DE1904996A1 - Funktionsgenerator - Google Patents
FunktionsgeneratorInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
- H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
- H03K4/066—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape using a Miller-integrator
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
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Description
Dipl. Ing. R. Menem
Patentanwalt
'fnnkfurt/M., ÄmmelbuigstraBe 34 · 1904996
'fnnkfurt/M., ÄmmelbuigstraBe 34 · 1904996
Prankfurt am Main, den -3'0,- .T-rm. 1969
Η.- 51 P 13p. ■
INC.
27OI Fourth Avenue South
27OI Fourth Avenue South
Minneapolis, Minn. ,· USA
" Funktionsgenerator "
Die Erfindung betrifft einen Funktionsgenerator zur Erzeugung
von Ausgangssignalen verschiedener Kurvenforro. Generatoren dieser Art finden vielfach in Laboratorien
und in der Produktion für Test- und Frtif zwecke Verwendung.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen möglichst vielseitig einsetsbaren auf verschiedene Betriebsarten^ums^ha-ltTSären
Funktionsgenerator zu schaffen, der einen möglichst großen"
Frequenzbereich überstreicht und gegen Störungen unempfindlich ist. ."■;"■;
•Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung vor,
bei einem Funktionsgenerator eine Integrierschaltung zwischen
den Ausgang einer Bereichsümschaltanordnung und den Eingang eines Funktionsgebers einzuschalten. An den Ausgang der
Integrierschaltung ist vorzugsweise ein die Signalform des Integratorausgangssignals ändernder Signalwandler angeschlossen. Als weitere Ausgestaltung sieht die Erfindung—voii^daß
zwischen den Ausgang der Integrierschaltung'Tmd einen Eingang
des Bereichsumschalters eine in Abhängigkeit vom Pegel des
Integratorausgangssignales selbsttätig den Bereich des Funktionsgenerators umschaltende Vergleichsschaltung eingeschaltet ist.
Der Funktionsgeber enthält verzugsweise einen Dreieck-Wellengenerator
sowie je eine dessen Eingang vorgeschaltete, den oberen und den unteren Grenzwert bestimmende Spannungsquelle.
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■■- 2 -
Dabei ist an einen Ausgang des Dreieck-Wellengenerators ein
Sinusumformer sowie ein Rechteckgenerator angeschlossen und ;..
ein Ausgangsverstärker kann über eine ^schaltvorrichtung
wahlweise mit dem Ausgang des Sinusumformers, des Dreieck-Wellengenerators
oder des Rechteckgenerators verbunden werder».
<5in solcher Punktionsgenerator liefert wahlweise Sinusschwingungen,,
Rechteckschwingungen oder Dreieckwellen. Bei allen Wellenformen verläuft die Frequenzkurve über einen Bereich
von 0,01 Hz bis 100 kHz relativ flach. Er kann von Hand oder
auch automatisch betrieben werden. Bei Automatikbetrieb kann
auf drei verschiedene Frequenzbereiche umgeschaltet werden,
so daß sich ein maximaler Gesamtfrequenzbereich von 1 OüC 000 :
ergibt. Die Zeitablenkung kann linear oder logarithmisch erfolgen. Die Ablenkdauer kann 10 bis 1 000 Sek. pro Bereich
verändert werden, wodurch sich eine gesamte Ablenkdauer bis
zu 3 000 Sek. ergibt. Programmier- oder einstellbare ob«re
und untere Frequenzgrenzen ermöglichen abgestufte Frequenzbereiche innerhalb des gesamten Bereiches, Hau erhält eine
Ausgangsgleichspannung3 die einer linearen oder iogaritbmischen
Abhängigkeit der Frequenz proportional ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen
gekennzeichnet und ergeben sich .aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Hierin zeigt
Figur 1 das Blockschaltbild des neuen Funktionsgeherators,
die Figuren 2 bis 7 Schaltbilder einzelner in dem.Blockschaltbild der Figur 1 schematisch wiedergegebener Baugruppen und
Figur 8 die Vorderansicht einer Ausführungsforia des Generators
mit den zugehörigen Bedienungs'- und Anzeigeeleiaenten.
In der Besehreibung werden für einander entsprechende Bauteile
oder Baugruppen die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der über-
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sichtlichlceit halber sind in Figur 1 die Anschlüsse der einzelnen Schaltungsteile an die erforderliche Stromversorgungsquelle nicht eingezeichnet. Lediglich ein Startschalter 10
ist vorgesehen, der mit seiner einen Klemme an Masse liegt.
Er ist mit einer automatischen Bereichsumsehaltvorrichtung
11 verbunden, welche ein Eingangssignal von einer Spannungsvergleichsschaltung
18 und ein zweites Eingangssignal von einer
unteren Grenzwertschaltung 21 erhält. Die Vergleichsschaltung
18 ist mit ihren Eingängen einerseits an eine obere Grenzwertschaltung
20 und an einen Sägezahnintegrator Ϊ2 angeschlossen.
Der letztere erhält Eingangssignale sowohl von einer Zeitsteuer-
und Betriebsartauswahlschaltung Ij als auch von der Bereichsums ehalt anordnung 11. Der Sägezahnintegrator 12 liefert Signale
an einen logarithmischen Wandler 14 und an den einen Festkontakt
eines Schalters 35. Die Ausgangssignale des Wandlers 14 werden
einerseits einem l-ießinstrüment ±6 und andererseits dem anderen
Festkontakt des Schalters 35 zugeleitet* Derbewegliche Kontakt
dieses Schalters ist ah den Eingang des Ausgangsverstärkers 15 angeschlossenj der sein Aüsgangssignal an der Klemme 17 abgibt.
Das Ausgangssignal des Sägezahnintegrators 12 wird ferner der
oberen Grenzstromquelle 22 und einer unteren Grenzstromquelle 23 zugeleitet. Die Ausgänge dieser beiden Stromquellen sind an
öen Eingang eines Dreieckwellengenerators 24 angeschlossen. Dieser liefert sein Ausgangssignal einerseits an einen Sinus- :
umformer 24, der aus der Dreieckwelle eine Sinusschwingung ableitet und an den oberen Festkontakt des Umschalters 25 führt. '
Ferner ist der Ausgang des Dreieckwellengenerators 24 an einen '
. Eingang der Spannungsvergleichsschaltung 29 angeschlossen, welche
von der Spannungsquelle 19 eine Bezugsspannung erhält. Der Ausgang
der Vergleichsschaltung 29 ist über einen Rechteckgenerator 150 an einen weiteren Festkontakt 201 des Umschalters 25 angeschlossen. Ein dritter Festkontakt 164 dieses Schalters ist unmittelbar
mit dem Ausgang des Dreieckgenerators 24 verbunden. Der Ausgang der Spannungsvergleichsschaltung 29 ist ferner an
den Eingang eines Synchronisierverstärkers 30 und der unteren
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Grenzsfcromqaeile 23 angeschlossen, über einen Trennverstärker
; \31 steht der.Synchronisierverstärker 30 mit der Synchronisier-
: ausgarisskiemiiie ·32 in Verbindung. Der bewegliehe Kontakt-des ·
Schalters 25 ist an einen Eingang des Ausgangsverstärkers. 26 · angeschlossen, dessen.Ausgang über eine Dämpfungsschaltung -27
■"-.'■'■': ^nit der Ausgangsklemme 28 in Verbindung steht. Ein Bereichsan-■'.."
ν-.:"'za-iger 33 ist ..>än einen weiteren Ausgang der-Bereichsumschaltvorrichtung
11.angeschlossen.
Zur Inbetrie/bnanine der Anordnung wird der Start schalter 10 ge-
-. schlössenrundVdamit die Umschaltvorrichtung Ii in Betrieb ge- •
- -setzt. Sie |iät mehrere Funktionen. Z.B. liefert sie ein Signal
k - ^ an deh'BereißSsanzeiger 33 9 der irgendein Anzeigeinstrument s-
vAnzeigelarapen. oder dgl. enthalten kann. Weiterhin ist die Un-.
; schaltariordfiuhg:: 1.1 an den Sägezahnintegrator 12 angeschlossen
und-bewirkt dessen betriebsetzung und Steuerung. Die Steuer-.;""■■/:.
.schaltung Ϊ3 liefert ein Signal an den Eingang des Integrators'
.12s welches; die Betriebsart bestimmt, nämlich linearer oder·
: :; lögarithmiseher Betrieb. Die Steuerschaltung 13 bestimmt ferner
die PeripdendfSiier, welche die Dauer der vom Integrator 12 erzeüjgten
Sägezahnsehwin^ung steuert. Deren Dauer kann im gezeigten
■'"-... ""-ÄüMführuttgsöei.ispi'el"""-zwischen 10 und 1000 Sek. liegen.
-Das vom Integrator 12 erzeugte Sägezahnsignal wird an den einen
Festkontakt des Schalters 35 geführt und erzeugt dort ein lineares
ν Ausgangs sigriäl ν ,Dieses wird wahlweise über den Ausgangsverstärker
15 unmittelbar der Äusgangsklemine 17 zugeleitet. Der Schalter
und die Betriebsartenauswahlschaltung 13 v/erden gemeinsam betätigt
und bestimmen die jeweilige Betriebsweise. Bei logaritmischem
Betrieb wird das Sägezahn-Ausgangssignal des Integrators 12 einem logarithmischen Wandler 14 zugeleitets welcher sein Ausgangssignal
einerseits an das Meßinstr-ument 16 und andererseits über
den Schalter-35 an den Verstärker 15 abgibt. Der logarithnische
Wandler lU wandelt das Eingangs-Sägezahnsignal in ein logarith·=
misches Signal uin.
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Das Ausgangssignal· des Integrators 12 gelangt ferner zum Eingang
der SpannungsvergleichssGhaltung Ϊ8. Diese erhält ferner
eine Vergleichsspännung von der oberen Grehzwertschältung 20.
Durch Vergleich.dieser Spannung mit dem Ausgangssignal des
Generators 12 wii^d ein Steuersignal für die Bereichsumschaltan^
Ordnung 11 erzeugt, welches bei einem geeigneten Spannungsverhältnis ein Einschalt signal -an die Umschältanördnung 11 liefert.
In Abhängigkeit von jedem dieser Signale ändert oder andernfalls steuert die ümschaltanordnüng 11 Me vom Integrator 12 erzeugten
Ausgangssignale. Jene werdenden Eingängen einer oberen Grenzstromquelle
22 und einer unteren Grerisstroiiiquelle~23 zugeleitet,
üblicherweise ist die Stromquelle 23 zunächst außer Betrieb und
die andere Stromquelle 22 liefert ein Signal an den Dreieckwellengenerator
21Iy der normalerweise ein spannungsgesteuerter Oszillator
(VCO) ist. Das Ausgangssignal des Dreieckgenerators 2k wird der
Spannungsvergleichsschaitung 29 zugeleitet, wiche den Spannungspegel der Dreieckwelle mit einer Bezugsspannung V _._, vergleicht,
die von der Spannungsquelle 19 geliefert wird. Stehen diese
beiden Spannungen in einem bestimmtenVerhältniss so erzeugt
die Vergleichsschaltung 29 .ein Ausgangssignal, welches die untere
Grenzstromquelle 23 einschaltet. Diese liefert ein Signal an
den spannungsgesteüerten Oszillator 2*5, welches die entgegengesetzt
e\Polarität hat wie das Ausgangssignal der oberen Grenz-Btromquelle
22. Hierdurch erzeugt der Dreieckgenerator den negativen
Ast der Dreieckschwingung jeweils in Abhängigkeit des von der Quelle 23 gelieferten Signalsi
<entgegehEesftzter Polarität. Sobald dann eine vorgegebene Spannung erreicht ist,'erzeugt die
Vergleichsschaltung 29 wiederum ein Signal, welches die Stromquelle 23 sperrt. Auf diese Vieise wird eine Dreieckwelle mit
vorgegebenen oberen.und unteren Stromwerten erzeugt.
An die Vergleichsschaltung29 ist der Synchronisierverstärker
30 angeschlossen. Erzeugt die Vergleichsschaltung 29 im Zuge des erwähnten Spannungsvergleichs ein Signal, so erhält der
Syndhronisierverstärkef 30 dieses Signal und erzeugt hieraus
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einen Impuls von beispielsweise 5 ^us Dauer, Dieses Signal
wird üb er einen Trennverstärker 51 an denSynchroBisierausgang;
desFunktionsgeneratorsr weitergegeben, wodurch außen
angeschlossene Schaltungen ofler Geräte in übereinstiiranurig
mit dem inneren Betriebsabiauf des Generators synchronisiert
werden können. Der Trennverstärker Jl vernindert, da& irgendwelche Störungen an der Klemme 32 über den Synchrönisierverstärker
30 auf den Oszillator zurückwirken. Das impulsförmige
Ausgangssignal der VerglelcBsseiialtung 29 wird;"ferner dem
Rechteckgenerator 150zugeleitetÄ der eine symmetrische Rechteeksehwingüng
erzeugt. . :.-/■"- - — .:...-
Der Sinusumformer 34 erhält sein Eingangssignal iroiH Dreieck™·
generator 2k und leitet hieraus eine Sinusschwingung ab. Diese
tritt, wie bereits erwähnt, ebenso wie das Ausgangssignal des
Dreieckgeneratorg Zk und des Recnteckgenerators 150 an je
einem Festkontakt des Umschalters 2-5 auf. Der Ausgangsverstärker 26 sorgt für die erforderliche Verstärkung und Begrenzung
des Ausgangssignales. Er kann ein Teraperafctarkompensationsnetswerk
entBalten. Bie Dämpfuagsschaltung .2.7 sorgt dafür,
daß das Ausgangssighal an der Klemme 28 von der gewünschten
Größe und Form ist*
Figur 2 zeigt schesiatiseh das Schaltbild der geitsteuer- und
Betriebsartauswahlschaltung 13S des Sägeisahnintegi?ators 12,der
unteren GrenzwertscteaXtupg 21 und eines Teils der automatischen
ümsehaltanordnung 11« Der hier besehriebene Signalgenerator ist
dem in der älteren Fäfeentai3meläung P If β2 7'2ί<3. dargestellten
Generator im wesentlichen ähnlieh. Die hier in Figur''2 dargestellte Schaltung enthält öartlberhinaus einige für den vorliegen*
den Anwendungsfajtl tcwteilisafte Weiterbildungen.
Der Operationsverstärker 42 weist einen invertiereiiden Eingang
^3 und einen nicht invertierenden Eingang Ji4 auf. Der letztere
ist über einen Widerstand 5H an Masse angeschlossen. Außerdem
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steht er über einen Widerstand 51 mit einer Spannungsquelle
.von +15V in "Verbindung, Die Widerstände 36* 52 und 53 bilden
ein zwischen Masse und die genannte Spännurigsquelle eingeschaltetes Netz wjerk, wobei der Widerstand 36 einen vorgegebenen
Spannungsabfall bzw. eine Versatzspaiinting liefert^ während der
Widerstand'52 einstellbar ist· Der Verbinäungspunkt zwischen
.-■ den beiden Widerständen 52 und 53 ist. an den Kontakt LOG des
Schalters 55 angeschlossen. Das genannte Widerstandsnetzwerk
liefert;somit vorgegebene Spannungspegsl an den LGG-Kontäkt
des Schalters .55 und an den Eingang JiIi des Verstärkers M2, Der
LIH-Kontakt des Schalters 55 ist ah Hasse gelegt, während der
bewegliche kontakt an den Ruhekontakt des Schalters 39 angeschlossert
ist. Der Arbeitskontakt dieses Umschalters steht mit
den Verbindungspunkten der beiden Widerstände 87 und 88 in Verbindung,
die zwischen eine Spanimngsöiuelle von +15V und Masse
eingeschaltet sind. Der Schaltarm des Schalters 39 ist- über den
Schalter 37 andenEinstellwiderstand5? angesehlossen. Dieser
steht über einen Widerstand 58 mit dein invertierenden Eingang
§3 des Verstärkers k2 in Verbindung» Mt Hilfe des Widerstandes
57 kann dieAblenkzeit der Schaltung -dngestellt werden. In
einer AusfÜhrungsform der Erfindung hat der Widerstand 57 einen
Wert von 1 Möhms wodurch sich eine-,Änderung der Zeitkonstanten
/zwischen 10 und 1000 Sek. ergibt. Sie Eingangs,klemme ** M des
Verstärkers 42 ist ferner über den Schalter 38 an den Schaltarm
des Schalters 56 angeschlossen« Ber eine Festkontakt dieses :
Schalters 56 ist über den Schalter ^l0 an; den Rüekkopplungswiderstand
41 angeschlossen^ der seinerseits mit der Ausgangs-klemme
60 des Verstärkers 42- in Verbindung steht. Die Schalter !
56 und 55 einerseits und die Schalter ^O und 39 andererseits
werden im Gleichlauf betätigt. '
Mit Hilfe des Schalters 39 kann die Polarität des der Verstärker
eingangsklemme i\H zugefüiarten Stroms umgekehrt werden.
Das der Eingangsklemme W zugefährte Signal ist praktisch
konstant und beträgt, beispielsweise +O9IVi In der gezeigten
Sehalterstellung hat das über deii Sähalter 39 zugeleitete Signal
eine Spannung von +0,1V. Wird jedoch der Schalter 39 auf den Verbindungspunkt der Widerstände 87 und 88 umgeschaltet, so
erhält die Klemme 42 ein Signal von +0,2V, d.h. von der
doppelten Höhe wie das Signal an der Klemme 44. Demzufolge wird die Stromrichtung im Verstärker 42 umgekehrt. Dies führt
zu einer Umkehrung der Betriebsweise des Verstärkers 42, so daß dessen Ausgangssignal bestrebt ist, dem vorhergehenden
Ausgangssignal in der umgekehrten Polarität zu folgen.
Da der Umkehrbetrieb, welcher bei -linearer Betriebsweise leicht zu erreichen ist, bei logarithmischer Betriebsweise
kaum sinnvoll ist, sind die beiden Schalter 39 und 40 mit-"
einander gekoppelt, so daß bei Betätigung des Schalters 39". ■ der- Schalter 40. gleichzeitig umgeschaltet und das Rückkopp
lungsnetzwer'k unterbrochen v/ird. Hierdurch wird bei Umkehrbetrieb eine logarithmische Betriebsweise unterbunden-
und stattdessen ein lineares Ausgangssignal erhalten. Wenn die
ursprüngliche Betriebsweise logarithmisch war, so erfolgt trotzdem der Umkehrbetrieb linear. Für die meisten Zwecke
bildet dieser lineare Umkehrbetrieb eine genügend genaue Annäherung an die logarithmische Betriebsweise. Es ist jedoch
auch möglich, den Schalter 40 wegzulassen. Auch die Schalter
55 und 56 werden gemeinsam verstellt, wodurch die logarithmische
oder die lineare Betriebsweise eingeschaltet wird. Befindet sich der Schalter 55 in der Stellung, LOG, so ist der Schalter
56 in den logarithmischen Rückkopplungszweig mit dem Widerstand 41 eingeschaltet. Umgekehrt unterbricht der Schalter 56 den
Rückkopplungskreis, sobald der Schalter 55 auf Linearbetrieb eingestellt ist. Darüberhinaus sind auch die Schalter 37 und
38 miteinander gekoppelt. Durch öffnen dieser beiden Schalter werden die den Verstärkerexngangsklemmen 43 und 44 normalerweise
zugeleiteten Signale abgetrennt. Der Verstärker 42 erhält dann praktisch den zuletzt zugeführten Wert bei und das
Sägezahnsignal verharrt auf einem bestimmten Wert. Dies ermöglicht
es der Bedienungsperson, das Ausgangssignal in einem
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bestimmten Augenblick zu messen.
In der unteren Grenzwertschaltung 21 ist der Emitter des
Transistors Q6 an eine Spannung von -15V angeschlossen,
während der Kollektor über einen Widerstand 62 und einen
Einstellwiderstand 63mit dem Emitter des Transistors Q5
in Verbindung steht. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände 62 und 6-3- ist an die Eingangklemme 43 des Verstärkers
\Z geführt. Der Kollektor des Transistors Q5 liegt am· Verstärkerausgang 60. Die Transistor'en 05 und Q6 werden: durch
einen Schaltungsteil der Bereichsumschaltanordnung 11 gesteuert. Hierzu ist die Klemme 86 an die Steueranordnung
11 angeschlossen. Sie liegt ferner an der Basis des Transistors Q8, dessen Emitter an den Abgriff eines Spannungsteilers
78j- 79 geführt ist. Dieser liegt, zwischen einer
Spannung von +15V und Masse. Der Kollektor des Transistors Q8 steht einerseits über einen Widerstand 80 mit einer
Spannungsquelle von -15V-in Verbindung, außerdem mit der
Basis des Transistors Q6 und schließlich über einen Widerstand
8l mit der Basis des Transistors Q7. Der Emitter des Transistors
Q7 liegt an einer Spannung von -15V, während sein
Kollektor über die beiden Widerstände 82 und 83 an eine
Spannung von +157 angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt der
■beiden Widerstände 82 und 83 steht mit der Basis des Transistors
Q5 in Verbindung. Der Betrieb der Transistoren Q5; und Q6 wird
durch die Spannung an der Klemme S6 gesteuert.. Liegt hier eine
niedrige oder negative Spannung, so wird hierdurch'der Transistor
Q8 leitend. Dies läßt ein relativ positives Potential an den
Basiselektrcrden der Transistoren Q6 und Q7 entstehen. Hierdurch
werden diese leitend. Die Durchschaltung des Transistors Q7
erzeugt ein negatives Signal an der Basis des Transistors Q5>
wodurch dieser ebenfalls durchschaltet. Sind die Transistoren
Q5 und Q6 leitend, so ist der am Verbindungspunkt der beiden
Widerstände 62 und 63 fließende Strom eine Funktion der geweiligen Einstellung des Widerstands 63, Dieser Strom, am ge-
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nannten Verbindungspunkts ist der den unteren Grenzwert bestimmende Ström oder kurz unterer Grenzstromgenannt, welcher
der Eingangsklemme 43 des Verstärkers 42 zugeleitet wird. .
Steigt der Spannungswert an der Klemme 86 an und wird positiv, ."■"■..
so wird der Transistor Q8 gesperrt. Hierdurch gelangt ein nega-;
tives Signal an die Basiselektroden der.Transistoren Q6rniä ;
Q7* so daß diese Transistoren ebenfalls sperren.; Ist der Transistor Q7 gesperrt, so steht ein positives Signal an der Basis
des Transistors „Q;5, welches diesen Transistor/sperrtvv^ind die
Transistoren Q5uTidQ6 gesperrt, so fließt kein Strom düreh die
Widerstände 62 und 63. Damit fließt auch kein unterer Grenzstrom
zur Eingangskiemme Ϊί3 des Verstärkers . .
Das dem Verstärker, parallelgeschaltete integrierende Hüekkopp-vlungsnetzwerk
arbeitet mit den Transistoren QI, ^23 Q3 und Q4.:
Die ,Transistoren Q3 und Q^i sind vorzugsweise Feideffekt transistor en
Die Kollektoren;der Transistoren Ql und Q2 sind an die Aus- \
gangsklemme 60 des Verstärker© 42 angeschlossseii. ICoridensatoren
6k und 65 sind zwischen die Eingangsklemine U3 nnä die Emitter^ ;
elektroden der Tran si st oreii Q2 bzw. Ql eingeschaltet. Der Transistor Q3 liegt parallel zum Kondensator 65 und der Transistor-,-". : :
Qk parallel zum Kondensator 64. Me Basiselektroden der/Tranoistoren
Ql und Q2 sowie die Steuerelektroden_&ev Trarisisturen
Qß und Q4- stehen mit der Be^aichsumschaltanoroaiiiig Ii In ¥er-= -:
bindung. Zu dieseur Zweck ist die Basis des Transistors Ql an :
den Verbindungspunkt der beiden Widerstände 66 und 6f angeschlossen, welche zwischen eine SpannungsQuelle von *15V und. .'d.en·; >
v-Kollektor des Transistors Q9 eingeschaltet sind« Der 'Emitter
des Transistors Q9 ist an eine Spannung von '-ifjV gelegt. Die
Basis des Transistors Q9 steht über den Widerstand 68 mit dem
Kollektor des Transistors QlO In Verbindung. Dieser Kollektor
liegt über einen SpannungsteileF mit den Widerständen 69 xxiiä
70 an einer Spannung von -15V. Der Verblndungspunlct dieser
beiden Widerstände ist an die Steuerelektrode des Transistors
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Q4 angeschlossen. Die Basis des Transistors $10-liegt am
Ausgang des Inverters 84, Mäörenä sein Emitter an den Verbindungspunkt
der beiden Widerstände 73und 74 angeschlossen
ist. Biese bilden einen zwischen-""eine Spannung von +15V und
:Masse eingeschalteten Spanntmgsteilerv Außerdem ist der Verbindungspunkt
an den Emitter des Transistors Q12 angeschlossen,
dessen Basis an der Klemme 65 liegt. Der Kollektor des
Transistors Q12 steht üier die Widerstände-TS tt^d 77 mit
einer Spannung von -15V" in "Verbindung* Der Punkt zwischen
den beiden Widerständen liegt an der Steuerelektrode des
Transistors Q3.Die Basis des Transistors Qil ist über einen
Widerstand 75 an denKollektor des Transistors Q12 angeschlossen. Der Emitter des Transistors QIi liegt an einer Spannung
von -15V> während sein Kollektor über die Reihenschaltung der
beiden Widerstände 71 und 72: eine Spannung,von ■+15V erhält.
■DerVerbindungspunkt der beiden Widerstände 71 und 72 ist an
die Basis des Transistors <&£. angeschlossen.
Im Betrieb liefert die BereiehsumEehaltanordnung 11 ein Signal
an die KlemiLe 85. Dieses gelangt direkt zur Basis Q12 und nach
Inversion im Inverter 84 an die Basis des Tratisistors QlO. Wegen dieser Inversion hat das au «der Klemme 85 stehende Signal in
Bezug auf die Transistoren QlO und Q12 entgegengesetzte Wirkung. Wird beispielsweise der K-leimne 85 ein negatives Signal zugeführt, so wird der Transistor Q12 dürchgeschaltet und der Tran*:
sistor QlO gesperrt. Als Folge.hiervon wirä^ der Transistor QIi
leitend und der Transistor Q9 nicht-leitend. Dies; wiederum hat '
zur Folge, daß die ,Transistoren Q2 und QJ durchgeschaltet und '
die Transistoren Ql und Q4 gesperrt werden. Sind die Transistoren
Q2 Und Q3 leitend, so· liegt der Kondensator SU in Reihe mit dem
Transistor Q2 zwischen Ein- und Ausgang des Verstärkers -42,
wahrend der Kondensator 65 durch den Transistor Q3 kurzgeschlossen
ist» Da weiterhin der Transistor Qlgesperrt ist, fließt
kein Strom zum Kondensator 65^^imd die VRe st ladung Viird über den
,Transistor Q3 abgeleitet. Der Kondensator -64 erhält Strom, weil
der. Transistor Q2 leitend ist ^jind eine Ableitung der Ladungen
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vom Kondensator 64 v;ird dadurch vermieden, daß der Transistor
QiJ gesperrt ist. ' -'■-.- , '-'■'-
Ändert das an der Klemme 8g stehende Signal seinen Zustand^ - ·
so ergibt sieh eine völlig unterschiedliche Betriebsweise:. ■ ;
Beim Auftreten eines positiven Signals an der Klemme 85 wird
der Transistor Q12 sofort gesperrt. Als Folge hiervon werden auch die Transistoren QIl, Q3 und Q4 nichtleitend-. Umgekehrt
wird zur gleichen Zeit ein negatives Signal vom Inverter 84 an den Transistor QlO geliefert. Dieses Signal schaltet den
Transistor QlO durch, mit der Folge, daß auch die Transistoren Q9, Ql und Q4 leitend werden. Nunmehr liegt der Kondensator 65
in Reihe mit dem stromleitenden Transistor Ql zwischen Ein- und Ausgang des Verstärkers 42 und der Kurzschluß des Kondensators
65 über den Transistor Q3 ist aufgehoben. Der Kondensator 64
hingegen liegt nunmehr in Reihe mit einem nichtleitenden Transistor Q2# und der Paralleltransistor Q4 sorgt für eine Entladung
des Kondensators 64. Die Zufuhr eines Signals an die Klemme 85 bewirkt also die wahlweise Einschaltung der Bereiehskondensatoren
64 und 65 zwischen Ein- und Ausgang des Verstärkers 42.. Hierdurch wird der Arbeitsbereich des Integrierverstärkers verändert.
Das Ausgangssignal an der Klemme 6O hat die Form eines Sägezahnes, der bei jeder Bereichsumschaltung auf den Ausgangspegel
zurückkehrt. Das Ausgangssägezahnsignal kann linear oder logarithmisch in Bezug auf die Zeitachse sein. Dies hängt von der
Stellung der Schalter 55 und 56 ab. Außerdem kann die Richtung des Anstiegs durch den Schalter 39 bestimmt werden.
In Figur 3 sind schematisch der logarithmische Umwandler 14, der Ausgangsverstärker 15, die SpannungsVergleichsschaltung l8
und die obere Grenzstromquelle 20 dargestellt. Die Eingangsklemme 60 entspricht der Klemme 60 in Figur 2. Hierüber wird
das Ausgangssignal des Sägezahnintegrators dem logarithmischen Umwandler zugeleitet. Das Signal gelangt parallel an drei
Klemmen des Umschalters 125, welche mit·"Wiederholung"(repeat),
"Einzeln" (single) und "Untere Grenze" (lower limit) bezeichnet
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sind. Die anderen Klemmen des Schalters sind an die "Hand"-Einstellschaltung
(manual) und die "Obere Grenzstrom-Sehaltung"
(upper limit) angeschlossen. Inr Gleichlauf mit dem Schalter 25
wird ein Schalter 124 betätigt, dessen beweglicher Kontaktarm ,
an Masse liegt. Die den Kontakten "Hand", "Obergrenze" -und"Un1tergrenze"
des Schalters 125 entsprechenden Kontakte des Schalters 124 sind miteinander verbunden und an die Klemme 131 angeschlossen,
welche mit der Bereichsumschaltanordnüng 11 in Verbindung steht. Der den Konta'kt "Einzel" des Schalters 125 entsprechende
Kontakt des Schalters 124 :ist über einen Widerstand 149 und der
dem Kontakt "Wiederholung" des Schalters 125 entsprechende Kontakt des Schalters 124 über einen Widerstand 259 mit dem oberen
Grenzstromkontakt des Schalters 125 verbunden. Außerdem ist der
dem Wiederholüngskontakt des Schalters 125 entsprechende Kontakt des Schalters 124 über die Leitung 130 an die Bereichsumschaltanordnung
11 angeschlossen. Die Widerstände 149 und 259 bilden eine Sperrbelastung, für die obere GrenzStromschaltung. Der Kontakt
"Hand" des Schalters 125 ist an ein von Hand einstellbares
Widerstandsnetzwerk angeschlossen. Er liegt an einem Ende eines
Einstellwiderstandes 133, dessen anderes Ende am Abgriff eines
weiteren Einstellwiderstiandes 104 liegt. Der Widerstand 104 ist
zwischen eine Spannungsquelle von +15V und Masse eingeschaltet.
Er dient zur Grobeinstellung, während der Widerstand 133 zur
-Feineinstellung der dem Kontakt "Hand"· des Schalters 125 zugeleiteten
Spannung. Der Kontakt "Obergrenze" des Schalters 125
ist an die obere Begrenzungsschaltung 20 angeschlossen! diese
enthält die beiden zwischen eine Spannung von +15V'und Masse
in Reihe geschalteten Einstellwiderstände 118 und 117. Der Widerstand 118 dient zur Einstellung der dem Widerstand 117
zugeführten Spannung. Der Abgriff des Widerstandes 117 steht
mit dem genannten Kontakt des. Schalters. 125 in Verbindung.. Der bewegliche Kontaktarm dieses Schalters 125 liegt an der Klemme
129s welche an die obere und untere Grenzstromquelle 22 bzw. 23
angeschlossen ist. Der Kontaktarm steht ferner über einen Widerstand
122 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 123
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in Verbindung, Der nicht invertierende Verstärkereingang liegt._.
an Masse. An den Verstärkerausgang ist über einen Widerstand . ^ f
103 ein Meßinstrument 16 angeschlossen, dessen andere,Anschlußklemme auf Massepotential liegt.. Das Meßinstrument zeigt somit
das Ausgangssignal des Verstärkers 123 an. . . ,
Der Verstärker 123 ist mit einem Rüekkopplungsnetzwerk ver- ;
sehen, welches ein kompensiertes logarithniisehes Ausgangssignal
erzeugt* Die Verstärkerausgangsklemme ist beispielsweise über einen Widers.tarid ■ 101 und einen, einstellbaren Widerstand 102
an die Basis des Transistors QI6 angeschlossen. Diese in Reihe...
liegenden Widerstände steuern den Basisstrom für den .Transistor
QI6. Seine Basis ist ferner über einen temperaturabhängigen
Widerstand 99 an Masse angeschlossen* Der Kollektor des Transistors QI6 liegt am Emitter des Transistors Q17, der über
einen Widerstand 95 nach Masse geschaltet ist. Zwischen den
Kollektor des Transistors Q17 und Hasse ist ein Vorspannungs,-netzwerk,
bestehend aus den Widerständen 97 und 96» eingeschaltet,
an deren Verbindungspunkt, die Basis des Transistors Q17 liegt. Dem Kollektor des Transistors Ql? wira eine Spannung von +15V
zugeleitet. Ein mit einem Abgriff versehener Widerstand 98 ist -.
zwischen die Spannung +15V und die Basis des Transistors Ql6 eingeschaltet. Dieser Widerstand erzeugt in Verbindung mit dem
Widerstand 99 die Basisvorspannung für den Transistor QI6. Zwischen dem Kollektor des Transistors Ql? und Masse ist ein Filterkondensator 100 geschaltet.
Der Emitter des Transistors Ql6 ist an die Basis des Transistors
QI5 angeschlossen,-dessen Emitter am invertierenden Eingang des
Verstärkers 123 liegt. Der Kollektor des Transistors Q15 ist mit
dem Emitter des'Transistors Ql4 verbunden,-der ferner über einen
Widerstand 93 nach Masse geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors
Ql1I liegt art einer Spannung von -I5V und ist über einen
Widerstand"94 mit der Basis des Transistors QI5 verbunden. Zwi-.
sehen dem Kollektor des Transistors Qi*! und Masse ist ein Wider-
90 9836/1464
Standsnetzwerk mit den/Widerständen 91 und 92 eingeschaltet,
deren Verbindungspunkt an der Basis des !Transistors Q14 liegt.
Vom Kollektor des Transistors Q1.4 ist ein Pilterkpndensator
90 nach Masse geschaltet. Der Ausgang des Verstärkers 123
ist außerdem an die Klemme LOG des Schalters 35 angeschlossen.
Die Klemme LIN dieses Schalters liegt an Masse. Der bewegliche
Kontakt ist mit denen der Sehalter 126 und 127 gekuppelt. Der
dem LOG-ivontakt entsprechende Kontakt de^ Schalters 126 ist
übe.r den Widerstand 105 mit Masse verbunden. Der dem LIN-Kontakt
entsprechende Kontakt des Schalters"126 liegt" am Kontaktarm
des Schaltern 125. Der dem LOG'-Kontaict entsprechende Kontakt
des Schalters 127 steht mit der Klemme 128 in Verbindung,
der von der Bereichsumsehaltanordnung Il eineVerschiebe^ oder
Offsetspannung zugeführt wird. Der dem LIN-Köntakt entsprechende
Kontakt des Schalters 127 liegt an der Ausgangsklemme 17 des Verstärkers
IO9. Der Kontaktarm des Schalters 126 ist mit dem -nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 109 verbunden und
der Kontaktarm des Schalters 127 mit dem invertierenden Verstärkereingang.
Der Kontaktarm des Schalters 35 steht über einen Einstellwiderstand.134 und einen Festwiderstand 107 mit
dem- invertierenden Eingang des Verstärkers 109 in Verbindung.
Der Rückführungswiderstand 108 ist zwischen die Ausgangsklemme
17 und den invertierenden Eingang des Verstärkers 109 eingeschaltet. Die Ausgangsklemme 17 führt das Sägezahnsignal.
Vom Kontaktarm des Schalters 125 ist ferner ein Spannungsteiler
121, 120 nach Masse-gescheitet. Der Verbindungspunkt der beiden
Widerstände liegt an der; Basis des in Emltterfolges ehalt ung
betriebenen 'Transistors Q52, Der Emitter des Transistors ist
mit dem niehtinvertierenden Eingang des Verstärkers 110 in
der Spannungsvergleichsschaltung 18verbunden. Der invertierende
Eingang des Verstärkers ist Über einen Filteikondehsator 119
an Masse und ferner an die Basis des in Emit-fcerfolgeschaltung
/betriebenen Transistors Q53 angeschlossen.V X?er Emitter des
"Transistors Q52 ist über den Widerstand i?8 mit einer Spannungs-
909036/1414
quelle -V verbunden. In der gleichen Weise ist der Emitter
•des Transistors Q53 über einen Widerstand an eine Spannung -V gelegt. Die Kollektoren der Transistoren Q52 und Q53
sind an eine Spannung von +15V-angeschlossen. Die Basis des
Transistors Q53 ist einerseits an den Kollektor des Transistors
Ql8 und andererseits an den Emitter des Transistors. Q19 angeschlossen, dessen Kollektor über einen Widerstand 135 mit ,dem
Abgriff des Widerstandes 117 in der oberen Grenzstromschaltung· 20 in Verbindung steht. Außerdem ist der Kollektor des Trän-"
sistors Q19 über einen Widerstand 112 nach Masse geschaltet. Die Basis des Transistors Q19 steht über einen Widerstand 111
mit der Klemme K eines Vielfachschalters 700 in Verbindung, weleher
einen Teil der Bereichsumschaltanordnung 11 bildet. -
Die Basis des Transistors Q18 ist über einen Spannungsteiler
mit den Widerständen 113 und 11*1 an Masse angeschlossen. Der
Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände ist an die Klemme L des Schalters 700 (vgl. Figur- 7)- geführt. Der Emitter des Transistors Ql8 ist an eine aus den Widerständen 116,.. 136 und 115
bestehende Vorspannungsquelle angeschlossen,· welche zwischen einer Spannung von +15V und Masse eingeschaltet ist. Der Abgriff
des Widerstandes 136 ist an den Emitter des Transistors Ql8 angeschlossen.
. . -
Im Betrieb des logarithmischen Umsetzers wird ein Signal Üe
über den Widerstand 122 dem Verstärker 123 zugeleitet. Es entsteht ein Strom durch den Widerstand 122, dessen Größe der Eingangsspannung geteilt .durch den Widerstandswert des Widerstands
122 entspricht. Diese Beziehung ergibt sich, sofern der Punkt
137 der Summierpunkt des Verstärkers Ist und-scheinbar auf Masse
liegt. Im.Idealfa.il fließt in, den Verstärker .123 kein Strom.
Demzufolge muß der Eingangs strom I- .durich denWiderstand; 122 -auch
über den Transistor Q15 fließen:und:dessen Emitterström I^ gleich
sein. Dieser Emitter strom erzeugt eine Baisls--Emitt Urspannung am
Transistor1QlS, welche dem Lqgartthmus.-des Emitterstroms Ig pro*'
portional ist. ,_ '
909836^f
Der Transistor Ql6 und der Widerstand 9k bilden eine Emitterfolgeschaltung.
Der Transistor Ql(S ist dabei derart vorgespannt, daß er einen Emitterstrom IE2 erzeugt, dessen GrcBe
dem maximalen Eingangsstrom I entspricht. Der Emitterstrom
IE2 ist wesentlich größer als der vom Transistor Q15 erzeugte
Basisstrom Ig1. Wenn sich somit der Eingangs st rein T und auch
die Basis-Emitterspannung des Transistors Q15 ändert, bleibt die Basis-Emitterspannung für den Transistor Ql6 praktisch "
konstant.'Die Vorspännungserseugung erfolgt durch mehrere Widerstände
und die Transistoren Ql^ bis Q17 entsprechend.
Die Transistoren Q15 und Ql6 sind so ausgesucht, daß sie praktisch
die gleiche Basis-Emitterspannung haben, sofern die Emitterströme
gleich sind. Deshalb wird bei maximalen Eingangsstroin
die Basis-Emitterspannung des Transistors Q15 durch die Easis-Emitterspannung
des Transistors Ql6 aufgehoben,und der Punkt befindet sich praktisch auf Hull-Potential. Ist der Eingangsstrom kleiner als der maximale Strom, so ist die Basis-Enitterspannung
des Transistors Ql6 größer als die des Transistors Q15,
so daß die Spannung am Punkt 139 der Differenz zwischen diesen beiden Spannungen entspricht. Da die Änderung der Basis-Eniitterspannung
des Transistors Q15 dem Logarithmus des EingangsStroms
proportional ist,ist auch die Spannung am Punkt 139 dem Logarithmus
des Eingangsstromes proportional.
Die Spannungsänderung am Punkt 139 in Abhängigkeit von Änderungen
des Eingangsstromes verursacht eine StrUmänderung I^ im
Widerstandsnetzwerk 101, 102. Diese Stromänderung wird durch das Verhältnis der Spannungsänderung am Punkt 139 dividiert
durch den Widerstandswert des temperaturabhängigen Widerstands
99 bestimmt. Diese Stromänderung in den Widerständen 101 und 102 erzeugt eine Ausgangsspannungsänderuns ü„ an Ausgans des
Verstärkers 123. Diese Änderung hängt vom Verhältnis der Widerstandswerte
des Widerstands 99 zu denen der Widerstände 101 und
•102 ab. Demzufolge ergibt sich die Arbeitsgleichung dieser
9093.367 1-464
Schaltung zu
* .Kl - log -^- +■ K2
Hierin bedeutet U die Ausgangsspannung.-
Rp den Gesamtwiderstand der Widerstände 101
und 102,
Rm den Widers-tand 99, Re den Eingangswiderstanü 122 und
. ; U die Eingangsspannung.
r Kl und K2 sind von den Betriebsbedingungen des Transistors
Q15 abhängige Konstanten und ,.das J'iinus-Zeiehen gibt an, daß
der Verstärker 123 das Eingangssignal invertiert. Um negativ
■ ""■■'"/-.-■■■"■-
gerichtete Eingangssignale verwenden zu können, nüßte die Polarität der Transistoren im Rückkopplungsnetzwerk geändert werden.
Die Transistoren Q15 und Q16 sind sorgfältig derart ausgewählt.,--;
daß bei maximalem Eingangsstrom ihre Emitterströme und. auch ihre
Basis-Emitterspannungen gleich sind. Pas bedeutet im Falle I =
1El t>ei>in<:iet sich der Punkt 1J9 auf Massepotential., so daß
sich der Widerstand 99 in Abhängigkeit von der Temperatur ändern
kann. Da keine Spannung am Widerstand 99 steht, entsteht auch
ι keine Stromänderung und, ^dernzufo.lge ändert sich die "'Ausgangs--,
spannung des Verstärkers 123 nicht. Da ferner die Transistoren
Q15 und Ql6 angepaßt sind, SfncL,.auch ihre Teir.pex-aturkoeffizienven
gleich und die hierdurch hervorgerufenen Änderungen heben sich ■
gegenseitig auf. '
Ist der Eingangsstrom'Ia kleiner als der vorgegebene Emitterstrom des Transistors Ql6, so wirct/der Temperaturkoeffizient
des Transistors Q15 größer als der des Transistors Ql(S. Unter
diesen Umständen erscheint bei Teriperäturänderungen eine
909836/U6A
Spannungsänderung am Punkt 139- Ein Anstieg der Temperatur
führt zu einen mehr positiven Potential am Punkt 139· Der Widerstand 99 ist derart gewählt, daß er einen positiven
Temperaturkoeffizieriten hat, der sich proportional zur Spannung am Punkt 139 ändert. Bei geeigneter Wahl des Temperaturkoeffizienten
ergibt sich somit keine Änderung des Stromes durch die Widerstände 101 und 102 und demzufolge
keine Änderung der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der
Temperatur.
Das Eingangssignal wird dem Verstärker 123 über die Kontakte
des Schalters 125 von der Klemme 60 zugeleitet. Befindet sich der-Schalter 12.5 in einer der Stellungen "Wiederholung",
"Einzel" oder "Untere Grenze", so wird dem Verstärkereingang das Sägezahnsignal zugeleitet. Ist hingegen der Schalter
in der Stellung "Hand", so wird-das Eingangssignal für· den
Verstärker 123 durch die Widerstände 104 und 133 bestimmt. Durch Grobeinstellung mittels des Widerstandes 104 und anschließende.
Feineinstellung mit Hilfe des Widerstandes 133 läßt sich das Eingangssignal einstellen. In ähnlicher* Weise
ist eine Einstellung durch den Stromkreis 20 für die obere Grenze möglich. Der Widerstand 118 wirdso eingestellt, daß
ein geeigneter Spannungsabfall am Widerstand 117 entsteht. Der
Widerstand 117 verstellt und liefert eine geeignete'Spannung
an den Kontakt "Oberer Grenzwert" des Schalters 125· Der Kon- :
taktarm des Schalters 125 ist an die Klemme 129 angeschlossen,
wodurch jedes der Signale zu den Strom-quellen gelangt. Der
Kontaktarm des Schalters 124 ist an Kasse angeschlossen und wird im Gleichlauf mit dem Schalter 125 betätigt. Die Kontakte
beider Schalter sind einander zugeordnet und in der oben beschriebenen Weise miteinander verbunden, sowie an die Leitungen
130 und 131 zur Bereithsunschaltanordnung angeschlossen. Je nach
der mit Hilfe" des* Schalters 125 "eingeschalteten Betriebsweise,"
erhalten bestimmte Klemmen 'der Bereichsumschaltanordnung NuIl-Potential,
-·:■·.■>:. · - :-'-
909836/Ηβ4
Der Verstärker 109 ist Teil des Ausgangsverstärkers 15 und
ist mit seinen Eingangsklemmen an die Schaltarme der Schalter 35, 126 und 127 angeschlossen. Bei linearem Betrieb ist der
Schalter 35 auf Masse gelegt. Der Schalter 127 verbindet den
Verstärkerausgang mit dem invertierenden .Verstärkereingang
und bildet einen kurzgeschlossenen Rückkopplungskreis. Der
.Schalter 126 erhält die Ausgangssignale des Sägezahnintegrators
12. Er gibt sie unmittelbar an den nichtinvertierenden Eingang
des.Verstärkers 109 weiter. Wird stattdessen die Schaltung auf
logarithmischen Betrieb umgeschaltet, so erhält der invertierende Eingang des Verstärkers 109 über den Schalter 35 ein vom Verstärker
123 erzeugtes logarithmisches Ausgangssignal. Dieses
wird mit der über die Leitung 128 und den Schalter 127 zugeleiteten
Verschiebespannung sum-miert. Um ein kontinuierliches
Ausgangssignal zu erzeugen, liefert die Bereichsumschaltanordnung
11 am Ende jedes Bereiches eine Verschiebe- oder Vorspannung. Der invertierende Eingang des Verstärkers 109 ist über den
Schalter 126 und den Widerstand 105 bei logarithmischem Betrieb an Masse angeschlossen. Aufgrund dieser Verhältnisse arbeitet
der Verstärker 109 bei logarithmischem Betrieb als invertierender logarithmischer Verstärker. Bei Linearbetrieb arbeitet er als
nichtinvertierender linearer Verstärker mit dem Verstärkungsgrad Eins. Das vom Verstärker erzeugte Ausgangssignal liegt an
der Klemme 17. Der Operationsverstärker dient also einerseits
zur Auswahl eines linearen oder logarithmischen Verlaufs der Sägezahnspannung und andererseits als Trennverstärker für die
Weitergabe des Ausgangssignals an die Klemme 17.
Die Spannungsvergleichsschaltung 18 enthält einen Verstärker
110, dessen nichtinvertierender Eingang über die Emitterfolgestufe Q52 an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände 120
und 121 angeschlossen ist. Das dem Verbindungspun.kt abgewandte
Ende des Widerstandes .121 ist an den Kontaktarm des Schalters
125 angeschlossen und erhält die gleichen Signale wie der Verstärker
121, Der invertierende Eingang des Verstärkers 110 ist
90 9 836/146 4
über einen Filterkondensator 119 mit Masse verbunden und außerdem über eine Emitterfolgestufe Q53 an Bezugsspannungen
angeschlossen, die getrennt· gesteuert und zugeführt :
werden. Die erste Spannungsquelle ist dem oberen Grenzwert—
Steuerkreis 20 zugeordnet und enthält den Transistor Q19·
Dessen Basis ist an den Kontakt K des Schalters 700,in Figur
7 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors Ql 9. ist einerseits
über einen Widerstand 135 an den Abgriff des Widerstands
117 und andererseits über einen Widerstand 112 an Masse angeschlossen.
Wird der Transistor Q19 durch ein Signal an der
Klemme K durchgeschaltet, so wird das Steuersignal der oberen Begrenzerschaltung über den Emitter des Transistors Q19 und
die Emitterfolgestufe Q53 an den nichtinvertierenden Eingang
des Verstärkers 110 gelegt.
Ist stattdessen der Transistor QlS leitend geworden aufgrund
eines entsprechenden Signals an der über den Widerstand 113
an die Klemme L das Mehrfächschalters 700 angeschlossenen
Basis · dieses Transistors, so wird das Kollektorpotential
dieses Transistors Ql8 über die Emittei-folgestufe Q53 dem invertierenden
Eingang des· Verstärkers 110 zugeleitet. Die Klemmen K und L des Schalters 700 sind derart angeordnet, daß sie
augenblicklich Signale entgegengesetzter Polarität liefern und somit immer nur einen der beiden Transistoren Q18 oder Q19 einschalten.
Demzufolge wird das dem invertierenden Eingang des Verstärkers 110 zugeführte Signal entweder durch die obere
Strombegrenzungsschaltung 20 oder durch eine programmierbare
Schaltung mit dem Transistor Ql8 und dem zugehörigen Spannungsteiler gesteuert.
Die den Eingängen des Verstärkers 110 zugeführten Signale werden in ihrer Amplitude verglichen. Ist das dem nichtinvertierenden
Eingang »zugeführt e Signal größer als das Bezugspotential, so ändert das Ausgangssigna^der Vergleichsanordnungjseinen Zustand.
In der bevorzugten Ausführungsform, schaltet das Signal zwischen
909 8 36/ U6:4
Masse und einem positiven Potential um. Dieses Signal wird :.
der Klemme 132 zugeleitet, die den einen Eingang des Steuergatters
in der Bereichsumschaltanordnung 11 bildet, (vgl. Figur 6). Dieses Signal ermöglicht eine Änderung des Bereiches :.
des in Figur '2 gezeigten Sägezahnintegrators. Es steuert das
der Klemme 85 zugeleitete Signal und damit die Betriebsweise
der hierdurch beeinflußte Schaltkreise.
Figur 4 zeigt schematisch das Schaltbild des spannungsgesteuerten
Dreieck-Wellengenerators 24, der oberen Stromquelle 22,
der unteren Stromquelle 23, der Spannungsveigleichsschaltung
29 mit ihrer Bezugsspannungsquelle 19 und des Synchronisier-;
Verstärkers 30. Der Dreieckgenerator 24 enthält einen Verstärker l42, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand l44 mit Masse verbunden ist. Der invertierende Eingang
ist über den Widerstand 22 an die mit dem Kontaktarm des ..'"■■.-....
Schalters 125 verbundene Klemme 129 angeschlossen (vgl.Figur3).
Der Widerstand 22 dient zugleich als obere Stromquelle, Vielehe
einen positiven Strom vom Sägezahnintegratcr oder von der IIi:ndeinstellvorrichtung
an den Eingangssuiiimierpunkt des Verstärkers
172 liefert. Die Kondensatoren I67, I68 und 16^ sind jeweils
mit einer Klemme an den invertierenden Eingang des Verstärkers 172 angeschlossen.Die andere Belegung des Kondensators 167 ist
unmittelbar mit dem Ausgang des Verstärkers 172 verbunden. Die Kondensatoren I68 und 169 sind über je einen Transistor Q23 bzw.
Q24 an den Verstärkerausgang angeschlossen. Die Basiselektroden beider Transistoren sind an die Klemmen 173 bzw. 174 geführt, ,
welche mit der in Figur 6 dargestellten Bereichsauswahlschaltung
11 in Verbindung stehen. Der Ausgang des Verstärkers'172 ist an
den Schalter I66 angeschlossen, der ein Dämpfüngsschalter ist; '
zum Zwecke der Steuerung der Ausgangsfrequenz der Schaltung24,
Der Widerstand I65 ist zwischen den Schalter 166 und Masse eingeschaltet und stellt den minimalen Widerstandswert für die Äusgangslast
dar» Der Kontaktarm "des Schalters 166 ist. an;'die .Klemme
164 angeschlossen, welche die -Ausgangsklemme des Dreieckgene-
909 8 367148
rators bildet. Sie steht ferner über einen Widerstand 162
mit dem invertierenden Eingang eines Verstärkers 163 in der
Vergleichsschaltung 29 in Verbindung. Die Bezugsspannungsquelle 19 umfaßt einen Spannungsteiler nit den Widerständen
159 und 158, die in Reihe zwischen eine Spannung von -15V
und Masse eingeschaltet sind. Durch Verändern des Widerstandes 15"8 läßt sieh die Bezugsspannung einstellen. Der
Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen I58-und
159 ist über ein Kcppelnetzwerk, bestehend aus dem Widerstand
160 und den Filterkondensator I61, an den nichtinvertierenden
Eingang des Verstärkers I63 angeschlossen. Das Rückkopplungsnetζwerk enthält den Widerstand 157, den Einstellwiderstand 156 und einen Transistor Q21 und ist zwischen
den Ausgang des Verstärkers I63 und das Koppelnetzv/erk am
nichtinvertierenden Eingang eingeschaltet. Der Transistor Q21 ist derart geschaltet, daß er bei positivem Ausgangssignal des Verstärkers 163 leitend ist und damit eine positive Spannung an den Verbindungspunkt der Widerstände 159
und 158 legt. Hierdurch gelangt eir positives Signal an den nichtinvertitrenden Eingang des Verstärkers I63. Der Verstärkerausgang
ist ferner an die untere Stromquelle 23 angeschlossen. Dies geschieht über ein Kcppelnetzwerk mit den Widerstand
und dem Filterkondensator 15*1 zur Basis des Transistors Q22,
dessen Kollektor über einen Widerstand 152 an eine Spannung von -15V angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors Q22
liegt an Masse. Der Kollektor des Transistors Q22 ist ferner mit der Basis eines Feldeffekttransistors Q2O verbunden, dessen
Quellelektrode über einen Widerstand 1'I5 an den invertierenden '
Eingang des Verstärkers 132 angeschlossen ist. Die Senkenelektrode
des; Transistors Q20 sieht über einen Einstell'widerstand
147 und einen Festwiderstand 146- mit dem Ausgang des Verstärkers
l40 in Verbindung. Der nichtinvertierende Eingang dieses Verstärkers
liegt über den Widerstand I1Il an Masse. Ein Rückkopplungswider
stand 1^2 ist zwischen:.den Verstärkerausgang und den
invertierenden Eingang eingeschaltet. Dieser Eingang ist ferner'
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1004996
über einen Widerstand 1*13 an die Klemme 129 angeschlossen.
Der Ausgang des Verstärkers 163 ist über einen Widerstand
153 an die Basis des Transistors Q25 angeschlossen, dessen · Emitter an Masse liegt, während sein Kollektor über den
Widerstand 115 eine Spannung von +5V erhält. Außerdem ist
der Emitter an den invertierenden Schalteingang eines monostabilen Multivibrators 177 angeschlossen, dessen Ausgang
an der Basis des Transistors Q27 liegt. Der Emitter des
Transistors Q27 steht einerseits über einen Widerstand 183
mit Masse in Verbindung und ist außerdem über einen Kondensator 151 an den Synchronisierausgang 32 angeschlossen. Die
Kollektorelektrode des Transistors Q27 liegt an einer Spannung von +5V.
Der Verstärker 172 ist ein Operationsverstärker, der als
Integrator verwendet wird. Die Rückkopplungskondensätoren 167, 168 und I69 werden durch die Bereichsumschaltanordnung
gemäß Figur C gesteuert. Die normalerweise den Klemmen 173
und ΠΗ zugeführten Signale bewirken, daß die Transistoren
Q23 und Q24 gesperrt sind. Demzufolge ist anfänglich nur
der Kondensator I67 in den Rückkopplungskreis eingeschaltet.
Wird später von der Bereichsumschaltanordnung der Klemme,173
oder 174 ein Signal zugeführt, so wird der zugeordnete Transistor leitend und damit der entsprechende Kondensator in
den Rückkopplungskreis eingeschaltet. Wird dann ein geeignetes Signal der anderen der beiden Klemmenzugeleitet, so
werden auch der andere Transistor und der andere Kondensator
eingeschaltet. Auf diese Weise werden die drei Kondensatoren
der Reihe nach in den Rückkopplungskreis eingeschaltet und steuern das vom Verstärker 172 an den Schalter 166 gelieferte
Ausgangssignal. Der Schalter 166 ist ein Dämpfungsschalter
mit vorgegebenen WiderstandsVerhältnissen. Der gewünschte
Multiplikationsfaktor wird durch Verstellen des Kontaktarms
des Schalters I66 eingestellt. Das ausgewählte Signal wird
909836/im
an den Ausgang 164 des Dreieckgenerators 24 weitergegeben.·
Ferner gelangt es über den Widerstand 162 zum invertierenden
Eingang des Verstärkers 163, dessen anderer Eingang eine geeignete Bezugsspannung erhält» Nimmt man an, daß
anfänglich das über den Widerstand l62 zugeleitete Dreiecksignal negativ gerichtet ist, so liefert die Quelle 19 ein
negatives Bezugspotential. Ist das Eingangssignal gleich dem Bezugssignal, so liefert der Verstärker I63 ein Ausgangssignal,
welches beispielsweise zwischen -1 und +4V liegt. Dieses Signal wird der unterenGrenzstromquelle 23 zugeleitet
und bewirkt, daß das Ausgangssignal auf einer, positiven Anstieg umgeschaltet wird. Auf diese Weise wird der negative
oder untere Grenzwert des Dreiecksignals bestimmt.
Ferner wird das positive Ausgangssignal des Verstärkers 163
über den Transistor Q21 an den nichtinvertiGrenden Eingang dieses Verstärkers gelegt. Hierdurch entsteht ein neues
positives Bezugssignal.· Erreicht das Eingangssignal den
Pegel des neuen Bezugssignals, so schaltet der-Verstärker
erneut um und erzeugt ein Signal niedrigen Pegels. Diese
Signaländerung schaltet die untere Grenzstromquelle ein und bewirkt, daß der Verstärker 172 eine negativ gerichtete Sägezahrikurve
erzeugt. Auf diese Weise sind der obere und der untere Grenzwert der Rechteckwelle bestimmt.
Die obere Grenzstromquelle enthält einen Widerstand 22, der
den Strom von der Eingangsklemme 129 zum Verstärker 172 bestimmt.
Dieser Strom wird als Eingangsstrom I bezeichnet.
Der Verstärker 172 ist ein invertierender Integrator, so daß
bei Zufuhr eines positiven Eingangssignals eine negative
Sägezahnspannung als Ausgangssignal entsteht. Erreicht die -vom Verstärker 172 erzeugte Ausgangsspannung das von der
Bezugsspannungquelle 19 erzeugte Potential, so schaltet der
Verstärker 163 beispielsweise auf ein positiv gerichtetes Signal um. Dieses schaltet den Transistor Q22 ab, wodurch
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ein negatives Signal an die Basis des Transistors Q20 gelangt und diesen durchschaltet. Demzufolge fließt ein Strom
Ip in negativer Richtung in den Summierpunkt an Eingang des
Verstärkers 172. Da der Verstärker 140 einen Verstärkungsfaktor von -1 hat, ist bei geeigneter Auswahl der Widerstände
146 und IM? die Größe des Stromes I2 gleich dem zweifachen
Wert des Stromes Ig. Dies bedeutet, daß der Strom durch das
den Verstärker 172 zugeordnete Rückkopplungsnetzwerk gleich
-I . Demzufolge ist das vom Verstärker 172 gelieferte Ausgangssignal ein positiver Sägesahn, der bei der negativen Bezugsspannung der Vergleichsschaltung beginnt. Sobald dieser positive
Sägezahn das neue positive Bezugspotential an der-Vergleichsschaltung
erreicht, schaltet diese um und es wird erneut ein
negatives Signal an die untere Grenzstronquelle gelegt. Dieses
negative Signal schaltet den Transistor Q22 durch, so daß die
Steuerelektrode des Feldeffekttransistors Q20 naeh Masse
kurzgeschlossen wird. Hierdurch sperrt der Transistor Q20 infolge des negativen Signals an seiner Steuerelektrode und der
Strom Ip wird zu Null. Damit ist der Anfangszustand wieder erreicht.
.· ■
Das Ausgangssignal des Verstärkers .16.3-"wird ferner dem Synchronisierverstärker 30 zugeleitet. Bei jeder Spitze der
Dreieckwelle liefert der Verstärker I63 eine Vorder- oder
Rückflanke einer Rechteckwelle. Dieses Signal kann zur Erzeugung eines Ausgangssignals benutzt werden, um hiermit
externe oder periphere Geräte zu synchronisieren. Die Rechteckschwingung, welche zwischen -IV und +1V hin- und herschwingt y wird über den Widerstand 153 der Basic des" Transistors
Q25 zugeleitet, welcher als invertierender Transistor den Pegel der Rechteckschwingung verschiebt. Er liefert
ein Signal zwischen 0 und >5V an den Schalteingang des monostabilen
Multivibrators 177, der als integrierte Schaltung aufgebaut sein kann und ein Ausgangssignalzur Verfügung
stellt mit einer Dauer von etwa 5^us. Dieses wird d^i- Emitter-
909836/1404
-. 27 -
folgeschaltung mit dem Transistor Q27 zugeleitet, welche
eine"niederohmige Treiberstufe darstellt. Sie ist mit dem
Synchronisierausgang 32 über einen Koppelkondensator 151 verbunden. Wie bereits erwähnt, ist das Ausgangssignal des
Verstärkers 163 eine Rechteckschwingung, deren Spitzenwerte bei -IV und +*iV liegen. Moistens ist eine symmetrische Ausgangsimpulsfolge
erwünscht. Die vom Verstärker 163 erzeugte Impulsfolge wird deshalb über die Ausga'ngsklemme 201 einem
Ausgangsverstärker 26 zur weiteren Verarbeitung zugeführt.
Figur 5 zeigt schematisch den Sinusumformer 34 sowie im einzelnen
den Ausgangsverstärker 26,, die Dämpfungsschaltung 27
und den Rechteckgenerator 150. Die Dreieckwelle wird über die Klemme 164 zugeführt, die wahlweise über den Schalter 184 und
den Widerstand 204 an den Sinusumformer 34 anschließbar ist.
Die Klemme 164 ist außerdem mit dem einen Kontakt des Schalters 185 des Ausgangsverstärkers 26 verbunden. Einzelheiten des
Sinusumformers 34 sind beispielsweise in der ÜSA-Patentan^eldung
660 819 beschrieben. Er umfaßt einen Umformer-Verstärker 170,
eine Begrenzerschaltung 171 und eine Filter- und Anschlußsehaltüng
180. Der Verstärker läßt beim Vorhandensein eines Eingangssignales die gewünschte Beziehung "zwischen Eingangs- und Ausgangssignal
entstehen. Außerdem kehrt er das Eingangssignal um. Der Begrenzer
trennt die Spitzen der Dreieckwelle ab und unterdrückt dadurch die fünfte und siebente Harmonische. Die abgeschnittenen ■
Signale werden dann der Filterschaltung zugeleitet, die eine sinusförmige Ausgangsspannung erzeugt. Eine Sinuswelle läßt sich
beispielsweise dadurch erzeugen, daß man einen Feldeffekttransistor längs eines praktisch sinusförmigen Teils seiner Kennlinie
aussteuert. Die Sinuswelle wird über die Leitung 18.1'einem Kontakt
des Schalters 186 zugeführt. Die Dreieckwelle gelangt zu
einem Kontakt des Schalters 184 und die Rechteckschwingung von der Klemme 201 der Figur 4 an den entsprechenden Kontakt des
Schalters I87. Die Rechteckwelle an der Klemme 201 ist unsymmetrisch
und
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schwankt beispielsweise zwischen +5V und -IV. Zur Erzeugung
einer symmetrischen Rechteckschwingung wird diese vom Schalter 187 an eine bilaterale Schalteinheit 150 geführt.. Das Eingangssignal
gelangt zur Senkenelektrode des Peldeffekttransistors Q28, dessen Steuerelektrode an den Verbindungspunkt des Widerstandes 194 mit der Kathode der Zenerdiode 195 angeschlossen
ißt. Die Anode der Zenerdiode liegt an Masse, während die
andere Seite des Widerstandes 194 eine Spannung von +15V
erhält. Die an der Steuerelektrode des Peldeffekttransistors
Q28 stehende Spannung beträgt +5V. Erreicht das Eingangssignal +5V, so wird der Feldeffekttransistor Q28 durchgeschaltet und
läßt über die Widerstände 198 und 197 einen Strom zu einer negativen Spannungsquelle und durch die Widerstände 200 und
199 zum Eingang des Verstärkers 26 fließen. Beträgt das Eingangssignal -IV, so wird der Feldeffekttransistor Q28 gesperrt.
Eine durch den Widerstand 197 und die Zenerdiode 202 erzeugte
negative Spannung liefert dann einen Strom umgekehrter Polarität durch die Widerstände 197, 1?8, 199 und 200 an den Verstärker
26. Der Widerstand I98 ist derart eingestellt, daß die vom Verstärker 26 erzeugte Rechteckschwingung symmetrisch
ist.
über die miteinander gekoppelten Schalter 184 bis I88 wird
dem Verstärker 26 wahlweise entweder eine Sinusspannung, eine. Rechteckspannung oder eine Dreieckspannung zugeleitet.
Die Koppelwiderstände I90, 1-9:2, 193, 200 und 199 sorgen für
einen geeigneten Verstärkereingangsstrom. Die Widerstandsnetzwerke 190 bzw. 192, 193 und 200, 199 sind ferner gemeinsam an die Basis des Transistors Q39 angeschlossen. Zwischen -~
eine Spannung von +22V und den Kollektor des Transistors Q39 ist ein Widerstand 232 eingeschaltet, während der Emitter
über die Serienschaltung zweier Widerstände 233 ,und 235 an
eine Spannung von -22V gelegt ist.Der Transistor Q40 bildet
mit dem Transistor Q34 einen Differentialverstärker. Der Widerstand 236 ist zwischen die Spannung von +22V und den KollektQr
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des Transistors Q.4O eingeschaltet. Zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände 233 und 235 und dein Emititer des
Transistors Q40 liegt ein Widerstand 234. Ein Spannungsteiler,
bestehend aus den Widerständen 237» 238 und 239s liegt .-zwischen
einer Spannung von +15V und -15V. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände 237 und 238 ist über den Widerstand 21Il an
Masse angeschlossen, während der Verbindungspunkt der Widerstände 238 und 239 über einen Widerstand 2.4.0 ebenfalls an Masse
liegt. Die Basis des Transistors Q40 liegt am-Abgriff-des' Widerstandes
238.
Auch die Transistoren Q4l und Q42 bilden einen Differentialverstärker.
Die Emitter der beiden Transistoren sind über einen Widerstand 2*12 an eine Spannung von +22V angeschlossen. Die
Basis des Transistors Q41 ist mit dem Kollektor des Transistors Q39 und die Basis des-Transistors Q42 mit dem Kollektor des
Transistors Q40 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q4l liegt über einen Widerstand 21I1I an einer Spannung von -22V.
Der Kollektor des Transistors Q42 liegt über einem Seriennetzwerk mit einer Diode 243 und einem Widerstand 245 an einer
Spannung von -22V. .·
Die Transistoren Q4.3 und Q44 bilden eine G.egentaktausgangsstufe»
Die Basis des Transistors Q43 liegt am Verbindungspunkt
des Kollektors des Transistors Q42 mit der Anode der Diode 243,
die Basis des Transistors Q44 ist an die Kathode der Diode 243 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors Q44- ist über einen
Widerstand 249 an eine Spannung von -22V angeschlossen und Über einen Kondensator '247 nach M$sse. geschaltet. Der Kollektor des
Transistors Q43 ist über den Widerstand 248 an eine Spannung von +22V und über einen Kondensator 246 an Masse angeschlossen.
Die Emitter der beiden Transistoren Q43 und Q44 sind miteinander
verbunden und an die eine Klemme eines Rückkopplungswiderstandes
250 angeschlossen,dem ein Kondensator 182 parallelgeschaltet ist.
Die andere Seite des Widerstandes 250 und des Kondensators 182
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ist mit der Basis des Transistors Q39 verbunden. Diese Art
von Rückführungsnetzwerk bewirkt eine Gegenkopplung. ·
Der als Dämpfungsglied dienende Einstellwiderstand 27 ist . zwischen Masse und die miteinander verbundenen Emitteranschlüsse
der beiden Transistoren Q43 und QHH eingeschaltet.
Ein Widerstand 511 liegt zwischen dem Abgriff des Dämpfungswiderstandes 27 und der Ausgangsklemme 28. Durch Verstellen
des Abgriffes kann das vom Verstärker 2β erzeugte Signal in
der gewünschten Weise reduziert werden.
Im Betrieb wird ein sinus-jdreieck- oder rechteckförmiges
Signal über die entsprechenden Koppelwiderstände der Basis des Transistors Q39 zugeleitet. Die Basis des Transistors
Q1JO liegt auf praktisch konstantem Potential, welches durch
die Stellung des Abgriffes am Widerstand 238 bestimmt wird.
In Abhängigkeit von der Größe des der Basis zugeführten
Signals wird der Transistor Q39 mehr oder weniger leitend.
'Ein positives Signal an der Basis dieses Transistors vergrößert den Stromfluß. Aufgrund der Differentialschaltung wird
demzufolge der Stromfluß durch den Transistor Q1JO verkleinert,
der Transistor also weniger leitend. Je mehr der Transistor
Q39 leitend wird, umso negativer wird das Potential an seinem Kollektor, welches zur Basis des Transistors QHl gelangt. Umgekehrt wird das Potential am Kollektor des Transistors Q40
umso positiver, je weniger dieser Transistor leitend wird. Dieses Kollektorpotential gelangt zur Basis des Transistors ;
Q1IS. Diese Signale haben zur Folge, daß der Transistor Q1Il
immer mehr durchschaltet und der Transistor QH2 immer mehr
sperrt. Wenn der Transistor Q*J2 weniger durchlässig wird,
verringert sich auch der Stromfluß durch die Diode 243 und ^
den Widerstand 245. Der Spannungsabfall an diesen Elementen
wird deshalb verringert, wodurch die Spannung an den Basiselektroden der Transistoren QHj und QHH immer negativer wird..
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Die negative Spannung verringert den Stromfluß durch den Transistor Q'4~5 und vergrößert den Stromfluß durch den Tran- ,
sistor Q*Uis welcher das Ausgangssignal an der Klemme 28
negativer werden läßt. Dieses negative Signal wird über den Widerstand 250 und den Kondensator 182 an die Basis des
Transistors Q39 gelegt, der anfänglich ein positives Signal erhielt. Diese Gegenkopplung reduziert den Verstärkungsfaktor
des Verstärkers und macht den Verstärker stabiler.
Der umgekehrte Zustand ergibt sich, wenn der Basis des Transistors
Q39 ein negatives Signal zugeleitet wird. Er wird hierdurch weniger leitend und demzufolge wird die Leitfähigkeit
des Transistors Q4O erhöht. Die hierdurch den Transistoren
und Qll2 zugeleiteten Signale bewirken, daß der Transistor
in höherem Maße leitend und der Transistor Q4l mehr gesperrt
wird. Infolge des Stromflusses durch den-Transistor Q.42
wird der Spannungsabfall am Widerstand 2^5 erhöht. Diese Spannung
liegt an den Basiselektroden der Transistoren Q^3 bzw. Q1I1J.
Das positiver werdende Signal schaltet, den Transistor Q43
mehr durch und sperrt den Transistor Q44 in zunehmendem Maße.
Ist der Transistor Q43·durchgeschaltet, so ergibt sich ein
Strompfad von der 22V-Spannungsquelle über den Widerstand 248
und den Transistor Q43 zur Ausgangsklemme 28. Das Ausgangssignal
ist also positiver. Auch dieses positive Ausgangssignal wird über das Rückkopplungsnetzwerk aus dem Widerstand 2'5O und :
dem Kondensator 182 an die Basis des Transistors Q39'geführt,
dem eingangsseitig ein negatives Signal zugeleitet worden war. '
Es ergibt sich also wieder eine Gegenkopplung.
Im folgenden wird gleichzeitig auf die Figuren 6 und 7 Bezug
genommen. Figur 6 zeigt schematisch das Schaltbild der Bereichsumschaltanordnung
11 und Figur J einen Vielfachumschalter 700 · mit sieben Einzelschaltern, die jeder einen beweglichen Schaltarm
und vier Festkontakte aufweisen« Die Verbindung der einzelnen
Kontakte mit den Schaltungen gemäß den Figuren 1 bis:6 sind
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durch Buchstaben gekennzeichnet. In der Schaltung nach. Figur.6
ist der Eingang des Gatters 319 an die Aus gangs klemme 132 der
in Figur 3 wiedergegebenen VergleichsSchaltung 18 angeschlossen.
Das Gatter 319 arbeitet als Inverter und liefert sein Ausgangssignal an den Sqhalteingang eines monostabilen Multivibrators
251. Der O-Ausgang des Multivibrators 251 ist an die Schalteingänge
der Flip-Flops 267, 268 und 269 angeschlossen.Der L-Ausgang
des Multivibrators 251 liegt an dem einen Eingang des
Gatters 255, welches ein invertierendes UND-Gatter ist. Ein
anderer Eingang dieses Gatters ist über eine Diode 259 an die
Anschlußklemme I30 des in Figur 3 gezeigten Umschalters 124
angeschlossen. Ein dritter Eingang des Gatters 255 liegt am
Ausgang des Inverters 253» dessen Eingang an den Kontaktarm M des Schalters 700 angeschaltet, ist. Ein Filterkondensator 254
liegt zwischen dem Ausgang des1 Inverters 253 und Masse. Der Ausgang des Gatters 255 ist an die Klemme 231 des Schalters 124
angeschlossen. Diese Klemme ist ferner an den einen Kontakt eines normalerweise offenen-Rückstellschalters 258 angeschlossen, sowie an die Rückstellseite des Flip-Flops 256. Der andere
Kontakt des Schalters 258 liegt an Masse.
Die Einstellseite des Flip-Flops 256 ist über einen normalerweise geöffneten Startschalter 10 an Masse und die eine Eingangsklemme
des invertierenden Eingangs des Rückstellanschlusses
eines monostabilen Multivibrators 261 angeschlossen. Die andere Eingangsklemme des Multivibrators 261 ist über ein Koppelnetzwerk,
bestehend aus der Parallelschaltung des Widerstandes 263 mit dem Kondensator 264, an den Kontaktarm J des
Schalters 700 angeschlossen* Ein Filterkondensator 262 ist .
zwischen den zuletzt genannten Eingang und Masse eingeschaltet.
Der O-Elngang des Flip-Flops 261.ist über eine Diode 260 mit
_dem Eingang CD des Multivibrators 269 und mit der Klemme 86
des- in Figur 2 gezeigten Sägezahnintegrators verbunden. Außerdem ist der L-Eingang des Flip-Flops 261 über eine Diode 252
und einen Inverter I89 an einen Ablenkanzeiger I88 angeschlossen,
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der mit seiner anderen Klemme an einer Spannung von
liegt. Der Multivibrator 2β1 wird jeweils zu Beginn und am Ende jedes Ablenkzyklus geschältet. Der L-Ausgang des
Flip-Flops ist über einen Kondensator 50 und eine Klemmschaltung
mit dem Widerstand 48 und der Diode 49 an die
Basis des Transistors Q13 angeschlossen, dessen Kollektor
an einer Spannung von +15V liegt. Der Emitter des Transistors steht über den Widerstand 47 mit Masse in Verbindung.
Ein Koppelkondensator 46 überträgt die Impulssignale des Transistors QI3 an die Ausgangsklemme 45·
Der Gleichstrom-Rücksetzeingang CQ des Flip-Flops 269 ist
an die Klemme 86 des Sägezahnintegrators angeschlossen.
Der Takteingang T ist mit dem Anschluß B des Vielfaehschalters 700 und der O-Klemme des Multivibrators 251 verbunden.
Beim Flip-Flop 268 ist der L-Ausgang an ,je einen Eingang der Gatter 271 und 274 angeschlossen. Außerdem steht er mit
dem Setzeingang S. des Flip-Flops 267 in Verbindung und ist an den Rücksetzeingang C des Flip-Flops 268 zurückgeführt.
Der O-Ausgang des Flip-Flops 268 ist an je einen Eingang der Gatter 270, 272, 27-3 und 275 geführt, liegt; an dem
Rücksetzeingang C des Flip-Flops 267 und ist außerdem an den
Setzeingang S des Flip-Flops 268 zurückgeführt. Der Gleichstrom-Setzeingang S~ und der "Gleichstrom-Rücksetzeingang
C^ des Flip-Flops 268 sind an die Klemmen F bzw. R
des Vielfaehschalters 700 angeschlossen. Außerdem ist der Gleichstrom-Rücksetzeingang C-. über eine Diode 266 an die
Klemme I des Vielfaehschalters 700 angeschlossen. Der L-Ausgang des Flip-Flops 267 steht mit je einem Eingang der Gatter
272 und 275 in Verbindung. Der 0-Ausgang dieses Flip-Flops
ist an den Setzeingang S des Flip-Flops 268 und an je einen
Eingang der Gatter 270, 271, 273 und 274 angeschlossen. Der Gleichstrom-Setzeingang SD des Flip-Flops 267 liegt an der
Klemme G des Schalters 700, Der Gleichstrom-Rücksetzeingang
des Flip-Flops. 267 ist unmittelbar an die Klemme H des Schal-
0 9 8 3 6/1464
-.31 -
ters 700 und' über eine Diode 265 an die Kieme I angeschlossen. Die beiden Flip-F-lops 267 und 268 bilden zusammen einen
sogenannten Modulo 3-Zä-iler, dessen Aus gangs signal die Gatter ,
270 bis 275 steuern. Die' Ausgänge der Gatter 270, 271 und 272■
sind an entsprechende.Anzeigelampen 276, 277 und 278 angeschlossen.
Diese liegen an einer Spannung von +5V und bilden den Bereichsanzeiger 33- Die Einschaltung eines der Gatter 270,
271 oder 272 läßt die entsprechende Anzeigelampe aufleuchten.
Der Ausgang des Gatters 275 ist unrlttelbar an die Klemme B
des Vielfachschalters 700 angeschlossen. Die Ausgänge der Gatter 273 und 271J sind an die Kathoden der Dioden 279 bzw.
28O geführt, deren Anoden an die Basis des Transistors Q**6 \
w angeschlossen sind.
Außer der Kathode der Diode 279 ist auch der Ausgang des Gatters 273 an die Klemme R des Schalters 700 und an die Basis
des Transistors Q45 angeschlossen. Die Emitter der Transistoren Q^5 und Q^6 liegen über die V.'iders-änce 283 und 28^ an
Masse. Sie sind ferner über Widerstände 23*1 tzw. 286 an eine
Spannung von ··· 15V geführt. Dieses Widerstands netzwerk dient
als doppelter Spannungsteiler und liefert die Vorspannungspotehtiale
für die Emitter der Transistoren ^5 und 046. Die
Kollektoren dieser Transistoren liegen über Widerstände 281
und 288 an einer Spannung von -15V. Der Sollektor desTran-'
sistors Q115 ist über einen Widerstand 282 an die Basis des
Transistors Q*l7 angeschlossen, dessen Emitter an einer Spannung
von -15V liegt. Der Kollektor dieses Transistors steht über
' einen Widerstand 309 mit einer Spannung von +15V in Verbindung
und außerdem über einen "Jiderstand 308 nit der Klemne' 17^ des
in Figur 1I gezeigten Dreieckwellenger.erators. über einen Wicer-,'
stand 306 liegt der Kollektor des Transistors Q47 ferner an
der Basis des Transistors Q^9, dessen Emitter eine Spannung
' Von -15V erhält, während sein Kollektor über den Widerstand
307 an Masse liegt. Ein veränderbarer Widers-and 305 in Reihe
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SAD OFüÖiNÄL
mit einem Widerstand 304 verbinden den Kollektor des Transistors
Q49 mit der Klemme 128 des in Figur 3 wiedergegebenen
logarithmischen Umformers. Eine ähnliche Schaltung mit■■ ..
dem Transistor Q48 liegt der zuvor beschriebenen parallel.
Die Bä.s dieses Transistors ist über einen Widerstand 287
an den Kollektor .des Transistors QM6 angeschlossen. Der Emitter
des Transistors Q48 liegt an einer Spannung von -15V,
während sein Kollektor über einen Widerstand 290 an eine
15V-Spannung geführt ist. Die Klemme 173 des in Figur 4
gezeigten Dreieckgenerators steht über einen Widerstand 289 mit dem Kollektor des Transistors Q48 in Verbindung, der außerdem
über einen Widerstand 300 an die Basis des Transistors Q50 angeschlossen ist. Der Emitter des letztgenannten Transistors
liegt an einer Spannung von -I5V und sein Kollektor
e-inerseits über einen Widerstand 3OI an Masse und andererseits
über die Reihenschaltung des Einstellwiderstandes 302 mit dem Widerstand 303 an der bereits genannten Klemme 128.
Der Kollektor des Transistors 48 ist ferner unmittelbar an die Klemme E des Vielfachschalters 700 geführt und über
einen Widerstand 3H an die Basis des Transistors Q51. Der
Kollektor dieses Transistors liegt an der Klemme C des Schalters 700 und zugleich über einen Widerstand 310 an einer
Spannung von +5V. Der Emitter des Transistors Q5.1 ist an
die Klemme D des Schalters 700 und an den Verbindungspunkt
eines Spannungsteilers mit den Widerständen 313 und 314 an- '
geschlossen. Dieser Spannungsteiler liegt zwischen einer Spannung
von -15V und Masse. Eine Diode 312 ist zwischen Basis und Emitter
des Transistors Q51 eingeschaltet und schneidet negative Eingangssignale
ab.
Figur 7 zeigt den Vielfachschalter 700 mit mehreren miteinander gekoppelten Schaltern 701 bis 707« Jeder dieser .Schalter
enthält einen Kontaktarm und vier Festkontakte. Die Kontaktarme der Schalter 705 und 706 liegen auf Massepotential, während
die Kontaktarme der Schalter 701- bis 704 und 707 an die KlemmoiJ,
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K, L, H bzw. N- angeschlossen sind. Der erste "Festkontakt ■'..
jedes Schalters ist jeweils de:n Betrieb.mit automatischer .
Bereichsumschaltung zugeordnet. Die übrigen drei Kontakte sind jeweils einen der drei Frequenzbereiche des Funtkions- . ■■
generators zugeordnet, beispielsweise der Kpntakt 4 dem
Frequenzbereich von 0,1 bis IQ Hz, der Kontakt 3 dem Bereich:
von 10 Hz- bis 1 kHz und der Kontakt 2 dem Bereich von 1.-."".-bis
100 kHz. Bei den Schaltern 705 und 706 isfe der erste
Kontakt nicht angeschlossen und bei den Schaltern 701 bis - ■■■ "*
704 und 707 jeweils an die Klemmen A, C, E, P bzw. I. Bei
den Schaltern 701, 702, 703 und 704 sind jeweils die Kontakte 2, 3 und 4. miteinander verbunden. Sie liegen beim . .
Schalter 701 an der Klemme Bjbeirn Schalter 702 an der Klemme
D, beim Schalter 703 über einen Widerstand an einer Spannung
von +15V und beim Schalter 704 an Masse. Beim Schalter 705
sind die Kontakte 2 und 4 miteinander verbunden und an die
Klemme R geführt, während der Kontakt 3 an der Klemme F
liegt. B^im Schalter 706 liegt der Kontakt 2 an der Klemme G,
während die Kontakte 3 und 4 miteinander verbunden sind
und an der Klemme H liegen.Beim Schalter 707 sind die Kontakte
2, 3 und 4 nicht angeschlossen. Die Kontaktarme der einzelnen Schalter 701 bis 707 sind miteinander gekuppelt und werden
im Gleichlauf umgeschaltet. Der'Vielfachschalter 700 kann
beispielsweise mehrereSchaltebenen aufweisen. .-'."."■ -
Im Betrieb wird durch Schließen des Startschalters 10 ein
Startsignal an den Gleichstrom-Setzeingang Sß des Flip-Flops
256 gelegt j so daß dieser■ein Signal "L" liefert, welches als
positives Signal dem Inverter 189 zuge-leitet wird, welcher ·
ein negatives. Ausgangssignal liefert und den Ablenkanzeiger 188 ansprechen läßt. Das L-Signal des Flip-Flops 256 gelangt
ferner an die Klemme II des Schaiters 700. Das Startsignal
wird über den Schalter 10. außerdem dem Eingang des Multivibrators 261 zugeführt, dessen Ö-Ausgang augenblicklich Null-Potentii
annimmt und damit auch den,Verbindungspunkt der beiden Dioden
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260 und 252 auf Mull-Potential legt. Hierdurch entsteht,
gesteuert durch den Multivibrator 261, eine augenblickliche Verzögerung,ehe das L-Signal zur Klemme 86 gelangt.
Das Signal an der Klemme N gelangt, wenn sich der Schalter 700 in der Stellung auf automatische Bereichsumschaltung
befindet, über den Schalter 707 und die Klemme I zum Verbindungspunkt der Kathoden der beiden Dioden 265 und 266.
Ist dieses Signal positiv, so sind die beiden Dioden gesperrt. In allen anderen Stellungen des Vielfachschalters
700 ist die Klemme N abgeschaltet.
Es sei angenommen, daß sich der Schalter 700 in der Stellung
für automatische Bereichsumschaltung befindet. Nach einer vorübergehenden Verzögerung durch den Multivibrator 261 gelangt
ein positives Signal vom L-Ausgang des Flip-Flops 256
zur Klemme 86 des Sägezahnintegrätors. Dieses Signal steuert
die untere Grenzstromschaltung des Integrators. Zusätzlich wird die Ausgangsstartschaltung 387 (vgl. Figur 6) aktiviert,
wodurch ef.n Signal an der Klemme 45 erscheint. Durch das vom
Schalter 707 zugeleitete Signal werden die Dioden 265 und gesperrt. Die Diode 252 -wird ebenfalls gesperrt und der Gleichstrom-Rücksetzeingang
C-j des Flip-Flops 269 abgeschaltet.
Gelangt ein-Signal zur Klemme 86 ,so kann der Sägezahnintegrator
anfangen, ein Ausgangssignal zu erzeugen. Er arbeitet wie oben beschrieben und liefert sein Ausgangssignal an'der Klemme
6o. Dieses wird über einen Kontakt des Schalters 125 (vgl.
Figur 3) dem logarithmischen Umformer 14 zugeleitet. Dieses
Signal wird wahlweise in der beschriebenen Weise dem logarithmischen Umformer zugeführt und außerdem, ebenfalls wahlweise,
über die Klemme 129 den Stromquellen 22 und 23 sowie
dem Sägezahnausgangsverstärker 109. Das Ausgangssignal des Sägezahnintegrators gelängt an den Eingang des Verstärkers 110,
welcher ein Signal an das Steuergatter 319 liefert. Mit diesem Signal an der Klemme 132 wird das Gatter 319 durchgeschaltet
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-■38 - -
und wirkt als Inverter. ;
Erhält der Multivibrator 251 vom Gatter 319 ein'Signal, so ;
liefert er ein positives Ausgangssignal an seinem Ausgang .".-":-.:
0. Dieses wird dem Kontakt B des Vielfachschalters 700 züge— . ν ;
leitet. Sofern sich der Vielfachschalter 700 in der Stellung y
für automatische Bereichsumschaltung befindet, ist der Kontakt,
B nicht angeschlossen. Weiterhin wird das Signal.vom Ausgang
0 des monostabilen Multivibrators 251 an den Takteingang T des
Flip-Flops 269 gelegt. Da der Gleichstrom-Rückstelleingang G0
dieses Flip-Flops durch den Flip-Flop 256 festgehalten wird,
bewirkt ein Signal am Takteingang des Flip-Flops 269eine Umschaltung
dieses Flip-Flops. Das hierdurch entstehende Ausgangssignal an der Klemme 85 bewirkt, wie in Verbindung mit
Figur 2 beschrieben, eine Änderung des Bereichskondensators
im Sägezahnintegrator. Darüberhinaus wird das Signal vom 0-Ausgang
des Multivibrators 251 an den Takteingang der Flip-Flops
267 und 268 gelegt, die, wie erwähnt, als Modulo 3~; ,
Zähler arbeiten, d.h. binär bis zur Ziffer drei zählen können.
Die Ausgänge stellen den jeweils benutzten Bereich fest. Beispielsweise
werden zu Beginn der Zählung dem Takteingang des Flip-Flops
268 Signale zugeleitet. Diese zeigen den Beginn oder das Ende
eines bestimmten Bereiches an. Es sei angenommen, daß anfäng-;
lieh die O-Ausgänge der Flip-Flops 267 und 263 ein Signal von
+5V aufweisen. Diese Ausgänge erzeugen also beim Umschalten
Signale niedrigen Potentials, beispielsweise von Massepotential. Diese Ausgangssignale werden mit den Eingangssignalen der anderen Flip-Flops kombiniert. Die Zufuhr des Signals an den
Takteingang des Flip-Flops 268 will ein Signal hohen-Pegels ..;"
an dem Ausgang des Flip-Flops entstehen lassen, der einem ,
positiven Signal am zugehörigen Eingang zugeordnet ist. Demzufolge
erhält der Setzeingang S des Flip-Flops 168 sowohl von seinem 0-Ausgang als auch vom 0-Ausgang des Flip-Flops
267 ein positives Signal. Umgekehrt erhält der Setzeingang S
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- 39 - ·■-■'"
des Flip-Flops 2o7- ein Signal vom O-Ausgang des Flip-Flops
268. Demzufolge bewirkt ein Schaltsignal am Takteingang T des Flip-Flops 2c3 eine^ Umschaltung dieses Flip-Flops derart,
daß der O-Ausgang ein niedriges und der L-Ausgang ein
hohes Signal aufweist. Der Setzeingang des Flip-Flops 267
und der Rücksetzein^ang-des Flip-Flops 268 erhalten jeweils
ein positives Signal vom L-Ausgang des Flip-Flops 268. Demzufolge
wird der Flip-Flop 267, obwohl seinem Takteingang
gleichzeitig mit den Takteingäng des Flip-Flops 268 ein Signal zugeführt wird, nicht umgeschaltet, weil-der Setzeingang ein
niedriges Signal erhält und der L-Ausgang ein niedriges Signal
aufweist, ehe der Flip-Flop 268 umschaltet. Mit Zufuhr des
zweiten Taktsignals erhalten der Rücksetzeingang des Flip-Flops 268 und der SetzeinGang des Flip-Flöps 267 ein positives
Signal. Umgekehrt erhalten der Setzeingang des Flip-Flops 268 und der Rücksetzeingang des Flip-Flops 267 niedrige Signale.
Demzufolge schaltet das zweite Taktsignal beide Flip-Flops um. Die Ausgänge 0 und L des Flip-Flops 268 haben dann ein positives
bzw. ein niedriges.Signal. Das gleiche gilt für die Ausgänge L
und 0 des Flip-Flops 267. Der Setzeingang des Flip-Flops 268
erhält ein positives Eingangssignal vom O-Ausgang des Flip-Flops
268" und ein niedriges Eingangssignal vom O-Ausgang des Flip-Flops 267. Gleichzeitig befindet sich der Rücksetzeingang
des Flip-Flops 268 auf hohem Potential. Andererseits sind die von den Ausgängen des Flip-Flops 268 dem Setz- und dem Rücksetzreingang
des Flip-Flops 267 zugeführten Signale niedrig bzw,"hoch.
Demzufolge ändert beim Eingang des dritten Taktsignales der Flip-Flop
268 seinen Zustand nicht, wohl aber der Flip-Flop 267, weil sein Setzeingang-ein niedriges Signal erhält und das Taktsignal
den Flip-Flop in diesen Zustand umschaltet. Im Gegensatz hierzu
hat der Flip-Flop 268 an beiden Eingängen praktisch das Signal
Null und wird deshalb gezwungen, seinen Zustand beizubehalter.,
weil das Antriebssignal das Signal niedrigen Pegels ist. Die einzelnen
Schaltzustände sind in der folgenden Tabelle zusamrcenge- ■
faßt:
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BAD^ORiGlNAL
Taktsignal . Bereich Flip-Flop 268 Flip-Flop 2-67
Anfang _: Unterer r . ■ . + _., +
!.Taktsignal Mittlerer . + - ' - : +
2. Taktsignal Oberer - + .+. ■- -
3.Taktsignal Unterer - + -■ +
Wie man sieht, erreicht der.Zähler jeweils nach dem dritten/
Taktsignal seinen Ausgangszustand. Es sind also-drei Zählschritte,
erforderlich, um den Zähler in die Ausgangslage zurückzubringen.
Die vom Zähler-erzeugten Signale werden den Eingängen der,-Gatter
270 bis 275 zugeleitet. An sich kann eines der Gatter
weggelassen werden, wenn man die Anzeigelampen 33 bei Vorhandensein
einer genügenden Steuerleistung direkt ansteuere. Jedes der Gatter ist ein invertierendes UND-Gatter, welches
zwei positive Eingangssignal? e^Wgatives Ausgangssignal
oder das Ausgangssignal Null-zu erhalten. Bei Betriebsbeginn
erhalten die Gatter 270 und 273 positive Signale von den 0-Ausgängen
der Flip-Flops 267 und 268. Andrerseits erhalten ■
die Gatter 271 und 27'! vom L-Ausgang des Flip-Flops 268 und
die Gatter 2.72 und 275 vom L-Aüsgang des Flip-Flops 267 negative Signale. Demzufolge erzeugen die Gatter 270 und 280 negative
Signale derart, daß die Lampe 276 aufleuchtet lind die
Diode 279 in Durchlaßrichtung vorgespannt wird. Das vom Gatter
273 erzeugte negative Signal wird außerdem den Kontakt A des
Schalters 701 sowie der Basis des Transistors Q*J5 zugeleitet
und schaltet diesen durch. Die Gatter'271, 272, 274 und275
erzeugen positive Ausgangssignale, wodurch die Lampen 277 und 278 nicht ansprechen, die Diode 280 gesperrt bleibt und ein
positives Signal an den Kontakt P des Schalters "704 gelegt '
wird. -. ' - '
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Beim Eintreffen des ersten .Taktsignales ändern sich die
Sehaltzustände der Flip-Flops 268 und 267. Demzufolge
werden auch die den Gattern zugeführten Signale geändert*
Die Gatter 271 und 274 erhalten nunmehr positive Signale
und erzeugen ein negatives Äusgangssignal. Alle anderen
Gatter erhalten wenigstens an einem Eingang ein negatives Signal und erzeugen deshalb positive Ausgangssignale. Das
negative Ausgangssignal am Gatter 271 schaltet die Anzeigelampe
277 ein. Das negative Ausgangssignal des Gatters 274
schaltet die Diode 280 durch und'in Verbindung mit dem posi~
tiven Signal am Gatter 273 wird die -Diode 279 eingeschaltet/ Das Leitendwerden der Diode 280 hat zur Folge, daß der Transistor
Q46 durchgeschaltet wird, weil an -seiner Basis ein
negatives Signal liegt. Umgekehrt wird das vom Gatter 273 erzeugte positive Signal der Basis des Transistors Q45 zugeleitet
und schaltet diesen ab.
Das nächste Taktsignal schaltet den Zähler um einen Schritt
weiter. Di? den Gattern zugeführten Signale lassen die Gatter 272 und 275 ein negatives Ausgangssignal erzeugen. Das Gatter
272 schaltet die Anzeigelampe 278 ein, während das Gatter 275 ein negatives Signal an die Klemme P des Schalters 704 liefert.
Es ist ersichtlich, daß die Signalkanäle mit den Transistoren Q45, Q47 und' Q49 in dem einen Kanal und mit den Transistoren
Q46, Q43 und Q5Q im zweiten Kanal praktisch gleich aufgebaut
sind. Diese Kanäle sind an der Klemme 228 zusammengeschaltet,
Vielehe über den Schalter 127 an den Eingang, des Verstärkers
109 zurückgeführt ist, sobald der Funktionsgenerator auf logarithmischen
Betrieb eingestellt ist. Beim Durchschalten des Gatters 273 werden beide Kanäle aktiviert, wenn ein negatives
.Signal unmittelbar an die Basis des Transistors Q45 und über
eine Diode 279 an die Basis des Transistors Q46 gelegt wird. Arbeiten beide Kanäle, so ist die Ausgangsspannung an der Klemme
128 praktisch auf Masse-Potential. Beim Durchschalten ,des Gatters
274 wird nur einer der beiden Kanäle eingeschaltet. Es gelangt
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dann ein negatives Signal über die Diode 280.; zur Basis, des-. ■ Λ
Transistors Q46. Dieses wird außerdem der Anode der Diode --■-/-, ;■
279 zugeführt, während ein positives Signal an deren. Kathode
liegt. Zusätzlich gelangt das positive Signal vom Gatter 273
. an die Basis des Transisto.rau"Q45 -und sperre diesen. Hierdurch
erhält die Klemme 128 über.den ersten Kanal ein negatives
Signal. Der zweite Kanal hingegen bleibt eingeschaltet und liefert ein positives Signal an die Klemme 128. Die beiden
Signale summieren sich und der Gesamtstrom erzeugt in der
dargestellten Schaltung eine Spannung in der Größenordnung
von +3,33V an der Klemme 17 (vgl. Figur 1).
Ist das Gatter 275 durchgeschaltet, so sind beide Kanäle abgeschaltet, weil die Gatter 273 und 274 positive Signale
liefern. Diese gelangen direkt zur Basis des Transistors Q45
und sperren die Dioden 279 und 280. Die Transistoren Q45 und
Q1Io werden durch positive Signale abgeschaltet. Demzufolge
liefern die Ausgangstransistoren Q49 und Q50 negative Ströme ;
an die Klemme 128. Auch diese negativen Signale werden summiert
und liefern an der Klemme 17 in der dargestellten Schaltung
eine Spannung von +6,67V.
Die Eingangsströme an der Klemme 128 werden, "wie bereits beschrieben, dem Verstärker 105 zugeführt. Im ersten Betriebsbereich wird vom Integrierverstärker 72 praktisch kein Eingangssignal
über den Schalter 127 an den invertierenden Eingang des Verstärkers 110 geleitet. Im zweiten Betriebsbereich
wird vom Integrierverstärker ein gleiches Signal erzeugt. Je-doch
ist der der Klemme 128 zugeführte Vorstrom oder Verschiebestrom
denjnach Durchlaufen des gesamten Bereiches vom Integrierverstärker 42 am Ausgang des Verstärkers 123 erzeugte Signal
gleichwertig. Demzufolge liefert der Integrierverstärker ein
Signal, welches dm ersten Bereichssignal gleich ist, an den
Eingang des Verstärkers 123. Der genannte Vorstrom wird an der
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Klemme 128 mit dem Ausgangsstrom des Verstärkers 123 summiert, so daß das Ausgangssignal des Versfcärkers 109 relativ gleichförmig- ist. Ähnliche Verhältnisse· ergeben sich
im dritten Arbeitsbereich mit einem Vorstrom für den Verstärker 109,der gleich dem doppelten Wert des vomVerstärker 123 gelieferten Ausgangssignals ist.
Hat der Zähler zwei Taktsignale aufgenommen, so erzeugt das
Gatter 275 ein negatives Signal und gibt dies an die Klemme
P des Schalters 704 weiter. Ist die Anordnung auf einen der
Einzelbereiche eingeschaltet, so ist die Klemme P ohne Anschluß. Befindet sich jedoch die Anordnung in Betrieb mit
selbsttätiger Bereichswahl, so liegt der Schaltarm M auf dem
Kontakt 1 und damit an der Klemme P. Das negative Signal gelangt somit über den Schalter zum Eingang des Inverters 253,
der ein positives Signal an das invertierende UND-Gatter 255
weitergibt. Bei ordnungsgemäßen Betrieb liefert das Gatter 255 ein negatives Signal an den Rücksetzeingang des Flip-Flops 25.6.
Dieser Vorgang ist nur bei Einzelbetrieb sinnvoll. D.h.,bezogen
auf den Schalter 124 in Figur 3, liegt die Klemme 13L, d.h. (fiter
Ausgang des Gatters 255> bei den Betriebsarten "Hand", "Untere Grenze" und "Obere Grenze" an Masse. Die Eingangsklemme 130,
welche über die Diode 259 an einem Eingang des Gatters 255 liegt, ist während der Betriebsweise "Wiederholung" geerdet.
Demzufolge viird während der Betriebsweise"Y.Tiederholung"· ständig
ein Sperrsignal an den Eingang des Gatters 255 gelegt, so daß das Masse-Potential nicht an den Rücksetzeingang des Flip-Flops
256 gelangen kann.
Während des Einzelbetriebs wird ein dreistufiges Ausgangssignal in der oben beschriebenen Weise erzeugt. Das Gatter 275· liefert
ein Signal beim Auftreten des dritten Zählschrittes des Zählers. Es wird über die Klemme P an die Klemme M weitergegeben und vom
Inverter 253-in. ein positives Signal, umgewandelt und dem .einen
.Eingang des Gatters 255 zugeführt. Die Klemme 130 ist nicht an
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Masse gebunden, weil bei Einzelbetrieb der zugehörige Kontakt,
des Schalters 12*) über den Widerstand 259 an den oberen Grenz-Stromkreis
angeschlossen ist. Wenn vom L-Auagang- des· mono'sta-: tbilen
Multivibrators 251 ein positives Signal erzeugt wird, \ läßt
das Gatter 255 ein negatives Signal entstehen, welches
den Flip-Flop 256 zurücksetzt.. Das vom L-Ausgang des monostabilen
Multivibrators 251.erzeugte Signal entsteht durch Zufuhr,
eines Signals vom ,Sägezahnintegrator 42 an die. Klemme 132. Dieses
Signal ist positiv, wenn der Integrator einen bestimmten Viert erreicht hat. Wenn dieser vorgegebene Wert, beispielsweise der
obere Grenzwert, erreicht ist, wird der Flip-Flop 256 zurückgestellt
und der Schaltungsablauf angehalten.
Beim Schalter 701 in Figur 7 ist der Kontaktarm J an den Rücksetzeingang
des monostabilen Multivibrators 261 !angeschlossen. Der Kontaktarm liegt bei automatischer Bereichswahl an
der Klemme A und bei allen anderen Betriebsarten an der Klemme
D. Bei automatischem Betrieb wird das Signal an der Klemme A. ,
vom Gatter 2Tb geliefert. Es gelangt somit ein negatives Signal
an den Eingang des Multivibrators 261 nur während des ersten vom Zähler angegebenen Arbeitsbereiches. Während der anderen
Arbeitsbereiche liefert das Gatter 273 ein positives Signal an
den Multivibrator 261. Das negative-Signal schaltet den ,Multivibrator 261 derart, daß an der Kathoder der Diode 260 ein
negatives Signal erscheint. Bei Zufuhr positiver Signale vom
Gatter 273 wird der Multivibrator 261 nicht umgeschaltet.
Bei Betrieb in den einzelnen Bereichen wird das über den Kontaktarm
J dem Rücksetzeingang des Multivibrators 261 zugeführte
Signal vom L-Ausgang des Multivibrators 251 über den Kontakt B
geliefert. Da in diesen Bereichen der monostabile Multivibrator 251 nach jedem Bereich umschaltet, erhält der Multivibrator :
261 am Ende jedes Bereiches ein Schaltsignal. Auf. diese Weise
arbeitet bed.dieser Einstellung der Funktionsgenerator jeweilsin
einem der Bereiche, während er bei,automatischer Bereichs-
■■■..■■■■■■ : ■ ."■ ' : ■ ■ ■ ■ ι? ' :
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umschaltung alle drei Bereiche überstreicht. -
Am Schalter 702 ist der Kontaktarm K über einen Widerstand
111 an die Basis des Transistors Q19 angeschlossen (vgl. Figur 3). Der Transistor Q19 steuert den oberen Grenzstrom.
Der Kontakt K ist bei automatischer Bereichsumschaltung mit dem Kontakt C und in den Einzelbereichen mit dem Kontakt D
verbunden. Die Klemmen G und D stehen mit dem Kollektor bzw.
dem Emitter des Transistors Q51 in Verbindung. Das Signal an
der Klemme C, d.h. am Kollektor des Transistors Q5i, ist. positiv, wenn der zweite Kanal für die Vorspannung in Betrieb
ist. Da der zweite Kanal jeweils während des ersten Bereiches
bei Betrieb mit automatischer Bereichsumschaltung aktiv ist, wird der Transistor Ql 9 gesperrt und die obere Grenzstromsteuerung,während der beiden unteren Bereiche, nicht wirksam.
Im dritten Bereich hingegen sind beide Vorspannungskanäle gesperrt
und der Transistor Q51 leitend. Das Signal an der Klemme C wird relativ niedrig, wodurch der Transistor Q19
leitend wird. Hierdurch gelangt ein Bezugspotential an den
invertierenden Eingang des Verstärkers 110. Die Klemme D ist an den Emitter des Transistors Q51 angeschlossen, ihr Potential
ist relativ niedrig und schaltet den Transistor Q19 in jedem der einzelnen Bereiche durch. Der Transistor Q19 kann also
nur abgeschaltet werden, wenn der Transistor Q51 umschaltet. In den einzelnen Bereichen steuert jedoch der Zähler nicht,
wodurch das Signal an der Klemme D niemals auf einen hohen
Wert umschaltet. Demzufolge ist die obere'Grenzstromsteuerung über den Transistor Q19 immer in Betrieb. ;
Der Kontaktarm L des Schalters 703 liegt an der Basis des Transistors
Ql8, der das Steuerelement im einstellbaren oberen Grenzstromkreis bildet. Bei automatischer Bereichsumschaltung
liegt der Kontaktarm L an der Klemme E, welche das Signal vom Kollektor des Transistors Q48im zweiten Vorspannungskanal erhält.
Bei Betrieb in den einzelnen Bereichen liegt der Kontakt-
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arm L über einen Widerstand 710 an einer Spannung; von +15V.
In diesen Bereichen erhält somit die Basis des Transistors
Q18 einen relativ positives Potential, wodurch der obere Grenzstromkreis abgeschaltet wird. Das Signal am Kontakt E
stimmt mit dem an der Basis des Transistors Q51 überein. Demzufolge sind die Signale an den Klemmen C, E einander entgegen-:
gesetzt. Der Signalpegel am Kontakt E ist negativ,"-wenn die
Vorspannungskreise in Betrieb sind und ist positiv, wenn der
zweite Kanal der Vorspannungsschaltung nicht in Betrieb ist.
Es wird dann ein positives Signal über die Klemme E an die
Basis des Transistors Q18 gelegt, um den oberen Grenzstromkreis abzuschalten, wenn der Punktionsgenerator während der
automatischen Bereichsumschaltung den dritten Bereich über- :
streicht.
Am Schalter 704 ist der Eingang de3 Inverters 253 über den
Schaltarm M mit dem.Ausgang des Gatters 275 verbunden, wenn
mit automatischer Bereichsumschaltung gearbeitet wird. Der
Flip-Flop 256 wird dann jeweils am Ende des dritten Bereichs
zurückgestellt. Umgekehrt· ist während des Betriebs mit einzelnen Bereichen die Eingangsklemme M des Inverters 253 "m'i-t- Kasse
verbunden, so daß ein positives Signal am invertierenden UND-Gatter
255 steht. In den Schaltern 705 und 706 ist der dem
automatischen Betrieb zugeordnete Kontakt nicht angeschlossen.
Bei Betrieb in den einzelnen Bereichen jedoch ist der Kontakt R an die*Anode der Diode 266 und an den Gleichstrom-Rücksetzeingang CD des Flip-Flops 268 angeschlossen. Jede dieser Verbindungen ist geerdet, so daß die Diode 266 gesperrt und der
genannte Eingang-des Flip-Flops 268 an Masse gelegt ist,1 wodurch
während des Betriebs in einem der einzelnen Bereiche der Zähler ·
außer Betrieb ist. Die Klemme G des Schalters 706ist an den
Gleichstrom-Setzeingang Sq des Flip-Flops 267 angeschlossen,;
der die Klemme H am Gleichstrom-Rücksetzeingang CD dieses Flip-Flops
und an der Anode der Diode 265 liegt. Bei diesem Schältungs·
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aufbau ist der Setzeingang des Flip-Flops 267 während des
oberen Bereiches an Masse gelegt, während der Rücksetzeingang
in den beiden unteren Bereichen an Masse liegt.
Beim Schalter 707 liegt, die Klemme I an den Verbindungspunkt der Kathoden der beiden Dioden 265 und 266. Der Kontaktarm
liegt an der Kathode der Diode 252. Bei automatischer
Bureichsums'chaltung wird demnach das vom Flip-Flop 256 gelieferte
Signal über die Diode 252 an die Kathoden der beiden Dioden 265und 266 weitergegeben. Es sei angenommen, daß
anfänglich das vom L-Ausgang des Flip-Flops 256 gelieferte
Signal relativ niedrig ist, bis ein Startsignal kommt und
der monostabile Multivibrator 261 eingeschaltet wird. Die Dioden 265 und 266 sind in Durchlaßrichtung vorgespannt und
halten die Rücksetzeingänge der Flip-Flops 267 und 268 auf
niedrigem Potential. Ist der Flip-Flop 256 eingestellt worden und hat der L-Ausgang ein hohes Potential angenommen, welches
nicht länger durch den Multivibrator 261 festgehalten wird, so wird dieses hohe Signal an die Kathoden der beiden Dioden 265
und 266 geführt. Es schaltet die Dioden durch und beseitigt die Festhaltung der Rücksetzeingänge der Flip-Flops 267 und
268. Diese Eingänge werden nun durch die Signale an den Klemmen
F und H in der beschriebenen Weise gesteuert.
Figur 8 zeigt als Beispiel die Vorderansicht des Gehäuses ;
eines erfindungsgemäßen Funktionsgenerators mit den Bedienungselementen. Die Bedienungselemente tragen jeweils die Bezugszeichen der von ihnen betätigten Schalter und dgl. Der Funktionsgenerator
tkann dreieckförmige, rechteckförmige und sinusförmige
Signale erzeugen. Die einzelnen Komponenten zur Inversion und Erzeugung dieser Signale wurden, bereits beschrieben. Jedes der
Signale wird durch einen Sägezahnintegrator gesteuert, dessen Zeitkonstante durch einen Einstellknopf 57 verändert werden kann.
Die Zeitkonstante für jeden Bereich und.die Bestimmung, welcher
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der Bereiche oder ob alle Bereiche benutzt werden soll bzw.
sollen, erfolgt durch einen Einstellschalter 700. Mit Hilfe eines Schalters 55 kann eingestellt werden, ob das Ausgangssignal
linear oder logarithmisch verlaufen soll. Die Erfindung
zeigt einen Punktionsgenerator, der vorzugsweise als Testgerät
Verwendung finden kann und dessen Kurvenformen eine, genau gesteuerte
Impulsdauer aufweisen und nach einer genauen mathema-v tischen Punktion verlaufen. Einem Eingang kann ein Signal zugeführt werden, welches ein Sägezahnsignal von entweder linearen
oder logarithmischem Anstieg entstehen läßt. Die Dauer des Sägezahns läßt sich Deicht steuern. Aus den Signalen werden dreieck-. oder
sinusförmige Signale abgeleitet, die wahlweise zur Verk
, fügung stehen. Das Sägezahnsignal kann über mehrere Frequenzbereiche
verändert werden, die ein Gesamtfrequenzverhältnis von 1 000 000 : 1 überstreichen. Durch geeignete Logikschaltungen
wird ein automatischer Betrieb in jedem oder über alle Frequenzbereiche gewährleistet. Die Frequenz der erzeugten Signale wird
auf einem Anzeigeinstrument 1-6 wiedergegeben. Die Anzeige lcann
mit Hilfe des Schalters 37 blockiert werden und durch■ Betätigendes-Schalters.
39. läßt sich die Betriebsweise umkehren. Der Frequenzdurchlauf kann in jedem beliebigen Frequenzbereich begonnen
und im gleichen oder einem höheren Frequenzbereich angehalten
werden, beispielsweise mit Hilfe eines Grenzschalters 166. Die
Frequenzänderung in Abhängigkeit von der Zeit,, d.h. das Wobbein kann linear oder logarithmisch erfolgen. In jedem Bereich kann
die Durchlaufzeit zwischen 10 und 1000 Sek. verändert werden, so
daß sich für alle drei Bereiche eine gesamte Durchlaufzeit von
3000 Sek. ergibt. Die einstellbaren oberen und unteren Frequenzgrenzen erlauben die Einstellung von Teilbereichen innerhalb des
Gesamtbereichs.
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Claims (1)
- Patentansprüche\ϊ Punktionsgenerator zur Erzeugung von Signalen verschiedener ' Kurvenform, dadurch gekennzeichnet, daß eine Integriorschaltung (12) zwischen den Ausgang einer Bereichsunischaltanordnung (11) und den Eingang eines Punktions gebers (14,24,31O eingeschaltet ist.2. Funktionsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der Integrierschaltung (12) ein die Signalform des Integratorausgangssignal ändernder Signalwandler (14) angeschlossen ist.3. Funktionsgenerator nach Anspruch 1 ode:1 2, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen den Ausgang der Integrierschaltung (12) und einen Eingang der Bereichsumschaltanordnung (Ii) eine in Abhängigkeit vom Pegel des Integratorausgangssignals selbsttätig den Bereich des Funk-ionsgenerators umschaltende Vergleichsschaltung (18) eingeschaltet ist.4. Funktionsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a durch gekennzeichnet, daß an den Funktior.sgeber (24) ein Synchronisierverstärker (30) .angeschlossen ist.5. Funktionsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber einen Dreieckwellengenerator (24) sowie" je eine dessen Eingang vorgeschaltete, den oberen und den unteren Grenzwert• der Dreieckwelle bestimmende Spannungsquelle (22,23) aufweist; und daß an einen Ausgang des Dreieckwellengenerators ein Sinua umformer (34) sowie ein Rechteckgenerator (15C) angeschlossen • äind.909836/14846. Punktionsgenerator nach Anspruch 5, dadurch g e kennzeichnet, daß die Ausgänge des Sinusumformers (31J), des Dreieckgenerators (24) und des Rechteckgeneratörs (150) an 'Kontakte eines Wahlschalters (25) angeschlossen sind, dessen beweglicher Kontakt mit dem Eingang eines Ausgangsverstärkers (26) verbunden ist.7. Funktionsgenerator nach einem der Ansprüche. 1 bis 6,-d a durch gekennzeichnet, daß an einen Eingang der Integrierschaltung (12) eine Steuervorrichtung (13) angeschlossen ist und das Integratorausgangssignal ein Sägezahnsignal ist.8. Funktionsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Integrierschaltung (12) einen Verstärker (42) und diesem parallelge-· schaltete, wahlweise den Verstärkungsgrad ändernde Schaltvorrichtungen (Ql bis Q4) aufweist, welche von der Bereichoumschaltvorrichtung (.11) gesteuert werden, und daß die Verstärkereingänge (43,44) über eine Betriebsartumschaltvorrichtung (3·), 55j56) an verschiedene Spannungsquellen (87j88;4l) anschließbar sind.9. Funktionsgenerator nach einem der Ansprüche 2 bis 8, d a -durch gekennzeichnet, daß der Signalwandler (14) ein sich logarithmisch änderndes Ausgangssignal erzeugt und hierzu einen Verstärker (123) sowie zwei diesem in Reihe parallelgeschaltete Halbleiterelemente (Q15,Ql6) entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps aufweist, welche an getrennten Vorspannungsquellen liegen, von denen wenigstens eine ein temperaturabhängiges Bauelement (99) enthält, und daß eine zur Einstellung der Betriebsweise des Funktionsgenerators dienende Schaltvorrichtung (124,125) zwischen dem Integratorausgang (60) und dem Verstärkereingang (137) angeordnet und an wenigstens eine Begrenzerschaltung (20) angeschlossen ist,909836714S410. Funktionsgenerator nach Anspruch 3, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (18) einen Verstärker (110) sowie diesem parallelgeschaltete durch Signale der Bereichsumschaltanordnung (11) gesteuerte, die Arbeitsweise des Verstärkers beeinflussende Schaltkreise (Q53,Q189Q19) enthält.11. Funktionsgenerator nach Anspruch 5, d a d u r e h g e kennzeichnet, .daß der Dreieckwellengenerator (2*0 einen Verstärker (172) mit diesen parallelgeschalteten, wahlweise durch Signale der Bereichsumschaltanordnung (H) durchschaltbaren elektronischen Schaltern (Q23jQ24) aufweist, daß der Verstärker über eine Eingangsschaltung (22,23) an den Integratoraussang (60) und über eine Rückführungsschaltung (Q22) an eine dem Verstärker nachgeschaltete Ausgangsschaltung (I63) angeschlossen ist, welche darüberhinaus einen· Synchronisierimpulsgenerator (Q25,177) speist, dessen Ausgang (32)mit dem Verlauf der Dreieckwelle synchron auftretende Impulse liefert.12. Funktionsgenerator nach Anspruch 11, dadurch g e. k e η η zei c h η et, daß die Eingangsschaltung zwei Stromquellen (22,23) enthält^ deren eine (22) unmittelbar an den Verstärkereingang angeschlossen ist, während die zweite (23) einen Strom von der doppelten Größe und entgegengesetz-fem Vorzeichen des Stromes der ersten liefert und über einen elektronischen Schalter (Q2Q) mit dem Verstärkereingarlg in ■· Verbindung' steht, und daß der Steuereingang des elektronischen Schalters (Q20) an eine einen Teil der Ausgangsschaltung bildende Vergleichsschaitung (29) angeschlossen ist, welche bei vorgegebenem Ausgangssignalpegel ein das Vorzeichen, flicht aber die Größe des Singangsstromes umschaltendes Signal an den elektronischen Schalter liefert.9 0 9 8 3 6 / 1 A 6 413. Funktionsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereichsumschaltanordnung (11) einen Zähler (268,269) mit mehreren Gattern (270 bis 275) zur Erzeugung den jeweiligen Zählerstand kennzeichnender Ausgangssignale aufweist, daß an wenigstens einige der Gatter Schaltungen .angeschlossen sind, Vielehe eine Bereichsänderung anzeigende Signale erzeugen, und daS an eines der Gatter eine Rücksetzschaltung für die Bereichsumschaltanordnuris angeschlossen ist.1*1. Funktionsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, | dadurch gekenn ze ic h η e t, daß dieBereichsumschaltanordnung vier Multivibratoren (251,25ο, 261,269) enthält, von denen zwei durch eine Eingangsschaltung gesteuert werden, daß der Ausgangs des ersten Multivibrators mit einem Eingang "des zweiten verbunden ist und diesen ein vorübergehendes·'Steuersignal zuleitet, daß der erste Multivibrator außerdem das Einschaltsignal für den Integrator liefert, daß der dritte Multivibrator ebenfalls an einen Ausgang des ersten angeschlossen ist und ein die Betriebsweise des Integrators änderndes Ausgangssignal liefert, daß ein Gatter für die Betriebsweise des Integrators kennzeichnende Signale erhält und mit seinem Ausgang an den vierten Multivibrator sowie eine Umschaltvcrrichtung ange- ■-~ schlossen ist, welche aufgrund aufeinanderfolgender Eingangssignale vom Gatter in einer wiederkehrenden Folge unterschiedliche Ausgangssignale erzeugt und mit dem ersten Multivibrator verbunden ist und diesen bei einem bestimmten Zustand der Folge zurücksetzt. _15.„ Funktionsgenerator nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e η π ζ eic h η e t, daß die Steuervorrichtung (13) mehrere wahlweise an den Eingang des Integrators (42) an-909 8 36/1 A64BAD OBHaIMALschließbare Stromquellen (87,88;O) aufweist, welche an den Integrator unterschiedliche einen linearen oder logarithmischen Betrieb bewirkende Signale lierert, und ferner eine den Integratorausgang mit einem Integratoreingang verbindende Schaltung (4l) vorgesehen ist»90 98 36/1484
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