises abgenommen zu werden, sondern kann

einer Normalspannungsquelle 1085 angeschlossen, gewünschtenfalls statt dessen auch vom Ausgang des

deren negativer Pol an Erde liegt. Die Zugspule für den Verstärkers 1059 abgenommen werden.

Schalter 1063 ist über eine Leitung A an die Pro- Der arithmetische Verzweigungspunkt besteht aus

grammeinheit 1083 angeschlossen, während der Aus- Kreisen, die den negativen Teil der Spannung des obe-

gang des Verstärkers 1065 mit einer Leitung 1066 und 40 ren Eingangs zur Spannung am unteren Eingang addie-

über eine Leitung 1060 mit dem Analogausgangl067 ren. Wenn daher das Potential der Leitung 1069 po-

in Verbindung steht. sitiver ist als die Analogeingangsspannung, wird das

Der obere Pol des Schalters 1068 ist über die Lei- Potential am Ausgang des arithmetischen Verzweitung 1060 an den Ausgang des Verstärkers 1065 ange- gungspunkts auf der Leitung 1073 positiv,
schlossen. Der Kontaktarm des Schalters 1068, dessen 45 Demgemäß ist die Polarität des Potentials des Ausunterer Pol an Erde liegt, ist an den Eingang des arith- gangs des arithmetischen Verzweigungspunkts in der methischen Verzweigungspunks 1072 angeschlossen. Leitung 1073 zu Beginn der Umsetzperiode, wenn der Der Analogeingang 1070 steht mit dem unteren Pol Schalter 1063 geschlossen un die Analogeingangsspandes Schalters 1071 in Verbindung, dessen Kontakt- nung größer ist als — E, negativ. Während dieser Zeit arm ebenfalls an den Eingang des arithmetischen Ver- 5° wird der Komparator 1074 durch die Programmeinzweigungspunkts 1072 angeschlossen ist und dessen heit 1083 über die Leitung 1081 auf Durchgang geoberer Pol über die Leitung 1080 an den Ausgang eines schaltet, wodurch auf der Leitung 1075 am Ausgang Impulsbehandlungsnetzes 1078 angeschlossen ist. Der des Komparators 1074 ein Impuls erscheint. Die Zug-Ausgang des arithmetischen Verzweigungspunkts 1072 spule für die Schalter 1052 und 1053 ist an die Leitung ist über die Leitung 1073 mit dem Eingang des Korn- 55 1075 angeschlossen. Auf diese Weise werden die parators 1074 verbunden, der weiterhin über die Lei- Schalter 1052 und 1053 geschlossen und laden den tung 1081 mit der Programmeinheit 1083 in Verbin- Kondensator 1054 auf das Potential E auf.
dung steht. Die beiden Komparatorausgangssignale Als nächstes werden die Schalter 1051, 1052, 1053 auf den Leitungen 1075 und 1076 werden dem Eingang und 1063 geöffnet und der Schalter 1061 geschlossen einer Digitalausgangsanordnung 1077 zugeführt, die 60 wodurch der Kondensator 1062 entladen wird. Dann über die Leitung 1082 mit der Programmeinheit 1083 wird der Schalter 1061 geöffnet, wodurch das Poin Verbindung steht. Der Digitaleingang 1079 ist an den tential der Leitung 1060 zu Null wird. Bei positiver Eingang des Impulsbehandlungsnetzes 1078 ange- Analogspannung am Eingang 1070 wird das Potential schlossen, welches über die Leitungen A und 1081 an der Leitung 1073 negativ, während bei negativer Anadie Programmeinheit 1083 angeschlossen ist. Ein 65 logeingangsspannung das Potential der Leitung 1073 Synchronisiereingang 1084 steht mit der Programm- positiv wird. Wenn auf der Leitung 1081 ein Durcheinheit 1083 in Verbindung. impuls erscheint, gibt der Komparator 1074 einen

Zunächst sei die Arbeitsweise des in Fig. 22 dar- Impuls an die Leitung 1075 ab, wenn die Analogein-

29 30

gangsspannung positiv ist, oder einen Impuls an die da die Spannung des die Batterie ersetzenden Konden-

Leitung 1076, ab, wenn die Analogeingangsspannung sators nicht absolut konstant ist. Der in einem spe-

negativ ist. Auf diese Weise werden bei positiver Ana- zielten Fall in Betracht kommende Näherungsgrad

logeingangsspannung die Schalter 1052 und 1053 und kann durch eine Analyse ähnlich der im Zusammenbei negativer Analogeingangsspannung die Schalter 5 hang für Fig. la gegebenen aus Fig. Ib ermittelt

1055 und 1056 betätigt. Wenn die Schalter 1052 und werden, wenn in dieser Figur die Batterie durch einen

1053 betätigt werden, nimmt die Spannung des Kon- Kondensator ersetzt wird.

densators 1057 um -f zu, während sie bei Betätigung ^ ⁵^f* ^Weise ,^{kam in F} ψ 20 der Verstärker

2 co 97g fortgelassen werden, wenn der Kondensator 971

der Schalter 1055 und 1056 um diesen Betrag abnimmt. io genügend groß gemacht wird. Wenn darüber hinaus Als nächstes wird das Schalterpaar geöffnet, das ge- der Kondensator 963 wesentlich größer als der Konrade betätigt worden war, und der Schalter 1061 ge- densator 971 gemacht wird, kann auch noch der Verschlossen, wodurch die Ausgangsspannung des Ver- stärker 986 fortgelassen werden. Der Fortfall des Verstärkers 1065 gleich der Spannung über dem Konden- stärkers 976 bewirkt die gleiche Näherung wie vorsator 1057 wird. Sodann wird der Schalter 1061 geöff- 15 stehend erörtert. Wenn jedoch beide Verstärker 976 net, und ein weiterer Vergleich findet statt. Wenn das und 968 fortgelassen werden, erfordert diese eine Potential der Leitung 1060 unter der Analogeingangs- weitere Näherung, da das Entladen des Kondensators spannung liegt, werden die Schalter 1052 und 1053 ge- 963 in den Kondensator 971 die Ladung des Kondenschlossen, wodurch die Spannung des Kondensators sators 963 verringert. Aus diesem Grund muß der

1057 um 4 erhöht wird, während sich diese Spannung ^ao Kondensator 963 so groß sein, daß seine Spannung*· 4 ro änderung bei seinem Zusammenschalten mit dem

um diesen Betrag erniedrigt, wenn das Potential der Kondensator 971 klein ist gegenüber der der kleinsten Leitung 1060 über der Analogeingangsspannung liegt Binärstelle entsprechenden Spannung, und die Schalter 1055 und 1056 deshalb betätigt werden. Wenn nur der Verstärker 976 fortgelassen wird, muß

Jede darauffolgende Spannungsänderung des Konden- as das Produkt der Verstärkungsfaktoren der Verstärker sators 1057 beträgt die Hälfte des Werts der voran- 908 und 968 gleich +1,0 sein. Wenn dagegen beide gehenden Änderung. Dieser Prozeß wird so lange fort- Verstärker 968 und 976 fortgelassen werden, muß der gesetzt, bis die Umsetzung beendet ist. Die auf den Verstärler 908 die Verstärkung +1,0 hervorbringen. Leitungen 1075 und 1076 am Ausgang des Kompara- Bei genügend großem Kondensator 1062 in F i g. 22

tors 1074 auftretenden Signale werden dem Eingang 30 kann der Verstärker 1065 fortgelassen werden. In der Digitalausgleichseinheit 1077 zugeführt und stellen diesem Fall muß die Verstärkung des Verstärkers 1059 die Polarität und die Größe der Analogeingangs- gleich
spannung dar. 1 / C₂ \

In Fig. 23 sind die Schalt- und Spannungsver- ~2~ \~ * ~c~)

hältnisse für den in Fig. 22 dargestellten Umsetzer 35

wiedergegeben, wenn die Analogeingangsspannung sein, wobei C₂ die Kapazität des Kondensators 1057 gleich —010 ist. und C₁ die des Kondensators 1054 bedeutet.

Bei der Digital-Analog-Umsetzung werden die In dem in F i g. 22 dargestellten System können die

Schalter 1071 und 1063 in die Digital-Analog-Stellung Schalter 1061 und der Kondensator 1062 durch eine umgelegt, und das umzusetzende Signal wird dem Di- 40 elektrische Verzögerungsleitung ersetzt werden. Die gitaleingang 1079 zugeführt. hierdurch eingeführte Verzögerung sollte etwas ge-

Das Impulsbehandlungsnetz 1078 gibt an die Lei- ringer sein als die aus F i g. 23 ersichtliche Zeitspanne tung 1080 eine Impulsfolge ab, die während des zwischen den auf der Leitung 1081 auftretenden ersten Teils der Entschlüsselungszeit positiv ist und Impulsen, so daß vorübergehende Aufladungen der im Anschluß daran während der Einleitung des Korn- 45 Verzögerungsleitung vor dem Schalter auf einen zuparatordurchlaßimpulses die zu entschlüsselnde Di- lässigen Wert abklingen. Bei genügend niedriger gitalgröße darstellt, wie in F i g. 23 erläutert ist. Die Wellenimpedanz der elektrischen Verzögerungslei-Spannung am Analogausgang gibt das Digitalein- tung können der Verstärker 1065 sowie der Schalter gangssignal am Ende der Entschlüsselungszeit wieder. 1061 und der Kondensator 1062 fortgelassen werden. Die Programmierung aller Schalter entspricht der 50 Der Fortfall des Verstärkers 1065 zieht eine der oben vorstehend für die Analog-Digital-Umsetzung be- beschriebenen Näherung ähnliche Näherung nach sich, schriebenen Programmfolge. Die Übertragung von Ladungen zwischen den

Außer den bereits vorstehend beschriebenen ver- Kondensatoren kann auch zum Umsetzen von Analogzögerten Rückkopplungskreisen können auch noch spannungen in Impulswiedergaben verwendet werden, andere derartige Kreise verwendet werden. Insbeson- 55 die nicht auf dem binären Ziffersystem beruhen, und dere können in Fig. 18 die Verstärker 920 und 923 umgekehrt. Das binärverschlüsselte Zahlensystem und fortgelassen werden, sofern die Kondensatoren 918 das Dezimalzahlensystem sind die am meisten be- und 922 genügend groß gemacht werden. In diesem kannten Beispiele für nichtbinäre Systeme. Binäres Fall muß die Verstärkung des Verstärkers 908 gleich Verschlüsseln kann jedoch auch für die Darstellung +1,0 sein. 60 sonstiger nichtbinärer Systeme verwendet werden.

Durch den Fortfall des Verstärkers wird eine Nähe- Mit anderen Worten kann eine binärverschlüsselte rung in die Arbeitsweise der Schaltung eingeführt, Darstellung für eine Zahl des Oktalsystems verwendet deren Wesen sich durch Betrachtung von Fig. Ib werden. In ähnlicher Weise kann eine Impulsfolge auch verstehen läßt. Wenn die Batterie 38 durch einen dazu verwendet werden, das Äquivalent eines Analoggegenüber den Kondensatoren 32 und 34 großen Kon- 65 eingangs im Oktal- oder in einem sonstigen Zahlendensator ersetzt wird, haben die Kondensatoren 32 system unmittelbar darzustellen. Es sei darauf hinge- und 34 nach Schließen des Schalters 36 ein anderes wiesen, daß Zahlen mit anderen Grundzahlen sowie Potential, als durch die Gleichung (5) angegeben ist, binärverschlüsselte Darstellungen für andere Grund-

zahlen ebenso durch Impulsfolgen dargestellt werden können, obwohl binäre Zahlen besondere Eigenschaften besitzen, die sie für die Impulsdarstellung von Digitaläquivalenten für Analogzahlen besonders geeignet machen.

In F i g. 24 ist ein Dezimal-Analog-Digital-Umsetzer mit verzögerter Rückkopplung dargestellt. Bei dieser Schaltung ist der Analogeingang 1740 mit dem linken Pol des Schalters 1742 verbunden, dessen rechter Pol an die obere Platte des Kondensators 1716, den rechten Pol des Schalters 1714 und den Eingang eines 1:1-Verstärkers 1718 angeschlossen ist. Die untere Platte des Kondensators 1716 liegt an Erde. Zu Beginn jeder Umsetzung ist der Schalter 1742 geschlossen und lädt den Kondensator 1716 auf die Analogeingangsspannung auf.

Der Ausgang des Verstärkers 1718 liegt am positiven Pol der Batterie 1720 und ist an die Widerstände 1722 und 1726 angeschlossen. Die Widerstände 1722 und 1724 bilden einen Spannungsteiler zwischen dem Ausgang des Verstärkers 1718 und dem Draht 1738, dessen Mittelanzapfung über die Leitung 1732 dem Eingang des Komparators 1730 zugeführt wird. Die Widerstände 1726 und 1728 bilden einen zweiten Spannungsteiler über der Batterie 1720, dessen Mittelanzapfung mit dem linken Pol des Schalters 1734 in Verbindung steht. Der negative Pol der Batterie 1720 liegt am linken Pol des Schalters 1736, und die rechten Pole der Schalter 1734 und 1736 sind über eine Leitung 1738 an den linken Pol des Schalters 1710 angeschlossen, dessen rechter Pol mit der oberen Platte des Kondensators 1712 und dem linken Pol des Schalters 1714 in Verbindung steht. Die untere Platte des Kondensators 1712 liegt an Erde. Die an den Ausgang des Komparators 1730 angeschlossene Leitung 1746 führt zur Zugspule für den Schalter 1714, während der andere Ausgang des Komparators 1730 über die Leitung 1748 an den Flip-Flop-Kreis 1754 gelegt ist. Die Ausgangssignale des Flip-Flop-Kreises 1754 werden über die Leitungen 1756 und 1758 den Zugspulen für die Schalter 1734 und 1736 zugeführt.

In F i g. 25 sind die Schaltersteuerungssignale eingezeichnet, die während der Umsetzung einer Analogeingangsspannung von + 3,4 V auftreten. Außerdem zeigt F i g. 25 die am Ein- oder Ausgang des 1: 1-Verstärkers 1718, an der oberen Platte des Kondensators 1712 und am Eingang des Komparators in Leitung 1752 auftretenden Spannungen.

Zu Beginn der Umsetzungsperiode sind die Schalter 1742 und 1710 geschlossen. Der Flip-Flop-Kreis 1754 wird durch einen Impuls A so eingestellt, daß der Schalter 1736 geschlossen und der Schalter 1734 geöffnet wird. Hierdurch werden der Kondensator 1716 auf die eingespeiste Analogspannung und der Kondensator 1712 auf den Wert der eingespeisten Analogspannung minus dem Potential des Verzweigungspunkts zwischen den Widerständen 1722 und 1724 aufgeladen. Dann werden die Schalter 1742 und 1710 geöffnet. Beim nächsten Schritt wird der Schalter 1714 geschlossen, wenn das Potential der Leitung 1752 positiv ist, und bleibt offen, falls dieses Potential negativ ist. Bei richtiger Dimensionierung der Widerstände 1722 und 1724 sowie der Kondensatoren 1712 und 1716 ist das Potential der Leitung 1752 während des ersten Abschnitts von Einheitsperioden gleich dem Potential der Leitung 1744 im zweiten Teil von Einheitsperioden, wenn der Schalter 1714 durch den Komparator 1730 betätigt wird. Unter dieser Voraussetzung gilt für die Widerstände und Kapazitäten im Kreis:

Λ1722
'"RrJ22+~RYf2Ä

C1712 C1712 + C1716

Bei dem in F i g. 25 dargestellten Fall ist

R 1722 = R1724 und C1712 = C1716,
wodurch

ίο £1722 _ C1712 _ 1

"RATH. + R1724~ - "CHITTCT716 ⁼ 2

Als nächstes wird der Komparator 1730 durch die Kurve C in Betrieb gesetzt. Da in diesem Augenblick das Potential der Leitung 1752 am Komparatoreingang positiv ist, tritt auf der Leitung 1746 ein Impuls auf, der den Schalter 1714 schließt und das Potential des Kondensators 1716 um die Hälfte der Batteriespannung 1720 verringert. Bei dieser speziellen Dar-

ao stellung beträgt die Batteriespannung 2,0 V, so daß sich das Potential des Kondensators 1716 von + 3,4 auf + 2,4 V ändert. Als nächstes wird der Schalter 1714 geöffnet und der Schalter 1710 geschlossen, woraufhin der Kondensator 1712 auf +0,4V aufgeladen wird.

Dann öffnet sich der Schalter 1710, und da die Leitung 1752 auf einem positiven Potential liegt, schließt sich der Schalter 1714 und ändert dadurch die Spannung des Kondensators 1716 von + 2,4 auf +1,4 V. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis das Potential der Leitung 1752 negativ wird, woraufhin der Schalter 1714 durch den Komparator nicht betätigt wird, sondern der Komparator über die Leitung 1748 den Flip-Flop-Kreis 1754 veranlaßt, den Schalter 1736 zu öffnen und den Schalter 1734 zu schließen. Hierdurch nimmt das Potential der Leitung 1738 wegen der Beziehung

£1726

R1726 + R1728

= 0,1

einen um 0,2 V weniger positiven Wert als der Kondensator 1716 an. Die Anzahl der Schließbewegungen des Schalters 1714 bei geschlossenem Schalter 1736 ist gleich der höchsten Dezimalstelle.

Nun wird die Umsetzung mit Potentialänderungen

des Kondensators 1716 in Schritten von einem Zehntel der vorherigen Schritte, d. h. in Schritten von 0,1 V fortgesetzt. Die Anzahl der Schließungen des Schalters 1714 bei geschlossenem Schalter 1734 stellt ein direktes Maß des Werts der zweiten Dezimalstelle dar.

Das vorstehend beschriebene System ist nur für positive Analogeingangsspannungen geeignet, doch lassen sich ohne weiteres sowohl positive als auch negative Analogspannungen handhaben, indem

1. die Polarität der Eingangsspannung mit Hilfe des Komparators ermittelt und die Polarität der

Batterie 1720 auf negative Analogeingangssignale umgestellt wird oder

2. die Polarität der Eingangsspannung mit Hilfe des Komparators ermittelt und der Kondensator 1716 für negative Analogeingangssignale umgestellt wird.

Wenn die Schaltung am Analogeingang eine hohe Impedanz besitzen soll, kann der Kondensator 1716 während der Schließzeit des Schalters 1742 mit Hilfe von Schaltern an den Ausgang des Verstärkers 1718 verlegt und dann für den Rest der Verschlüsselungsperiode in die in F i g. 24 dargestellte Lage zurückgeschaltet werden.

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Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung einen neuartigen Iterationsstufengenerator für eine Anzahl sowohl für binär- als auch nichtbinäre Zahlensysteme verwendbarer Umsetzersysteme schafft. Ein allen Umsetzern dieser erfindungsgemäßen Systeme gemeinsames wichtiges Merkmal besteht darin, daß sie sowohl für Digital-Analog-Umsetzung als auch für Analog-Digital-Umsetzung alle zunächst die Stellen der umzusetzenden Zahl in der Reihenfolge bearbeiten, daß sie mit der höchsten Stelle beginnen. Dieses Merkmal der Systeme gestattet die reversible Verwendung der Umsetzer durch eine einfache Umschaltung im Umsetzerkreis.

Viele Änderungen, Abwandlungen und unterschiedliche Anordnungen liegen auf der Hand. In allen verzögerten Rückkopplungskreisen kann die Normalpotentialquelle je nach Wunsch entweder an den ersten Kondensator angeschlossen oder in den verzögerten Rückkopplungskreis eingeschaltet werden. In ähnlicher Weise kann in allen Umsetzersystemen ohne verzögerte Rückkoppelung irgendeiner der drei Ladungsübertragerkreise verwendet werden. Der einfachste dieser Ubertragerkreise ist der, bei dem der Speicherkondensator wesentlich größer ist als die die Ladung aufteilenden Kondensatoren, doch schließt diese An-Ordnung notwendigerweise eine Näherung ein. Ein zweiter Ladungsübertragungskreis weist einen + 1:1-Verstärkerkreis auf, wie er in F i g. 3 und 4 erläutert ist. F i g. 5 zeigt einen dritten Übertragerkreis mit einem Verstärker mit hoher negativer Verstärkung.

Bei Umsetzersystemen ohne verzögerte Rückkopplung wird die Vergleichsspannung vom Ausgang der Ladungsübertragereinheit abgenommen, während sie bei Umsetzern mit verzögerter Rückkopplung vom Eingang des verzögerten Rückkopplungskreises abgenommen werden kann. Selbstverständlich stellt dies bei derartigen Umsetzersystemen jeweils den ersten Punkt dar, an dem ein brauchbares Vergleichssignal auftritt, doch kann das Vergleichssignal selbstverständlich auch von einem späteren Punkt im Kreis abgenommen werden, wie es bei einigen beschriebenen Systemen dargestellt ist.

Die erfindungsgemäßen Umsetzersysteme benötigen eine geringstmögliche Anzahl verhältnismäßig einfacher Komponenten normalen, stabilen Aufbaus. Die Grundsignal-Generatorabschnitte der Umsetzerkreise enthalten nur wenige Kondensatoren, einige Schalter und einen oder zwei Verstärker. Die erfindungsgemäßen Umsetzersysteme lassen sich daher verhältnismäßig billig herstellen, sind außerordentlich zuverlässig und benötigen nur sehr wenig Raum.

Die Erfindung läßt sich auch in anderen speziellen Formen ausführen, ohne daß dadurch ihr Rahmen und ihre wesentlichen Eigenschaften verlassen werden. Die vorstehend erläuterten Ausführungsformen sollen daher in jeder Hinsicht nur erläuternden und nicht beschränkenden Charakter besitzen, und die vorstehende Beschreibung und die Ansprüche sollen alle Äquivalente der dargestellten Ausführungsformen mit umfassen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Iterationsstufengenerator, bei dem aus einer Bezugsspannung entsprechend einem vorgegebenen Kode Iterationsstufenspannungen erzeugt werden, für einen Analog-Digital- bzw. Digital-Analog-Umsetzer, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung (E) zu Beginn einer Umsetzung in einem ersten Speicher (807) speicherbar ist, daß der Inhalt des ersten Speichers (807) auf den ersten Speicher und einen zweiten Speicher (809) durch Schließen einer ersten Schaltvorrichtung (808) bei von der Bezugsspannung (E) abgetrenntem ersten Speicher (807) gemäß einem bitweisen Takt verteilbar ist, wobei das Größenverhältnis des ersten und zweiten Speichers (807, 809) eine Funktion der Höhe der Iterationsstufenspannung (F i g. 6 bis 11) ist, daß bei vom ersten Speicher (807) abgetrenntem zweitem Speicher (809) dessen Inhalt durch eine zweite Schaltvorrichtung (810, 813) im bitweisen Takt vollständig auf einen dritten Speicher (817) durch Additionsschaltschritte oder Subtraktionsschaltschritte übertragbar ist, daß die zweite Schaltvorrichtung (810, 813) von einem Vergleicher (821) steuerbar ist, der im Falle der Analog-Digital-Umsetzung eine im dritten Speicher (817) gespeicherte Analogspannung mit der im dritten Speicher (817) erzeugten Iterationsstufenspannung (F i g. 6 bis 11) vergleicht und ein Überschreiten oder Unterschreiten der Analogspannung feststellt und dementsprechend die zweite Schaltvorrichtung (810, 813) in eine Subtraktions- oder Additionsschrittschaltung steuert, und daß im Falle der Digital-Analog-Umsetzung der Vergleicher (821) gemäß der Wertigkeit der Bits des Digitalsignals die zweite Schaltvorrichtung (810, 813) in die Additions- oder Subtraktionsschrittschaltung steuert.

2. Iterationsstufengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Speicher (807,809) erste und zweite Kondensatoren gleicher Kapazität sind.

3. Iterationsstufengenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltvorrichtung zwei Trennschalter (808) umfaßt, durch die der zweite Kondensator (809) ganz von dem ersten Kondensator (807) abtrennbar ist, und daß zwischen dem zweiten Kondensator (809) und dem als dritter Kondensator (817) ausgebildeten dritten Speicher ein Kreuzschalter (810, 813) liegt, durch den der zweite Kondensator (809) mit dem dritten Kondensator (817) gleichsinnig oder aber ungleichsinnig parallel schaltbar ist.

4. Iterationsstufengenerator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte des dritten Kondensators (817) an einer Bezugsspannung liegt, während die andere Platte mit dem Eingang eines den Verstärkungsfaktor +1 aufweisenden Verstärkers (815) verbunden ist, und daß bei Übertragung des Inhalts des zweiten Kondensators (809) auf den dritten Kondensator ersterer über den Kreuzschalter (810, 813) in Reihe mit dem Verstärker (815) liegt.

5. Iterationsstufengenerator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuzschalter je ein Paar Schaltersätze (810, 813) aufweist, daß jedes Paar für sich gleichzeitig über je eine Betätigungsvorrichtung betätigbar ist, daß jede Betätigungsvorrichtung über je einen Ausgang des Vergleichers (821) verbunden ist und daß jeder Ausgang zugleich auch ein Digitalausgang ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen