DE19712078A1 - Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßbereichsauswahl-Schal­ tungsanordnung mit einem eingangsseitig mit einer Meßgröße beaufschlagten Dämpfungsglied mit einer die Dämpfung bestim­ menden Steuereinrichtung, einer mit dem Ausgang des Dämp­ fungsgliedes verbundenen, auf einen unteren und einen oberen Schwellenwert eingestellten Vergleichseinrichtung und einer der Vergleichseinrichtung nachgeschalteten Schrittschaltein­ richtung, die ausgangsseitig mit der Steuereinrichtung des Dämpfungsgliedes verbunden ist.

Eine bekannte Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung dieser Art ist in dem Buch "Elektronische Voltmeter", (Lothar Starke, Telekosmos Verlag, 1964, Seiten 62 bis 64) beschrie­ ben. Es handelt sich dabei um eine Meßbereichsauswahl- Schaltungsanordnung für ein elektronisches Voltmeter mit ana­ loger Anzeige. Eingangsseitig weist die Schaltungsanordnung ein Dämpfungsglied mit einem Widerstandsnetzwerk auf, dem ein mechanisch verstellbarer Drehschalter als Steuereinrichtung zugeordnet ist. Mit dem Widerstandsnetzwerk wird eine an der Schaltungsanordnung anliegende Meßgröße gedämpft, wobei der Dämpfungswert von der Stellung des Drehschalters bestimmt wird. Dem Ausgang des Dämpfungsgliedes nachgeschaltet ist eine Vergleichseinrichtung, die die ausgangsseitig vom Dämp­ fungsglied abgegebene gedämpfte Meßgröße mit eingestellten Schwellenwerten vergleicht. Dies wird in einer Diodenschal­ tung durchgeführt, die mit einer Gleichspannung beaufschlagt ist. Der Vergleichseinrichtung nachgeordnet ist eine Schrittschalteinrichtung in Form eines elektrischen Servomo­ tors, der von der Vergleichseinrichtung mit Hilfe von Relais angesteuert wird. Der Servomotor in der Schrittschaltein­ richtung ist mechanisch mit dem Drehschalter des Dämpfungs­ gliedes verbunden und steuert die Dämpfung des Dämpfungs­ gliedes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfachere und damit kostengünstigere Meßbereichsauswahl- Schaltungsanordnung als die bekannte anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schrittschalteinrichtung einen digitalen Zähler aufweist, der mit seinem Steuereingang an einen Ausgang der Vergleichs­ einrichtung angeschlossen ist, und die Steuereinrichtung eine elektronische Steuereinrichtung ist, die die Dämpfung des Dämpfungsgliedes dem jeweiligen Zählerstand des digitalen Zählers entsprechend einstellt.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Meßbereichsauswahl-Schal­ tungsanordnung besteht darin, daß sie durch die Verwendung des digitalen Zählers in der Schrittschalteinrichtung beson­ ders kostengünstig ist, weil auf einen im Vergleich zum digi­ talen Zähler relativ teuren Servomotor verzichtet werden kann. Darüber hinaus ist bei der erfindungsgemäßen Schal­ tungsanordnung durch den Einsatz einer elektronischen Steuer­ einrichtung auch kein mechanisch verstellbarer und damit verschleißbehafteter Drehschalter nötig, was die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung deutlich erhöht.

Um eine schaltungstechnisch besonders einfache Vergleichsein­ richtung zu erzielen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Vergleichseinrichtung einen bei dem oberen Schwellenwert schaltenden Operationsverstärker und einen bei dem unteren Schwellenwert schaltenden zusätzlichen Operationsverstärker sowie eine an die Ausgänge der beiden Operationsverstärker angeschlossene Gatter-Schaltung enthält, die ausgangsseitig mit einem Steueranschluß der Schrittschalteinrichtung ver­ bunden ist. Der Vorteil dieser Weiterbildung der erfindungs­ gemäßen Anordnung besteht darin, daß durch Verwendung von Operationsverstärkern in der Vergleichseinrichtung auf kom­ merziell erhältliche elektronische Baugruppen zurückgegriffen werden kann. Dies reduziert bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nicht nur die Entwicklungskosten, sondern auch die Reparaturkosten bei einem Gerätedefekt, da die kompletten Baugruppen ersetzt werden können und das Prüfen einzelner Widerstände oder Dioden entfällt.

Die Beaufschlagung der Vergleichseinrichtung mit zwei Schwel­ lenwerten läßt sich in verschiedener Form realisieren; beson­ ders einfach und damit besonders vorteilhaft ist dies jedoch möglich, wenn die Operationsverstärker mit ihrem jeweils ei­ nen Eingang mit dem Ausgang des Dämpfungsgliedes verbunden sind, ein weiterer Eingang des einen Operationsverstärkers an einer den oberen Schwellenwert bestimmenden Spannung und ein weiterer Eingang des zusätzlichen Operationsverstärkers an einer den unteren Schwellenwert bestimmenden weiteren Span­ nung liegt.

Um sicherzustellen, daß beim digitalen Zähler ausschließlich Zählerstände auftreten können, denen im Dämpfungsglied auch jeweils ein bestimmter Dämpfungswert zugeordnet ist, müssen die Zählerstände des digitalen Zählers gegebenenfalls durch eine Schaltung überwacht werden. Dies läßt sich schaltungs­ technisch in einfacher Weise und damit vorteilhaft dadurch erreichen, daß die Vergleichseinrichtung eingangsseitig auch an Zählerausgänge des digitalen Zählers angeschlossen ist. Ein weiterer Vorteil dieser Rückkopplung besteht darin, daß bei entsprechender Auswertung des Zählerstandes in der Ver­ gleichseinrichtung ein Überlauf des Zählerstandes - bei­ spielsweise bei einer zu großen Signalamplitude der Meßgröße- und damit ein Rücksetzen des Zählers auf den Zählerstand Null vermieden werden kann; ein abruptes Umschalten von maxi­ maler Dämpfung zu minimaler Dämpfung im Dämpfungsglied kann somit verhindert werden, wodurch eine mögliche Zerstörung der Eingangselektronik bei zu großen Signalamplituden ausge­ schlossen wird.

Kostengünstige elektronische Schaltungen sind in der Regel monolithisch integrierte Schaltungen, so daß es als vorteil­ haft angesehen wird, wenn die Schrittschalteinrichtung und die Vergleichseinrichtung monolithisch integriert sind.

Zur kostengünstigen Realisierung kundenspezifischer, mono­ lithisch integrierter Schaltkreise lassen sich in vorteil­ hafter Weise auch freiprogrammierbare Gate-Arrays verwenden, so daß es als vorteilhaft angesehen wird, wenn die Schritt­ schalteinrichtung und die Vergleichseinrichtung in einem freiprogrammierbaren Gate-Array (FPGA) integriert sind.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Meß­ bereichsauswahl-Schaltungsanordnung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer einen Teil der erfin­ dungsgemäßen Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung bildenden Operationsverstärkerschaltung,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer einen Teil der erfin­ dungsgemäßen Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung bildenden Gatter-Schaltung,

Fig. 4 eine Wahrheitstabelle, die die durch die Gatter- Schaltung realisierte, logische Verknüpfung angibt, und

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer einen Teil der erfin­ dungsgemäßen Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung bildenden Dämpfungsgliedes.

Fig. 1 zeigt ein Dämpfungsglied 3 mit einem Eingang E3 und einem Ausgang A3. Dem Ausgang A3 des Dämpfungsgliedes 3 ist eine Vergleichseinrichtung 6 mit einem Eingang E6 nachgeord­ net. In der Vergleichseinrichtung 6 befinden sich eine Ope­ rationsverstärkerschaltung 9 und eine Gatter-Schaltung 12. Die Operationsverstärkerschaltung 9 ist dabei mit ihrem Ein­ gang E9 mit dem Eingang E6 der Vergleichseinrichtung 6 ver­ bunden. Die Operationsverstärkerschaltung 9 weist drei Aus­ gänge auf, und zwar einen Ausgang A9a, einen weiteren Ausgang A9b und einen zusätzlichen Ausgang A9c. Der eine Ausgang A9a der Operationsverstärkerschaltung 9 ist mit einem Eingang E12a der Gatter-Schaltung 12 verbunden, der weitere Ausgang A9b der Operationsverstärkerschaltung 9 mit einem Ausgang A6a der Vergleichseinrichtung 6 und der zusätzliche Ausgang A9c der Operationsverstärkerschaltung 9 mit einem weiteren Eingang E12b der Gatter-Schaltung 12. Ein Ausgang A12 der Gatter-Schaltung 12 bildet zugleich einen weiteren Ausgang A6b der Vergleichseinrichtung 6. Die Vergleichseinrichtung 6 ist ausgangsseitig mit einer Schrittschalteinrichtung 15 ver­ bunden, und zwar in der Art, daß der eine Ausgang A6a der Vergleichseinrichtung 6 mit einem Eingang E15a der Schritt­ schalteinrichtung 15 und der weitere Ausgang A6b der Ver­ gleichseinrichtung 6 mit einem Steueranschluß E15b der Schrittschalteinrichtung 15 verbunden ist. Ein Taktgenerator 18 der Schrittschalteinrichtung 15 ist eingangsseitig an den Steueranschluß E15b der Schrittschalteinrichtung 15 ange­ schlossen. Dem Taktgenerator 18 nachgeordnet ist ein Zähler 21 mit einem Takteingang Et. Der Zähler 21 weist außerdem ei­ nen Steuereingang Es auf, der mit dem Eingang E15a der Schrittschalteinrichtung 15 und damit mit dem einen Ausgang A6a der Vergleichseinrichtung 6 verbunden ist. Der Zähler 21 weist zwei Zählerausgänge auf, und zwar einen Zählerausgang Ez0 für das niederwertige Bit und einen weiteren Zähleraus­ gang Ez1 für das höherwertige Bit. Diese beiden Zähleraus­ gänge Ez0 und Ez1 bilden zugleich einen Ausgang A15a und einen weiteren Ausgang A15b der Schrittschalteinrichtung 15. Diese ist ausgangsseitig mit dem Dämpfungsglied 3 verbunden, wobei ein Steuereingang S3a des Dämpfungsgliedes 3 mit dem einen Ausgang A15a der Schrittschalteinrichtung 15 und ein weiterer Steuereingang S3b des Dämpfungsgliedes 3 mit dem weiteren Ausgang A15b der Schrittschalteinrichtung 15 ver­ bunden ist. Der Zähler 21 bzw. die Schrittschalteinrichtung 15 ist ausgangsseitig außerdem mit der Vergleichseinrichtung 6 verbunden, und zwar in der Weise, daß der eine Zähleraus­ gang Ez0 des Zählers 21 und damit der eine Ausgang A15a der Schrittschalteinrichtung 15 an einen Zählereingang Z12a der Gatter-Schaltung 12 und der weitere Zählerausgang Ez1 des Zählers 21 und damit der weitere Ausgang A15b der Schritt­ schalteinrichtung 15 an einen weiteren Zählereingang Z12b der Gatter-Schaltung 12 angeschlossen ist. In dem Dämpfungsglied 3 befindet sich eingangsseitig eine Steuereinrichtung 27, die ausgangsseitig eine schaltbare Dämpfungsanordnung 30 ansteuert. Die schaltbare Dämpfungsanordnung 30 weist einen Eingang E30a, der mit dem Eingang E3 des Dämpfungsgliedes 3 verbunden ist, und einen Ausgang A30a auf, dem der Ausgang A3 des Dämpfungsgliedes 3 nachgeschaltet ist.

Mit der erfindungsgemäßen Meßbereichsauswahl-Schaltungsanord­ nung wird ein Meßbereich wie folgt ausgewählt. Eine Meßgröße Uin wird in das Dämpfungsglied 3 und damit in die schaltbare Dämpfungsanordnung 30 eingespeist, in der sie unter Bildung einer gedämpften Meßgröße Uin' gedämpft wird. Die gedämpfte Meßgröße Uin' gelangt zu der Vergleichseinrichtung 6, in der mittels der Operationsverstärkerschaltung 9 festgestellt wird, ob die gedämpfte Meßgröße Uin' betragsmäßig innerhalb eines vorgegebenen Meßbereiches liegt. Die Operationsverstär­ kerschaltung 9 ist hierfür mit zwei Schwellenwerten beauf­ schlagt; und zwar in Form einer den oberen Schwellenwert bestimmenden Spannung Umax und einer den unteren Schwellen­ wert bestimmenden weiteren Spannung Umin. Die genaue Funkti­ onsweise der Operationsverstärkerschaltung 9 wird im Zusam­ menhang mit der Fig. 2 erläutert. Die Operationsverstär­ kerschaltung 9 gibt an ihren Ausgängen A9a, A9b und A9c in Abhängigkeit von der Größe der gedämpften Meßgröße Uin' fol­ gende Ausgangssignale ab:

• a) Überschreitet die gedämpfte Meßgröße Uin' den durch die eine Spannung Umax bestimmten oberen Schwellenwert, so wird am Ausgang A9a ein Ausgangssignal ZuGroß auf eine logische "1" gesetzt. Einem weiteren Ausgangssignal UpDown am weite­ ren Ausgang A9b und einem zusätzlichen Ausgangssignal ZuKlein an dem zusätzlichen Ausgang A9c der Operationsver­ stärkerschaltung 9 wird ebenfalls eine logische "1" zuge­ wiesen.
• b) Unterschreitet die gedämpfte Meßgröße Uin' am Eingang E9 der Operationsverstärkerschaltung 9 den durch die weitere Spannung Umin bestimmten unteren Schwellenwert, so wird dem einen Ausgangssignal ZuGroß an dem einen Ausgang A9a der Operationsverstärkerschaltung 9 eine logische "0" zugewie­ sen; gleichzeitig erhalten auch das weitere Ausgangssignal UpDown an dem weiteren Ausgang A9b der Operationsverstär­ kerschaltung 9 und das zusätzliche Ausgangssignal ZuKlein am zusätzlichen Ausgang A9c der Operationsverstärkerschal­ tung 9 eine logische "10".
• c) Ist die gedämpfte Meßgröße Uin' betragsmäßig größer als der untere Schwellenwert und betragsmäßig kleiner als der obere Schwellenwert, so werden dem einen Ausgangssignal ZuGroß eine logische "0" und dem zusätzlichen Ausgangssignal ZuKlein eine logische "1" zugeordnet. Das weitere Ausgangs­ signal UpDown erhält eine logische "1", wenn sich die ge­ dämpfte Meßgröße Uin' betragsmäßig in der oberen Hälfte des durch die beiden Schwellenwerte festgelegten Meßbereiches befindet, und eine logische "0", wenn sich die gedämpfte Meßgröße Uin' betragsmäßig in der unteren Hälfte des Meß­ bereiches befindet. Das weitere Ausgangssignal UpDown der Operationsverstärkerschaltung 9 gelangt zum Zähler 21 in der Schrittschalteinrichtung 15. Der Zähler 21 wird durch das weitere Ausgangssignal UpDown der Operationsverstär­ kerschaltung 9 auf "Vorwärts"- (UpDown="1") oder "Rückwärts"-Zählen (UpDown="0") gesetzt. Der Zähler 21 wird durch das Festlegen der Zählrichtung jedoch noch nicht ak­ tiviert.

In der Gatter-Schaltung 12 wird einem Taktsteuersignal St in Abhängigkeit von den eingangsseitig anliegenden Signalen ZuGroß und ZuKlein eine logische "0" oder eine logische "1" zugeordnet; diese Zuordnung läßt sich der Fig. 4 entnehmen. Die Gatter-Schaltung 12 wird genauer im Zusammenhang mit der Fig. 3 erläutert.

Das Taktsteuersignal St gelangt zum Taktgenerator 18. Der Taktgenerator 18 wird gestartet, wenn das Taktsteuersignal St eine logische 1 aufweist. Ist dies der Fall, so gibt der Taktgenerator 18 ausgangsseitig ein Taktsignal T an den Zäh­ ler 21 ab. Der Zähler 21 beginnt daraufhin mit dem Zählen; und zwar zählt der Zähler 21 einen Zählerschritt vorwärts, wenn an seinem Steuereingang Es eine logische "1" anliegt, und einen Zählerschritt rückwärts, wenn an seinem Steuer­ eingang Es eine logische "0" anliegt. Der Zählerstand wird mit Zählersignalen Z0 und Z1 an die Steuereinrichtung 27 übertragen. In der Steuereinrichtung 27 ist jedem anliegenden Zählerstand eine bestimmte Dämpfung der Dämpfungsanordnung 30 zugeordnet, so daß nach dem Empfang eines neuen Zählerstandes die Dämpfungsanordnung 30 derart angesteuert wird, daß die Dämpfung des Dämpfungsgliedes 30 dem Zählerstand entspricht. Die genaue Funktionsweise des Dämpfungsgliedes 30 wird im Zusammenhang mit der Fig. 5 beschrieben. Das Ziel dieser Regelung besteht also darin, daß die gedämpfte Meßgröße Uin' am Ausgang des Dämpfungsgliedes betragsmäßig größer als der untere Schwellenwert und kleiner als der obere Schwellenwert ist.

Für die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Meßbereichs­ auswahl-Schaltungsanordnung ist es erforderlich, daß die Regelzeit der durch das Dämpfungsglied 3, die Vergleichs­ einrichtung 6 und die Schrittschalteinrichtung 15 gebildeten Regelschleife kürzer ist als die Periodendauer des Taktsi­ gnals T des Taktgenerators 18. Innerhalb eines Regelschlei­ fendurchlaufes, d. h. also eines Meßzyklus, darf der Zähler maximal um einen Schritt vorwärts oder rückwärts zählen; diese Einschränkung hinsichtlich der Höhe der Taktfrequenz des Taktgenerators 18 muß beim Betrieb der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung berücksichtigt werden, um sicherzustel­ len, daß bei jedem Regelschleifendurchlauf die Dämpfung des Dämpfungsgliedes 3 nur zum jeweils nächstliegenden Dämp­ fungswert geschaltet wird; nur in diesem Fall ist gewährlei­ stet, daß keine Meßbereiche übersprungen werden.

Die gedämpfte Meßgröße Uin' bildet das Ausgangssignal der er­ findungsgemäßen Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung; die­ ses Ausgangssignal kann mit nicht dargestellten Anzeigein­ strumenten angezeigt oder mit nicht dargestellten Meßsignal­ verarbeitungsgeräten weiterverarbeitet werden.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Operationsver­ stärkerschaltung 9. An dem Eingang E9 der Operationsverstär­ kerschaltung 9 ist ein Eingangsoperationsverstärker 50 mit seinem Pluseingang angeschlossen; der Minuseingang des Ein­ gangsoperationsverstärkers 50 ist direkt mit dem Ausgang des Eingangsoperationsverstärkers 50 verbunden. Der Eingangsope­ rationsverstärker 50 weist aufgrund seiner Beschaltung eine Verstärkung von eins auf und dient zur Impedanzwandlung. Dem Eingangsoperationsverstärker 50 nachgeordnet sind ein Ope­ rationsverstärker 53, ein weiterer Operationsverstärker 56 und ein zusätzlicher Operationsverstärker 59 jeweils mit einem Eingang, und zwar mit ihrem Pluseingang. Der eine Ope­ rationsverstärker 53 ist hinsichtlich seines Pluseinganges mit Widerständen R53a und R53b beschaltet, wobei der eine Widerstand R53a des einen Operationsverstärkers 53 mit seinem einen Anschluß an den Ausgang des Eingangsoperati­ onsverstärkers 50 und mit seinem anderen Anschluß mit dem Pluseingang des einen Operationsverstärkers 53 verbunden ist. Der weitere Widerstand R53b des einen Operationsverstärkers 53 ist mit seinem einen Anschluß an den Pluseingang des einen Operationsverstärkers 53 und mit seinem anderen Anschluß an den Ausgang des einen Operationsverstärkers 53 angeschlossen. Die Verbindung zwischen dem Ausgang des Ein­ gangsoperationsverstärker 50 und den Pluseingängen des wei­ teren Operationsverstärkers 56 und des zusätzlichen Operati­ onsverstärkers 59 ist über entsprechende Widerstände R56a, R56b, R59a und R59b in gleicher Weise durchgeführt.

Außerdem lassen sich in der Fig. 2 Widerstände R1, R2, R3 und R4 erkennen, die in Reihe geschaltet sind. Dabei ist der eine Anschluß des einen Widerstandes R1 mit einer Versor­ gungsspannung Vcc verbunden. Der andere Anschluß des einen Widerstandes R1 ist an den weiteren Eingang, und zwar den Minuseingang, des einen Operationsverstärkers 53 und an einen Anschluß des weiteren Widerstandes R2 angeschlossen. Dem anderen Anschluß des weiteren Widerstandes R2 ist ein weiterer Eingang (Minuseingang) des weiteren Operationsver­ stärkers 56 und ein Anschluß des zusätzlichen Widerstandes R3 nachgeordnet. Dem anderen Anschluß des zusätzlichen Wider­ standes R3 nachgeschaltet sind ein weiterer Eingang (Minuseingang) des zusätzlichen Operationsverstärkers 59 und der eine Anschluß des ergänzenden Widerstandes R4, der mit seinem anderen Anschluß mit Masse verbunden ist.

Der Ausgang des einen Operationsverstärkers 53 ist mit dem einen Ausgang A9A der Operationsverstärkerschaltung 9 verbun­ den. Dem Ausgang des weiteren Operationsverstärkers 56 ist der weitere Ausgang A9b der Operationsverstärkerschaltung 9 nachgeordnet; dem Ausgang des zusätzlichen Operationsver­ stärkers 59 ist der zusätzliche Ausgang A9c der Operations­ verstärkerschaltung 9 nachgeschaltet.

Wird in die Operationsverstärkerschaltung 9 eine gedämpfte Meßgröße Uin' am Eingang E9 eingespeist, so bilden sich an den Ausgängen A9a, A9b und A9c der Operationsverstärkerschal­ tung 9 die Ausgangssignale ZuGroß, UpDown und ZuKlein. Dem einen Ausgangssignal ZuGroß wird dabei eine logische "1" zu­ geordnet, wenn die gedämpfte Meßgröße Uin' die sich an dem anderen Anschluß des einen Widerstandes R1 bildende, den obe­ ren Schwellenwert bestimmende Spannung Umax überschreitet. Dem zusätzlichen Ausgangssignal ZuKlein wird eine logische "1" zugeordnet, wenn die gedämpfte Meßgröße Uin' die sich an dem anderen Anschluß des zusätzlichen Widerstandes R3 bil­ dende, den unteren Schwellenwert bestimmende Spannung Umin überschreitet. An dem anderen Anschluß des weiteren Wider­ standes R2 bildet sich eine Mittelwertspannung Umittel, die dem Mittelwert zwischen der den oberen Schwellenwert be­ stimmenden einen Spannung Umax und der den unteren Schwellen­ wert bestimmenden weiteren Spannung Umin entspricht, da alle Widerstände bei diesem Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Anordnung betragsmäßig gleich groß sind. Über­ schreitet die gedämpfte Meßgröße Uin' diese Mittelwertspan­ nung Umittel, so wird dem weiteren Ausgangssignal UpDown eine logische "1" zugeordnet, andernfalls eine logische "0".

Fig. 3 zeigt eine für die erfindungsgemäße Anordnung geeig­ nete Gatter-Schaltung 12. An dem einen Eingang E12a der Gat­ ter-Schaltung 12 ist ein invertierendes XOR-Gatter 70 mit ei­ nem Eingang E70a angeschlossen. Dem invertierenden XOR-Gatter 70 nachgeordnet ist ein NOR-Gatter 73 mit einem Eingang E73a. Ein weiterer Eingang E73b des NOR-Gatters 73 ist mit einem Ausgang eines AND-Gatters 76 verbunden, dem an einem Eingang E76a der Eingang E12a der Gatter-Schaltung 12 vorgeschaltet ist. An einem weiteren Eingang E76b des AND-Gatters 76 ist der eine Zählereingang Z12a der Gatter-Schaltung 12 und an einem zusätzlichen Eingang E76c der weitere Zählereingang Z12b der Gatter-Schaltung 12 angeschlossen. Der weitere Ein­ gang E12b der Gatter-Schaltung 12 ist über einen Inverter 79 mit dem weiteren Eingang E70b des invertierenden XOR-Gatters 70 verbunden. Dem weiteren Eingang E12b der Gatter-Schaltung 12 ist außerdem ein weiteres NOR-Gatter 82 mit einem Eingang E82a nachgeordnet. Ein weiterer Eingang E82b des weiteren NOR-Gatters 82 ist mit dem einen Zählereingang Z12a der Gat­ ter-Schaltung 12 verbunden; einem zusätzlichen Eingang E82c des weiteren NOR-Gatters 82 ist der weitere Zählereingang Z12b der Gatter-Schaltung 12 vorgeordnet. Ausgangsseitig ist das weitere NOR-Gatter 82 mit einem zusätzlichen Eingang E73c des einen NOR-Gatters 73 verbunden, das ausgangsseitig mit dem Ausgang A12 der Gatter-Schaltung 12 verbunden ist.

Die Gatter-Schaltung 12 gibt an ihrem Ausgang A12 das Takt­ steuersignal St mit einer logischen "1" ab, wenn

• - das an dem einen Eingang E12a der Gatter-Schaltung 12 an­ liegende eine Ausgangssignal ZuGroß eine logische "1" auf­ weist und der Zählerstand ungleich "1 1" (Z0≠"1" oder Z1≠"1") ist
• - oder wenn das zusätzliche Ausgangssignal ZuKlein eine logi­ sche "0" aufweist und der Zählerstand größer als Null (Z0≠"0" oder Z1≠"0") ist.

Fig. 5 zeigt ein für einen Einsatz in der erfindungsgemäßen Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung geeignetes Dämpfungs­ glied 3. Man erkennt ein Signaldämpfungsglied 90 mit einem Eingang E90 und einem Ausgang A90 und ein weiteres Signal­ dämpfungsglied 93 mit einem Eingang E93 und einem Ausgang A93. Der Eingang E90 des einen Signaldämpfungsgliedes 90 ist mit dem Eingang E30a der schaltbaren Dämpfungsanordnung 30 und damit mit dem Eingang E3 des Dämpfungsgliedes 3 verbun­ den. Dem einen Signaldämpfungsglied 90 ausgangsseitig nach­ geordnet ist das weitere Signaldämpfungsglied 93 mit seinem Eingang E93. Der Ausgang A93 des weiteren Signaldämpfungs­ gliedes 93 bildet den Ausgang A30a der schaltbaren Dämpfungs­ anordnung 30 und damit zugleich den Ausgang A3 des Dämpfungs­ gliedes 3. Die Signaldämpfungsglieder sind über Relais R0 und R1 in der Steuereinrichtung 27 relaisgesteuert, was in der Fig. 5 mit punktierten Linien angedeutet ist. Die Steu­ ereinrichtung 27 weist zwei Treiberschaltungen Tr1 und Tr2 zur elektrischen Ansteuerung der Relais R0 und R1 auf, wobei die eine Treiberschaltung Tr1 eingangsseitig mit dem einen Steuereingang S3a des Dämpfungsgliedes 3 und die andere Trei­ berschaltung Tr2 eingangsseitig mit dem weiteren Steuerein­ gang S3b des Dämpfungsgliedes 3 verbunden ist.

Die Relais R0 und R1 weisen jeweils zwei Umschalter mit je­ weils zwei Schalterstellungen a und b auf.

Die Signaldämpfungsglieder 90 und 93 dämpfen ein an ihrem Eingang anliegendes Signal, wenn sich ihre Umschalter in der Schalterstellung a befinden, d. h. wenn an dem jeweiligen zu­ geordneten Steuereingang der Steuereinrichtung 27 eine logi­ sche "1" anliegt. Liegt an dem jeweiligen Steuereingang eine logische "0" an, so kann das an dem jeweiligen Signal­ dämpfungsglied eingangsseitig anliegende Signal das Signal­ dämpfungsglied dämpfungsfrei passieren, weil dann die jewei­ ligen Umschalter in der Schalterstellung b stehen. Signal­ dämpfungsglieder dieser Art lassen sich statt mit Relais bei­ spielsweise auch mit Transistoren realisieren. Die am Eingang E90 des einen Signaldämpfungsgliedes 90 anliegende Meßgröße Uin wird also mit einer Dämpfung α1 gedämpft, wenn an dem einen Steuereingang S3a des einen Dämpfungsgliedes 3 eine lo­ gische "1" anliegt. Am Ausgang des einen Signaldämpfungsglie­ des 90 wird eine Zwischengröße Uin'' abgegeben, die zu dem weiteren Signaldämpfungsglied 93 gelangt. Dort wird die Zwi­ schengröße Uin'' mit einem Dämpfungswert α2 gedämpft, wenn an dem weiteren Steuereingang S9b des Dämpfungsgliedes 3 eine logische "1" anliegt. Am Ausgang A93 des weiteren Signaldämp­ fungsgliedes 93 bildet sich die gedämpfte Meßgröße Uin', die am Ausgang A3 des Dämpfungsgliedes 3 abgegeben wird.

Beträgt der Dämpfungswert α1 des einen Signaldämpfungsgliedes 90 beispielsweise 6dB und der Dämpfungswert α2 des weiteren Signaldämpfungsgliedes 93 beispielsweise 12 dB, so lassen sich in Abhängigkeit von dem Zählerstand des Zählers 21 fol­ gende Dämpfungswerte beim Dämpfungsglied 3 einstellen:

Z0 = "0" und Z1 = "0" → Gesamtdämpfung = 0 dB
Z0 = "1" und Z1 = "0" → Gesamtdämpfung = α1 = 6 dB
Z0 = "0" und Z1 = "1" → Gesamtdämpfung = α2 = 12 dB
Z0 = "1" und Z1 = "1" → Gesamtdämpfung = α1 + α2 = 18 dB.

Claims (6)

1. Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung mit

• - einem eingangsseitig mit einer Meßgröße (Uin) beaufschlag­ ten Dämpfungsglied (3) mit einer die Dämpfung bestimmenden Steuereinrichtung (27),
• - einer mit dem Ausgang (A3) des Dämpfungsgliedes (3) verbun­ denen, auf einen unteren und einen oberen Schwellenwert eingestellten Vergleichseinrichtung (6) und
• - einer der Vergleichseinrichtung (6) nachgeschalteten Schrittschalteinrichtung (15), die ausgangsseitig mit der Steuereinrichtung (27) des Dämpfungsgliedes (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Schrittschalteinrichtung (15) einen digitalen Zähler (21) aufweist, der mit seinem Steuereingang (Es) an einen Ausgang (A6a) der Vergleichseinrichtung (6) angeschlossen ist, und
• - die Steuereinrichtung (27) eine elektronische Steuerein­ richtung ist, die die Dämpfung des Dämpfungsgliedes (3) dem jeweiligen Zählerstand (Z0, Z1) des digitalen Zählers (21) entsprechend einstellt.

2. Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Vergleichseinrichtung (6) einen bei dem oberen Schwel­ lenwert schaltenden Operationsverstärker (53) und einen bei dem unteren Schwellenwert schaltenden zusätzlichen Operationsverstärker (59) sowie eine an die Ausgänge der beiden Operationsverstärker (53, 59) angeschlossene Gatter- Schaltung (12) enthält, die ausgangsseitig mit einem Steueranschluß (E15b) der Schrittschalteinrichtung (15) verbunden ist.

3. Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Operationsverstarker (53, 59) mit ihrem jeweils einen Eingang mit dem Ausgang (A3) des Dämpfungsgliedes (3) ver­ bunden sind,
• - ein weiterer Eingang des einen Operationsverstärkers (53) an einer den oberen Schwellenwert bestimmenden Spannung (Umax) und ein weiterer Eingang des zusätzlichen Operati­ onsverstärkers (59) an einer den unteren Schwellenwert be­ stimmenden weiteren Spannung (Umin) liegt.

4. Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Vergleichseinrichtung (6) eingangsseitig auch an Zäh­ lerausgänge (Ez0, Ez1) des digitalen Zählers (21) ange­ schlossen ist.

5. Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung nach einem der vor­ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Schrittschalteinrichtung (15) und die Vergleichsein­ richtung (6) monolithisch integriert sind.

6. Meßbereichsauswahl-Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Schrittschalteinrichtung (15) und die Vergleichsein­ richtung (6) in einem freiprogrammierbaren Gate-Array (FPGA) integriert sind.