DE1766555A1 - Schaltung zur Feststellung von Sinus- und Cosinusimpulsen - Google Patents

Description

Dip¹,. Ing.C.Wallach
Dipl. Ing. G. Koch
Dr. T. Haibach ' "' ^ίΧ'- '^v<t/E-

Kaufingersir. 8, Tal. 240275

ciir; «η:.¹ ί'sßt^vsllu;.; voä Sicii»·* und Oo

Im folgenden wird siae Schaltung zur Pe β ta te llung der Polarität oder des VorhandeüBerUis ortogonaler rateinandor überlagerter Sinus~ und Cosinualmpulee besoiiriöbonr, diese Schaltung weist eine Attaalil gl2ichar-;-/iger j-'-os^abellsclks Xtuftgen auf, deren jede folgende Elemente eu/ijr.äläi οΊηζα tlük^rdaicoiien Addierer der ■ βία Empfangssignal raii; oiuoni .RückkopNluagaaignal koinbitiiert; eined mit dem Ausgang clsa .'.vlaktronißcliei/. Addierers verbundenen ercten elektroaiachöü !"-ategyator, dei· eine Signalausgangsgröße dann erzuugt, v;enu fisetsuatollendc Cosinuoiiüpulse Torhanden Bind; einen aiit deia Ausgang des ersten elektronischen Integrators verbünde ήβη awoiteii ölektronischea Integrator, der dann eine Sigua 1&v.agangsgröße ex"seagt₉ wenn die featzustelleaden. Sintifciiopulae Yorhandan siudj eine Eüöklcoppluüg vom Ausgang dee «WQ'ltea elektroniscaen Integrators sua elektronischen Addierer,,, um ?;.a Rtickkopplungssignal - vi© oben erwähnt - mit f dem Znp.u'iigarjignal au vereinigen. Periic:·.» iat im folgenden ?S.e 3e2if;h.uüg dor Steuerschalt.ungen au den I®ötstellsohaltungeii nur iEayiv.as der Ausgangs signale und zur S jishroni eierung der FestßtclIr;(sütO.tungen mit den Impulsen dar ankommenden Sinus■- und Coöitrasiiiformation dargestellt.

Die Erfindung bezieht sich auf die Feststellung ortogonaler Sinua·- und Cosinusimpulee, die einander überlagert sein können

^109835/0560 BADORIGINAL

und die gleichzeitig ub-sr -3:Vö. roaoi^naKus Ubertra Übertragen werden o<lo:c dia aufsiTiiuvcievfoljjst-ct auf eine irg programmierte Vieise Ubrsi-t'/:.^c:\ v?gvcUelo Büi. gebräuchliche«. Syaio» men bildet jsdsr Sinus- uao. OoGia-j.r.iopuls sin Bit digitaler !&«<·„ rrorroatiori (^!lBitⁿ ist öin in der Jiigtrfealreeiirioptochnik gebrauch.-· liclier Äusilruolc. der eise der böiüeif. ^an^^n Zahlen, des Biaäraystems beseickasi;)* lae To^handensüin eiao": apejaiellao. Siiiuo=- oder CoainusiffipulßQS aeigt eine der gaaseu Ulnärsalilea an und· elae Phasen-» cdei¹ Aßiilitiidsnunjkehr gibt die andere Binäraahl an»

ii-s.i» Übertragung ortogoaalsr Siau-n- iitid öoi;ir:.v3iapulse zur Weiter leimung vö?i Dig:/b£ilitiforinatio». vjiu'da bereits vorgeschlagen und ausaamoü m.% Koastruktioaeu Kit boutoIiI für die Übertra-

gungsau3i'iv7;-';uag als auoii für dis EiL-pfangfiav.criiatung, Die An-

UD.tsr v-;eadung dtTa^ti«·;©^ Systssia ist jedoch rai-;re«'ⁱ.K-s_?, was / anderem

•iaran lis^t,, daß -ier Intv/urf z-afrieäenstalisiiüer Pestst eil schal·='

Eilt

x-imgen für di-s Kapfsiogsa-UäärLiotuLig / ScUuii-si-igkeitea verknüpft •ar. Gemäß eiaer bereits -/orgssc/ilageusn 3?fest3t©llart ist für jeden Sin*aa» und Cosimiöim^-ovils3 eine Sofealt-vng vorgesehen, in üsr ein zur feataußtellerrlen Funktion identisaner Impuls erzeugt und in eis. a die ankommende Juaktion empfsageame Vervielfacher= schaltung eingeespeis-b v/ird» Das result!erendo Signal wird sodann einer Integrationssclialtuiig sugefühi^%t» die ein Aueganga»- Bignal erseugt, welches daa ¥orhandensein ode:i: nichtvorhanden=» sein der festsuatellenden Sinus- oder Cosi&usiiunktion anzeigt» Dieses System verwendet als Grundlage für die Feststellung die Kreuzkorellatioti» und ein derartiges System macht Vervielfacher-

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Doliftltaasen mit großer Genauigkeit uacl großem Uyaamikbereich erforderlich. Eine waite-rö. ■ Schwierigkeit bai dieser Art einer Feststollschaltung besteht ia der.Synckronioation der verechiedenen G-eneratoren«,

Bei einer weiteren Anordnung zur'Feetstellußg ortogonaler Slnus- und Cosin".simpülse ist'.die Y-erwenduiag von Söhaltungen erforderlidij

die auf 1 idiiktlve örößen aufbauen« Diο GrröPe der induktiven :xiii2ö!£.oji?poue-nten begreast aber &&n xmte?® Ende des Pre-e:^.I.r;-a*s für die Info'raiätlo.a.sii^u-lse.«, audern-verursachen M

t'3 *'ö. den iiadmttivsa Eoapotteatei?. au el: IJngenauigkeiten»

ei.'i-^r weiteren ARordnuiSg·'liUrde^'}J^:Llt."»r mit Eiechantschen iiatii:'. Ux vg"^%v/öi.iclötj 'eiu© derartig«. Anordnung-hat jedoch ihre ireacea 1.» liiuV-lick auf die Hii2iatnri::i«rur.g_>; Der HauptEwack de? Krfindium besteht darin_f, PeststellYorrlelitungea su ßchaffen_f . v/.elche ßio "iTaofe.teile bekannter Systems aiölrt Eufweißen =

Die Erfiiiärj.;.g b<szieht sieh auf eiiis I'eßtst^llscVialtung zur

ai.aiühjLiiug iisa 'vi?3?häiicleaseiiiiE sroa Sinne- od, G ooinusf unkt ionen ■ die ia lairsen Iräpuleen-ßrapfatigen vio-rdßn?. t'ie Erfindung sieht sineii HatK voa 3 hintorsinaiid.ar geseh&ltetsß, Tsratärkerschaltungen vor, wobei die erate YerstärlcerschaltHng ein Sückkopplun.gsaigo.al eiepfängt -und ale r&Tcrfcar arbeitet.,, während

^aIs
die-beiden anderen.Sehaltuage-ß/eiektron-lsch© Ißtegratlonsschaltungen arbeiten^ die Ausgangs&igssale erzeugen, welche das

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arüsalgsE« v-icbel 4er Avjfsgan^ ti-:·: swslteo. Integraiioumschaltung äü.B e'jm£&■&■£€ Rtickkoppr;ii'igfcs:igiii::". .vär die erate Yerstärkersehaltung erzeugt» Bei dem' üblxciien Ausf.üuvungsbeispiel werden eil* aufcoKKeadsn Bits dlgi-ü£,le:e Irifoxntietioa entbaltendaia Siaus- imö öosiausiffipixlae der ereteix Verstärkerechaltuiag eiage» speist^ die daaa das ankoMaenöe Signal (Eiüpfa.agssignal) mit dem Eückkoppluttgasigäal kombiaiertf m^ als alektropische Addierer au arbeit<3aj files©¹ Aädiez'ez¹ speist t'ie ereöt^ lategrationsaciialtußgo Das SiBpfeEgaslg-üÄl Icama - v?oaa gevHinsökt - statt dessen P auch In die F-eetstelisehaltuag aa Irgeaäaiaer anderen. Stufe als

dem Eingang der Addieinschaltung elagespeiet verden,; letztere arbdfeet ds.aa in ©!"»star Linie als Invertisrverstärker· 3?ür je·"!© Verbindung der Eapfangesignale srzev^gt jecte Integrationsschal-» tung ein kennzeichnendes Ausgangs signal, v/emi die f es tsus teilende Funktion yoriaandea i8t_a

Die Feststellsebaltung vereinigt Widerstands- und KapaaitätB— eleiEente mit ho herd. £ewiaa_? «owie Fankt !.onaTerstärker wie sie ^ in nonaaler V/eise In. Analogrechaersckalt.vager.. Terviendet werden.

Die Schaltung hat niedrige Yerluste, v-ViS eias. hohe'Feststellauflösung zur i^?olg® hat und. sie k&nc. ^:iber ot^ breites Frequensspektrum betrieben weräen,, so daß eine Anzahl von Feststellschaltungen miteinander zur Feststellung eines breiten Berei~ ch.es von einander überlagerten Sinus- und Cosinus-Funktionen verwendet werden kann. Es sind keine induktiven. Elemente vorhanden, die den Frequenzbereich begrensen oder Verluste ein-

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BAD

führen, komita».» i/ulch® öle A.rb&iΐ,speise 'beeinträchtigen· Die obere ö-rense des BetTiebs-i^lj?cq,ueasbereiches ist durch das Frequenzaasprechen d©r vertf&n&eten Punktioas¥erstarker be— . stimmt .und -kann sich gegenwärtig bis sum 10GkHz erstrecken·Die gemäß der Erfindung ausgebildete Schaltung 3s t ferner kompakt, so daß das Serat auf.-kleinem Hauia untergebracht werden kann. Ferner ist bei d&r Schaltung gem&B der Erfindung gegenüber bekannten FeststeXlTerJTahr©is ©ia geringerer Se'äaltungeaufwand erforderlichi se sind keine &<3Esrator©n si»r lis©i.giiiig von Frequenzen erforderlich, welch© mit den festzustellenden übereinstimmen., und ee werden au dem e3.öktroüiisch© Tervielfacher mit großem DynamikberiBioh fenaie6©n»

Weitere-Vorteile-uaä-Einzelheiten dar Erfindung ergeben sich aus dar Beschreibung eines A-msführungsbeispiels an Hand der Zeichnung; i& ä®r Zeichnung, seigti

Fig«■ 1 eia schemstischsö H-ocksehJältbiid ©Ines Feststellsystems, welches göaiäß der Erfi-ßdung ausgebildete Feststellsehaltuogea aufweist? ■

Fig· 2" eiaea Sa-fca νοα Sinus- und Cosiauslmpuisen, wobei die eiaEeinen Sinus- und Cosinuswell«m dargestellt sind, die aiteiaander Liberiagert werden, uia ein zusammengesetztes Signal au bilden^welches durch das Serät gemäß der Erfindung empfangen wirdj

Flg· 3 ein scheiaatiöclies Schaltbild von einer Festetellschal-

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timg von dem me&reren gleichartigen Peststellschaltiragen, die eines. 3?eil der Schaltung gemäß Figo 1 bilden;

4 bis 7 Vellenforisen. von Auegangssignalen, die man an einer Detektorschaltung nach. Pig. 3 erhält·

In Pig. 1 ist eia scheinet is ohea Schaltbild einer Empfange schaltung gezeigt, die das Vorhandensein oder liehtvorhandeneein jeder Puaktioa aus einer Yielsahl orthogonaler Sinus- und Cosinuafunktiooiea feststellt* ßie zur Schaltung ala zusammen-

^ gesetztes Signal «· in welchem di© Punktionen einander überlagert sind - übertragen wurden.. Diese Sinus- und Cosinusfunktionen werden als ein komplexer Impuls während eines kürzet Signalgabsintervalls übertragen, wobei jedePunktion als ein Bit einer Digitalinformation wirkt« Der Hauptzweck besteht darin* eiaen Sats von mehreren Bits von Digitalinformation in einem hier als Orthogonalitäteintervall bezeichneten Signal— gabeinterval^u übertragen und die Informationsübertragung durch Senden und Empfangen, von aufeinanderfolgenden Orthogonalitätsintervallen, die einander unmittelbar folgen, fortzusetzen.

" Die Übertragung einer Sinus- oder Cosinuswelle in einer speziellen Phasenlage repräsentiert aine der beiden ganzen Zahlen eines Bits γόη Information» und ein© Phasenumkehrung der Welle oder das lichtvorhandensein der Welle stellt die andere ganze Zahl der signalisierten Binärinforoation dar» Eine Vielzahl von Simiß·- und Cosinuswellen von verschiedenen Frequenzen, die gleichzeitig als Impulse über ein gemeinsames Übertragungemediuin

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BAD ORIGINAL

übertragen w©rdeii_s weisen clsaa einen ganzen Sats von Digitalauf» Diese 'Art Ton üb@rt3?ageaer Information wird

in' die . Schaltung gemäß' Fig», t eiiigj&epeist · ■

Eine alternative Übartragungeart für die Sinus- und Coeinuafuaktionen_P die auch durch die Schaltungen geaiäß öer Erfindung verarbeitbar sind, besteht darin, nur eiaea einaigen Sinus- oder Gosiausimpuls in einem Orthögonalitätsintei'vall eu Übertragen. Diese Übertragungsart ist dann zweelcmäseigy wenn im System Rauschen auftritt; aber sum Zwecke der Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeiepieles wird die Übertragung mehrerer überlagerter Sinus« und Cosinusfunktionen behandelt.

Aus■Gründen-der Feststellung ist es erforderlich, daß die Sinus- und Gosiausfunktioaen orthogonal sind, d„hV Funktionen der gleichen Frequeus müssen wn 90° oder ungeradzahlige Vielfache davon versetzt seia und die Funktionen verschiedener Frequenzen müssen in harmoaisöher Beziehung stehen· Somit haben die durch das Gerät gemäß der Erfindung' empfangenen orthogonalen Sinus- und Cosinusfunktionen die Beziehung sin 2-rf (af)t und coe 2tf{nf)t, wobei

Ei sine ganze Zahl ist. Bei des zu beschreibenden Ausführungsbeifür -

spiel wird/die Bssiafrequenz von η * 1 nur die Coainuswelle übertragen, weil diese Frequenz als ein Sychronisiersignal dient, bei vielchem das Gerät "verriegelt", um die Vibrationen der Schaltungen Bit. den empfangenen Signalen in der richtigen V.^r«iae zeitlich zu steuern«, Für die folgenden Werte von η werden sowohl ein als auch cos - Funktionen übertragen, obwohl - wie sich noch ergeben

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BAD ORIQiNAL

wird - hier mar ein® ai&sselne !Punktion for jade Frequenz übertragen werden könnte» Es kann ;}e&oeh. für eine gegebene Prequensbanfihreit© und für @ia© gegebene Anzahl too. Geräten eine größere Bitsahl von laformtlo&en verarbeitet und festgestellt werden» wenn isan sowohl Sintis als auch Goainus-Punktionen verwendet». Bei dem hier beschriebenen bevorzugten Aueführungsbeispiel wird jede Sinus- und öosinusfunktion oberhalb der Crruadwelle kontinuierlich Übertragen» Wenn während eines Orthogonalitätsintervalls eine binäre ganae Sah! angezeigt werden soll,, die ein positives Ansprechen in der Feststell schaltung erzeugt» so wird die entsprechende Sinus- oder Cosimisfunktion - $& nach lage des Falles - mit positiver Amplitude übertragen, doh» ale -s-ein 2if (nf )t.Wena die andere binäre ganae Zahl eageseigt werden soll* wird die Punktion während des Orthogonalitätsint@r%-slls Mt 180° Phasenverschiebung t d.h. umgekehrter iimlituäa übertragen» d.h. als -sin 2if(nf)t.

Pig· 2 Yeranschaulieht di@ Hatür der gemäß der obigen Beschreibung übertragenen orthogonalen Sinus-» uad Ooeinusfuaktionea. Zwischen der Zeit Null und der Zeit T ist ein erstes Orthogonalitätaintervall dargestellt; ein sw@itee Orthogonalitätsintervall erstreckt sich zwischen der Zeit H? und der Zeit 2T. Teil A von Pig. 2 stellt die funktion cos 2 Tf ft dar, die als fortlaufend übertragenes Synchronisiersignal wirkt» und jedes Orthogonalitätsinterrall ist für eine Periode dieser Punktion bestimmt. Seil B τοη Fig» 2 stellt die ssweite

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BADORlGiMAL

ι Harmonische* Baalish Bin 2% (2f)t oar* Diese Funktion

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wird ebenfalls kontinuierlichübertragen, und während des ^ ersten ")rthogonalltä'tsint&xvalles ist sie positiv, um L'. ein Infornatiotasbit au erzeugen, dal ein positives Ansprechen ; in den FeatsiellBöhaltuEgsn bewirkt» Während des zweiten ?_v Orthogßaalitätsintervalls liegt ©ine Amplituden- oder Phasen-. umkehr vor, so daß die anders ganze 2»ahl des Binärsysteme

dargestellt wird« Das Infonaatloasbit für das dritte Orthogo-■ nalität3Intervall - von dem ein Seil in Fig* 2 gezeigt ist ist gleich dem des zweiten Orthogonalitätsintervalls, d.h.

- sin 2 .1T (2f)t _β ^eIl C von Fig» 2 veranschaulicht die ™ Funktion cos2 If (2f)t, wobei hler wiederuiu die Funktion

^₁. während des ersten Orthogonalitätsintervalls positiv 1st, f ■ ■■'...■

um ein positives Ansprechen in der Feststellschaltung zu ' die Jg^ ■

L bewirken, daho/FunktionZ-t- cos 2tf (2f.)'t· Diese positive Aaf_. plitude wurde in das zweite Orthogonalitätsintervall fortgesetzt, wodurch das gleiche Inforaßtionßbit für zwei Inter-

\ valle übertragen wird» Teil D von Fig. 2 veranschaulicht den Sintis der nächsten Hanaoaischen und ist negativ, d.h.

',. -sin 2 1Ϊ <3f}t, um der Fastetellechaltucg anzuzeigen, daß λ ein negatives Ansprechen erfolgen muß* Für das zweite OrthogonalitatsIntervall in Seil D wurde eine Phasenumkehr vorgenommen, so daß die andere ganze Zahl eines Binärsystems ange-

[ zeigt wird. 3?öil E von Fig. 2 stellt die Funktion cos 2Ή (3f)t dar und wird wie alle anderen Funktionen kontinuierlich ttber-

: tragen· Sowohl für das erste auch als für das zweite Orthogonal! tat s Int ervall ist diese Funktion negativ, so dad die

•A

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Informationsbits &-asei.gQ-a_t HBk i-ir !«aiue I&isrvclls in da Peatatellsehaltung »in negatives Ansprechen auftreten Sie wenigen in Fig. 2 gezeigten Funktionen dienen lediglich zur Veranechaulichung, denn die ßeeant3ahl der In den Ausführungabeiapiel gemäß der Erfindung v<irarbei$baren Sinus- und Oosinusfunktionen kann ziemlich zahlreich sein· Die gemäß der Erfindung auegebildete Schaltung weist Präzisions- RC -Netzwerks zusammen mit Funktloasverstärkerc auf₉ und die Grundfrequeaz des Seils A in Pig· 2 kann einen Bruchteil eines Hertz erreichen« Die obere Prequenzgrenze für die höchste Harmonische hängt in erster Linie von der Verstärkung der verwendeten Verstärker ab und sollte gegenwärtig in der Größenordnung von 10OkHs liegen«

Eine Eingangaklemue 1 - vgl. dazu Fig« 1 - empfängt das susan» atengeaetzte Signal digitaler Information und leitet das ankommende Signal (Empfangesignal) über Leiter 4 und 5 su einenFhasenverriegelungsfliter 6 und zu einen Satz gleichartiger Feststellschaltungen 2,5, .·· n. Jede Peatstellschaltung 2,5, ... η besitzt zwei Ausgangsleiter 7/und 8, die zu Feldeffekttransistoren 9 und 10 hin verlaufen, die als Schalter arbeiten und die AusgangsInfornation in eine Sinushalt eechaltung 11 und eine Oosinuahalt«Schaltung 12 einspeisen. Jede Featstellschaltung 2,3, ... η ist ebenfalls nlt einer gemeinsamen Steuerleitung 13 verbunden, welche «in fiüokstellsignal von einen Sücksteilimpulsgenerator 14 leitet· Der BUckstelllmpulsgenerator 14 wird seinerseits durch einen

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BAD

Steuerleiter 15 von eines Tastimpulegenereior 16 gesteuert. Per Leiter 15 verbindet auch den I&stiiapulegenerator 16 alt den Steuerelektrode^ der Traneistoreη 9» 10, und jede dieser Steuerelektroden ist duroh einen Serienwideratand 40 abgetrennt. Der Tastimpulsgenerator 16 wird durch eine HuIlkreuzungs-Peetstellschaltung 17 gesteuert, die zur Yerrolletändigung der Schaltung gemäß ?ig_e 1 alt dem Phasenverriegelungsfilter 6 verbunden let· Zn Fig« 3 ist eine der ein·* seinen Schaltungen 2,3* ....n dargestellt. Diese Schaltung weist eine aur Verbindung nit dem Leiter 5 dienende Eingangs» klemme 18 auf, die mit einem veränderbaren Aiaplitudenwiderstand 19 verbunden 1st« Das entgegengesetzte Ende des Widerstände θ 19 ist an einest Summierpunkt 20 alt einem veränderbaren Abetinmwiderotand 21, as t dem negativen Eingang oder der InTertierklemme eine3 Punktionaveratärkers 22 und mit einem Rückkopplungstfideretand 23 verbunden_r dc;r den Verstärker 22 überbrückt. Her Verstärker 22 und die damit verbundenen V/iderstände t9₉ 21 und 23 MIdS¹O. oin.-m elektronischen Addierer 24 p der ala S-paununge invert er arboitet, wobei die Ausgangsgröße am Verbindungspunkt 25 auftritt.

Ein Eingangswiderstand 26 liegt mit einem Ende am Verbindungepunkt 25 und mit seinem entgegengesetzten Ende am Summierpunkt 27 und zwar gemeinsam mit der Invertier-Elngangeklemme eines Funktionsverstärkers 28 und der einen Seite eines Inte-

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gration3kondeasators 29. Der Kondensator 29 überbrückt den Verstärker 28 und ein Feldeffekttransistor 30 Überbrückt den Kondensator 29· Der Feldeffekttransistor 30 dient als Kurzschluß oder als Löschschalter (Schlußsehalter), um den Kondensator 29a© Ende eines Orthogonalitätaiatervalls zu entla-den; der Verstärker 28 bildet zusammen ait aera Eingangswiderstand 26 und den Kondensator 29 einen ersten elektronischen Integrator 31» der seine Ausgangsgröße an einer Cosinus—Auslese-Verbindung 32 aufweist.

Die Verbindung 32 speist einen zweiten elektronischen Integrator 33p der einen Eingangswiderstand 34» einen Funktionsverstärker (Operationsverstärker) 35 und einen Integratlons- kondensatt·? 36 aufweist«, Der Widerstand 34 ist Mit der Invertier-Eing&agsklemiae des Verstärkers 35 verbunden, der durch den Kondensator 36 überbrückt ist. Ferner überbrückt ein als Sohlußscbr.lter betäfcigbarer Feldeffekttransistor 37 den Kondensator 3b, Die Ausgangsgröße des elektronischen Integrators 33 erscheint an der Simis-Ausleseverbindung 33; von der Verbindung 36 aus verläuft eine Rückkopplungsleitung 39 zurück zum verätiü erbaren AbstimDwiderstand 21. Die Steuerelektroden der beiden Feldeffekttransistoren sind zur Verbindung mit der Leituüg 13 zusammengeschaltet, die vom Hüokstellimpulsgenerator 14 koEint.

Die Ausgangsgröße der Feetetellschaltung gemäß Flg. 3 erscheint an αen Ausless-Verbindungapunkten 32 und 38. Der Verbindungs-

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L - 13 -

punkt 32 ist mit der zugehörigen Ausgangsleitung 8 verbunden ■-. und erzeugt am Ende jedes Orthogonalltätsintervalls ein Signal, welches die durch die festgestellte Oosinusfunktion übertragene ganze Binärzahl anzeigt. Der Verbindungepunkt 38 let mit der zugehörigen Ausgangeleitung 7 verbunden und lie-

l _ . ■

: fert am Ende jedes Orthogonalitätslntervalls ein Signal, welches die ganze Binärzahl anzeigt, die durch die festgestellte Sinusfunktion übertragen ist·

Jede der Feststellschaltungen 2,3» . ».n stellt die Sinus- Λ und Coclnuaimpulse einer bestimmten Frequenz£estj diese ' Frequenz ist durch die richtige Auswahl der Vierte für die Eingangswiderstände 26, 34 und die Integrationskondensatoren 29p 36 bestimmt. Die Arbeitswelse der Schaltung nach Pig. 3 wird für die Feststellung von Sinus- und Cosinusimpulsen der Frequenz 21 beschrieben, d.h. die Schaltung arbeitet als Feststellachaltung 2 in Fig. 1. In diesem Bsi spiel enthält das

ankommende Signal eine Cosinusfunktion der ßrundfrequenz -wie dies In !Tail A und Fig. 2 gezeigt 1st - sowie 15 Harmonische oberhalb der Grundschwingung, so dafl 15 Detektorsehaltungen " im vollständigen Gerät vorhanden elad„

Es sei ein Empfangesignal für ein Orthogonalitätsintervall angenommen, bei welchem sowohl die Funktionen sin 2 *T (2f)t und cos 2 1Γ (2f)t positiv sind und es 1st In der ersten Orthogonal1-tätspezfode der Seile B und C In Fig. 2 dargestellt. Das zusam-

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BAD

1 ·'{■

mengesetste Signal wird sodann an der Eingeagsklemme 18 empfangen und bei Beginn dee Orthogonalitätsintervalle sind die Integrationskondensatoren 29 und 36 entladen. Sie Feldeffekttransistoren 30 und 37 stellen eine sehr hohe Impedanz dar» so als ob sie offene Sdalter wären. D;s ankommende.Signal wird mit einem BüekKOpplungssignal von dem Leiter 39 durch die den elektronischen Addierer 24 bildenden Komponenten kombiniert· Der Funktionsverstärker 22 dee Addierers 24- 1st zur Erzeugung einer Spannungsinvereion geschaltet, und die Ausgangsgröße der Addierschaltung 24 wird in den elektronischen Integrator/eingespeist. Am Kondensator 29 baut eich eine Ladung auf» welche die Gesamtfläche der Kurve des Signals darstellt» das der Integratorschaltung über das Zeltintervall der Orthogonalitätsperiode hinweg zugeführt wurde und die Wellenform der an der Ausleseverbindung 32 während dieses Intervalle auftretenden Spannung 1st In Fig· 4 dargestellt. Wie man erkennt» tritt am Ende des Ortbogonalitätsintervalle eine positive Spannung +E auf; eine derartige positive Spannung 1st ein Anzeichen für das Vorhandensein des positiven Cosinusimpulses der Frequenz 2f In dem übertragenen Signal. BIe in Flg. 4 dargestellte Wellenform 1st diejenige» die man für eine Eingangsgröße einer Grundfrequenz und 15 Sinua-und -Coslnus-Harmo nischen erhält, wobei η = 1 bis 16 1st. Für eine unterschiedliche Anzahl von Funktionen würde sich die Wellenform unterscheiden, aber am Ende deß Orthogonalitätslntervalls würdetie Spannung +E noch immer erscheinen.

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BAD Off te W Al.

A*

Ware cor CosinuHXßp:;...*.. ·ϊ<>-.-- <; ■■■ .\\*.<>£.ν. :^:j. ^r tue·:,■■..-: j« deh» -cce 2 Ίΐ* (2f )S_> so ¹A¹Lu.αc εω Ev.d.> df 3 Orthogcnalitätsintervilla eins negative üpaniiuag >-ϊ< an lar Ai .ale sever-'binducg 32 auftreten.. Die V.'ellenforis wäu^nd des Orthogonalitätaii:r.ei"valla für eiüen derartigen ".ustaw"¹ lot la Pig. 5 äargeiri-'.illt und wurde wiedti-uiu aus einem Elngaagssignal abgeleitet _f bei dein α = \ hLu β wer» 'i«un die Ccsimisfunktioa der Freiueaz 2i" aus dein Eil gangaeignal wag^-elaaeen wurde, so würde dis Ausgangeapananug am Ende dos Oiiliogoaalitäteintervall Null aein» Soait ist die Verbindung 32 ein Punkt in der Pestetell&aia-iIt-uag* der ein. durcii dan Ooainusiiipula der Frequenz m 2f getrag;ftu.es Informationebit anzeigt.

Die CiD Verbindungspunkt 32 auftretende Spannung 1st ebenfalls die Eiiigangsspannung für den elektronischer. Integrator 33_f der des. Operationsverstärker 35# den EingatLgswiderstand 34

an und den Kondensator 36 aufweist* Die/Ausloeeverbindungepunitt 38 während des Ortkogonaliiätelntervalle tin dem sowohl die Sinus- ii.Is auoh die Cosinuf. fanktioner. der Frequenz 2f positiv sind) auftretende VTellenfcz-m ist in Fig. 6 geneigt. Am Ende dee Crtiio^oualitätsintervalls tritt am Y erti ad ungspunkt 38 ei- f ne positive Spannung + K auf _f die das Yorhsndensein eines positiven Zustandes in dem übertragenen Signal für den Sinusiaipula der festgestellten Frequenz anseigtp \ienn der Sinusiapuls negativ vbt, d.h. in seiner Aiaplitude oder Phase ungekehrt war,

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so würde während des Orthogoaalitätirl&terr-ills die Wellenform aa dein Yerbl&ehingspuui'.-i; 3£- goiaafi Mg» ausgebildet sein {für dia Hg. 6 und 7 war die A&zahl der Puaktioaea η = 1 bis 1 δ wie dl*« auch iss Pali der Figuren 4- und 5 tier 1?all w&$» Hier tritt a:a Bade des Orthogonalitätsiatervalls eine negativ-a Spannung

aegatiTe -E auf; eine derartige/Spaiinaag wird iami-er dann

vorkaiiieijifeeiai Vfean der Sinusi»apuls negativ war, unabhängig ran den. Pfeasealagea odeT der Än;5alai aller orthogoaalea Sinus--und Cosiatisiapulse» welche da» ankoEaneade zusamme ages e täte Signal bildea* Somit liefert der AuBleeeverbiadu'dgspunkt 38 &m lln&e jedes Orth-ogoiialitätsintorvQlla ©iao Spannung,■ flie das Bit digitaler Inforaatioa angibt, welciies durch den Sinus impuls der festgestellten l^?r@quen:i getragen wurdeο

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BAD

Wenn " .

/Während siaes Ortliogoaall'sätsintQX-valla kslae Sinusfunktion der festaiistelliiridea Freqaeas ?oi-han&eri ^r»far_s so ist (lie Ausgangs spasming as VerbinäuKgspuak't .36 3,m Eede des Orthogonal lltätsintarraXls Hull. Is Ißt somit für dieAuslsseverbinflungspimkte 32.» 3£ joder JB'est-atöllschaltimg 2,5 „„.η charakteri B^J; ix=? oil ρ daß das Iratsgial aller arthogonalen Sinus- und Cosir.a0fuaktiOK.3-a mit Ausnahoie ■ der jäai.a-sis₉ die der Auslese— TerbiadurAgspuakt abfühlen soll? -am Sade ü&b örtfeogoaalitätsiatervalls au iiull addiert fe'erdea« Ein. Sinus- oder Gosiaiis-Impuls ißiS (i)'der Feststellfrequenz und (ii) einen Torher- hestlwmbzn Phasenzustaud ei'z&ugen. eine Iategration, die aa dem entsprechenden Ausleseverb.iaduagspuiakt 52_P 38 eine positive Spaa-aung ergibt „ Ein: Impuls alt der gleichen Frequenz_p aber entgegengesetster'Phase ergibt am Vsrbitdungspunkt eine negative' Spannung, und wenn, die Sinus- oder Cosinusfunktion nicht-voTiiandeä ±s%'bo wird die Spannung Hu2.1 sein» Somit analysiert öiae■. S-chalteinheit toh Peststellschaltutigen ein ■2usaiBmen{;:«eetiätes Empfangs signal und reprorlusiert die Bits der digitales, in üeta Signal enthaltenen

Die Zeit.vteuerimg der A.rbeitsv/eise -j-eäer FeBtatsllsehaltung 2,3_t oooö. ffiuß rait dem aufeinanderfolgenden Orthogonalitätsintervallaa der übertragenea Impulse digitaler Information übereinstiaanen* 2u dieseai' Zweinc ist das Phasenverriegelungefilter 6 isusamisen rait der liullla-euzungs-feststellschaltung 17

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- ■

Ai

und den Iiapulsgeneratoren 14 uacl 16 vorgesshen. "Das Phasen-Verriegelungsfilter δ erzeugt eia® Sinuov/elle der Frequenz f, cie ihre positive Halbperiode bei Beginn jedes Orthogonal!tätsintervalls anfängt; dies wird auf übXieHe Ueise durch Kombination der Ausgangsgröße eines spsnnungsgesteuux-ten. Oszillators mit dem Empfangssigna^erreioht» Die Ausgangsgröße des Phasenverriegelungsfilters speist sodann die Ifullkreuaungs-Feststellvorrichtung 17» die eine ..echteckwelle erseugt, deren ins positive verlaufende Kante mit dem Aafaag und dein Ende der ^ aufeinanderfolgenden Orthogonalitätsintervallen synchronisiert ist.

Der die Eeehteckwella aufnehaiande Tastimpulagenerator 16 weist einen monostabilen Multivibrator auf„ der durch die ins positive verlaufende Kante der Reohteokwelle getriggert wird, und einen sehr kurzen (Dastimpuls erzeugte Dieser Ta st impuls wird über die Leitung 15 und die Trennwiderstände 40 den Feldeffekttransistoren 9» 10 augeführt, die sodann sjoxoentan leiten und die leitungen 7 fc und 8 jeder Feststellschaltung 2₉ 3_S ».»n mit den sugehörigen Sinus- und Oosinushalteschaltungen 11 und 12 verbinden, die ihrerseits die stabile Multivibrator«·*!! sein können. Diese momentane Leitung durch die Transistoren 9»10 erfolgt am Abschluß ende jedes Orthogonalitätsintervalls, so daß die Spannungen an den Yerbindungspunkten 32 und Zb jeder Feststellsehaltung aus der Schaltung ausgelesen und zur Verwendung durch zugehörige

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logische Einrichtungen bereitgehalten werden.

Die nacheilende Kante des Tastimpulses macht, den einen weiteren monostabilen Multivibrator aufweisenden Bückstellimpulsgenerator 14 wirksam* Dieser überträgt einen kursen Impuls über die Leitung 15 zu den Feldeffekttransistoren 30, 37 jeder Feetstellschaltuag 2,3» ...n und macht diese Translatoren leitend» wodurch die Integrationskondeneatoren 29, 36 entladen werden· Die Kondensatoren werden somit für das darauffolgende Orthogonalitatsintervall berei+ gemacht.

Die Schaltzeit in der die Impulsgeneratoren H und 16 die zugehörigen Transistoren zum Auslesen der Information aus den * Feststellschaltungen und zur Entladung der Integrationekondensatoren 29 ₉ 36 triggern, besitzt eine solche .Urse,daß die verbrauchte Zeit keinen irgendwie merklichen Auflösungsverlust bei der Feststellung der orthogonalen Sinus- und Cosinusimpulse der übertragenen Information bewirkt. Beispielsweise kann ein Orthogonalitätsintervall in der Größenordnung von 150 | Millisekunden liegen und die gesamte Sehaltzeit der !Transistoren wird dabei ungefähr 100 Mikrosekunden betragen· Somit ist eine kontinuierliche Datenübertragung rait dem Schalten zum Informationsauslesen und Entladen, der Kondensatoren vereinbar.

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- i:w ■·■■

Der die 3Π.θϊαϊβ& 18 mxä äc-o. Wideret;. ..^c ■·.'; y-if .-.■;> :l.-sende Eingang su der Sc&aXtuftg gm:'AB J?i'> ;} s.&.nt.. t::aok mit anderen Punktsn verbunden sein«, EeispxeXsvreiue 'ΐ8·:αΐ due Eingangs-"· sign«! über einen gseignetea Widercten« äev- Summ±sri)v:ak:b 27 oder^fl<3T> ähnllchea Fuakt in der av/eitc-ii Integrieröeasltußg zugeführt werden.. Viean der Eingang doi'ari; gsschaltet 1st, so wird der Teratärker 22 einfaoh *iu ü^>:!il,:üh:cv©rs-tfelrke3? ac.·« stelle eli).eö Addier- und

in Pig» J3 gezeigte Schaltung wird iic-.theisatlßoli durch, die f ο Ige ad e Di ff er ent ial gl e i cJismg ο e a c b.ri e b ε· a ι

T* "δ°₃₈ + 2 Χλδ·_ί8 + {1 +Χ*") G₃₈ s "(^H2i/^Hi9)^e-j8

dabei ist X die durch die Beziehung: HC(Hr^/E₂3) gegebene Zeitkoaetante* R der Viertes Ivideritavjooc 2C oder 34, vorzugsweise haben, beide don gl3ic>i.ea V/er·!;, und G der Wert des Kondensatorß 29 oder 36 (bcid® h^bi-i rorfugsv/eise den

/•D /TJ \ V*- » \ JXq r. / /tr ι ν /

gleichen Wort) β Ferner ist A =(ä/S_/ 'j/ wobei E^ irgendeinen Ableitungswiflerstand aza Koad^nsator 29, 3ö beseichnet»

Die SpanaungQii in der Differentialgleichung sind Augenblicks werte und die Gleichung gilt iür air.en Seitwert innerhalb des 0rtb.ogonalität£3iiiter«/ßllo_e Eur Eestlißtiung der Spannung an Ausleseverbindungapunkt 52 ißt die folgor^ö Beziehung anwendbar?

(r

10 9 8 3 5/0560 bad

Die Seitkoaötaat« % bxlüot eius Angabs für dis gescliwisKliglteit der Schaltung «dar fi&i* ate ^reiiuens, für die sie daß Yoyfüjraü3viaei& von Sinuri- irß/ϊ Gosiiiusiiapulsen fest*- Me Vf'sT'fee für H uad 0 werden für f3ao gewiinsohte Frespre;5'xeß derart auagsv/ählt, daS .iöcla i'isstst 2,3» ».»!& aicli τοπ. den-anderen, in di&s-öa Paraiietsra unter-scheidet, so daß jede eiiaeia. Inpula eiser getrennten Frequenz feststellt»

Die
*/Pein&inßtellung des Frequenaanspreeheiis erhält Biaa durch Ve'r- ' a

änderung des Sftitateuerwideratandee 21; die Amplitude der Spaanungsaiasg&mgSigriSße wird durch Veräüdsruag deB Amplituden-Widerstandes 19 geregelt» Sorait ist die gernäß der Erfindung vorgesehene Schaltung leicht einstellbar und*besteht aus standardisierten .Widerstands^Kapasitäts-und Terstärlcerkompo— nenteug die suirerläsäig und kompakt sind, Jede Fßststellschaltung 2_P3j »₄ «.rt dient als .festste-ll'irorriciitung- sowohl für Sinuaals auch füi· -öoäinusfunktionen-der gleioh'jn Pi^equena, so daß jede derartige Schaltung / Infcriaationspoaten feststellt» Die Schaltung besitzt-eine hob® Aur-flößung .und ©rrsicht die Pest» stellung ox-thogonaler Sinua«· und Cosinus-impulse in einer solchen Weise'-, daß dieses Xnfor-aatioasiibarti^gungsTerfahren praktisch anwendbar gemacht wirdο

Gemäß der vorhergehenden Beschroibung der Erfindung hatte jeder Sinus- und Oosinuaimpulo entweder ein© positive oder .

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eine negative AaiplItIHiS₉ ub^s ^es: oirvc:·:. >>i;oi:· sm.:eren dei' Binärteils darzustellen» Ib :u?t ausk .öiüc-;lioh_f i-sri .-.^plitudöu dar Siiiua- und CSosiaua impulse as öhr hIb syei ¥2i^Ät?; :-r.12110 2¹On^a₅, beispielsweise V¹I₅, +">/3? -1/3 oder »1, iS'jvi-ci' viur ·)"( odor -1. L*is oobaltuag der Pi^;.. 3 vrii^ ü.±zsm λΐΐ,ιϋ^χιή^ΰΤΡ^ΐΊΛΒ^ίη^ίΐ üurch die sich sntsprechend an dan Auslocsy-arbiiadan^e-puiiXten 32 und T€:ränderndöu Spamumgoa feststöllfii:.» 8o;.^;?i.t ist die gamäö äcr Erfindung auageb iXdöto Sclialtuag scuaiil aiir j/ootstollung von Amplj.tuden'iferi-änügrungcn als auch bii AiaplifitifIemiiBkehi' df?r crtloogo= aalen Sinus- und OosimisiEpiilBß

Pat sntanoprUoheι

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BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. ει τ ί a ί '■■■ ;-. ί. ϊ^τ. ο : ί

   & e i. c .!·? R & t (lusoL o:'e Kombinat λ or- fiü./reader El&i'eat»? ft in t ■ßingc.iig&vferb ttiduug ϊ

   eiaeß. cleVtyo-rißclieri Aildior-er uü; oinea' Feietäiⁱker (22) _f einen die «rK'.^:ib.v.i;e· Γ·'Aigstig3Tarbi:iöAni£; "ait dey Tej;^:stärker verbiridoncaa Äraplitudeuwlaeriatiina (19-5<>slaorfi die SUakkeppltingsXeit-ung wit dsm Yeretii-rkei* verbiixdeatlea Ab;>tiEiH!iu;i.dcirots*o.d (21 )_p "and mit eirieK ά.&η ¥ersi;ärksr üb i^iiriiöl-e^.dsr- Wiclc^gtaad (23)? einen ersten mit dos! Au age ng deo clel'-troaißclior·. Α$Αίβτ<$ΤΒ (24) Yer« bunde neu e-loktroaiechen Intc-gre te r (31)? dos? *3ineR livretten Verstärker (28) _f. uinea■ asitkoas^aatPia Widerstand ara Eiagai'ig dieses avreitöitx Yerstärkör-a (28) _r 'einen den ssvtäiton Verstärker überbr-ilckeftdeu Kondenaat.or (29)» ©xiien dea K.oiideusator überbrückendem Sftblnaoclialtar (30)_P jiaä eiüec. ©re^ea Auslsae·=

   gspm^t ("52} am irurgni.v;; aee sw ei ton ^'e.X'ütärkere (28) j eiaeri zvjeltea. ait äeiü AuRlfiist.-FGrlimluvigSyUu.kfe ('52) verbundenen. ciet:trtmiae?ian .In-te^-atör' (?53)_ρ dar einen dritten ■Verstärker (35) r einen, suoit-üu Zii-Vikoiiotaiat^ii Wlciorstand ('54)ani ISiagang ύξ;κ Vor; äärkaj?» (3i?)p ciuei^ daü Ycrstii^kor (35) ilbarbrückenden sw'eiteft'Kondensate^ (li&!>p «siaeii dea Kondensator (36) überbrückenden SciiXiaBeslial'Sor (37)? unl idaea sweitcn Auslese-= verbindungsxjuiikt am Ausgang des dritteu Tarstärkers (35) aufvreist; eine Eückkopplunselcitting (39)* w©lob.e mit dem aweiten Ausleseverbinduagspuakt (38) verbunden ist, ueid den eXektroni~ sehen Addierer (24) ein Signal surüokkoppelto

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   BAD ORSGiNAU

   ■SÄ-

   sondere &<*&£. A-aspruGli 1-, c. - ^:: *^{; r}· '"· ·'■ ■-' ^- ° *^!- ^Κί· <* "''■ durch die KosbifUi-tior. fcigööäe^ 11ίν.-ι:?:-νί;.':3

   Invert sr geschaltet iat_$ uti^ wolzi. &:?■' !''.tliikliopplxm

   dea ervfähi'it j

   avjs-itoa Yerstärker (^8) aoifrl© ^r,.'x-in-p.za Biagaag t9.Oä (26) aufweist, wob©:! i>..':^x;ior der sweite Verstärker

   (23) von. oinom Koadeasator (2g) ii.^sye',i3?v.alit

   seitß ^Ga C0

   swsiten mit

   buadöH.®ia aweitaa lategrator (35)_P ^e^ β1»»κ. drit.u«a_p «inen.

   Widerstand {34)am Einfiaö.g-auf^e:li3ciifleri Terstiu'ke?; (35) tst_£ der toe einem swiäitGii ϋίαΆννι&.-'Λον (36)' 1*b«rb:?U.cl-:t f der seiijexmcits cluroii CiAivan 3^!i;-ai"!;ca Sciü-uSiiMilial^er

   (37) überbrtaekt Ist? eiao 4«n Ausgang Cxik. sweltei·..· Iuti~ grators (33) xsit iism Ι?ιιο]£ΐ;Ιθνίίν·7^Γί:·Μ:Ί^"- {22} Tiirliiufä^adG

   des S&gB3.Ii3 la <ils KG

   Scli-sltUßg a?.oh. A^spr-uck 2 p. de»·;'·-.;.:?.-,i _Kl· ;. ι. ο ar* rs « 1 c h

   Integrator-ati ein AusleseaciiaXtGi' ^u^iv:.Zen iet_e öer durch-

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   Bad

   na-JVsItSi?. ί·-*ί.:ι·Λ;Ώ AΙΛΕIqHaSi^Vi":!s giⁱ->l»aViül;l; tfsrüaa. kann? ?,':/.ir Γτ;λίίΐΑΐ^ιϋΐΐ alt ;Ί·3ΐ.ι iorj^sugt^l^iicl-aii pericdisohan tiovuor^ m& daö -al:-s, Eiiotiitoliir^nl^^e^orator-(14)

   oiu:uO:j3hiil'u3r-aacii dear Aiuilijaöa ©inos Signals über die

   4» Sölialtuag sirüs Ejnpfaag 'iiad -sui¹ Pesto^IIimg ortiiogonalor iiafi Gösiiiuöfualc-feioasöj, öi«· an irüpitLoea übsrtragen.

   ia»bißi3onders eboS?. fö:l"ti©ia ä©i* 'vorli^rgshandan Ansprtlciis» g © -k ο a a κ s i e h. a e t slwreia -jine. e:rste. Integrations™ g (31)? ä:i»3-suf dis F^söuquas 4er featauateilenden

   abgöstlfiEät i3t_P oiiie z&aite siife dem Ausgang der föE. ¥srbiiüidea© Iatograiiioaaeehaltimg {35) t die auf di©

   äss? fastsust^llsnfiea. Punktion©!! abgestianat iat_& Elie]:fcoy?plimg (39) wa dss*-zweiten Ißtegratlonsschal'-tuiag (33)r öiiaea iiiQ Büökkoppliang o>apfec.giäad8n und mit 4er

   l^atioiisscäialtuyig (31) ^©rbiiridenön Invartisp» e.^ioyv' (.22), ßiiaafö ai'b &φγ SchRltutig "verbundenen lind ■ iäiiien Söhaiter (3O₀ 37). für j ede ltM

   φγ di© Solialiiiar^g am Εηίί© ©iEes3 Peststellungs

   ο Schaltung üiöch ■ Ansprueh, 4j,- iSaclu^ch g s k ο η a a si c -h °» η e .tj. daß ,Jed® Iat@g.ratlojsöiSßiialtuti^ einrtn Verstärker* einen den Verstärk©!»" üborbrUckendom- Intsgl?atioaskondenaator und .einen arit dsia Eingang des Verstärkers rerbundenen Eingangewiderstand aufweint, und ds;S der W id er at and und

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   SLQ

   L.* ani¹ ΟΛο Jt

   β. Schaltung nach Anspruch 3, asdursa geAe&na a e t„ ßiäB .die. Integra-irioaalamdan^mfcor ca (29* 36)

   Iiüsehschaltorr.¹ (30, 37) "verbünden: öia-ä, der die

   jfsa a;a Ende jssvlas laipulsßß ds? übertrageaan Simis- uad Gosiaiisfiiakfiioasa entlädt»

   Schaltung aaoh Anspruch 4» dadurch ge.lceanzeicha e tp daß die lQ7ertierYerstärk8i*echalti;.iig einea Verstärker {22)j eiaen alt dsj Slagang des Yerstärkars verbundenen Amplituden-Esgelferiderstami (19)» ©inen zwischen. Verstärkereingang und Rlickkoppluag liegendsa Abstliamwiderstand» sowie eiaea dea Yerst-ärker überbrüßkenden. Verstärker-Vflderstaad auf we ist ₉ wobei der Eingang iait dem Amplltudearegelwidarstand Yerbuaden ist.

   * 8» Schaltung aach Anspruch 4» fladureh gekennaeiöhn e t, daß mehrer© derartige Feststellsolialtungen isur Fest* stellung Terschisdftnsr Irequisazen Torgsseheii sind, und daß in Kombination damit -aiii 'iBpulagenarator vorgesehen ist, der die Schalter der IP^ststellechaltungen. au deren Löeehung betätigte _f und aufar la Sjnühronleation mit dsn föstzustallen» Punktionen»

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   BAD ORlGiNAL