DE1448768A1 - Anordnung zur Messung des Amplitudenverhaeltnisses von zwei elektrischen Signalen - Google Patents

Anordnung zur Messung des Amplitudenverhaeltnisses von zwei elektrischen Signalen

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DE1448768A1
DE1448768A1 DE19631448768 DE1448768A DE1448768A1 DE 1448768 A1 DE1448768 A1 DE 1448768A1 DE 19631448768 DE19631448768 DE 19631448768 DE 1448768 A DE1448768 A DE 1448768A DE 1448768 A1 DE1448768 A1 DE 1448768A1
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Daniel Lesage
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    • G06G7/16—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for multiplication or division
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
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Description

Gompagnie des ü-ompteurs».
Unser Zeichen;,0 1814
Anordnung zur Messung des Amplitudenveriiältnisses von zwei elektrischen Signalen
Die Erfindung bezieht sich auf eine-Anordnung: zur Messung , des AtuplituderrverhältnisseS-von zwei elektrischen Signalen, insbesondere photoelektrischen- Signalen, mit zwei gleichen Potentiometern, an deren Klemmen die zu messenden, Signale angelegt werden, und deren Abgriffe .mechanisch, mit,einander . verbunden sind, und· mit- :e.iaer die Stellung der.Abgrifffe . steuernden fiegelsehaltung.
Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Anwendung bei der Messung ct#e mittleren Dichte der Atmosphäre durch Vergleich ,.der von. zwei-Photpzellen·em^faagenea^lrichtBtrome nach dem Terfahren, das in der französischen Patentschrift 1 164 631 beschrieben ist.
Bei
Neue Unterlagen (Art. 7 § I Abs. 2 Nr. l Safe 3 des Xndertmfl#ges. v. 4.9.1987}
B09809/0792
Bei bekannten ^nb'rd'nungeh' d:elf eingangs' angegebnen' ΜόΨ'' ~: ~: ■ %' ist die UtfkieltfefiWrsiiar^iiag 'fiir "dW R^gelscha^tuhgetf
der PötecftiometelcalJgEiffe; fG ^biiäüg'igfeöi't' von d^ der Elüga'Qgssigiiaie'-'veliiäiiäeii'lc'ii'.^iiälier' kann die :^i der RegelsafcLleife niciit auf dem opticaalen' Werif'gehäi^ire'ö" welrd'eiä·'"' Einige dieser' ibekahriteη Anordnütigeii 'tiefern nur' eioV''Häh.e'rahgs'— weise Lösung 'des gesuciit en' ilmplitud^eb^erlialtnisseso Andere bekannte Aöordnungen enthalten nur eine einzige RegeischaT-tung, * so dass keine. Messungen, an Signalen vorgenommen werden können, die nicht gleichphasig auftreten,'" d.h'. 'Zeitlich1 gegene'inändör "■""* verschoben sind. - t! ' ·'"'"" '' ' "": "v "~1"-* u-
Ziel der. '"Erf ihdung ist die Schaffung einer'Anordnung^'mit ' welcher das Amplitudenverhältnis Von zwei elektrischen tlignäieri' vollkoMmen "aufdfflatisca' und sehr genau gemel^sen *5"^ "*■*f~~"'" werden kann, selbst beim ^xhandehsein des: "Hintergrund— " *" rauschens, das bei derartigen Messungen angetroffen wird.
liaeh der Erfindung wird' dies 'dadurch erreiöht^^dass iie """"/■""·*■' ^ Regelschaltung'so ausgebildet istV dass' sie Sie 'Spannung km" "'"- " Abgriff des ersten Bd"tentiometersr -gleich" einer 'ersieh"'%l*or %J; ^" '" Bezugs'spanHung hält', dass aü: den Abgriff des 'zweiten ein dtfi^tes^^d^eÄioDieter' angeschlossen ist," dass ''eiM£ Izweil;e' Regelschal^u^^vorgeseheti^isif, welche *3χθ" Steillüng äesj ILfegrif£s" ||e.s dritten" ^ten^'ioiiieiers" so' regeTt, 'dass die 'Spannung an" ""' ^"
Lbgaflil1'gleich einelc "zwext en "Bezugsspännüng gehalten""""' r||^ u^id" lass "i^le"'^ellung' "äxeses"Ab'griff s" als "fesls : 'hxz das te A^lisiiiia^nV^aaaltnis genommen wird.
SHSfECTED
Die Erfindung ergibt.,die Wirkung,, dass die „Bandbreite jeder Regelschaltung konstant, gehalten wird und so eingestellt werden kann, dass eine, optimale Rauschfilterung erhalten .wird, unabhängig von den Ainplitudenschwankungen der iöingangssignale, insbesondere, wenn es sich um impulsfb'rraige Signale handelt. Damit wird eine genaue Messung des Amplitudenyerhältnisses selbst bei Vorhandensein eines starken Hintergrundrauschens ermöglicht.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Darin zeigen:
iig,1 ein Prinzipschema der erfindungsgemässen Anordnung und
3?ig.2 ein.;genaueres Schaltbild einer Spannungsregeleinrichtung der erfindungsgemässen Anordnung. .
Bei der Anordnung von I1Ig01 werden die Signale , deren
I Amplitudenverhältnis gemessen werden soll, in !Form von Spannungen V1 und Yv,. den Klemmen 10 bzw, 20 von zwei .. Potentiometern 11, 21 zugeführt. Die Eigenschaften dieser beiden Potentiometer und das Änderungsgesetz ihres Widerstandes in Abhängigkeit von der Drehung ihres Abgriffs sind gleich; dieses Änderungsgesetz kann beispielsweise logarithmisch sein. Die Abgriffe 12 und 22 sind mechanisch miteinander verbunden, und sie nehmen bezüglich ihres Widerstandes einander entsprechende Stellungen ein. Der Abgriff 12 des
809809/0793 ; bad
ersten Bote nt i praters 11 ist elektrisch mit denrEingang einer Spannungsvergleichsschaltung 13 verbunden, in der die am Abgriff erscheinende Spannung mit einer Bezugsspannung V3, verglichen wird:. Diese Spannungsvergleichsschaltung liefert an ihrem Ausgang eine Abweichungsspannung, die der Differenz zwischen der Bezugs spann ung und der Eingangsspannung -. proportional ist. Diese Spannung wird in einem Verstärker 14 verstärkt und dient zur Steuerung eines Servomotors 15, der sich, je nach der Richtung der Abweichangsspannung in der einen oder in der anderen Richtung dreht und über eine mechanische Verbildung 16 den Abgriff 12, sowie den mechanisch damit verbundenen Abgriff 22 in der Weise antreibt, dass die Eingangsspannung an der Vergleichsschaltung 15 so eingereaelt "wird, dass die am Ausgang erscheinende Abweichungsspannung zu Hull wird. *'.-■-"
Der Abgriff 22 ist mit dem Widerstand eines dritten Potentiometers 31 verbunden, dessen Widerstand sich in Abhängigkeit von der Stellung eines Abgriffs nach einem bekannten Gesetz" ändert. Der.Abgriff 32 des Potentiometers 31 ist mit dem Eingang einer Spannungsvergleichsschaltung 33 verbunden, in der die Spannung dieses Abgriffs mit einer Bezugs— spannung verglichen wird, die zur Vereinfachung gleich der Bezugsspannung Vr gewählt werden kann, welche der ersten Spannungsvergleichssehaltung 13 zugeführt wird.w. Die V. Schaltung 33 liefert an ihrem Ausgang eine Spannung, die der
' Differenz
80 9 80 9/0 793
Differenz zwischen der Bezugsspannung undder proportional ist, und diese Bezugsspannung wird,::wie zuvoi?y in einem Verstärker 34 verstärkt und dient zü¥'Steuerung ■> eines Servomotors 35, der sieh ^e nach der Richtung'der Abweichüngsspannung in' der ^eine'h oder in der anderen Richtung dreht and dabei über' eine mechanische'Verbindung 36 den Abgriff 32 so antreibt, dass die Eingangsspannung der Vergleichsschaltung 33 so eingeregelt· wird, dass die ■ ' am. Ausgang erscheinende Abweiohungsspannung zu UuIl wird. '
Das Amplitudenverhältnis der Spannungen Vi und ?„'wird dann auf die folgende Weise erhalten. Wenn'ojit ck*. die' Dämpfung bezeichnet wird, die vom Potentiometer' 11 dann hervorgerufen wird, wenn der Servomotor 15 im wesentlichen seine (rleicngewichtsstellung erreicht hat, wenn also die ' Spannung am Abgriff 12 im wesentlichen gleich der Bezugs« spannung Vr ist, gilt:
Da die beides Potentiometer 11 und 21 die gleichen Eigenschaften haben, tritt am Abgriff 22 des Potentiometers 21 die gleiche Dämpfung dL· auf, da dieser auf dem Widerstand des Potentioraters eine Stellung einnimmt, die der Stellung des Abgriffs 12 entspricht, iaher hat die-Spannung affl Abgriff
Wenn
BAD ORIGINAL
809809/0793
1448708
?- θ SS-.. '
Wenn mit ^*^die.. Dämpfung des Io tantiemetesa 31 im Grleichj--
gewiehtszustand ,"bege^ichnet wird, feel welghem die Spannung, ätn Atigriff,.^1im öffentlichen gleich, der .Bezugsssannung ■?
vr; -
— «Κ.
Aus den Ι^βίάεη angegebenen; ©If ichungen l^sst Sieh ■'■■''■ ■■"■■"■■ ΪΓ- ' ' " " "■
Die vom Potentiometer 31 eingeführte Dämpfung igt also direkt ein Mass für das Amplitudenverhältnis der Spannungen f, und Vpe Die Skala dieses Potentiometers kann so geeicht werden, dass dieses Verhältnis an der Stellung des Abgriffs direkt abgelesen werden kann.
Ein zusätzlicher Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der Motor 35 ausserdem ein Aufzeichnungsorgan oder eine Fernübertragungseinrichtung antreiben kann» , - . <.
Wenn die" beiden-3ezugsVBaßöiiagen\'uhgteiQii':s"iWä*;* wird offensichtlich da's Messpringip nicht ge*äbdert/"j"erä:.QiQ&'>'*i!* zeigt dann die Tom Potentiomter 33, eingeführte Dämpfung das gesuehte VerhäiVnis nur noch bis auf einen Koeffizienten an, der genau dem Verhältnis dieser Bezugssp^änungen gleicfa.*""" ist. Die Skala des" Pbtentioöjters kann dennoch unmitteib^r In Werten des B-pannungsverhältnissgS VqZV1 geeicht vyerdent
Ein
Ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung'soll nachstehend für den EaIl beschrieben werden, dass'die Erfindung bei der Äessung der Dichte der Atmosphäre gemäss dem "Erfahren nach der zuvor genanntenPatentschrift angewendet wird, bei welchem die zu vergleichenden elektrischen Signale impulsförmige Spannungen sind. In diesem Anwendungsfall werden die beiden Spannungen von zwei Photozellen geliefert, die eine bestimmte Richtung . in Bezug auf einen Projektor aufweisen, der unter Steuerung I durch einen Taktgeber periodische Liehtimpulse aussendet. Die von der Atmosphäre diffundierten Lichtimpulse werden von den beiden Zellen empfangen und in elektrische Signale umgewandelt, deren zeitliche Verschiebungen, welche durch die Unterschiede der liichtwege und die von den Verbindungskabeln hervorgerufenen Verzögerungen entstehen, durch an sich bekannte Einrichtungen, beispielsweise Verzögerungsleitungen beseitigt werden. Nachdem die elektrischen Impulse, deren EolgefreqLuenz durch den Taktgeber gesteuert wird, auf diese Weise im wesentlichen gleichphasig gemacht sind, werden sie den Klemmen der Messanordnung zugeführt.
.2 zeigt im einzelnen die Spanaungsvergleichsschaltung und die Regelschaltung für das eine Potentiometer, beispielsweise das Potentiomter 11. Die entsprechenden Schaltungen für das Potentiometer 31, das bei dem angenommenen Aus- ' führungsbeispiel ein logarithmischen Inderungsgesetz aufweistr
sind
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144876a
sind in analoger "Weise ausgeführt». Bei der gezeigten Anordnung wird die am Abgriff 12 abgenommene Spannung über einen Kondensator 51 der einen Klemme 50 eines Widerstandes 52 zugeführt,, der in Serie mit einer Bezugsgleichspannungsquelle 53 liegt* wodurch, die Spannungsvergleichsschaltung 13 gebildet wird. ..At die Klemme 50 ist ein elektronischer Schalter 54 angeschlossen, der von dem Taktgeber gesteuert wird. Dieser Schalter kann beispielsweise-aus einerDiodenbrücke bestehen, deren Dioden normalerweise gesperrt sind und vorübergehend mit Hilfe von zwei Sekundärwicklungen eines Übertragers 54a geöffnet werden, dessen Primärwicklung vom Taktgeber einen Entsperrungsimpuls von einstellbarer Breite empfängt, welcher gegenüber dem Synchronisationsimpuls, der zur Auslösung des Lichtimpulses dient» entsprechend verzögert ist. Die beicteBF I^eireBiiasere STcmttSrrart vorgespannt, dass die Schaltung 54 nach ihrer EntSperrung die an der Klemme 50 bestehende Abweichungsspanßung unabhängig von deren Polarität durchlässt. Auf den elektronischen Schalter folgt eine Integrationsschaltung 55, beispielsweise eine RG-Schaltung, der ein Entladewiderstand 56 parallel geschaltet ist. Der Ausgang der Schaltung 55 ist mit zwei monostabilen MuIt!vibratoren 57 und 58 verbunden, die parallel angeordnet und derart ausgeführt sind, dass das Umkippen der Schaltung
57 durch einen positiven Impuls und das Umkippen der Schaltung
58 durch einen negativen Impuls ausgelöst wird.
Die
8098O9/07
β5·:^-> ^ _ . ^446768
'Die Ausgangs impulse dieser" Setiältüngeü wirken" äu-f 'einem Umschalter 59'mit drei St-illungeir ein, der'gege-be'nenfalls unter Einfügung eines Verstärkets* 14^ ffllt dem'SerTQm'ötöi' T5 ' verbunden ist* der beispielsweise als Iweiphääenmotor "'· ausgeführt ist*Der Umschalter '59 ist in ei'efetfdmeclianisBhe^' form dargestellt, 3edööh' vorzugsweise "völlig" eiektroniäöS· · äüsgefütirti" Dieser Umschalter? erbög^licht: in :der Arbeitsäteliühg die Umkehrung der Phase' eiher Wechselspannung,· welche iron einerHiifsspännungsq.ueire" 60 gelief eift wiid : i
utid der Steuerp'hasehwickluhg 61 des' ZWeiphasennJotors 15 zugeführt wird * während die" S'e st phasen wicklung 62 von' der Wechselspahnungsquelle 60 mit einer S.pätinung gespeist wird, die mit" Hilfe eines 'Kondensators 6"3 Um "90° pb-äsenversöhoben ist* Die Welle' des Motors 15 "ist über eine1 - ' •mecnahische Verbindung 16 kmit 'dem* Abgriff 12* des -pötentio-meters 11 sowie mit dem damit fest verbundähe'n Abgriff 22 ■ des Potentiömters 21 verbunden, " " " '" '""" '' "'
Diese Yergleich's- und'Regelsiiiialtufageri arbeiten "in " *" folgender' Weise:' Der von der ersten EmpfangöphotOz§lle " w gelieferte äpännungsimpuls Ϋ, ;w"ird, gemisöht: kit "deu3 " " iiihtergriindrausche'n, "dem Pötentio'mter tt z'ugefüiirC* Die""""'" am Abgriff "12' abgenommene "gedämpfte" "Bpannü'ng^sJ '» 1TJ'"" wird in der Schaltung 13 mit der Spannung 'äer Bezugsquelle 53 verglichen»' so dassΓVn"der "Klemmeί*5ϋ "eine'"" Abweiöhungsspannung erscheint, deren Polarität von der Richtung dieser Differenz abhängt«
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zügefüMt;^ Sör v§ia tem iEälrtjgetsii? aiii? für einen Müieä Äüg§nM:i eatspe^rir wäirt ^iAIt■"•^^lä^Wg'ii&tog&l^il&^efi^äfeäf^^fei^itet Bl&Vgfügf iinärätis οΐϊϋ tf äIgels£eti&Ψ'Wffei r Meiern' ^©?4äot ig*%®&:" -r V \
seiner' s-fcäMle'ii teDüstäti-feör !reibe"1 izif äe'tfl OJoiso äef »Fiäschältef '5:SV 'Je'-öä^Ü ';ä'er aer1 ^ifr'-^e^ö-ii'i;iÖl^r'■ Ti- 'a'&g'egfi
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Däßii äreiiij äiöh iäer M&tör 15f wefeei ei? äenJtogriff '\%lj&<ie®®oiz*§ siDlöheöi Sinae äia'brei'öii, äääis äie Älweiökiiiag zwiäöhea äer am 4i)griff aisgenotäüienea ßeüen Späatiüftg liäd äer spaniäung zii Ku.ll ^iM* Wenn kein impuls eintrifft der triaäönäiijef 5^ in ä@r Rlia-es-feelttiügj so dass äei? Mötoi Ü an äer Sieuerphäsenwieklüing niöint gespeist wirä*

Claims (1)

  1. Patentanspruch
    Anordnung zur Messimg des Anyplitudenverhältnisses von zwei elektrischen Signalen, insbesondere photoelekt.rischen Signalen, mit zwei gleichen Potentiometern, an deren Klemmen die zu messenden Signale angelegt werden, und deren Abgriffe mechanisch, miteinander verbunden sind, und mit einer die Stellung der Abgriffe steuernden Regelschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung so ausgebildet ist, λ dass sie die Spannung am Abgriff des ersten Potentiometers gleich einer er3»n Bezugsspannung hält, dass an den Abgriff des zweiten Potentiomters ein dritter Potentiometer angeschlossen ist, dass eine zweite Regelschaltung vorgesehen ist, welche die Stellung des Abgriffs des dritten Potentiometers so regelt, dass die Spannung an diesem Abgriff gleich einer zweiten Bezugsspannung gehalten wird, und dass die Stellung dieses Abgriffs als Mass für das gesuchte Amplitudenverhältnis genommen wird.
    ,Neue Unterlagen (Art 7 § Τ Abs* 2 Nr. I Satz 3 des Änderungsges. v. 4.9.1967)
    80 9 8 09/0 793
DE19631448768 1962-11-05 1963-07-24 Anordnung zur Messung des Amplitudenverhaeltnisses von zwei elektrischen Signalen Pending DE1448768A1 (de)

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