DE2013413A1

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Info

Publication number: DE2013413A1
Application number: DE19702013413
Authority: DE
Priority date: 1969-03-21
Filing date: 1970-03-20
Publication date: 1970-10-01
Also published as: GB1309432A; FR2037494A5; US3584298A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Feststellung, ob die Frequenz einer Reihe periodischer elektrischer Signale größer oder kleiner als eine vorbestimmte Frequenz ist.

Es gibt viele Anwendungsmögliohkeiten für eine Einrichtung zur.Feststellung, ob ein Teil einer Anlage sich mit einer größeren oder geringeren Geschwindigkeit als der gewünschten Geschwindigkeit bewegt. Eine solche Einrichtung könnte z.B. zur Einschaltung einer Anzeigelampe auf dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges dienen, um dem Fahrer anzuzeigen, daß er eine vorgegebene Motordrehzahl oder

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Fahrgeschwindigkeit erreicht hat. Eine solche Einrichtung könnte auch dazu verwendet werden, selbsttätig den richtigen Meßbereich eines Mehrbereichstachometers oder Dynamometers auszuwählen, wenn die durch ein solches Meßinstrument gemessene Drehzahl einer Maschine von einem Meßbereich zu einem anderen vergrößert oder verkleinert wird. Bei einem Gabelstapler könnte eine solche Einrichtung zur Einschaltung

^ einer Bremse oder zur Einschaltung eines Sekundärmotors verwendet werden, wenn die Geschwindigkeit des Primärmotors, der die Gabel betätigt, unter eine vorgegebene Geschwindigkeit aufgrund des Gewichts der zu tragenden Last absinkt. Wenn auch Einrichtungen zur Anzeige von Geschwindigkeiten der beschriebenen Art bereits in der Vergangenheit gebaut worden sind, so haben sich doch Nachteile in bezug auf Genauigkeit, Arbeitsgeschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Kosten gezeigt, die die Anwendungsmöglichkeit sehr stark begrenzten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrich

tung zur Feststellung zu schaffen, ob die Frequenz eines periodischen elektrischen Signals größer oder kleiner als eine vorbestimmte Frequenz ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch einen Kondensator, durch einen Widerstandspfad, der den Kondensator mit einer Gleichspannungsquelle verbindet, derart, daß der Kondensator von dieser mit einer vorbestimm-

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tea Geschwindigkeit aufgeladen wird, durch eine veränderbare Vlderstandselnrlchtung mit einer Steuerelektrode sum Smpfang der periodischen elektrischen Signale und;mit einem su dem Kondensator Überleitenden Pfad, der periodisch In Abhängigkeit von den periodischen elektrischen Signalen In den leitenden Zustand gebracht wird, so daß der Kondensator dadurch entladen wird, durch eine Ausgangseinrichtung sur Anselge oder sur Durchführung einer Steuerfunktlon, durch eine alt der Ausgangselnrlchtung rerbundene, bei Betätigung die Ausgangselnrlcbtung In Betrieb setsende Schalteinrichtung, durch eine zwischen dem Kondensator und der Schalteinrichtung liegende spannungsabhängige Einrichtung sur Betätigung der Schalteinrichtung In Abhängigkeit von einer vorbestimmten Spannung an dem Kondensator, und durch eine Einrichtung sur Einstellung der Ladegeechwindigkeit des Kondensators und damit eur Änderung der frequenz, mit der die Schalteinrichtung betätigt wird.

Es wurde gefunden, daß Einrichtungen der betreffenden Art In Abhängigkeit von periodischen elektrischen Signalen betätigt werden können, die eine Frequent haben, die proportional der Geschwindigkeit eines su bewegenden Gerätes ist. Im fall τοη Verbrennungskraftmaschinen können solche periodischen Signale τοη deren zündsystem abgeleitet werden. In anderen fällen können Wandler Verwendung finden, die periodische elektrische Signale In Abhängigkeit τοη

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mechanischer Bewegung erzeugen. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung läßt sich daher feststellen, ob die Geschwindigkeit eines Teiles eines Gerätes größer oder kleiner als eine vorgegebene Geschwindigkeit ist, indem die Einrichtung anzeigt, ob die frequenz von durch das Gerät erzeugten periodischen elektrischen Signalen größer oder kleiner als eine gewünschte Frequenz ist.

^ Bei der genannten erfindungsgemäßen Lösung wird der

Kondensator periodisch über einen variablen Widerstand in Abhängigkeit von den periodischen elektrischen Signalen entladen. Hat sich der Kondensator auf eine vorbestimmte Spannung geladen,, so wird eine spannungsabhängige Einrichtung geschaltet, die einen Schalter betätigt, der eine Ausgangseinrichtung, beispielsweise eine Anzeigelampe, einschaltet.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung entlädt der variable Widerstand, wenn die frequenz der periodischen elektrischen Signale größer als die gewünschte

Frequenz ist, den Kondensator bzw. den kapazitiven Ladekreis häufig genug, um eine Aufladung auf eine solche Spannung zu verhindern, die ausreicht, um die spannungsabhängige Einrichtung zu schalten. Als folge davon bewirkt der Schalter das Aufleuchten der Anzeigelampe. Sinkt jedoch die frequenz der periodischen elektrischen Signale unter die gewünschte frequenz ab, so wird der variable Widerstand so häufig betätigt, und der kapazitive Ladekreis lädt sich sehr schnell

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?lg, 1 zeigt ela Blockschaltbild einer bevorzugten Ausfübrungeform der Erfindung;

Pig. 2 ist ein genaues Schaltbild einer zweckmäßigen Perm der Einrichtung mit variable» Widerstand, des Ladelcreisee, der Einrichtung alt negativem Widerstand, der Schalteinrichtung und der Ausgießeinrichtung gemäß I¹Ig, 1;

^ fig, 3 zeigt eise andere Ausfübrungefons der Einrichtung mit variablem Wideretand, des Ladekreiees, der Einrichtung mit negativem Wideretand, der Schalteinrichtung und der Ausgangselaricbtung gemäß flg. 1, und

Pig. 4 ist ein genaues Schaltbild eines typischen Signalformers, der zur Anwendung bei der Erfindung geeignet ist.

In Pig. 1 ist eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Ein Signalformer 12 empfängt periodische elektrische Signale von einer Signalquelle 10 und wandelt die Signale in positive Impulse mit einer länge von ungefähr 0,5 bis 10 Millisekunden um. Die umgeformten Signale dienen zur Steuerung einer Einrichtung 14· mit variablem Widerstand, die einen Kondensator in einem ladekreis 16 bei jedem Empfang eines der periodischen Signale entlädt. Ladekreis 16 ist an eine spannungsabhängige Einrichtung 18 mit negativem Widerstand angeschlossen, die in ihrem Ar-

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beitebereicb mit negativem Widerstand umgeschaltet wird, wenn die Spannung an dem Ladekreis einen vorbestimmten Wert erreicht. Ladekreis 16 ist so einjustiert, daß er durch die Einrichtung mit variablem Widerstand entladen wird, bevor er sich auf die vorbestimmte Spannung auflädt, und zwar dann, wenn die Frequenz der periodischen Signale größer als eine vorbestlmmte Frequenz 1st. Fällt die Frequenz der periodischen Signale auf die vorbestimmte Frequenz ab, so hat der Ladekrele ausreichend Zelt, eine Spannung aufzubauen, die die Einrichtung mit negativem Widerstand schaltet* Ein Sohalten der Einrichtung mit negativem Widerstand bewirkt eine Betätigung einer Schalteinrichtung 20, die wiederum eine normalerweise erregte oder eingeschaltete Ausgangseinrichtung 22 ausschaltet oder eutregt. Die Ausgangeeinrichtung wird somit immer dann erregt, wenn die Frequenz der periodischen Signale größer als die vorbeetimmte Frequenz 1st, und sie wird immer dann entregt, wenn die Frequenz der periodischen Signale geringer als die vorbestimmte Frequenz ist. Eine zweckmäßige Ausführungeform der Einrichtung 14 mit variablem Widerstand, des Ladekreises 16, der Einrichtung 18 mit negativem Widerstand, der Schalteinrichtung 20 und der Ausgangseinrichtung 22 ist im einzelnen in Fig· 2 dargestellt*

Die Einrichtung 14 mit variablem Widerstand weist «inen Tranelator 30 mit einer Steuer- oder Basisleitung 31

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auf, die an Vorwideratände 32 und 34 angeschlossen ist, und es erstreckt sich ein Überleitungspfad von einer Kollektorleitung 33 über die Kollektor-Emitterstrecke des Kollektors nach Masse. Die Kollektorleitung 33 ist über einen Widerstand 36 an einen Versorgungsleiter 51 mit positiver Spannung angeschlossen. Sie Einrichtung mit variablem Widerstand weist außerdem eine Diode 38 auf, die ermöglicht, daß Strom

^ von dem Ladekreis 16 über den überleitenden Pfad des Transistors 30 fließen kann, die jedoch äas Fließen von Strom in entgegengesetzter Richtung verhindert.

Der Ladekreis 16 weist einen Widerstandspfad auf, der aus einem Widerstand 46 und der Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors 44 gebildet ist und durch den ein Ladekondensator 52 geladen wird. Die Geschwindigkeit, mit der der der Ladekondensator 52 geladen wird, ist durch die Spannung an einem Schleifer 42 eines Potentiometers 40 bestimmt, das an die Basisleitung des Transistors 44 ange-

P schlossen ist. Die über dem Potentiometer 40 abfallende Spannung ist wiederum weitgebend durch den Wert eines Widerstandes 48 bestimmt. Die Kollektorleitung eines Transistors 50 ist an die Versorgungsleitung 51 mit positiver Spannung angeschlossen, während die Emitterleitung des Transistors 50 an einen Spannungsteiler bestehend aus Widerständen 54 und 56 angeschlossen ist, seine Basisleitung ist an dem Verbindungspunkt von Diode 38, Ladekondensator

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52 und die Kollektorleitung des Transistors 44 angeschlossen. Widerstand 54 ist an einen Kondensator 58 angeschlossen, der die Spannung über die Einrichtung mit negativem Widerstand aufrechtzuerhalten sucht, wenn die Einrichtung in den Arbeitsbereich mit negativem Widerstand umgeschaltet ist. Die Einrichtung 18 mit negativem Widerstand weist eine Tunneldiode 60 mit einer Anode auf, die mit dem Verbindungspunkt von Widerstand 54 und Kondensator 58 verbunden ist. Tunneldioden haben sehr genaue Charakteristiken, und diese Tatsache verleiht der Erfindung jedenfalls zum Teil die außerordentliche Genauigkeit und die hohe Schaltgeschwindigkeit.

Schalteinrichtung 20 weist einen Transistor 62 auf, dessen Basisleitung der Anode an Tunneldiode 60 und dessen Kollektorleitung und Widerstand 64 an einen Versorgungsleiter 65 mit positiver Spannung angeschlossen ist. Die Kollektorleitung des Transistors 62 ist außerdem an einen Kondensator 66 angeschlossen, der die Stromimpulse integriert, die durch das Schalten der Tunneldiode 60 und dem sich ergebenden Betrieb des Transistors 62 erzeugt werden. Widerstände 68 und 70 sorgen für eine ordnungsgemäße Vorspannung eines Transistors 72, der die Signale von dem Transistor 62 verstärkt. Die Kollektorleitung des Transistors 72 ist über einen Widerstand 74 an den Versorgungsleiter 65 und über einen WIderstand 76 an die Basisleitung

eines Transistors 80 angeschlossen. Widerstand 78 sorgt für eine ordnungsgemäße Vorspannung des Transistors 80. Transistor 80 verstärkt ti. , Signal von dem Transistor 72 und steuert die Ausgangseinrichtung 22, die eine Anzeigelampe 82 aufweist.

Die Arbeitsweise der Einrichtung gemäß Fig. 2 soll nun erläutert werden, wobei angenommen sei, daß die Signalquelle

^ 10 das Zündsystem eines Kraftfahrzeugmotor sei und daß die Leitungen 11 und 13 zwischen den Verteilerpunkten und Masse potential angeschlossen seien. Läuft der Motor, so werden Signale mit einer periodischen Spitze in ihrer Wellenform Über Leiter 11 an den Signalformer 12 in bekannter Weise geleitet. Wie das nachfolgend noch näher erläutert wird, wandelt der Signalformer 12 die über Leiter 11 geleiteten positiven Spitzen in positive Impulse um.(beispielsweise in die mit dem Buchstaben A bezeichneten Impulse), die eine Impulslänge von 0,5 bis 10 Millisekunden haben. Die

Ψ positiven Impulse gelangen über Leitung 15 und Widerstand 32 an die Basisleitung des Transistors 30, so daß der Transistor Strom von seinen Kollektor- zu den Emitterleitungen leitet (z.B. über den überleitenden Pfad). Sobald Transistor 30 leitet, wird irgendeine auf dem Ladekondensator vorhandene Ladung unverzüglich über die Diode 38 und den überleitenden Pfad nach Masse abgeleitet. Da die vordere Kante jedes Impulses auf dem Leiter 15 der Basisleitung

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des Transistors 30 aufgeprägt wird, kehrt der Transistor in seinen nichtleitenden Zustand zur (ick, Diode 38 ist in Rückwärtsrichtung vorgespannt, und Ladekondensator 52 beginnt sich iiber den Widerstand 4-6 und die Emitter-Kollektorstreeke des Transistors 64 aufzuladen.

!Transistor 50 ist als Emitterfolger geschaltet und hat eine relativ hohe Eingangsimpedanz, so daß der Leckstrom von dem Ladekondensator 52 gering gehalten wird. Die Spannung an der Emitterleitung des Transistors 50 ist der Spannung an dem Ladekondensator 52"proportional und gelangt Über Widerstand 54 an die Anode der Tunneldiode 60; Der Strom durch die Tunneldiode steigt in bekannter Weise anfänglich an, wenn die Spannung an der Diode in Vorwärtsriebtung ansteigt. Mit beginnender Aufladung des Ladekondensators 52 fließt infolgedessen der größte Teil des durch Widerstand 54 fließenden Stroms durch die Tunneldiode 60, so daS der Transistor 62 im nichtleitenden Zustand bleibt. Wird jedoch die Diode in Vorwärtsrichtung über einen vorbestimmten Wert erhöht, so fällt der durch die Diode fließende Strom rapide ab, die im Arbeitsbereich mit sogenanntem negatiren Widerstand arbeitet, so daß der größte Teil des durch den Widerstand 54 fließenden Stroms durch den Basiskreis des Transistors 62 geleitet wird, der somit in seinen leitenden Zustand schaltet.

Die Einrichtung gemäß Fig. 2 wird in der folgenden

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Welse eingestellt. Eb sei angenommen, daß der Motor mit der gewünschten Drehzahl läuft, so daß die von dem Transistor 30 empfangenen periodischen Impulse auf der gewünschten Frequenz liegen. Der Schleifer 4-2 des Potentiometers 40 wird jetzt so verstellt, um die Ladegeschwindigkeit des Ladekondensators 52 so lange zu erhöhen, bis die an dem Ladekondensator 52 zwischen dem Empfang periodischer Impulse durch den Transistor 30 aufgebaute Spannung einen vorbestimmten Wert erreicht, der ausreicht, um die Tunneldiode 60 in den Bereich negativen Widerstandes zu schalten. Ist die Tunneldiode 60 in der angegebenen Weise geschaltet, so wird Transistor 62 in seinen leitenden Zustand geschaltet, der somit den Transistor 72 in seinen nichtleitenden Zustand »ehaltet. Als Folge davon wird Transistor 80 ebenfalls in seinen nichtleitenden Zustand geschaltet, so daß nicht länger Strom durch die Anzeigelampe 82 fließt, die Anzeigelampe wird dadurch ausgeschaltet. Sobald ein periodischer Impuls von dem Transistor 30 empfangen wird, wird Ladenondensator 52 entladen, und die Tunneldiode 60 kehrt zu ihrer ursprünglichen Arbeitsweise zurück. Transistor 62 kehrt dann in seinen nichtleitenden Zustand zurück. Die Transistoren 72 und 80 kehren jedoch nicht unmittelbar in ihre leitenden Zustände zurück, und zwar aufgrund der integrierenden Wirkung des Kondensators 66, und die Anzeigelampe 82 bleibt so lange erloschen, wie die Frequenz der periodischen Impulse

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auf oder unter dem gewünschten Wert bleibt»

Ist die Einrichtung gemäß Fig. 2 in der beschriebenen Weise eingestellt, veranlaßt eine Vergrößerung der Frequenz der periodischen Impulse auf einen Wert etwas oberhalb der gewünschten Frequenz den Transistor 30 zum Umschalten in seinen leitenden Zustand, bevor sich der ladekondensator 52 auf die vorbestimmte Spannung auflädt, die die Tunneldiode 60 schaltet. Transistor 62 verbleibt dann in seinem nichtleitenden Zustand, und die Spannung über dem Kondensator 66 steigt sehr schnell auf einen Wert an, der ausreicht, um die Transistoren 72 und 80 in ihre leitenden Zustände zu schalten. Somit wird die Anzeigelampe 82 fast augenblick^· lieh eingeschaltet.

Sinkt die Frequenz der periodischen Impulse wieder auf die gewünschte Frequenz ab, so hat der Ladekondensator 52 wieder ausreichend Zeit, um sich auf die vorbestimmte Spannung aufzuladen, bei der die Tunneldiode 60 in ihren Arbeitsbereich mit negativem Widerstand umgeschaltet wird. Wie bereits zuvor erläutert, wird in diesem Augenblick der Transistor 62 in seinen leitenden Zustand geschaltet,, und die Transistoren 72 und 80 werden in ihre nichtleitenden Zustände geschaltet, so daß die Anzeigelampe 82 sofort ausgeschaltet wird. Die neuartige Anordnung der Teile in der Schalteinrichtung 20 bewirkt ein augenblickliches Erlöschen der Anzeigelampe, wenn die Frequenz der periodischen Sig- ·

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nale auf die gewünschte frequenz abfällt, so daß augenblicklich angezeigt wird, daß der Motor auf oder unterhalb seiner gewünschten Drehzai . arbeitet. Darüber hinaus tritt kein Flackern der Anzeigelampe auf, da der Kondensator 66 die Impulse integriert, die durch das Schalten des Transistors 62 in der oben beschriebenen Weise erzeugt werden.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Pig. dargestellt, bei der die Einrichtung 14 mit variablem Widerstand die gleichen Teile wie in Pig. 2 aufweist und an die gleiche Signalquelle angeschlossen ist, wie sie in Pig. 2 diskutiert ist.

In Pig. 3 weist der Ladekreis 16 ein Potentiometer auf, das einen Schleifer 110 besitzt, der mit einem Versorgungsleiter 113 für positive Spannung verbunden ist. Außerdem weist der Ladekreis 16 einen Widerstand 114 auf, über den ein Ladestrom in einen Kondensator 16 fließt. Die Einrichtung 18 mit negativem Widerstand weist einen pro-) grammierbaren einflächigen Transistor 18 auf, der z.B. ein Transistor D13 T1 der Firma General Electric Company sein mag. Transistor 118 ist mit einem Kollektor 120 mit dem Verbindungspunkt von Widerstand 114 und Kondensator 116 verbunden, ein Gatter 122 ist mit dem Verbindungspunkt von Widerständen 128 und 130 verbunden, und ein Emitter 124 ist über einen Widerstand 126 mit Masse verbunden. Widerstände 128 und 130 bauen an dem Gatter 122 eine vorbe-

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stimmte Spannung auf, die die gewünschte Spannung bestimmt, um äenxKollektorkreis des Transistors 118, der sich zwischen Kollektor 120 und Emitter 124 erstreckt, von dem nichtleitenden In den leitenden Zustand zu schalten. Die Verwendung des Transistors 118 bei der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil der Steuerbarkeit, der durch die Verwendung anderer Einriebtungen mit negativem Widerstand nicht erzielbar ist. DarUber hinaus stellt eine solche Einrichtung

Ϊ ein Mittel zur Steuerung der Hysteresis der Schalteinrich- ' tung 20 in der nachfolgend beschriebenen Weise dar»

Schalteinrichtung 20 weist im wesentlichen einen Transistor 136 auf, dessen Basisleitung an den Verbindungspunkt von Emitter 124 und Widerstand 126 angeschlossen 1st. Sie Kollektorleitung des Transistors 136 ist an einen Widerstand 138 angeschlossen, der einen Ladepfad für einen Kondensator 140 darstellt. Die Kollektorleitung ist außerdem Über einen Widerstand 142 an die Basisleitung des Transistors 144 angeschlossen. Widerstand 146 dient zur Vorspan- , nung des Transistors 144. Transistor 144 ist mit einem Transistor 148 verbunden und bildet mit diesem einen Darltugton-Verstärker. Der Kollektor des Transistors 148 ist über einen Ladewiderstand 15O mit Masse und über eine Anzeigelampe 154 mit einem Versorgungsleiter 156 mit positiver Spannung verbunden.

Die Funktion der AusfUhrungsform gemäß Fig. 3 ist un-

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gefähr gleich der Einrichtung gemäß Pig. 2. Werden von dem Signalformer 12 positive Impulse mit einer Frequenz; empfangen, die größer als die gewünschte Frequenz ist, so wird Kondensator 116 über Transistor 30 bei Empfang jedes Impulses entladen und so auf einer Spannung gehalten, die ausreicht, den normalerweise nichtleitenden Transistor 118 zu schalten. Als Folge davon bleibt Transistor 136 in seinem

^ nichtleitenden Zustand, und Kondensator 140 kann sich auf eine Spannung aufladen,' die ausreicht, um die Traneistoren 144 und 148 in ihren leitenden Zuständen zu halten, wodurch die Anzeigelampe 154 aufleuchtet.

Um die Einrichtung einzustellen, wird die Frequenz der periodischen Impulse auf die gewünschte Frequenz verringert, und der Schleifer 110 wird so eingestellt, daß sich der Kondensator 116 auf eine Spannung aufladen kann, die gerade ausreicht, um den Transistor 118 zwischen dem Empfang periodischer Impulse durch den Transistor 30 zu betätigen.

ρ Das bedeutet, daß sich Kondensator 116 bis auf eine Schwellspannung aufladen kann, die etwas größer als die Spannung ist, die dem Gatter 122 durch die Widerstände 128 und 130 aufgeprägt wird. Ist die Schwellspannung erreicht, so bildet Transistor 118 einen negativen Widerstand, und der Kollektorkreis wird leitend, wodurch sich der Kondensator 116 über Widerstand 126 nach Masse entladen kann. Wird der Kollektorkreis des Transistors 118 nach Masse leitend, so

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fällt eine positive Spannung über Widerstand 126 ab, und Transistor 136 wird dadurch in den leitenden Zustand geschaltet. Kondensator HO wird dann sofort über Transistor 136 entladen, und Transistoren 144 und 148 werden augen*- blicklich in ihre nichtleitenden Zustände geschaltet. Dadurch wird die Anzeigelampe 154 unmittelbar ausgeschaltet, da Widerstand 150 nicht das Fließen eines ausreichenden Stroms gestattet, um das Aufleuchten der Anzeigelampe 154 zu bewirken. Sobald bei dieser zuvor genannten Arbeitsweise die Frequenz der periodischen elektrischen Signale von dem Signalformer 12 unter die vorbestimmte Frequenz fällt, auf die Potentiometer 112 eingestellt war, wird die Anzeiglampe 154 sofort ausgeschaltet, wodurch eine wirksame Frequenzanzeige gegeben ist.

Nachdem Transistor 118 betätigt worden ist, bewirkt der Empfang der nächsten periodischen Impulse eine Aufladung des Kondensators 116 und eine Rückstellung des Transistors 118 in den nichtleitenden Zustand. Sobald Transistor ( 118 zurückgestellt ist, wird Transistor 136 wieder in seinen nichtleitenden Zustand geschaltet, uüd Kondensator 140 beginnt sich über Widerstand 138 aufzuladen. Wenn man jedoch annimmt, daß die Frequenz der periodischen Impulse die gleiche bleibt, so lädt sich Kondensator 116 wieder auf die Schwellspannung auf, und Kondensator 116 wird über den Kollektorkreis des Transistors 118 entladen. Transistor

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136 wird dann in seinen leitenden Zustand geschaltet, so daß der Kondensator 140 schnell e laden wird. Solange also die Frequenz der periodischen bignale auf oder unterhalb der gewünschten Frequenz bleibt, entlädt Transistor 136 periodisch den Kondensator 140, bevor dieser eine Spannung aufbauen kann, die ausreicht, um die Transistoren 144 und 148 in ihre leitenden Zustände zu schalten. Infolgedessen bleibt die An-

*. zeigelampe 154 fortwährend ausgeschaltet ohne zu flackern, solange Transistor 136 periodisch durch Transistor 116 geschaitet wird.

Steigt die Frequenz der periodischen Signale über die gewünschte Frequenz an, wird Kondensator 116 entladen, bevor er sich auf die Schwellspannung aufladen kann. Somit bleibt Transistor 136 in seinem nichtleitenden Zustand, und Kondensator 140 lädt sich auf eine Spannung auf, die ausreicht, um die Transistoren 144 und 148 im laufe der Zeit, wenn zwei oder drei periodische Impulse empfangen worden

™ sind, in ihre leitenden Zustände zu schalten. Somit liefert die Anzeigelampe 154 eine nahezu augenblickliche und wirksame Anzeige, wenn die Frequenz der periodischen elektrischen Impulse die gewünschte Frequenz übersteigt.

Gemäß einem besonderen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann die Hysteresis der Schalteinrichtung gemäß Fig. durch einen Widerstand 160 eingestellt werden, der zwischen Kondensator 140 und Gatter 122 liegt. Transistor 118 wird

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jedesmal dann betätigt, wenn die Spannung an dem Kollektor 120 die Spannung an dem Gatter 122 übersteigt. Somit kann die Schwellspannung des Transistors 118 (z.B. die Spannung an dem Kollektor 120, die erforderlich ist,, um den Kollek-■ torkreis leitend werden zu lassen) durch Einstellung der Spaüaung des Gatters 122' eingeregelt werden. Ist z.B. die Frequenz der periodischen Signale niedriger als die gewünschte Frequenz, so ist die mittlere Spannung über dem Kondensator 140 relativ niedrig, und die Spannung an dem Gatter 122 wird entsprechend aufgrund des Stromflusses durch Widerstand 160 verringert. Somit ist ein beträchtlicher Anstieg der Frequenz erforderlich, um den Kondensator 116 daran zu hindern, sioh auf die Schwellspannung aufzuladen. Nachdem einmal die kritische Frequenz überschritten worden ist, wird die mittlere Spannung über dem Kondensator 140 relativ hoch, und die Spannung an dem Gatter 122 wird entsprechend über Widerstand 160 erhöht. Danach ist ein beträchtlicher Abfall der Frequenz erforderlich, um den Kondensator 116 in die Lajp zu versetzen, sich auf die erhöhte Schwellspannung aufzuladen. Aufgrund der zuvor beschriebenen neuartigen Schaltung ergibt sich eine Hysteresischarakteristik, die für gewisse Anwendungszwecke äußerst wertvoll ist.

Bei der vorliegenden Erfindung können die verschiedensten Signalformer Verwendung finden, je nach der Art

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des durch die Signalquelle 10 erzeugten Signals. Ein besonders zuverlässiger und genauer Signalformer zur Verwendung bei einem MotorzUndsystem ist im einzelnen in Pig. 4 gezeigt.

In Pig. 4 ist Leiter 11 mit den Unterbrecherpunkten des Zündsystems verbunden, und Leiter 13 iat mit dem Massepotential des elektrischen Systems des Kraftfahrzeuges verbunden. Leiter 11 und 13 sind an ein gewöhnliches Tachometer 200 angeschlossen, das positive Spannungsimpulse an einen leiter 202 liefert. PUr jeden Pachmann ist es klar, daß die verschiedensten käuflich erhältlichen Tachometer die zuvor genannte Anforderung erfüllen können. Leiter 202 ist über einen Kondensator 204 und einen Widerstand 206 mit der Basis eines programmierbaren einschichtigen Transistors 208 verbunden. Die Basis ist mit dem Verbindungspunkt von Widerständen 210 und 212 verbunden, die wiederum zwischen Masse und dem positiven Yersorgungsleiter 113 liegen. ^ Zwischen Versorgungsleiter 113 und Masse liegt außerdem eine Zener-Diode 214. Der Kollektor des Transistors 208 ist über einen Widerstand 216 mit Masse, über einen Widerstand 218 mit Versorgungsleiter 113 und über einen Kondensator 220 mit der Basis eines Transistors 222 verbunden. Die Basis ist über einen Widerstand 224 vorgespannt, so daß sich der Transistor 222 normalerweise in seinem leitenden Zustand befindet. Befindet sich der Transistor, 222 in seinem

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leitenden Zustand, so fließt Strom durch Widerstand 226, so daß die Spannung.an dem leiter 15 relativ niedrig ist. Somit wird Transistor 30 (der über Widerstand 32 an leiter 15 angeschlossen ist) in seinem nichtleitenden Zustand gehalten. Wird von dem Tachometer 200 her ein positiver Impuls empfangen, so schaltet der Kollektorkreis des Transistors 208 von seinem nichtleitenden Zustand in seinen "leitenden Zustand um, wenn die vordere Kante des Impulses ' -empfangen wird. Kondensator 220 wird dann über den Kollektorkreis entladen, so daß die Spannung an der Basis des Tranaistors 222 augenblicklich ausreichend abfällt, um den Transistor auszuschalten. Auf diese Weise bildet die Spannung an leiter 15 einen positiven Impuls, der den Transistor 30 in» der zuvor beschriebenen Weise in seinen leitenden Zustand schaltet.

Es sind ohne weiteres die verschiedensten Signalformerschaltungen in Verbindung mit der Erfindung verwendbar, nicht nur die gemäß Fig. 4, es hängt von der Art des durch V die Signalquelle erzeugten periodischen Signals ab. Die Schalteinrichtung 20 kann ein Relais oder die verschiedensten anderen elektrischen Steuereinrichtungen in Abhängigkeit von eier-Funktion der Frequenzdetektor einrichtung speisen, wie sie hier beschrieben worden ist. Die Ausgangseinrichtung kann entweder erregt oder entregt worden, wenn die Frequenz der periodischen Signale größer als die vorbe-

stimmte Frequenz ist, und zwar in Abhängigkeit von der Weise, in der die Ausgangseinrir'^ung an die Schalteinrichtung angeschlossen ist.

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Claims

Patentansprttc be

{ 1. Einrichtung zur Feststellung, ob die Frequenz einer Reihe periodischer elektrischer Signale größer oder kleiner als eiae vorbestimmte Frequenz ist, gekennzeichnet durch einen Küädensator, durch einen Widerstandspfad, der den Kondensator mit einer G·leichspannμngsquelle verbindet, derart, daß der Kondensator von dieser mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit aufgeladen wird, durch eine veränderbare Widerstandseinrichtuag mit einer Steuerelektrode zum Empfang der periodischen elektrischen Signale und mit einem zu dem Kondensator überleitenden Pfad, der periodisch in Abhängigkeit vou den periodischen elektrischen Signalen in den leitenden Zustand gebracht wird, so daß der Kondensator dadurch entladen wird, durch eine Ausgangseinrichtung zur Anzeige oder muv Durchführung einer Steuerfunktion, durch eine mit der Ausgangseinrichtung verbundene, bei Betätigung die Ausgangseinrichtung in Betrieb setzende Schalteinrichtung, durch eine zwischen dem Kondensator und der Schalteinrichtung liegende spannungsabhängige Einrichtung zur Betätigung der Schalteinrichtung in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Spannung an dens Kondensator, und durch eine Einrichtung zur Einstellung der ladegeschwindigkeit des Kondensators und damit Bur Änderung der Frequenz, mit der die Schalteinrichtung betätigt wird.

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2. Einrichtung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsabbängige Einrichtung eine Einrichtung mit negativem Widerstand aufweist, die nach Art eines negativen Widerstandes immer dann arbeitet, wenn eine vorbestimmte Spannung an sie angelegt 1st.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung mit negativem Widerstand eine Tunneldiode aufweist.
4* Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet« dafl die Schalteinrichtung aufweist einen ersten Transistor, der in den leitenden Zustand immer dann geschaltet wird, wenn die Tunneldiode im Bereich mit negativem Widerstand arbeitet, einen zweiten Transistor, der die Phase des durch den ersten Transistor erzeugten Signale umkehrt_/und einen dritten Transistor, der die Ausgangseinrichtung speist.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit negativem Widerstand einen EinflKcbentransistor mit einem normalerweise nichtleitenden Anodenkreis aufweist, der mit dem Kondensator verbunden ist, und daß der Elnflächentranslstor so vorgespannt ist, daß sein Anodenkreis leitend wird, wenn sich der Kondensator auf die vorbestimmte Spannung auflädt.

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6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung aufweist einen zweiten Kondensator, .einen zweiten Widerstandspfad zur Aufladung des zweiten Kondensators mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, eine Einrichtung mit variablem Widerstand, die zwischen dem Einflächentransistor und dem zweiten Kondensator eingeschaltet ist, so daß der zweite Kondensator in Abhängigkeit von Signalen entladen wird, die von der Einrichtung mit variablem Widerstand von dem Einflächentransistor empfangen werden, und eine Einrichtung zur Speisung der Ausgangseinrichtung, wenn der zweite Kondensator sich auf eine vorbestimmte Spannung auflädt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorspannungskreis vorgesehen ist, der eine Vorspannung an den Einflächentransistor liefert, um den Spannungswert herzustellen, der an den Anodenkreis angelegt werden muß, um diesen leitend zu machen, und daß ein dritter Widerstandspfad zwischen dem zweiten Kondensator und dem Vorspannungskreis vorgesehen ist, so daß eine Erhöhung der Spannung an dem zweiten Kondensator die von dem Vorspannungskreis an den Einflächentransistorangelegte Vorspannung erhöht, wodurch die Spannung erhöht wird, die an den Anodenkreis angelegt werden muß, um diesen leitend zu machen.

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