DE2017513C3

DE2017513C3 - Gerät zur digitalen Darstellung der Form eines Meßimpulses, sowie Gerät zur Klassierung elektrischer Meßimpulse

Info

Publication number: DE2017513C3
Application number: DE2017513A
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Kachel
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1970-04-13
Filing date: 1970-04-13
Publication date: 1975-07-10
Also published as: DE2017513B2; DE2017513A1

Description

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Es sind ferner Schaltungen bekanntgeworden, mit mum und auch wieviele Maxima bzw. Minima ii denen für einen oder mehrere Meßimpulse die Ver- diesem Bereich liegen. Damit ist auch gleichzeitig di< weilzeit desselben bzw. derselben in einem bestimm- Höhe dieser Extremwerte definiert. Im einzelnen wire ten Amplituden-Bereich statistisch erfaßt und digital an Hand der weiter unten beschriebenen Ausfüh dargestellt werden kann (FREQUENZ 23 (1969), 5 rungsbeispiele noch näher darauf eingegangen wer S. 114 f). In einem solchen Gerät werden Abtast- den, welche Schlüsse sich aus einem Vergleich dei impulse mit dem Meßimpuls moduliert und gelangen Zählerstände zweier benachbarter Zähler zieher nach einer Amplitudenfilterung getrennt auf den Ein- lassen.

gang digitaler Frequenzzähler. Der Zählstand eines Die derart gewonnene digitale Darstellung dei

Zählers entspricht dabei der Verweilzeit des Meß- 10 Form eines Meßimpulses kann die Grundlage füi impulses in dem durch das Amplitudenfilter vorgc- weitere Auswertungen — grundsätzlich auf die ver gebenen Amplitudenbereich. Die Zählerstände kön- schiedenste Art und Weise — bilden. So ist durchaus nen dabei, um eine Aussage über die Übcreinstim- sinnvoll, die Zählerstände nach Beendigung eine; mung des gemessenen Impulsverlaufe.s mit einem Meßimpulses abzulesen und zu notieren und im Zuge vorgegebenen programmierten Impulsverlauf einer i₅ späterer Auswertung diejenigen, einem bestimmten logischen Verknüpfung zugeführt werden. Die dabei Meßimpuls entsprechenden Zählerstände zu einei den Ausgangspunkt der Auswertung bildende sta- weiteren Auswertung herauszusuchen, die vorgegebetistische Erfassung bestimmter Amplitudenwerte und nen Kriterien entsprechen, also z. B. eine bestimmte die nachfolgende Prüfung auf Übereinstimmung die- Anzahl von Maxima oder Minima aufweisen oder ein ser statistischen Auswertung mit den einer bestimm- so Maximum bei einer bestimmten Höhe haben od. dgl. ten vorgegebenen Zeitfunktion entsprechenden Wer- Eine solche Auswertung kann auch automatisiert

ten enthält jedoch keine Information mehr darüber, werden, indem die Zählerstände jeweils nach Beendiwelche dieser statistisch erfaßten Werte einem Ma- gung eines Meßimpulses in den Speicher eines AIlximum oder einem Minimum des Verlaufes des zweck-Computers cingelesen und dann nach Maß-Meßimpulses entsprochen haben und weist im übri- 25 gäbe eines Auswerteprogrammes weiterverarbeitet gen alle Nachteile der oben erörterten Abtastverfah- werden. Demgemäß ist die Erfindung ferner dadurch ren auf. gekennzeichnet, daß der Stand der Zähler nach Be-

Es ist bereits ein Gerät zur digitalen Darstellung endigung eines Meßimpulses zum Zwecke der Ausder Form eines Meßimpulses vorgeschlagen worden Wertung direkt einem Speicher zugeführt wird.
(DT-OS 1 958 497), bei dem der Meßimpuls zunächst 30 Unter Verwendung der erfindungsgemäßen digitagleichzeitig mehreren Vergleichern, an denen unter- len Darstellung der Form eines Meßimpulses kann schiedliche Vergleichsspannungen anliegen, zugeführt auch gemäß einem weiteren Gegenstand der Erfinwird, und bei dem unter Anwendung von Logik- dung ein Gerät zur Klassierung elektrischer Meßschaltungen aus den Ausgangssignalen der Verglei- impulse nach wählbaren Impulsformkriterien aufgc eher eine amplitudenbereichsbezogene digitale Aus- 35 baut werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zur sage bezüglich der im Impuls enthaltenen Maxima Auswertung des für die Impulsform und -höhe und Minima erzielt wird. Nach diesem Vorschlag charakteristischen Zählerstandes der Gesamtheit aller werden jedoch nicht direkt Einzelimpulse, sondern Zähler für je zwei Zähler, die zwei benachbarten statistisch nach Formkriterien (Anzahl der Maxima Vergleichern nachgeschaltet sind, ein gemeinsames und Minima) auszuwertende Impulsserien in einem 40 UND-Glied vorgesehen ist, dessen erster Eingang vorgegebenen Amplitudenbereich erfaßt. über einen ersten Schalter wahlweise mit einem der

Gemäß vorliegender Erfindung ist ein derartiges jeweils einer bestimmten Anzahl von Klassenüber-Gerät zur digitalen Darstellung der Form eines Meß- schreitungen zugeordneten Ausgänge des ersten der impulses dadurch gekennzeichnet, daß die von den beiden Zähler oder gleichzeitig mit mehreren durch Vergleichern in dem Intervall, in dem der Meßimpuls 45 ein ODER-Glied verknüpften Ausgängen desselben die an diesem anliegende Vergleichsspannung (U_Refk) verbunden ist und dessen zweiter Eingang über einen erreicht bzw. überschreitet, erzeugten Signale jeweils zweiten Schalter wahlweise mit einem der jeweils den Vergleichern nachgeschalteten und ihnen züge- einer bestimmten Anzahl von Klassenüberschreitunordneten Zählern zugeführt werden, deren Zähler- gen zugeordneten Ausgänge des zweiten der beiden stände in ihrer Gesamtheit nach Beendigung des 50 Zähler oder gleichzeitig mit mehreren, durch ein Meßimpulses ein digitalisiertes Bild des Verlaufes des ODER-Glied verknüpften Ausgängen desselben verMeßimpulses dadurch wiedergeben, daß jeder Zähler- bunden ist und ein dritter Eingang des UND-Gliedes stand angibt, wie oft der Meßimpuls die Vergleichs- der Zuführung eines Klassierbefehles dient und die spannung des dem Zähler vorgeschalteten Verglei- Ausgänge der UND-Glieder nachgeschalteten weitechers erreicht und wieder unterschritten hat. 55 ren Zählern (Häufigkeitszählern) zugeführt werden.

Die Zählerstände der den Vergleichern nachge- Die logische Verknüpfung der einzelnen Zählerschalteten Zählern enthalten in ihrer Gesamtheit In- ständen entsprechenden Ausgänge zweier benacbbarformation aber die Höhe und die Zahl der Maxima ter Zähler über die genannten Verknüpfungsglieder und Minima des Verlaufes eines Meßimpulses. Die und Schalter, die sowohl durch mechanische Schalter Zahlerstände, die sich bei bestimmten Impulsformen 60 als auch wiederum ihrerseits durch Verknüpfungs- ergeben, säid in Fig. 1 dargestellt. So ergeben sich glieder gebildet werden können, ermöglicht es, in beispielsweise bei einem in Fig. lh schematisch dar- Form der nachgeschalteten weiteren Zähler (Häufiggestellten Impuls die Zählerstände: 0-1-1-2-3-2-2- keitszähler) eine Auswertung vorzunehmen, die an 1-1-1-1 für die verschiedenen durch den Abstand der einem bestimmten Verhältnis der Zählerstände zweier Vergleichsspannungen definierten Amplitudenbe- 65 benachbarter Zähler und damit an bestimmten Imfeiche. Ans dem Vergleich der Zählerstände zweier pulsformkriterien orientiert ist. Em solches Klassierbenachbarter Zähler läßt sich entnehmen, ob in gerät ist insbesondere dazu geeignet, bei der Messung einem dieser Bereiche ein Maximum oder ein Mini- der Volumenverteilung in Flüssigkeit suspendierter

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Partikeln bei der Auswertung der Meßergebnisse Impuls auftritt (Hysterese). Dadurch wird ein Schwin (durch Zählung in den Häufigkeitszählern) nur solche gen des Ausgangs des Vergleichers beim Überschrei·

Meßimpulse auszuwerten, die ganz bestimmte, durch ten der Vergleichsspannung durch den Meßimpul; die Lage und die Anzahl ihrer Extremwerte gekenn- vermieden, wie es insbesondere bei langsamen Überzeichnete Eigenschaften aufweisen. Weitere Kenn- 5 gangen zu befürchten ist. Außerdem wird dadurch

zeichen der Erfindung sind in den Ansprüchen den- das Ansprechen des Vergleichers auf Rauschspan

niert. nungen verhindert. Die Zener-Diode Z₁ dient dei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im fol- Umsetzung des Potentials des Ausgangs des Ver-

genden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. gleichers VG_k auf das Potential des nachfolgender

Es bedeuten io I η Verlierverstärkers, der durch den Transistor TR₁

Fig. la bis Ik eine Darstellung verschiedener den Kondensator C₂ ,und die Widerstände R₈, /?,

möglicher Formen von Meßimpulsen ihre Umsetzung und R₁₀ gebildet wird.

in digitale Information innerhalb der verschiedenen Der Impuls i_k gelangt dann an den Eingang des Klassen und die Darstellung der Zählerstände der Impulsformerkennungszählers IFZ_k, der in Fig.A Impuisformerkennungszähler, 15 durch die beiden bistabilen Flip-Flops FF A _k und Fig. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform der FFB_k gebildet wird. Sie haben die »Clocke-Eingänge Erfindung, die die grundsätzliche Funktionsweise er- C_A und C_ß, die Vorbereitungseingänge J_A, J_B bzw, läutert, K_A, K_B sowie die Ausgänge Q₁ und Q₂ bzw. Q₁ und F i g. 3 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausfüh- Q₂'. Wie aus der Funktionserklärung zu den FHprungsform der Erfindung, ao Flops FFA_k und FFB_k in Fig.4c hervorgeht, tritt Fig. 4 ein Schaltbild einer zur Ausführungsform dann, wenn beide Vorbereitungseingänge J und K nach Fig. 3 gehörenden Vergleicherstufe mit nach- auf »0« stehen, keine Änderung der Ausgänge Q₁ geschaltetem Impuisformerkennungszähler, und Q₂ ein; steht der Eingang 7 auf »0«, der Ein-Fig. 4a eine schematische Zuordnung der Aus- gangK auf »L«, so tritt am Eingang Q₁ »0«, am Eingangspotentiale der einzelnen Ausgänge der Impuls- »5 gang Q₂ »L« auf, und zwar unabhängig davon, wie formerkennungszähler nach Fig. 4 in Abhängigkeit der Zustand der Ausgänge vor Auftreten des »Clock«- von der dargestellten Dezimalzahl, Impulses war. Steht der Vorbereitungseingang / auf Fig. 4b eine Erläuterung der verwendeten logi- »L«, der Vorbereitungseingang K auf »0«, so besehen Funktionen. wirkt der »Clock«-Impuls am Ausgang Q₁ den Zu-Fi g. 4c eine Wahrheitstafel über die in Fi g. 4 für 30 stand »0«. Befinden sich beide Vorbereitungseinden Impuisformerkennungszähler verwendeten Flip- gänge / und K im Zustand »L«, dann verändern sich Flops, die Zustände der Ausgänge Q₁ und Q₂ jeweils auf F i g. 5 eine Ausführung der Schaltung nach ihren invertierten Zustand, also auf Q~ und Q~₂. Sind Fig. 3. die Eingänge nicht beschaltet, wie nach Fig. f beim F i g. 6 einen Schaltplan der Steuerschaltung für 35 Flip-Flop FFB_k, so ist der Zustand der Vorbereidie Ausführungsform nach Fi g. 3 bis 5, tungseingänge »L«. Es handelt sich dabei um übliche Fig. 7 ein Impulsdiagramm zur Erklärung der Bauelemente positiver Logik; im Ausführungsbeispiel Funktionsweise der Steuerschaltung, bedeutet der Zustand »0« ein Potential von —6 V,

F i g. 8 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der der Zustand »L« ein Potential von 0 V.

Messung einzelner Tmnnlsteile, *o Der Ausgang Q₁ ist mit dem »Clock«-Eingang C_B

Fig. 9 ein Impulsdiagramm zur Erklärung einer des zweiten Flip-FlopsFFB_k verbunden. Er ist außer-

Imp''ls-Selektion nach Impulslängen. dem über ein NAND-Gatter C an die Vorbereitungs-

Fi g. 10 ein Impulsdiaeramm zur Erläuterung einer eingänge J_A und K_A des ersten Flip-Flops FFA _k zu-

Impufs-Selektion nach der Impuls-Steilheit. rückgeführt. Der zweite Eingang des NAND-Gat-

Wie aus den F i g. 2 bis 4 zu ersehen, wird ein 45 ters C ist mit der Steuerleitung S₁ verbunden. Die

Meßimpuls mehreren Vergleichern VG_k zugeführt. Zusammenhänge zwischen den Eingängen und dem

Die Zuführung erfolgt parallel. In den Vergleichern Ausgang (bezogen auf den Zustand »L« am Ein-

VG_k wird der Impuls mit jeweils voneinander unter- gang) sind aus Fig.4b ersichtlich,

schiedlichen Vergleichsspannungen U_RelJ, verglichen. Befindet sich die Leitung S₁ im Zustand »L«, dann

Die Werte der einzelnen, unterschiedlichen Ver- 50 ist das NAND-Gatter C für eine Übertragung von

gleichsspannungen definieren bestimmte Klassen. Information von dem Ausgang Q₁ auf die Vorberei-

Wie aus Fig.4 zu ersehen, wird der Meßimpuls tungseingänge J_A und K_A geöffnet. Befindet sich die

über einen Widerstand R₅ dem Vergleicher VG_k zu- Leitung S₁ im Zustand »0«, so gelangt von Q₁ keine

geführt und erzeugt am Ausgang desselben einen Information nach J_A und K_A, d. h., beide Vorberei-

Einheitsimpuls i_k, sobald er die Vergleichsspannung 55 tungseingänge befinden sich im Zustand »L«; der

V_Rel_ _k erreicht bzw. überschritten hat. Der Impuls i_k Zähler zählt normal. Befindet sich die Leitung S₁ im

dauert so lange an, bis der Meßimpuls die Vergleichs- Zustand »L«, so wird der Ausgang Q₁ invertiert an

Spannung U_{Ret k} wieder unterschreitet Der Span- die Vorbereitungseingänge J_A und K_A zurückgeführt,

iiungsteiler R₁, A₂, A₃ dient der Einstellung der Ver- d. h., an diese Eingänge gelangt bei Zählung der

gleichsspannung. Über den Entkopplungswiderstand 60 Dezimalzahl 1 (s. Fig.4a) der Zustand »0«. Die

K₇ kann die Vergleichsspannung, durch die die Rias- Zähler sind damit gesperrt Sie zählen nur den ersten Sengrenze definiert wird, mit einem hochohmigen Impuls. Diese Einstellung ist dann sinnvoll, wenn nur Meßinstrument ausgelesen werden. Über einen weite- der Maximalwert ohne Rücksicht auf die Impulsform

ren Spannungsteiler A₄, R₈ und den Kondensator C₁ gemessen werden soll.

erfolgt eine Mitkopplung des Vergleichsspannungs- 65 Bei der nun folgenden Erklärung der grundsätz-

finganges, die dazu dient, die Vergleichsspannung liehen Funktionsweise der Erfindung ist davon aus-

V_Hel .i am Eingang des Vergleichers VG₆ herabzu- zugehen, daß die Impuisformerkennungszähler nicht

tetzen, sobald am Ausgang des Vergleichers ein nur bis I, sondern alle Dezimalwerte (natürlich be-

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grenzt durch ihre Kapazität, ausgedrückt in Bit), stände dadurch denkbar, daß sie nach Ablauf eines

zählen, daß sich also die Leitung S₁ im Zustand »0« Meßimpulses einem Speicher zugeführt und dann

befindet. die Zähler wieder auf 0 gesetzt werden, um die In-

Die verschiedenen Zählerständen entsprechenden formation über den nächsten Meßimpuls aufzuneh-

Ausgänge des Impulsformerkennungszählers IFZ_k 5 men. Der Speicherinhalt kann in beliebiger Form

sind in der Ausführungsform nach F i g. 2 mit den ausgewertet werden.

Ziffern 0, 1, 2, 3 bezeichnet. Sie entsprechen ent- In Fig.2 ist eine Auswertung durch ein Klassiersprechender logischer Verknüpfung der Ausgänge gerät gezeigt, das die Maxima bzw. Minima nach Q₁, Q₂, öi' und Q₂' der Ausgänge der beiden Flip- ihrer Höhe klassiert und dabei unerwünschte Im-Flops FFA_k und FFB_k nach Fig.4, deren Zustand io pulsformen ausschaltet. Die Ausführungsform nach bei einem entsprechenden Zählerstand aus F i g. 4 a F i g. 2 dient vorzugsweise der grundsätzlichen Erläuersichtlich ist. Diese Verknüpfung ist in F i g. 2 nicht terung der Erfindung; ein praktisches Ausführungsnäher dargestellt. Für das Ausführungsbeispiel nach beispiel zur Unterdrückung einiger ausgewählter F i g. 5 ist sie in F i g. 5 enthalten. Formen ist in F i g. 3 bis 5 dargestellt.

Die verschiedenen Vergleicher bilden mehrere ij Grundlage für die Auswertung ist dabei der VerKlassen; die ihnen nachgeschalteten Zähler zählen, gleich der Zählerstände der Impulsformerkennungswie oft der Meßimpuls die Klassengrenze von unten zähler zweier aufeinanderfolgender Klassen. In Fig. 2 nach oben durchschreitet. Nach Ablauf eines Impul- wird dieser Vergleich an Hand des Zusammenwirses haben also alle Zähler einen bestimmten Zähler- kens der Impulsformerkennungszähler lFZ_k und stand, der über die Impulsform Auskunft gibt, wie ao lFZ_ktl dargestellt. Die dabei zusammenwirkenden dies aus den F i g. 1 a bis 1 k ersichtlich ist. Schaltungsteile sind durch strichpunktierte Linien ab-

F i g. 1 a zeigt eine schematisierte Darstellung der gegrenzt. Den Impulsformerkennungszählern lFZ_k

einfachsten Form eines Impulses. Die Schematisie- und /FZ_{Ä + 1} ist ein gemeinsames Und-Gatter H_k zu-

rung der Impulsform betont, daß es sich um einen geordnet. Der Eingang h_kl ist über den Schalter W_kΛ

Impuls mit einem Maximum und keinem Minimum as mit den Ausgängen des Impulsformerkennungszäti-

handelt. Das Maximum liegt in der Klasse 10, d. h., lers IFZ_ktl in noch näher zu beschreibender Weise

in den Vergleichern VG₁ bis FG₁₀ entstanden jeweils verbunden. Die Einstellung kann so erfolgen, daß der

Einheitsimpulse /, bis Z₁₀. Sämtliche nachgeschalteten Eingang h_kl direkt, so über die Leitungen 0, 1, 2, 3

Zähler haben den Zählerstand 1. Daß ein und das mit den Ausgängen des Impulsformerkennungszäh-

einzige Maximum in Klasse 10 liegt, ist am Zustand 3» lers IFZ_{k + l} verbunden ist. Außerdem kann der Ein-

der Zähler dadurch zu erkennen, daß zwischen dieser gang h_kl über den Schalter W_kl gleichzeitig mit meh-

und der nächsthöheren Klasse, also im Beispiel zwi- reren Ausgängen, die über Oder-Gatter miteinander

sehen Klasse 11 und Klasse 10, ein Sprung vom Zäh- verbunden sind, verbunden werden. In F i g. 2 sind

lerstand 0 auf den Zählerstand 1 erfolgt. In den für diese Verknüpfungen vier Oder-Gatter OG_kill

Fig. Ib bis 1 k sind weitere mögliche Impulsformen 35 bis OG_ktlA vorgesehen. Sie realisieren die Oder-

und die ihnen entsprechenden Zählerstände darge- Verknüpfungen 1 + 2, 2 + 3, 1 + 3, 1 + 2 + 3 (das

stellt. +-Zeichen symbolisiert eine logische Verknüpfung

Wie aus dem Vergleich der Impulsformen und nach der Oder-Funktion). Der Eingang h_k , des Unddem Zählerstand in den entsprechenden Klassen Gatters H_k ist in gleicher Weise mit den Ausgängen ohne weiteres zu entnehmen ist, zeigt jeder Übergang 40 des Impulsformerkennungszählers IFZ_k über den von einem bestimmten Zählerstand in einer bestimm- Schalter W_k ₂ verbunden. Der dritte Eingang h_k3 ten Klasse auf einen höheren Zählerstand in der sämtlicher Und-Gatter H_k ist mit einer Leitung verniedrigeren (von oben in Fig. 1) Klasse, daß inner- bunden, über die den Und-Gattera H_k ein Klassierhalb dieser niedrigeren Klasse ein Maximum liegt; befehl zugeführt werden kann,
jeder Übergang von einem bestimmten Zählerstand 45 Der vierte Eingang h_kA aller Und-Gatter H_k ist in einer bestimmten Klasse auf einen niedrigeren mit einem Schalter S₃ verbunden. In den Schalterstel-Zählerstand in der niedrigeren Klasse zeigt, daß ein lungen S₁ und j„ stellt er direkt, in den Schalterstel-Minimum in dieser niedrigeren Klasse vorliegt. Be- lungen J₂ und s₅ über den Inverter K₃ und K₁ inverträgt die Differenz zwischen den Zählerständen nur 1, tiert die Verbindung mit den Ausgängen v_t und v₂ dann handelt es sich in der betreffenden Klasse nur 5° zweier Oder-Gatter J₁ und J₂ her. In den Stellungen um 1 Maximum bzw. nur um ein Minimum; beträgt J₃ und J₄ stellt er entweder über einen Inverter Zi₂ der Unterschied 2, sind in der Klasse 2 Maxima oder direkt die Verbindung mit dem Ausgang v_a des (vgl. Fig. 1 c) bzw. 2 Minima (vgl. Fig. if) vorhan- Oder-Gatters V her, dessen Eingänge mit den beiden den. Die Darstellungen in den F i g. 1 a bis Ik gehen Ausgängen v, und v₂ der Oder-Gatter J₁ und Z₂ verdabei von einem Zähler mit einer Kapazität von 2 Bit 55 bunden sind. Die beiden Oder-Gatter J₁ und J₂ haben aus; bei einer höheren Kapazität der Zähler lassen so viele Eingänge, wie Klassen vorgesehen sind. Sie sich noch die Formen von Impulsen mit mehr als sind jeweils mit den bestimmten Zählerständen ent-3 Maxima erkennen. Auf die einzelnen Formen, de- sprechenden Ausgängen aller Impulsrbrmerkennungs- ren Zusammenhang mit dem Zählerstand aus den zähler lFZ_t verbanden. In Fig. 2 sind die Einenge Fig. 1 a bis 1 k ersichtlich ist, wird weiter unten noch 60 des Oder-Gatters J₁ mit denjenigen Ausgängen dei Bezug genommen. Impulsformerkennungszähler IFZ_k verbunden, die

Die in den Zählerständen der Impulsfonnerken- dem Zählerstand 3 entsprechen; die Eingänge des

nungszähler enthaltenen Informationen über die Oder-Gatters J_s sind mit denjenigen Ausgängen dei

Höhe und die Zahl der Maxima und Minima eines InrouKomerkennui?3Szähler tFZ_k verbunden, di< Meßimpulses kann somit z. B. bei der eingangs er- 65 dem Zählerstand 2 entsprechen,

wähnten Volumenverteilungsmessung einer Auswer- Durch Einstellung der beiden Schalter W_fcl unc

tung zugrunde gelegt werden. W_{K t} werden nun diejeigen Zählerstände der Impuls

Grundsätzlich ist diese Auswertung der Zahler- formerkeugsznler lFZ_k und IFZ^₁ ausgewählt

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die zwischen den Eingängen h_kl und h_{k 2} die Und- füllt. Durch Stellung des Schalters S₃ in die Stellung

Funktion erfüllen sollen. Die Schalter W_{kt x} und W_k ₂ J₀ wird gewährleistet, daß über den Eingang A_{ft 4} das

dienen hier als Wählschalter. Wenn die von ihnen Und-Gatter h_k nur dann geöffnet ist, wenn minde-

angewählten Zählerstände gegeben sind, ist zwischen stens einer aller Zähler den Zählerstand 2 aufweist,

den Eingängen h_kl und h_k2 die Und-Funktion er- 5 d.h., daß es sich tatsächlich um einen Impuls mit

füllt. Es läßt sich auf diese Weise ein bestimmtes Ver- 2 Maxima (M-Form) handelt. Bei Impulsen mit

hältnis der Zählerstände der Impulsformerkennungs- einem Maximum oder mit 3 Maxima sperrt der

zähler IFZ_ktl und IFZ_k auswählen, das ein bestimm- Eingang Zi^₄.

tes Merkmal der auszuwählenden Impulse, d. h. be- In der Klasse k wird nun dem Häufigkeitszähler,

stimmte Maxima oder Minima charakterisiert. So ist io der auf das Und-Gatter H_k folgt, nur dann ein Im-

beispielsweise zu erreichen, daß die Und-Funktion puls zugeführt, wenn in dieser Klasse der gewünschte

zwischen den Eingängen h_kΛ und h_k _a nur dann er- Übergang zwischen den Zählerständen enolgt ist. In

füllt ist, wenn der Zählerstand des Zählers IFZ_{k + l} 1 gleicher Weise können alle Maxima und Minima, die

und der Zählerstand des Impulsformerkennungszäh- in den F i g. 1 a bis Ik dargestellt sind, ausgewählt

lers IFZ_k in einer bestimmten Klasse 2 ist. Alle ande- 15 werden. Die entsprechenden Zählerstände in den

ren Übergänge, wie sie an Hand der in F i g. 1 darge- Klassen müssen durch die Schalter W_{kt 1} und W_k ₂

stellten Zählerstände für bestimmte Impulsformen eingestellt werden. Durch den Schalter S₃ werden die-

charakteristisch sind, lassen sich ebenso auswählen. jenigen Impulsformen eliminiert, die durch eine be-

Über den Schalter S₅ wird erreicht, daß die Und- stimmte Zahl von Maxima gekennzeichnet sind.
Funktion zwischen allen Eingängen der Gatter H_k ao In den F i g. 3 bis 5 ist eine Ausführungsform der von weiteren Charakteristika abhängig gemacht wer- Erfindung dargestellt, in der zur einfacheren Durchden kann. In Stellung S₁ (nach F i g. 2) ist dies nur führbarkeit der Schaltung die Oder-Gatter OG _k , bis dann der Fall, wenn mindestens einer der Impuls- OG_ki und die Schalter W_ki und W_k2 in den Klasformerkennungszähler lFZ_k den Zählerstand 3 er- siergattern 1 bis η zusammengefaßt sind. Die Ausreicht hat, d. h., daß es sich um Impulse mit 3 Ma- a$ wahl bestimmter Verbindungen zwischen einzelnen xima handelt; in Stellung J₂ werden gerade diese Ausgängen der Impulsformerkennungszähler IFZ_k Impulse nicht mit berücksichtigt, da durch die Inver- und den Eingängen der Und-Gatter H_k erfolgt nicht sion am Inverter K₃ der Eingang h_k ₄ das Und-Gatter durch mechanische Schalter, wie in der Ausführungs- H_k dann sperrt. form nach F i g. 2, sondern durch die NAND-Gatter

In Stellung J₆ ist h_k ₄ nur dann geöffnet, wenn min- 30 D_k, F_k und G_k. Die NOR-Gatter E_k entsprechen den destens einer der Impulsformcrkennungszähler IFZ_k Oder-Gattern OG_k- ₄, OG_{k 1} _1>4 usw.
den Zählerstand 2 erreicht hat, d. h., wenn es sich um Der Meßimpuls gelangt über den Eingang, eine einen Impuls mit 2 Maxima handelt. In Stellung J₅ Nullpunktunterdrückung und eine Austastschaltung können durch die Inversion am Inverter K₁ gerade an die Vergleicher VG_k. In einer Steuerung werden in diese Impulse von der Messung ausgeschaltet werden, 35 weiter unten beschriebener Weise die Löschimpulse da dann der Eingang h_k ₄ der Und-Gatter H_k ge- und der Klassierbefehl erzeugt. Die Steuerung entsperrt ist. In Stellung J₃ werden die Impulse mit 2 hält außerdem noch die Möglichkeit einer Selektion oder 3 Maxima gemessen; in Stellung J₄ werden der Impulse nach einer bestimmten Impulslänge und diese Impulse ausgeschieden. Das bedeutet die Mes- einer bestimmten Impulssteilheit. Der Programmwähsung von Impulsen mit nur einem Maximum. 40 ler enthält mehrere (nicht gezeigte) Drucktasten,

Entspricht so die Einstellung der Schalter W_kv durch die die in F i g. 2 bestimmten Schalterstellungen

W_k ₂ und S₃ der Kennzeichnung einer bestimmten entsprechenden Meßprogramme eingestellt werden

Impulsform, dann ist die Und-Funktion zwischen können und zusätzlich Längen- und Steilheitsselek-

allen Eingängen eines Und-Gatters H_k erfüllt, und tion bestimmt werden kann.

der Impuls gelangt übe.- den Ausgang dieses Und- 45 ^Die einzelnen Impulsformerkennungszähler IFZ_k

Gatters an (nicht gezeigte) Häufigkeitszähler, deren werden (vgl. Fig. 4) durch zwei Flip-Flops FFA_k

Stand nach Messung einer bestimmten Impulsreihe und FFB_k gebildet. Die Klassiergatter sind im nähe-

bereits die gewünschte Auswertung der Meßimpulse ren in F i g. 5 dargestellt.

nach Impulshöhe unter Ausschaltung bestimmter Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 enthält nicht

Impulsformen enthält. 50 alle Impulsformerkennungsmöglichkeiten, wie sie dem

Soll nun z. B. bei M-förmigen Impulsen, wie sie in grundsätzlichen Schaltbild nach Fig. 2 eigen sind, F i g. 1 b dargestellt sind, die Höhe des Minimums ge- sondern realisiert nur einzelne Möglichkeiten hiermessen werden und sollen Impulse anderer Form, von, die durch den Zustand der Leitungen S₁, S₂, S₄, also mit nur einem Maxima oder mit 3 Maxima, von S₅ und die Stellung des Schalters S₃ bestimmt sind.
der Messung ausgeschlossen werden, so ist es, wie 55 Soll z. B. die Maximalhöhe aller Impulse ohne aus der charakteristischen Reihe der Zählerstände in Rücksicht auf die Impulsform gemessen werden, so Fi g. 1 b ersichtlich, der Obergang von 2 nach 1 (von befinden sich die Leitungen S₁, S₄ und S₅ im Zustand oben), der die gewünschte Information enthält, d. h., »L«, die Leitung S₂ im Zustand »0«, der Schalter S₃ dessen Auftreten in einer Klasse anzeigt, daß inner- ist offen, d. h., er ist nicht an irgendein Potential gehaib des dieser Klasse zugeordneten Bereiches das 60 legt. Das NAND-Gatter R kann dann von diesem Minimum aufgetreten ist Der Schalter W_{k x} wird nun Schalter her nicht gesperrt werden,
mit dem dem Zählerstand 2 entsprechenden Ausgang Der Zustand »L« auf Leitung S₁ bewirkt, wie bedes Impulsformerkennungszählers IFZ_k+_v der Schal- reits dargestellt, daß die Zähler nur bis zum Zählerter (F^₂ mit dem dem Zählerstand 1 entsprechenden stand 1 zählen. Bei der Messung der Maximalhöhe Ausgang des Impulsformerkennungszählers IFZ_k ver- 65 aller Impulse ohne Rücksicht auf die ZaM der Mabunden. Stellt sich dieser Zählerstand an den beiden xima ist eine weitere Zählung überflüssig. Der Zu-ImpulsformerkennungszMhlern ein, dann ist zwischen stand der weiteren Steuerleitungen S₄, S₅ und S₂ ist den Eingängen h_K , und A_fc2 die Und-Funktion er- nur so bestimmt, daß an den Und-Gattern H_k die

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Und-Funxtion nur dann erfüllt ist, wenn der obere der beiden Lmpulsformerkennungszähler den Zählerstand 0 und der untere den Zählerstand 1 aufweist. Betrachtet man z. B. die beiden Impulsformerkennungszähler IFZ₃ und IFZ₂, so muß bei Messung der Maximalhöhe ohne Rücksicht auf die Zahl der Maxima die Und-Funktion am Und-Gatter H₂ erfüllt sein, wenn der Zählerstand des Zählers IFZ₃ 0, der Zählerstand des Zählers /FZ₂ 1 ist. Beim Zählerstand 0 ist der Ausgang Q₂ des Flip-Flops FFA₃ im Zustand »L« (vgl. Fig.4a); der Ausgang ö_a ^des Zählers FFA₂ ist beim Zählerstand 1 im Zustand »0« und gelangt über das NOR-Gatter E₂ infolge der mit diesem NOR-Gatter verbundenen Inversion als Zustand »L« an das Und-Gatter /Z₂. Der Ausgang des NOR-Gatters F₂ ist im Zustand »L«, da er mit dem Ausgang Q₂ des Flip-Flops FFB₃ verbunden ist, der bei den beiden möglichen Zählerständen 0 und 1 sich jeweils im Zustand »0« befindet. Wegen des Zustandes »L« auf Leitung S₅ ist die Und-Funktion am Und-Gatter F₂ nicht erfüilt, der Ausgang des NAND-Gatters F₂ ist daher auch auf »L«. Dadurch, daß sich die Leitung S₂ im Zustand »0« befindet, sind die Ausgänge sämtlicher NAND-Gatter G_k immer im Zustand »L«. Ein falscher Zustand des Ausgangs des NOR-Gatters E_k durch den mit dem NAND-Gatter D_k verbundenen Eingang wird dadurch ausgeschlossen, daß ein Eingang des NAND-Gatters D_k mit dem Ausgang Q₂ des Flip-Flops FFB_k verbunden ist, der bei der Zählung, die nicht über die Zahl 1 hinausgehen kann, immer im Zustand »0« ist (vgl. F i g. 4 a). Damit ist die Und-Funktion nur an dem Gatter H_k erfüllt, an dem der obere der beiden zugeordneten lmpulsformerkennungszähler den Zählerstand, der untere den Zählerstand 1 aufweist. Beim Auftreten des Klassierbefehls gelangt dann ein Impuls an den nachgeschalteten Häufigkeitszähler dieser Klasse.

Wünscht man nun, den Maximalwert von Impulsen zu messen, die lediglich ein Maximum aufweisen, also M-förmige Impulse mit 2 Maxima auszuschalten, so befinden sich die Steuerleitungen S₁, S₂, S₄ im Zustande »0«, die Steuerleitung S₅ im Zustand »L«, der Schalter S₃ sieht in Stellung s₄. Die Und-Funktion an einem Und-Gatter H_k soll nur dann erfüllt sein, wenn der Zählerstand des oberen zugeordneten Impulsformerkennungszählers 0, der Zählerstand des unteren zugeordneten Impulsformerkennungszählers

1 ist. Das ist dieselbe Situation wie in dem vorgehend beschriebenen Fall. Durch das zusätzliche Erfordernis aber, daß die Impulse mit 2 oder 3 Maxima ausgeschaltet werden sollen, ist es aber notwendig, nun diese Maxima zu zählen und bei Vorliegen von 2 oder 3 Maxima eine Messung zu unterdrücken. Dieses Zählen geschieht dadurch, daß im Gegensatz zum vorigen Fall auch die Leitung S₁ im Zustand »0« ist, die Impulsformerkennungszähler also nicht mehr nur bis 1 zählen. Die Unterdrückung der Impulse mit

2 oder 3 Maxima erfolgt über den Schalter S₃ in Stellung s_r Die Eingänge des NOR-Gatters J sind jeweils mit den Ausgängen Q₂' der lmpulsformerkennungszähler IFZ_k verbunden. Diese sind (vgl. F i g. 4 a) beim Zählerstand 2 und beim Zählerstand 3 im Zustand »0«. Da das Oder-Gatter/ eine Oder-Funktion, bezogen auf den Zustand »0« am Eingang verwirklicht und gleichzeitig am Ausgang eine Inversion stattfindet, ist beim Zählerstand 2 oder 3 einer der Ausgänge Q₂' der Ausgang des NOR-Gatters immer im Zustand »L«, nach einer Inversion durch den Ic verter K im Zustand »0«. Das NAND-Gatter R is somit immer gesperrt. Ein Klassierbefehl gelang nicht an das Gatter H_k.

Das dritte Programm, das mit der Schaltung nacl F i g. 5 verwirklicht werden kann, führt zur Messun] des Maximalwertes eines Impulses, der 2 oder ; Maxima aufweist. Es wird das höhere Maximum ge messen. Die Impulse mit lediglich einem Maximun

ίο werden ausgeschieden. Dazu wird die Steuerleitunj S₁ und die Steuerleitung S, in den Zustand »0« ge bracht; die Steuerleitung S^ und die Steuerleitung S₁ werden in den Zustand »L« gebracht. Der Schalter S, befindet sich in Stellung S₃. Die Zählerstände voi

zwei einem Und-Gatter H_b zugeordneten Impulsform erkennungszähler sind nun folgende: Die Und-Funk tion an einem Uad-Gatter muß erfüllt sein, wenn dei obere Zähler den Zählerstand 0, der untere Zählei den Zählerstand 1, 2 oder 3 aufweist Die Impulse

ao die nur ein Maximum aufweisen, bei denen also nichi mindestens ein Impulsformerkennungszähler der Zählerstand 2 oder 3 aufweist, werden über eine Sperrung des NAND-Gatters R über das Oder-Gatter / ausgeschieden. Die Wirkung der Steuerleitungen S₁ und S.. ist wie im vorher beschriebenen Fall. Durch den Zustand »L« auf der Leitung S₁ werden Und-Funktionen an den Und-Gattern D_k erfüllt, wenn, wie beim Zählerstand 2 oder 3 (vgl. F i g. 4 a) der Ausgang Q₁ des Flip-Flops FFB_k den Zustand »L« hat. Am Ausgang der NOR-Gatter E_k ist die Oder-Funktion also bei den Zählerständen 1 oder 2 oder 3 des Impulsformerkennungszählers IFZ_k erfüllt. Durch den Zustand »L« an der Steuerleitung S₅ am einen Eingang des NAND-Gatters F_Ä wird gewährleistet, daß die Und-Funktion an dem Und-Gatter H_k nur dann erfüllt ist, wenn der Zählerstand des oberen Zählers 0 ist. Das ist nur dann der Fall, wenn am Ausgang Q₂ des Flip-Flops FFA_ktl der Zustand »L« und gleichzeitig am Ausgang Q₁ des

Flip-Flops FFB_ktl der Zustand »0« gegeben ist. Durch das Und-Gatter F_k werden also diejenigen Zustände »L« am Ausgang Q₁' des Flip-Flops FFA_{11 + 1} ausgeschaltet, die darauf zurückzuführen sind, daß der Zählerstand nicht 0 sondern 2 beträgt.

Soll das niedrigste Minimum von Impulsen mit 2 oder 3 Maxima gemessen werden, dann darf die Klassierung durch ein Und-Gatter nur dann erfolgen, wenn der Zählerstand des oberen diesem Gatter zugeordneten Impulsformerkennungszählers 2, der Zäh-

lerstand des unteren diesem Gatter zugeordneten Impulsformerkennungszählers 1 ist. Der Übergang von 2 nach 1 in den Zählerständen (von oben nach Fig. 1) kennzeichnet das Minimum von Impulsen mit 2 Maxima oder das niedrigere Minimum von

2 Minima bei Impulsen mit 3 Maxima. Liegen zwei Minima eines Impulses mit 3 Maxima innerhalb derselben Klasse, so tritt ein Übergang der Zählerstände von 3 nach 1 auf, der von dem im folgenden beschriebenen Programm nicht erfaßt wird. Durch ge-

ringe Abänderungen, d. h. ein zusätzliches Oder-Gatter, das die Ausgänge entsprechend miteinander verknüpft, ist aber auch dies entsprechend dem an Hand von Fig. 2 dargestellten allgemeinen Prinzip zu verwirklichen.

Soll dieser Aufgabenstellung entsprechend die Und-Funktion an einem Und-Gatter H_k dann verwirklicht werden, wenn der Zählerstand des oberen Impulsformerkennungszählers 2, der des unteren 1

beträgt, so müssen die Steuerleitungen S₁, S₄, S₅ in den Zustand »0«, die Steuerleitung S, in den Zustand »L« gebracht werden. Der Schalter"S₃ befindet sich in Stellung s₃.

Als zusätzliche Weiterbildungen dieses Gerätes können noch, wie aus F i g. 6 zu ersehen, eine Nullpunktunterdrückung, eine Irnpulsteilmessung, eine Impulslängenselektion und eine Impulssteilheitsselektion vorgesehen werden. So kann ein gewisser Teil der Information über den zeitlichen Verlauf des Impulses bei der erfindungsgemäßen digitalen Darstellung von Impulsen noch mit berücksichtigt werden.

Der Meßimpuls gelangt über einen Koppelkondensator C₃, einen ersten Impedanzwandler IW₁, einen Widerstand A₁₃ und einen zweiten Impedanzwandler IiV., an die in Fig. 2 und 3 dargestellte Schaltung. Über die Widerstände R_n und die Diode D₁ wird er auf ein festes Bezugspotential festgelegt. Dies ist über den Schalter S^ schrittweise einstellbar. Die Einstellung wählt verschiedene Punkte zwischen einem niederohmigen Spannungsteiler, der von den Widerständen Rf, ,, f?_v , usw. gebildet wird. In der letzten Schalterstellung des Schalters S_n ist noch ein weiterer Spannungsteiler, der ebenfalls auf ein festes Bezugspotential festgelegt ist, und der von den Widerständen as R_{1 m} gebildet wird, durch einen Schalter S_M zuschaltbar Hierdurch ist eine weitere Verfeinerung der Unterteilung der Spannungsteiler gewährleistet. Durch Festlegung der Spannungsteiler an ein negatives Potential U_Kef__N wird somit eine schrittweise einstellbare Nullpunktsunterdrückung gebildet. Die Widerstände R₁₆, R₁₁, 7?₁₈ dienen dazu, den Bereich zu bestimmen, in dem der durch die Widerstände R^ _m gebildete Spannungsteiler wirksam wird.

Die Nullpunktsunterdrückung führt je nach der Einstellung des Spannungsteilers an den Impedanzwandlern IW_x und IW,j zu dem in Fig. 7 dargestellten Verlauf. Bei einer Nullpunktunterdrückung gelangt nur die Spitze des Meßimpulses, die das zum Meßimpuls hinzu addierte negative Potential U_R _v *° übersteigt, an die Vergleicher.

Der Meßimpuls gelangt ferner über den Koppelkondensator C₄ und den Impedanzwandler IW₃ an einen Vergleicher VT. Überschreitet der Meßimpuls einen bestimmten durch den Spannungsteiler R₂, eingestellten Schwellwert, so erzeugt er einen Einheitsimpuls, der am Inverter M invertiert wird. Durch den Widerstand R₁., und die Diode D„ wird das Potential des Meßimpulses unter dem Koppelkondensator C₄ festgelegt. Der Koppelkondensator C₄, die Wider- so stände R₁.,, R₂₁, die Diode D„, der Impedanzwandler IW₃ und der Vergleicher VT mit den nachgeschalteten Invertern N und O bilden die Triggerschaltung TG. Der bei Überschreiten des Schwellwertes von der Triggerschaltung TG gebildete Einheitsimpuls stößt eine aus den monostabilen Flip-Flops MO_x bis MO_K bestehende Flip-Flop-Kette an. Das monostabile Flip-Flop MO₁ dient der Verzögerung der negativen Flanke des Einheitsimpulses hinter dem Inverter N, durch die es angestoßen wird (vgl. Kurve AiO₁ in Fig. 7) und stößt seinerseits mit seiner negativen Flanke das monostabile Flip-Flop MO₂ an. Die Verzögerung, die durch das Flip-Flop MO₁ bewirkt wird, dient dazu, eine saubere Trennung zwischen dem Ende des Meßimpulses und dem Klassierbefehl zu erzeugen, der von dem Flip-Flop MO₂ abgeleitet und von diesem über das NAND-Gatter R und den Inverter M den Und-Gattern H_k zugeführt wird. Der Ausgang des monostabilen Flip-Flops MO₂ ist außer dem mit dem Eingang eines weiteren monostabilei Flip-Flops MO₃ verbunden. Dieses dient ebenfall einer Verzögerung, um eine saubere Trennung voi Klassierbefehl und Löschimpuls zu erzeugen.

Der Löschimpuls wird von einem weiteren mono· stabilen Flip-Flop MO₄ abgeleitet, das von der negativen Flanke des Flip-Flops MO₃ angesteuert wird Das zeitliche Verhältnis der Zustände der Flip-Flop; zueinander ist aus F i g. 7 zu ersehen. Am Ausganf des NAND-Gatters R erfolgt nun ein negativer Impuls, sofern sich die vom Schalter S₃ herkommende Leitung im Zustand »L« befindet. Am Ausgang des Inverters M ist der gleiche Impuls invertiert.

In Fi g. 6 ist fernerhin gezeigt, wie durch eine entsprechende Schaltung eines zwischen der den Meßimpuls führenden Leitung und dem Nullpotential liegende Transistor TR₂ bewirkt werden kann, daß nur ein ganz bestimmter Ausschnitt aus einem Impuls gemessen, d. h. dargestellt und entsprechend dei Darstellung klassiert wird. Die Basis des Transistors TR₂ ist durch die Spannungsteilung zwischen den Widerständen R_u und R₁₅ in der Stellung 1 des Schalters S_Al auf negatives Potential festgelegt, so daß der Transistor TR₂ sperrt. Wünscht man nun eine Impulsteilmessung, *so wird der Schalter S^₁ in Stellung 2 gebracht. Er liegt damit am Ausgang einer von zwei einstellbaren Mono-Flip-Flops MO₅ und MO₆ gebildeten Mono-Flip-FIop-Kette, die von dem Inverter O der Triggerschaltung TG angestoßen wird. Der hinter dem Inverter O auftretende negative Einheitsimpuls stößt mit seiner negativen Flanke MO₅ an; MO₅ stößt mit seiner negativen Flanke MO₆ an. Das wiederum bewirkt, daß die Basis des Transistors TR₂ in Stellung 2 des Schalters S_{A t} nur dann negativ ist und der Transistor somit sperrt, wenn ΜΟ_Ά sich in seinem ausgelenkten Zustand befindet. Der Meßimpuls gelangt also nur während dieses Zeitraumes (Zeitraum b in F i g. 8) an die in den F i g 2 und 3 dargestellte Schaltung. Das Zeitintervall b ist durch die Einstellung von MO₆ bestimmt. Es beginnt zu einem Zeitpunkt, der durch die Einstellung des Flip-Flops MO₅ bestimmt ist (zeitlicher Abstand a in F i g. 8 vom Impulsanfang). Während der restlichen Zeit ist der Transistor TR₂ leitend und die den Meßimpuls führende Leitung somit kurzgeschlossen. Aus der Linie IW₂ in F i g. 8 ist ersichtlich, welcher Ausschnitt aus dem Meßimpuls dem Klassiergerät zugeführt wird.

Die Auslenkung des monostabilen Flip-Flops MO₆ dient, wie ebenfalls aus F i g. 6 und in Verbindung damit aus F i g. 9 zu ersehen, außerdem dazu, eine Impulslängenselektion durchzuführen, d. h. nur Impulse zu messen, die entweder kürzer oder langer als ein bestimmtes, durch die Einstellung des monostabilen Flip-Flops MOr, wählbares Zeitintervall sind. In Stellung 3 des Schalters S,,, werden nur diejenigen Impulse gemessen, die langer als die am monostabilen Flip-Flop MOf₁ eingestellte Zeit sind. Der Ausgang des mnnostabilen Flip-Flops MO₅ gelangt über einen Inverter P in dieser Schalterstellung an das NAND-Gatter R. Während der Auslenkzeit des monostabilen Flip-Flops A-ZO₅ ist das NAND-Gatter R geschlossen. Tritt bei einem kurzen Impuls während dieser Zeit ein Klassierbefehl auf, so wird er nicht durchgelassen. Eine Messung findet nicht statt. Lange Impulse hingegen, bei denen der Klassierbefehl nach der Auslenkung von MO_S auftritt, werden klassiert.

In Stellung4 des Schalters^ werden nur kurze Impulse gemessen. Der Ausgang des Inverters P, dessen Eingang mit dem monostabilen Flip-Flop MO_S verbunden ist, ist über den Schalter S_Al in dessen Stellung 4 wieder mit der Basis des Transistors TR, verbunden. Der Transistor TR₂ ist nur während der Auslenkzeit des Flip-Flops MO₅ gesperrt. Nur während dieser Zeit wird der Impuls nicht kurzgeschlossen Der Ausgang des Flip-Flops MO₅ geht außerdem über den Schalters^ in dessen StellungA an das NAND-Gatter R, das" auf diese Weise nur während der Auslenkzeit von AiO₅ für einen Klassierimpuls geöffnet ist Das bedeutet, daß nur solche Impulse klassiert werden, bei denen der Klassierbefehl innerhalb der Auslenkzeit von MO₅ auftritt.

Zur Steilheitsselektion, d. h. der Beschränkung der Messung auf Impulse, deren Steilheit ein bestimmtes Maß erreicht, bzw. nicht erreicht, wird der Meßimpuls nach dem Impedanzwandler 7W₃ über ein Differenzierglied, das von der Kapazität C₁₀, den Widerständen A₄₃, A₄₄ und dem Transistor TR_n gebildet wird, und über einen Koppelwiderstand A₄₅ einem Steilheits-Vergleicher VS zugeführt, dessen Vergleichsspannung von einem Spannungsteiler R₄. abgeleitet wird. Übersteigt die Ausgangsspannung des Differenziergliedes des Meßimpulses die Vergleichsspannung, so entsteht am Ausgang ein Einheitsimpuls, der am Inverter X invertiert wird und danach einem monostabilen Flip-Flop MO_n zugeführt wire In Stellung 5 der Schalter S_Al und S_A2 liegt de Ausgang des Mono-Flip-Flops MO_n an der Basi des Transistors TR.. Somit %vird der Transistor TR während der Ausfenkzeit von MO_n leitend un schließt die den Meßimpuls führende Lei.ung kun Gleichzeitig wird über den Inverter 2 das NAND Gatter/? für einen Klassierbefehl gesperrt. Dies is deshalb notwendig, um die bis zur Feststellung de

ίο Steilheit auftretende Meßimpulsspitze nicht zu klas sieren (vgl. Fig. 10).

In Stellung6 der SchalterS_Al und S_A2 liegt di Basis des Transistors TA₂ am Ausgang des Inver ters Z und ist dann normalerweise auf positivem Po

»5 teiitial. Der Transistor leitet also und schließt dami die den Meßimpuls führende Leitung kurz. Wahrem der Dauer der Auslenkzeit des monostabilen Flip Flops MO_n, also nur bei steilen Impulsen, erhält di< Basis des Transistors TR₂ über den Inverter Z ein<

ao negative Spannung. Der Transistor sperrt, die Meß impulse werden nicht kurzgeschlossen. Sie werder somit den Schaltungen nach F i g. 3 und F i g. 4 zugeführt. In Stellung 6 gelangt der Ausgang des monostabilen Flip-Flops WO,, direkt an das NAND-Gat-

a5 ter/?, so daß nur bei steilen Impulsen ein Klassierbefehl an die UND-Gatter der Schaltungen nach F i g. 2 und 3 gelangen kann. Dann werden nur die steilen Impulse klassiert.

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zur digitalen Darstellung der Form eines Meßimpulses, bei dem der Meßimpuls zunächst gleichzeitig mehrexen Vergleichern, an denen unterschiedliche Vergleichsspannungen anliegen, zugeführt wird, und bei dem unter Anwendung von Logikschaltungen aus den Ausgangssignalen der Vergleicher eine amplitudenbereichsbezogene digitale Aussage bezüglich der im Impuls enthaltenen Maxima und Minima erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Vergleichern (VG_k) in dem Intervall, in dem der Meßimpuls die an diesem anliegende Vergleichsspannung (U_H?_lt:) erreicht bzw. überschreitet, erzeugten Signale (i_k) jeweils den Vergleichern (VG_k) nachgeschalteten und ihnen zugeordneten Zählern (IFZ_t; FFA_k, FFB_k) zug> fühit werden, deren Zählerstände in ihrer ao Gesamtheit nach Beendigung des Meßimpulses tin digitalisiertes Bild des Verlaufs des Meßimpulses dadurch wiedergeben, daß jeder Zähle: Stand angibt, wie oft der Meßimpüb die Vergleichsspannung (U_Relk) des dem Zähler \lFZ_k; as FFA_k, FFB_k) vorgeschalteten Vergleichers (V G _k) erreicht und wieder unterschritten hat.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stand der Zähler nach Beendigung eines Meßimpulses zum Zwecke der Aus-Wertung direkt einem Speicher zugeführt wird.

3. Gerät zur Klassierung elektrischer Meßimpulse nach wählbaren Impulsformkriterien, bei dem der Meßimpuls gleichzeitig mehreren Vergleichern mit während des Vergleichs festen, jeweils voneinander unterscniedlichen Vergleichsspannungen zugeführt wird, und in jedem Vergleicher bei Erreichen der Vergleichsspannung durch den Meßimpuls ein Signal erzeugt wild, dessen Dauer durch die Zeit bestimmt wird, während der der Meßimpuls die Vergleichsspannung erreicht bzw. überschreitet, und die Signale jeweils den Vergleichern nachgeschalteten und ihnen zugeordneten Zählern zugeführt weiden, deren Zählerstände in ihrer Gesamtheit nach Beendigung des Meßimpulses ein digitalisiertes Bild des Verlaufes des Meßimpulses dadurch wiedergeben, daß jeder Zählerstand angibt, wie oft der Meßimpuls die Vergleichsspannung des den Zähler vorgeschalteten Vergleichers erreicht und wieder unterschritten hat, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswertung des für die Impulsform und -höhe charakteristischen Zählerstandes der Gesamtheit aller Zähler für je zwei Zähler (JFZ, IFZ_11-1), die zwei benachbarten Vergleichern (VG'_k, VG\. ,) nachgeschaltet sind, ein gemeinsames UND-Glied (H_k) vorgesehen ist, dessen erster Eingang (h_k ,) über einen ersten Schalter (W₁. ,) wahlweise mit einem der jeweils einer bestimmten Anzahl von Klassenüberschreitungen JU'ieordneten Ausgänge fO. 1,2 oder 3) des ersten der beiden Zähler (IFZ₁.,,) oder gleichzeitig mit mehreren durch ein ODER-Glied verknüpften Ausgängen (14-2, 2 + 3, 14-3 oder 1 ^L2 4-3) desselben verbunden ist und dessen zweiter Eingang (h_k .,) über einen zweiten Schalter (W₁. .,) wahlweise mit einem der jeweils einer bestimmten Anzahl von Klassenüberschreitungen zugeordneten Ausgänge (0, 1, 2 oder 3) des zweiten der beiden Zähler (lFZ_k) oder gleichzeitig mit mehreren, durch ein ODER-Glied verknüpften Ausgängen (1+2, 2+3, 1+3 oder 1+2+3) desselben verbunden ist und ein dritter Eingang (h_k s) des UND-Gliedes (H_k) dei Zuführung eines Klassierbefehles dient und die Ausgänge der UND-Glieder (H_k) nachgeschalteten weiteren Zählern zugeführt werden.

4. Gerät nach Anspmch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter Eingang (Λ_Λ,₄) des UND-Gatters (//_fc) über einen dritten Schalter (Sg) wahlweise mit einem (v, oder v₂) oder gleichzeitig mit mehreren, durch ein ODER-Glied (V) miteinander verknüpften Ausgängen (v₃) weiterer ODER-Glieder (J₁, J₂) direkt (j„ J₃, s_e) oder invertiert (s„ J₄, J₅) verbunden ist, und jeweils die Eingänge eines der weiteren ODER-Glieder (J₁, /.,) mit den e;nem bestimmten Zählerstand (2, 3) entsprechenden Ausgängen der Zähler (lFZ_k) verbunden sind.

5. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßimpuls einer Triggerschaltung (TG, vgl. Fig. 6) zugeführt wird, die den den" UND-Gliedern (H_k) zugeführten Klassierbefehl erzeugt.

6. Gerät nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Meßimpuls fuhrende Leitung durch einen Transistor (TR₁) auf Nullpotential gelegt werden kann und der Steuereingang des Transistors (TR₂) über einen Schalter (S,,, Stellung 2) mit dem Ausgang einer einstellbarem monostabilen Kippstufe (MO_n) angesteuert wird, welche ihrerseits von einem vom Meßimpuls getriggerten (TG) Einheitsimpuls angesteuert wird, so daß die den Meßimpuls führende Leitung nur während der Auslenkzeit der ersten Kippstufe (MO₈) nicht auf Nullpotential gelegt ist.

7. Gerät nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Klassierbelehl über ein NAND-Verknüpfungsglied(R) geleitet wird und ein zweiter Eingang dieses NAND-Verknüpfungsglieds(/?) mit dem Ausgang einer einstellbaren monostabilen Kippstufe (MO.) verbunden ist, die von einem vom Meßimpuls getriggerten Einheitsimpuls angesteuert wird, so daß der Klassierbefehl nur dann an die jeweils zwei Zählern (lFZ_k „,, IFZ₁₁) gemeinsamen UND-Glieder (H_k) gelangt, wenn er innerhalb der Auslenkzeit der einstellbaren monostabilen Kippstufe (MO.) erfolgt.

8. Gerät nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Klassierbefehl über ein NAND-Verknüpfungsglied(/?) geleitet wird und ein zweiter Eingang des NAND-Verknüpfungsgliedes (R) mit dem Ausgang einer monrstabilen Kippstufe (MO₁₁) direkt oder über einen Inverter (Z) verbunden ist, und die Kippstufe (MO_n) von dem Meßimpuls über ein Differenz'erglied (C,„, R_u, R_u) und einen Vergleicher (VS) angesteuert wird, ;;o daß der Klassierbefehl nur an die den Zählern (IFZ_k) gemeinsamen UND-Glieder (H_k) gelangt, wenn der Impuls eine bestimmte Steilheit aufweist, bzw. nicht aufweist.

9. Gerät nach Anspmch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anfangsbereichs-Unterdrückung (R_1n D₁, R\._k,

^£.m» ^49> A₁₆, A₁₇, A₁₈) vorgesehen ist, durch die Anzahl der Maxima und Minima des Meßimpulsein schrittweises einstellbares negatives Potential Verlaufes gekennzeichnet wird, sowie die Höhe dieser (U_R;N) zum Potential des Meßimpulses hinzu- Maxima und Minima zu erfassen und die bei einer addiert werden kann. Messung anfallenden Meßimpulse danach auszuwer-

10. Verwendung eines Gerätes nach An- 5 ten. Dieses Problem tritt z. B. bei der Messung der spruch 3 oder einem der folgenden zur Messung Volumenverteilung von in Flüssigkeit suspendierten der Volumenverteilung in Flüssigkeit suspendier- Partikeln, so z. B. biologischen Zellen (Erythrozyten) ter Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß die oder Kunststoffpartikeln (Latexpartikeln) nach dem Auswahl der durch eine Zuführung zu den wei- sogenannten Coulter-Verfahren auf. Die Volumenteren Zählern ausgewerteten Meßimpulse durch io verteilung ist die Darstellung der Häufigkeit von Pareine solche Einstellung der mit den jeweils zwei tikeln eines bestimmten Volumens innerhalb einer Zählern (IFZ_k „,, IFZ_k) gemeinsamen UND-GHe- Gesamtmenge untersuchter Partikeln. Voraussetzung den. (H_k) verbundenen Schalter (W_kv W_k ₂) er- ist die Messung des Volumens der einzelnen zu dieser folgt, daß nur die Zählung von Meßimpulsen mit Gesamtmenge gehörenden Partikeln. Sie wird gemesbestimmten Eigenschaften erfolgt. 15 sen, indem die Partikeln einzeln in ein Strömungsfeld

11. Verwendimg eines Gerätes nach An- eines Elektrolyten gebracht werden, der durch eine spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßöffnung sehr kleinen Querschnitts hindurchge-Schalter (W_{k v} W_k ₂), die die Ausgänge jeweils führt wird. In der Meßöffnung besteht, durch Elekzweier aufeinander folgender Zähler (lFZ_k, troden im Elektrolyten hergestellt, ein elektrisches lFZ_k . J mit den Eingängen eines diesen Zählern ao Feld, das beim Durchtritt einer Partikel verändert gemeinsamen UND-Gliedes (H_k) /erbinden, durch wird. Die Stromverdrängung beim Hindurchtreten UND-Glieder (D_k, F_k, G_k) gebildet werden und einer Partikel wird zur Ableitung eines Meßimpulses die Schaltung der weiteren Eingänge der UND- benützt, der Information über das Volumen enthält Glieder (D_k, F_k, G_k) über bestimmten Meßpro- (vgl. z. B. US-Pat. 2 656 508). Dabei sind jedoch Imgrammen entsprechende Programmtasten erfolgt, as pulsform und Impulshöhe von der Lage der Durchtrittsbahn der Partikeln durch die Meßöffnung innerhalb dieser Meßöffnung abhängig. Die dadurch be-

dingten Fehlmessungen werden ausgeschaltet, wenn

nur Meßimpulse ganz bestimmter Impulsform gemes-

30 sen werden. Die Möglichkeit Impulse mit ganz be-

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur digitalen Dar- stimmter Impulsform für eine Auswertung der Meßstellung der Form eines Meßimpulses, sowie ein impulse herauszugreifen, erschließt zudem mit diesem Gerät zur Klassierung elektrischer Meßimpulse nach Verfahren zusätzliche Erkenntnisse über weitere wählbaren Impulsformkriterien. Als solche Impuls- Eigenschaften der Partikeln.

formkriterien kommen vor allem die Impulshöhe und 35 Aufgabe und Erfindung ist es demgemäß, für kurze

die Anzahl und Aufeinanderfolge der Maxima und und schnell aufeinanderfolgende Meßimpulse ein Ge-

Minima des Verlaufs des Meßimpulses in Betracht. rät zu schaffen, das für kurze und schnell aufein-

Eine Darstellung von Meßimpulsen in digitaler anderfolgende Meßimpulse Informationen über die

Form erhält man normalerweise dadurch, daß die Anzahl und die Höhe der Maxima und Minima des

Impulshöhe in bestimmten Zeitintervallen abgetastet 40 Verlaufs eines Meßimpulses in digitaler Darstellung

wird und die abgetasteten Analogwerte in digitale liefert, ohne daß es die oben geschilderten Nachteile

Werte umgewandelt werden. Diese Art der Darstel- einer Abtastung in kurzen, gleichbleibenden Zeit-

lung hat den Nachteil, daß die Genauigkeit durch Intervallen hinsichtlich der Meßgenauigkeit und des

den zeitlichen Abstand begrenzt ist, der zwischen hohen schaltungsmäßigen Aufwandes einer solcher

zwei Abtastvorgängen liegt. Tritt eine wesentliche 45 Abtastung aufweist.

Veränderung der Impulshöhe innerhalb dieses inter- Wünscht man allein eine digitale Darstellung des

valles auf, geht diese Information u ioren; die Aus- Maximalwertes eines Impulses, dann kann man der

wahl des gemessenen Wertes innerhalb des Intervalles Impuls einem Analogspeicher, z. B. einem Konden-

wird willkürlich. Daselbe gilt nicht nur für einzelne sator, zuführen und allein diesen Wert dann, wenr

Abschnitte des Impulsverlaufes, sondern ganz allge- 50 man sicher ist, daß er überschritten ist, messen unc

mein, wenn die Impulsdauer nicht ein mehrfaches in einen digitalen Wert umwandeln. Diese Messung

des zeitlichen Abstandes zwischen zwei Abtastvor- kann beispielsweise dadurch geschehen, daß ein«

gangen beträgt. periodisch stetig anwachsende Spannung (Sägezahn-

Eine Verbesserung dieser Ungenauigkeit ist durch spannung) erzeugt wird und ein Zähler die Zeit mißt eine Verringerung der zeitlichen Abstände zwischen 55 die diese anwachsende Vergleichsspannung benötig den Abtastvorgängen zu erzielen. Ihr sind aber einer- um den im Analogspeicher gespeicherten Maximal seits durch die physikalischen Eigenschaften der ver- weit eines Meßimpulses zu erreichen. Außerdem is wendeten Bauelemente Grenzen gesetzt; zum andern eine Messung eines Maximalwertes durch Stufenfällt bei einer so hohen Auflösung eine Vielzahl von kompensation möglich. Mit derartigen Geräten kanr Informationen an, die nicht benötigt wird, d. h. die 60 jedoch nur ein bestimmter Wert des Verlaufes eine: in einem vorgegebenen Zusammenhang als redundant Meßimpulses, nämlich der Wert, der dem größter betrachtet werden muß. Die tatsächlich benötigte In- aller im Verlauf des Meßimpulses auftretende: formation steht dann in keinem vernünftigen Verhält- Maxima entspricht gemessen werden. Eine digital· nis mehr zum schaltungsmäßigen Aufwand. Darstellung auch der Anzahl der Maxima (fall:

Bei manchen Messungen und der sich an sie an- 65 mehrere Maxima vorhanden sind), sowie eine Dar

schließenden Auswertung der gemessenen Impulse stellung der Minima und der Höhe der beiden, unte

(Meßimpulse) kann es unter Umstanden allein darauf Umständen mehrfach vorkommenden Extremwert!

ankommen, die Form der McßimDulsc. wie sie durch ist dabei nicht möelich.