DE2126182B2 - Vorrichtung zum selbsttätigen Abgleichen eines elektrischen Schichtwiderstandes mittels thermischer Oxydation - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Abgleichen des Istwertes eines Widerstandes auf einen vorgebbaren Sollwert R₀ mit einer vorgebbaren Genauigkeit unter Änderung des Anfangswertes mittels thermischer Oxydation von Material der Widerstandsschicht in einer sauerstoffhaltigcn Umgebung unter dem Einfluß eines Durchgangs einer Folge elektrischer Impulse, die einen Impulsgenerator zum Erzeugen von Impulsen mit vorgebbarer Dauer für den Widerstandsabgleich, einen digital arbeitenden Komparator zum Vergleichen des jeweiligen Momentanwertes des Widerstandes R mit dem Sollwert /^₁, und einen Umschalter zuin wahlweisen Anschalten des abzugleichenden Widerstandes R an den Impulsgenerator oder an den Komparator enthält.

Eine derartige Abgleichvorrichtung ist auf den Seiten 71 bis 8 Γ des Augusthefts des Jahrgangs 1969 der Zeitschrift »IEEE spectrum« beschrieben. Diese bekannte Vorrichtung wird so betrieben, daß durch den abzugleichenden Widerstand eine Folge von Impulsen gleicher Leistung hindurchgeschickt wird, wobei jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abglcichimpulsen der jeweils erreichte Istwert digital mit dem Sollwert verglichen wird. Die anzuwendende Iinpu!sleistung wird durch Vorversuche ermittelt und während des Abgleichvorgangs selbst konstant gehalten.

Ähnliche Abglcichvorrichtungcn sind auch in der DT-OS 14 65701, der FR-PS 1366773 und der US-PS 32 61 08L beschrieben. Der Betrieb dieser bekannten Vorrichtungen vollzieht sich nach einem Verfahren zum Einstellen der Größe von dünnen Schichtwiderständen, bei dem durch diese Schichtwiderstände elektrische Impulse hindurchgeschickt werden, um die Widerstandsgröße von einem Ausgangswert auf einen vorgegebenen Endwert zu bringen. Dazu enthalten die bekannten Vorrichtungen eine Hochspannungsquelle, die auf einen Kondensatorkreis mit mehreren Kondensatoren umschaltbar ist. Außerdem ist ein al.; Komparator anzusehender Meßkreis mit einer Widerstandsbrücke vorhanden, die mit dem abzugleichenden Widerstand zusammenschaltbar ist. Mit Hilfe eines Umschalters kann der abzugleichende Widerstand wahlweise aus dem auf-

geladenen Kondensator mit Strom beschickt oder mittels des Meßkreises in seinem jeweiligen Widerstandswert gemessen werden. Mit Hilfe dieser bekannten Vorrichtungen wird die Struktur der einzustellenden Widerstände durch ein mittels der ihnen zugeführten elektrischen Heizimpulse veranlaßtes Ausglühen verändert, wobei sich dünne Schichten ergeben, die in ihrem spezifischen Widerstand geändert werden. Das Abgleichverlahren wird bei den bc-

der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In den Figuren der Zeichnung ist die Erfindung an Hand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele veranschaulicht; es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild für den Gasamtaufbau einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einstellvorrichtung,

Fig. 2a und 2b den Organisationsplan für den

kannten Vorrichtungen so lange fortgesetzt, bis sich io Logikaufbau in einer ersten Ausführungsform fin die Größe des abzugleichenden Widerstandes einem eine erfindungsgemäß ausgebildete Einstellvorrichtung,
Fig

konstanten Wert nähert.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie eine Verbesserung des Abgleich-Vorgangs hinsichtlich der dafür erforderlichen Zeit und der damit erreichbaren Genauigkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Gesamtheit der folgenden Merkmale:

a) einen Digitalanzeigekrcis für die gewünschte rc-Iative Genauigkeit des abzugleichenden Widerstandes;

b) einen an den Ausgang des Komparators angeschlossenen Steuerspeicher zum Steuern des an den Ausgang des Steuerspeichers angeschlossenen Impulsgenerators in Abhängigkeit von Wert, Art und Abmessungen des Widerstandes zur Erzielung einer einen Anfangswert 0 ein-

3 ein Blockschaltbild für die schaltungsmäßige Realisierung dieser ersten Ausführungsform,

Fig. 4 eine grafische Darstellung für den Anstieg der Impulsleistung und die Änderung der Folgefrequenz deir Impulse bei einer zweiten Ausführungsform für eine erfindungsgemäß ausgebildete Einstellvorrichtung,

F i g. 5 eine grafische Darstellung der prozentualer Abweichung des Momentanwerts R des einzustellenden Widerstandes R von dem vorgebbaren Sollwert R₃ in Abhängigkeit von der Einstellzeit t, wobei die Kurven A, B und C für elektrische Impulsfolgen mit festv? Folgefrequenz von 100, 50 bzw. 25 Hz und die Kurve D für eine während des Einstellvorgang« zwischen 100 und 25 Hz variable Folgefrequenz füi die elektrischen Impulse gelten, und

F i g. 6 ein Blockschaltbild für die schaltungs-

g g

schließenden und ansteigenden Impulsleistung; .^r ' ^ " ^C1," . »«**»;»««««·" iur aie scnauungs-

c) einen den Impulsgenerator steuernden Taktgeber ³° ™^βΨ Real.sierung der zweiten Ausführungsforrr

fur eine erfindungsgemäß ausgebildete Einstellvorrichtung.

Bei der ersten Ausführungsform für die Einstellvorrichtung wird die Leistung des ersten Impulse:

zur Vorwahl der Folgefrequenz und Impulsbreite, gemessen auf halber Höhe der Impulse.

Abgleichvorrichtungen, die zum Abgleichen von
Schichtwiderständen mit einer impulsweisen Steue- 35 der elektrischen Impulsfolge, die den einzustellender

rung betrieben werden, sind zwar auch in der CH-PS 4 72 115 und der US-PS 34 76 906 beschrieben, bei diesen bekannten Vorrichtungen wirkt die Impulssteuerung jedoch nicht auf einen durch den

den Widerstand gerichteten Elektronenstrahl und außerdem wird dort in üblicher Weise mit zunächst großer Impulsleistung gearbeitet, die dann zur Verid i Übhi d b Sll

Widerstand R durchfließt, in Abhängigkeit von dei Größe, der Art und den Abmessungen eines Widerstandes R gewählt. Außerdem nimmt die Leistung der verschiedenen aufeinanderfolgenden Impulse zu

abzugleichenden Widerstand selbst fließenden Strom, 40 und der Anstieg der Leistung zwischen zwei aufeinsondern auf einen von außen auf den abzugleichen- anderfolgenden Impulsen wird in Abhängigkeit einerseits von der Differenz«—R₀ und andererseits vor dem Endwert für R gewählt. Dadurch erfolgt die Einstellung innerhalb sehr kurzer Zeit (in dei

meidung eines Überschreitens des angestrebten Soll- 45 Größenordnung einiger 10 Sekunden), und dip. erzielwertes stark vermindert wird. Ein Impulsverfahren bare Genauigkeit für die Einstellung der Widermit eingeprägtem Strom für den Widerstandsabgleich Standsgröße wird sehr groß. Die Vergrößerung dei ist auch in der DT-OS 15 90 994 beschrieben. Auch Leistung aufeinanderfolgender elektrischer Impuls< bei diesem Impulsverfahren, das im übrigen eine läßt sich durch Änderung eines oder mehrerer dei anodische Oxydation von Schichtwiderständen in 50 folgenden Parameter erzielen: Impulshöhe (Span einem elektrolytischen Bad betrifft, wird jedoch mit nuingsvariation), Breite auf halber Höhe (Impuls stetig verkleinerter Impulsleistung gearbeitet, indem dauer) und Folgefrequenz. Für die Realisierung dei die Dauer der angewandten Impulse stetig verkleinert entsprechenden Arbeitsweise lassen sich zahlreich! wird. Versionen denken: Digitale, analoge oder analog

Beim Betriebe der erfindungsgemäß ausgebildeten 55 digitale. Unabhängig von der jeweils gewählten Ver Abgleichvorrichtung wird die Leistung der aufein- sion läßt sich der Aufbau der erfindungsgemäß ausge anderfolgenden Impulse in Abhängigkeit von der er- bildeten Einstellvorrichtung immer durch da: zielten Einstellung entweder durch eine Variation synoptische Schema von Fig. 1 wiedergeben, der Impulssteigung oder durch eine variable Impuls- Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besitzt zwe

frequenz modifiziert. Der Impulsgenerator wird dabei 6° Digitalanzeigekreise 2 und 4, von denen der Digital durch den Taktgeber gesteuert, wodurch sich die anzeigekreis 2, den mit der Einstellung des Wider Möglichkeit einer Änderung der Folgefrequenz für Standes zu erreichenden vorgegebenen Sollwert R₀ die Impulse ergibt. Mit Hilfe der erfindungsgemäß der Digitalanzeigekreis 4 dagegen die Genauigkei ausgebildeten Vorrichtung läßt sich binnen kürzester angibt, die bei der Widerstandseinstellung erreich Zeit ein Widerstandsabgleich vornehmen, bei dem 65 werden soll. Die beiden Anzeigekreise 2 und 4 sim ohne weiteres eine Genauigkeit von 10~⁴ erreicht mit einem Komparator 6 verbunden. Einer der bei werden kann. den Eingänge des Komparators 6 besteht aus zwe

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen Anschlüssen 8 und 10, die über einen Umschalter 1'.

mit den Enden des in seiner Größe einzustellenden Widerstandes R verbunden werden können. Der Komparator 6 nimmt einen Vergleich zwischen dem Momentanwert für den Widerstand R und dem Sollwert K₀ vor. An den Ausgang des Komparator 6 ist der Eingang eines Steuerspeichers 12 angeschlossen, der zum einen die Leistung für den ersten Impuls der durch den Widerstand R hindurchgeschicktcn Folge elektrischer Impulse und zum anderen die Lci-Auslcsung von R₀ mit 1960,00 Q, Auslesung von R mit 1621,31 Ω, Ablesung von / mit ί = 6 und Ablesung von /, wobei / die in der Dekade ι — 6 für R₀ enthaltene Zahl ist und daher / = 1 beträgt.

Zunächst sei angenommen, daß der Impulsgenerator 14 Impulse von konstanter Dauer, aber variabler

stungszunahmc zwischen aufeinanderfolgenden clek- to Amplitude (also variabler Spannung;) abgibt. Weiter trischen Impulsen bestimmt. Der Ausgang des Steuer- sei mit h_u die Startspannung für den ersten Impuls Speichers 12 ist mit dem Eingang eines Impulsgenera- der durch den Widerstand R hindurchgeschicktcn tors 14 verbunden, der an seinem Ausgang zwischen Impulsfolge bezeichnet. Die Werte für h_u sind in Anschlüssen 16 und 18 Impulse abgibt, deren Lei- einem Speicher enthalten und werden ein für allemal stung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen 15 in Abhängigkeit von der Art des einzustellenden zunimmt. Diese Impulse aus dem Impulsgenerator 12 Widerstandes bestimmt. Der bei der Bestimmung von lassen sich über den Umschalter 13 an die Enden des h_u in Betracht zu ziehende Index/ ist der höchste Widerstandes R anlegen, was zu dessen Aufheizung Rang /. Bei dem oben zitierten Beispiel wird daher

und seiner Oxydation an der umgebenden Luft und

'or

Nach der Ablesung der Werte

damit zur Änderung der Widerstandsgröße führt. Die 20 für / und für / erfolgt die Auslcsung der Werte für

Folgefrequenz der vom Impulsgenerator 14 abgege- h_tj aus dem diese Werte enthaltenden Speicher. Für

bcncn Impulse wird durch einen Taktgeber 20 be- einen Wert /ι_β1 sei beispielsweise ein Spannungswert

stimmt, der außerdem die Impulsbreite auf halber von 110 V angenommen.

Höhe bestimmen kann. Nach Durchführung der einleitenden Auslescvor-

Dcr in Fi g. 2 a und 2 b dargestellte Organisations- 25 gänge kommt man zur ersten Opcrationsfolgc.

plan entspricht einer ersten Ausführungsform für Diese erste Operationsfolgc ist die Operationsfolgc rfindungsgcmäß ausgebildete Einstellvorrich-

tung, die mit Hilfe von logischen Schaltungen arbeitet. Der dargestellte Organisationsplan erleichtert das Verständnis für den Ablauf der innerhalb der Vorrichtung sich abspielenden Vorgänge. Die in diesem Organisationsplan innerhalb von Rauten dargestellten Operationen entsprechen Fragen. In den Fig. 2a und 2b ist das Ende der Operationsfolgc bei 10%) (Halt lOⁿ'o?) mit dem Beginn der Operationsfolge bei 1 °/o (R₁ -= I⁰OR₀) verbunden zu denken.

Innerhalb des dargestellten Operationsplancs gelten für die einzelnen Symbole folgende Bedeutungen:

R — Wert des einzustellenden Widerstandes, R_n ^ einzustellender Widerstandswert,

=■■ 1Or₀R₀,

- 1 °/o R₀,
-- 0,l°/oR,_r

R/	-Rn	—	R	10'
R,t"	= R0	—	R	P
R,,'"	- Ro	—	R	OP
Rn	= R0	4-	R	10'
Rn"	-Rn	4-	R	P
Rn'"	-R0	4	R	or

55

Der Sollwert R₀ wird im Digitalanzcigekreis 2 beispielsweisc mit Hilfe von Kodierrädern angezeigt. Außerdem wird jeder Dekade für den Widerstandswert ein Rang/ beigemessen, wobei der Fortschritt im Rang von rechts nach links erfolgt. Außerdem wird die in der Dekade mit dem Rang / enthaltene größte Zahl mit / bezeichnet. Beispielsweise betrage die Größe des einzustellenden Widerstandes für lO°/o und umfaßt folgende Operationen:

Berechnung von R_1n zu 196 Ω, Berechnung von R/ zu 1764,00 Ω. Berechnung von R_n' zu 2156,00 Ω, anschließend erfolgt die Fragestellung

R > R,,'?. also 1621.31 Ω ^ 1764,00Ω?

Unter den gctroflcnen Annahmen ist die Antwort Nein.
Berechnung von ι 1, also 6 ~ I = 5.

Auslesung von Ah₁., also von Ah_:,\ der Ausdruck /l/'i-i stellt eine Vergrößerung der Spannung Zi₁- dar, die der näclistkleineren Dekade als der des größten für die Anzeige des Sollwertes R₀ benutzten Gewiehts aufgeprägt wird. Die Spannungsänderung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen ist daher gleich /f/ii.p Daher haben der erste Impuls eine Spannung von /i„ der zweite Impuls eine solche von /ii 4 /1/ij.,, der dritte eine solche von /ι, 4- 2/I/i,.,, ... und der n-te Impuls eine Spannung von /ij 4- (n-'\)Ahj_,. Nach jedem Impuls wird der Werl für R gemessen und mit dem Wert R/ verglichen. Daher wird in der Vorrichtung der Wert Ah,._v dei für Ah₅ bei den obigen Annahmen beispielsweise 200 mV beträgt, abgelesen. Die zugehörigen Operationen sind dann die folgenden:

Zunächst wird π = 1 gesetzt. Dem Widerstand F wird damit ein Spannungsimpuls H_n, 4-,1/1. vor 110,2 V zugeführt. Sodann wird der neue Wert für F von beispielsweise 1643,51 Ω abgelesen. Sodani folgt die Fragestellung R^R_A'T, also 1643,5 > 1764,00 Ω?, mit der Antwort Nein.

Sodann wird η — 2 gesetzt, der Widerstand R er hält einen Spannungsimpuls der Größe /i_B, 4 2 Ί h, also von 110,4 V zugeführt. Als nächste Ablesun für den Wert R folgt beispielsweise die Groß

R -- 1621,31Ω, und es sei ein vorgegebener Soll-

wert R_n - 1960,00 0 mit einer Genauigkeit von I⁹Zn 65 1668,35 Ω.

einzustellen. Entsprechend dem Organisationsplan Die Fragestellung R > R/?, also 1668,3

von Fig. 2a und 2b sind dann folgende Operationen ^ 1764,00? führt weiterhin zur Antwort Nein.

vorzunehmen: Entsprechende Operationen werden in identisch

509 513/2

Weise beispielsweise bis zu einem Wert η — 18 vorgenommen:

Man setzt n= 18, wobei der Widerstand einen Spannungsimpuls der Größe /ι_β1 + 18d/i₅, also von 111,8 V zugeführt erhält.

Die Ablesung des neuen Wertes für R ergibt beispielsweise 1767,61 Ω die Fragesteilung R > R/?, »lso 1767,61 ^ 1764,00 Ω?, führt dann zur Antwort la.

Als nächstes stellt man die Frage R < R_ß'?, also 1767,61 < 2156 Ω?, und erhält die Antwort Ja.

Sodann stellt man die Frage, ob eine Genauigkeit ton 10%> (Halt 10°/o) angezeigt ist. Als Antwort sei leispielsweise Nein angenommen.

Zweite Operationsfolge mit 1 %> (Fig. 2b):

Berechnung von R₁ zu 19,60 Ω,
Berechnung von R_A" zu 1940,40 Ω,
Berechnung von R₈" zu 1979,60 Ω,
Fragestellung R > R_A" ?,
also 1767,61 Ω > 1940,40Ω?
mit der Antwort Nein.

Sodann bringt man den Widerstand R auf den Wert K/', indem man an die Enden dieses Widerstandes R Impulse anlegt, von denen der erste eine Spannung/ι, + ηΛΛ₍_! + ΛΛ(_,j, wobei Ah₁^₁ eine durch die Dekade i - 2 aufgeprägte Spannungsvergrößerung darstellt, der dritte eine Spannung

/t, + nJ/i,., + 3J/i,. und der p-te Impuls

eine Spannung Λ, + η j ft,., + P Ah₁.^ aufweist. Die Folge der nacheinander ablaufenden Operationen ist dann nachstehende:

Berechnung von / — 2 zu 6 — 2 = 4,
Ablesung von /i₄ zu beispielsweise 100 mV.

Sodann wird ρ = 1 gesetzt und dem Widerstand R ein Impuls der Spannung/i₆₁ + 18d/i₅ + Ah_t zugeführt, für die eine Große 113,7V angenommen sei.

Sodann wird der neue Wert für R beispielsweise zu 1771,28 abgelesen. Die Fragestellung R> R_A" ?, also 1771,28 Ω > 1940,40 Ω?, führt zur Antwort Nein. Als nächstes wird ρ - 2 gesetzt, und dem Widerstand R ein Impuls von beispielsweise 113,8OV zugeführt. Für das Beispiel sei ein Ablauf identischer Operationen bis zu einem Wert ρ = 27 angenommen.

Man setzt dann ρ = 27 und führt dem Widerstand/? einen Impuls der Spannung ft_ei + 18ΛΛ- + 27 A /i₄, von beispielsweise 116,3 V zu. Die Ablesung für den neuen Wert R ergibt dann beispielsweise 1951,87 Ω, und die Fragestellung/?> R₄"?, also 1951,87 > 1940,40 Ω?, führt zur Antwort Ja.

Auch die Fragestellung R < R_B" ?, also 1951,87 < 1979,60 Ω?, führt zur Antwort Ja.

Sodann stellt man als nächstes die Frage, ob eine Genauigkeit von 1 °/o angezeigt wird. Als Antwort sei Ja angenommen. Dies führt dann zum endgültigen Halt für die Operationen. Wenn die Antwort dagegen Nein sein sollte, wird zur Operationsiolge mi· 0,1 °/o übergegangen.

Unter den obigen Annahmen hat der erzielte Endwert für den auf 1960 Ω einzustellenden Widerstands eine Größe von 1951,87 Ω, und dies liegt gut innerhalb der geforderten Genauigkeit von 1 °/o.

Der Organisationsplan für das oben geschilderte Ausführungsbeispiel, das sich einer logischen Lösung bedient, erscheint wie eine Folge logischer Operationen. Man kann daher für die Vornahme dieser Operationen einen kleinen Rechner verwenden, der dann Ausgangsbefehle an den Impulsgenerator und an den Spannungskomparator abgibt. Jedoch lassen sich auch ohne einen Rechner arbeitende Einstellvorrichtungen angeben, die derzeit leichter und rascher verkäuflich sind und eine relativ einfache theoretische Überlegung verlangen. Eine erste vorteilhafte Realisierung für eine solche erfindungsgemäß ausgebildete Einstellvorrichtung, die ohne einen Rechner arbeitet, ist in F i g. 3 dargestellt.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform enthält der den Vergleich der Werte R und R₀ vor-

nehmende Komparator 6 in Serie zueinander eine Bezugsspannungsquelle E mit vorgegebener Ausgangsspannung, deren einer Pol mit Masse verbunden ist, Schaltungselemente 22, deren elektrischer Widerstand sich mit Hilfe eines Anzeigekontaktes auf den Sollwert R₀ einstellen läßt, einen Rechenverstärker 24, dessen einer Eingang an Masse gelegt ist, drei Komparationsblöcke 26, 28 und 30, in denen sich der Spannungsvergleich mit einer Genauigkeit von 10 ⁰Zo, 1 %> bzw. 0,1 °/o vollzieht, und eine Auswahllogik 32. Die Schaltelemente 22 bestehen aus mehreren parallel zueinander geschalteten Widersländen. Der in seiner Größe einzustellende Widerstand R kann mit Hilfe von Schaltkontakten 34 und 36 zwischen den nicht an Masse liegenden Eingang und den Ausgang des Rechenverstärkers 24 geschaltet werden.

Jeder der drei Komparationsblöcke 26, 28 und 30 enthält zwei Eingänge 38 und 40 und drei Ausgänge 42, 44 und 46. Die Eingänge 38 sind an den Verbindungspunkt zwischen der Bezugsspannungsquelle E und den Schaltelementen 22, also an den nicht an Masse liegenden Pol der Bezugsspannungsquelle E angeschaltet. Die Eingänge 40 sind mit dem Ausgang des Rechenverstärkers 24 \ ;rbunden.

In jedem der Komparationsblöcke 26, 28 und 30 erscheint dann ein Ausgangssignal am ersten Ausgang 42, wenn der mit der für den jeweiligen Block zutreffenden Genauigkeit vorgenommene Vergleich ergibt, daß der Wert für R kleiner ist als der ange-

zeigte Sollwert R₀, also die Beziehung R < R., gilt. In gleicher Weise erscheint ein Signal am dritten Ausgang 46 der Komparationsblöcke 26, 28 und 30, wenn der darin vorgenommene Vergleich für die jeweilige Genauigkeit zeigt, daß der Wert für R größei ist als der Sollwert R₀, also die Beziehung gili R>R_B.

Ein Ausgangssignal am zweiten Ausgang 44 zeigt daß der Vergleich zwischen dem Wert für R unc dem Sollwert R₀ in dem jeweiligen Komparations

block 26, 28 oder 30 mit einer Genauigkeit voi lO°/o für den Komparationsblock 26, einer Genauig keit von 1 °/o für den Komparationsblock 28 un< einer Genauigkeit von 0,1 % für den Komparations block 30 eine Gleichheit der beiden miteinander ver glichenen Werte ergeben hat. Die jeweils ersten, zwei ten und dritten Ausgänge 42, 44 bzw. 46 aller dre Komparationsblöcke 26, 28 und 30 sind miteinande verbunden.

In jedem Komparationsblock 26, 28, 30 liegt je weils am Eingang 38 eine Spannung der Größe E während an den Eingängen 40 jeweils eine Span nung V = ERZR₀ anlegt. Analysiert wird daher di Differenz Δ V = E - V.

In jedem Komparationsblock 26, 28 oder 30 wird die Spannungsdifferenz A V mit einem Wert A V₀ verglichen, der einen Schwellenwert darstellt, der von der in dem jeweiligen Komparationsblock 26, 28 oder 30 zu erreichenden Genauigkeit abhängt. Die drei Ausgänge 42, 44 und 46 sind in jedem Komparationsblock 26, 28 und 30 den nachstehenden Bedingungen zugeordnet:

für den Ausgang 42 V <£ -- ,IF₀, für den Ausgang 46 V > E \- . 1 V_n , für den Ausgang 44 E - A V_n <ζ V < E \ AV_n.

Der Ausgang 44 entspricht also je nacli der zugehörigen Information A V_n einer Gabel von 10%, von 1% oder von 0,1 °/o. Der Ausgang 46 entspricht der Verwerfung des einzustellenden Widerstandes, und der Ausgang 42 entspricht einer Vergrößerung von /f/i/.i für den Wert h_u der während des vorangehenden elektrischen Impulses an den Enden des einzustellenden Widerstandes R anliegenden Spannung. Gilt die Beziehung A V > A K₀, so legt man an die Enden des einzustellenden Widerstandes R einen elektrischen Impuls mit einer um den Wert A h vergrößerten Spannung an. Gilt dagegen die Beziehung Ah = A V₀, so geht man zum nächsten Komparationsblock 26, 28 oder 30 über, was einer Vergrößerung der Genauigkeit entspricht, oder man schließt den Einstellvorgang ab, wenn die Genauigkeit bereits ausreichend ist.

Die bei der Einstellung des Widerstandes R zu erzielende Genauigkeit wird über einen Anzeigekreis 50 angezeigt. Die drei Ausgänge 42, 44 und 46 der Komparationsblöcke 26, 28 und 30 sind mit den drei Eingängen R < A_-1, R_x ^ R ^ R_B und R > R_n des Anzeigekreises 50 verbunden. Der Ausgang 52 des Anzeigekreises 50 entspricht dem Ende des Einstellvorganges, während der Ausgang 54 des Anzeigekreises 50 der Verwerfung des Widerstandes R zugeordnet ist, eine Verwerfung, die nur dann erfolgt, wenn der Wert für R größer ist als der Wert für R_n.

Die drei Ausgänge 42, 44 und 46 der drei Komparaiionsblöcke 26, 28 und 30 sind außerdem mit den drei Eingängen der Auswahllogik 32 verbunden, die eine Auswahl eines der drei Komparationsblöcke 26, 28 und 30 in Abhängigkiet von dem logischen Zustand der drei Komparationsausgänge ermöglicht. Die Auswahllogik 32 besitzt drei Ausgänge, die mit drei Eingängen eines Netzes 56 aus zueinander parallelen Widerständen 58 verbunden sind. Die Widerstände 58 lassen sich über Relais 62 mit Signalen aus einem Taktgeber 60 speisen. Die Relais 62 werden zum einen durch die an den drei Ausgängen der Auswahllogik 32 abgegebenen logischen Signale und zum anderen durch den logischen Zustand gesteuert, der sich am Anzeigekontakt für den Anzeigekreis für den Sollwert R₀ einstellt, wenn sich dieser in der Stellung i befindet. Die aus der Stellung des Anzeigekontaktes für die Anzeige des Sollwertes R₀ in der Stellung i abgeleiteten logischen Signale werden an den Eingang 64 des Netzes 56 angelegt. An dem Ausgang des Taktgebers 60 ist ein Wähler 66 angeschlossen, der eine Auswahl der D?uer der Taktimpulse ermöglicht. Diese Impulsdauer kann beispielsweise 4 ms bei einer Impulsperiode von 10 ms betragen, so daß ein Zeitraum von 6 ms für die Messung des Wertes von R und die Steuerung des nächstfolgenden Impulses verbleibt. Zwischen den Ausgang des Wählers 66 und den Eingang des Netzes 56 ist ein Relais 68 eingefügt, das zum einen die an den Enden des einzuste'lenden Widerstandes R liegenden Schalter 34 und 36 steuert und zum anderen die den Enden dieses Widerstandes R in Abhängigkeit von der Stellung der Schalter 34 und 36 zugeführten Impulse synchronisiert. Der Ausgang des Netzes 56 aus den Widerständen 58 ist mit einem der beiden Eingänge eines an seinem anderen Eingang mit Masse verbundenen Rechenverstärkers 70 und mit einem Kondensator C verbunden. Der Kondensator C seinerseits liegt parallel zwischen dem nicht mit Masse verbundenen Eingang und dem Ausgang des Rechenverstärkers 70. Die Widerstände 58 und der Kondensator C bilden einen Integrator für die Taktimpulse, und am Ausgang 72 des Rechenverstärkers 70 erscheint eine treppenförmig ansteigende elektrische Spannung. Die Höhe der Treppenstufen ist umgekehrt proportional zu der Größe der parallel zueinander geschalteten Widerstände 58. Die Treppenstufenspannung ihrerseits steuert über einen Eingang 74 die Ausgangsspannung einer Spannungsquclle 76, welche die Spannungen A /1 liefert. Der Ausgang der Spannungsquelle 76 ist mit dem Eingang einer Spannungsquellc 78 verbunden, die ihrerseits die Spannung /i„ abgibt. Diese Spannung ist während der gesamten Dauer des Einstellzyklus konstant. Die Spannungsquelle 78 wird an ihrem Eingang 80 über ein System gesteuert, dessen Innenwiderstand durch den Anzeigekontakt des Anzeigekreises für den Wert R₀ variiert wird. Der Ausgang der Spannungsquelle 78 kann über den Schalter 36 mit einem Ende des einzustellenden Widerstandes R verbunden werden, während das andere Ende dieses Widerstandes R rber den Schalter 34 auf Masse gelegt wird.

Ein Nullstellkreis 82, der am Ende eines Einstellzyklus über den Ausgang 52 des Anzeigekreises 50 für die gewünschte Genauigkeit angesteuert wird, ermöglicht ein Kurzschließen des K01 'Vnsators C und damit eine Rückführung der Spannung J/i auf den Wert Null.

Das Relais 68 kann ein Quecksiiberrelais sein, und der Taktgeber 60 kann unmittelbar aus einem üblichen Wechselstromnetz von 50 Hz g -peist werden.

Die in F i g. 3 dargestellte Ausführungsform kann auch nur einen einzigen Komparationsblock 26, 28 oder 30 enthalten, wobei dann der Vergleichsweri A V_n jeweils am Ende einer Sequenz neu eingegeben wird.

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung isi die Amplitude des ersten an den Widerstand R angelegten elektrischen Impulses gleich einem von NuI verschiedenen Wert/i_(/. Die Zunahme der Leistuns dieser Impulse erfolgt linear mit einem Amplituden Zuwachs, der von der Genauigkeit abhängt, die bei de: Einstellung des Wertes R erreicht wird. So liegt be dieser ersten Ausführungsform der Erfindung für ein< Genauigkeit bis zu 10% die Zunahme der Impuls amplitude bei /l/t,-.,, für eine Genauigkeit zwischei 10 und 1 % bei Ah,_₂ und für eine Genauigkeit zwi sehen 1 und 0,1% bei Ah_t_._y Man kann daher dii Zunahme der Leistung der dem Widerstand R züge führten elektrischen Impulse in ihrer Form als dre aufeinanderfolgende Rampenspannungsstufen be trachten.

Die jetzt zu beschreibende zweite Ausführungsforr

der Erfindung ermöglicht im Vergleich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform die Erzielung einer noch rascheren Einstellung des Wertes R mit mindestens gleichwertiger Genauigkeit und eine Berücksichtigung der elektrischen und geometrischen Eigenschaften des einzustellenden Widerstandes R.

In Fig. 4, die sich auf diese zweite Ausführungsform der Erfindung bezieht, ist die Amplitude Λ von den Widerstand R im Verlaufe der Zeit ι nacheinander durchquerenden elektrischen Impulsen 100 von konstanter Breite dargestellt, und das Anwachsen der elektrischen Impulse 100 erfolgt während eines ersten Zeitabschnitts ausgehend von einer Amplitude Null bis zu einer Amplitude η Λ h = h,, linear, wobei die Amplitudenänderung zwischen zwei aufeinanderfol genden Impulsen gleich Ah ist, und der lineare Anstieg der elektrischen Impulse erfolgt während eines Zeitintcrvalls zwischen Null und J₁. wobei der Zeitpunkt /j derjenige ist, für den die Abweichung (R Rj) — f oder gleich einem vorgegebenen Wert f, ist. Dieser Wert /., stellt einen Prozentsatz dei ursprünglichen Abweichung (R — R_lt)_u — r₀ vor Beginn der Widerstanaseinstellung dar. Sodann setzt man

e, = ^₀ · r_ü, wobei .r eine Zahl bezeichnet, die den zui Z ;it f, zu erreichenden Bruchteil des Zählers bestimmt. Beträgt beispielsweise .v = 20, so ist die Zeit fj diejenige, zu der die Abweichung; während der Widerstandseinstellung kleiner oder gleich 20% der ursprünglichen Abweichung E₃ vor der Widerslandseinstellung ist. Die Werte für χ in Abhängigkeit von den Werten für r_n werden in einen Speicher eingegeben. Im Verlaufe eines zweiten Abschnitts der Einstellung mit einer maximalen Zeitdauer f„ bleibt die Amplitude der elektrischen Impulse 100 konstant gleich Iu₁. Liegt am Ende dieser Zeitdauer t_n die Abweichung (R — R₀) immer noch über der für die Widerstandseinstellung gewünschten Genauigkeit, so wird die Impulsamplitude, ausgehend von dem Wert /ii_r um eine Zuwachsamplitude von Ah' linear vergrößert. Man kommt so zu einem dritten Abschnitt der Widerstandscinsteilung, der aber nur fakultativ ist, da im allgemeinen die Widerstandseinstellung im Verlaufe des zweiten Abschnitts der Dauer r„ mit der gewünschten Genauigkeit zu dem vorgegebenen Wert R_n führt. Die Folgefrequenz der elektrischen Impulse 100 ist während des ersten Einstellabschnitts konstant, dagegen nimmt sie während des zweiten Einstellabschnitts und des dritten Einstellabschnitts ab. Diese Abnahme der Folgefrequenz, der Impulse wird in Abhängigkeit von der Abweichung r festgelegt. Diese Arbeitsweise bietet im Vergleich zu der Betriebsweise bei der ersten Ausführungsform der Erfindung einige Vorteile.

Da nämlich während des ersten Abschnitts der Einstellung die Amplitude der elektrischen Impulse 100, ausgehend von dem Wert Null, linear zunimmt, kann auf die Bestimmung der Amplitude H_n für den ersten der durch den Widerstand R hindurchgeschickten elektrischen Impulse verzichtet werden. Da außerdem der dritte Einstellabschnitt im allgemeinen nicht erforderlich ist und die Amplitude der elektrischen Impulse während des zweiten Einstcllabschnitts konstant gleich h,, ist, wird auch die Bestimmung der aufein anderfolgenden Zuwachsraten Λ/ι,·..,, Ah_{1 2} usw. un nötig. Außerdem ist bei der ersten Ausführungsform der Erfindung die Folgcfrcqticnz der elektrischen Impulse konstant, während diese Folgefrequenz bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung während des zweiten und des dritten Einstellabschnitts abnimmt, was eine raschere Erreichung des einzustellenden Sollwertes R_a mit der angegebenen Genauigkeit ermöglicht.

Dieser letzte Vorteil läßt sich klar aus der Darstellung in F i g. 5 ersehen. In F i g. 5 ist die Abweichung ι während der Einstellung, ausgedrückt in Prozentwerten, in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt,

ίο wobei für die Kurve A eine feste Folgefrequenz von 100 Hz, für die Kurve B eine solche von 50 Hz, für die Kurve C eine Folgefrequenz von 25 Hz und schließlich für die Kurve D eine im Verlaufe des Einstellvorgangs zwischen 100 und 25 Hz variable Frequenz angenommen ist. Für Fig. 5 ist die zu erreichende Gabel, d. h. die für den Wert R zu erreichende Genauigkeit, zwischen — I⁰On und -^J l*.'m angesetzt. Zunächst zeigt F i g. 5 klar, daß man mil einer konstanten Folgefrequenz von 100 Hz (Kurv; A) den Wert R nicht mit der gewünschten Genauigkeit von r l°.Vi.i einstellen kann. Eine konstante Folgt frequenz von 25 Hz (Kurve C) führt zu einer zu lanzen Einstellzeit. Durch eine Modulation der Folgefrequenz für die elektrischen Impulse (Kurve D) erhält man den Wert R mit der gewünschten Genauigkeit viel rascher als mit ^iner konstanten Folgefrequenz von 50 Hz (Kurve B). Die zweite Ausführungsform der Erfindung ermöglicht also eine noch wesentlich raschere Einstellung des Widerstandes mit der gewünschten Genauigkeit als die erste Ausführungsform.

Die in Fig. 6 als Blockschaltbild veranschaulichte zweite Ausführuncsform der Erfindung enthalt fünf Digilalanzeigckrcisc 102. 104_? 106. 108"und 110. von denen jeder einem von fünf nachstehend aufgeführten Parametern zugeordnet ist. So gehört zum Anzeicekreis 102 der Sollwert R,. auf den der Widerstand R am Ende des EinstcllVorganges gebracht sein soll. zum Anzeigekreis 104 die für die Einstellung des Wertes R crzielbarc Genauigkeit, zum Anzeigekreis 106 die Maximaldaucr/„ für den zweiten Einstellabschnitt mit Zuführung von elektrischen Impulsen der konstanten Amplitude/1. ,. zum Anzeigekreis 108 der Flächenwiderstand n_a für den einzustellenden Widerstand R und zum Anzeigekreis 110 die Länge L des einzustellenden Widerstandes R. die dessen geometrischen Parameter darstellt. Die Einführung der beiden letzten Parameter in die Widerstandscinstellung ist von besonderem Interesse, da sie eine Berücksichtigling der elektrischen und geometrischen Eigenschaften des einzustellenden Widerstandes R ermöglicht. Dazu sei daran erinnert, daß der Wert eines Widerstandes R in Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds — ein Fall, der für Diinnschichtwiderstände erfüllt ist — durch die Beziehung

' e- I

gegeben ist, in der η den spezifischen elektrischer Widerstand des Widerstandsmaterial. L die Länge des Widerstandes, e seine Dicke und / seine Breite bezeichnen. Dcfinitionsgemäß ist der Flächenwiderstand n_a — ^ρ . Die Zuwachswertc I/; und Ali' fin

die Amplitude der elektrischen Impulse, die den einzustellenden Widerstand R durchqueren, werden einzig allein in Abhängigkeit von den Größen η und /

/(O

jewählt und nicht in Abhängigkeit von der Abweichung £.

Der auf den vom Anzeigekreis 102 angezeigten lollwert R₀ einzustellende Widerstand R wird an fiinen der beiden Eingänge eines ersten Komparations- |lockesll2 für den Vergleich von R und A₀ angetchlossen, und der einzustellende Sollwert A₀ wird dem zweiten Eingang des Komparationsblockes 112 iugeführt. Der Komparationsblock 112 kann bei- ^ielsweise als Meßbrücke nach Art einer Wheatftoneschen Brücke ausgeführt sein, wobei einer der irückenzweige den Sollwert R₀ und ein anderer frückenzweig den Momentanwert für den Wideritandi? enthält. Der Komparationsblock 112 liefert tη seinem Ausgang ein Signal mit einer der Differenz (ß - R₀) proportionalen Amplitude. Diese Wider-Itandsabweichung ist vor der Einstellung des Wideritandes R gleich ε₀ = (Ä - i?₀)₀. Ein Speicher 114 Hefert an seinem Ausgang ein Signal für die Abweichung f,, die einem bestimmten Prozentsatz der ursprünglichen Abweichung r_n entspricht. Dazu enthält der Speicher 114 eine erbte Speicherstufe 116 für die Speicherung des Anfangswertes f₀ der Abweichung vor Beginn der Widerstandseinstellung, eine zweite Speicherstufe 118 für die Speicherung der Werte χ als Funktion von f„, wobei χ eine einen Bruchteil der anfänglichen Abweichung ε₀ wiedergebende Zahl ist, und eine dritte Speicherstufe 120 für die Speicherung

der Größe εj = -^- ■ F₀. Ein zweiter Komparationsblock 122 für den Vergleich der Werte ε und E₁ ist mit seinem einen Eingang an den Ausgang des Speichers ll'iund mit seinem anderen Eingang an den Ausgang des ersten Komparationsblockes 112 angeschlossen und erhält von erstcrem ein der Größe c, entsprechendes Signal und von letzterem ein der Größe e entsprechendes Signal zugeführt. Der Keinparationsblock 122 besitzt drei Ausgänge, von denen jeder einem der drei für das Vergleichsergebnis möglichen Fälle ε >ί, f. = ε_ι und fO| entspricht. Der Vergleich der Werte R und R₀ wird jeweils nach Durchgang eines elektrischen Impulses durch den einzustellenden Widerstand R vorgenommen. Eine Taktgeberstufe 124, die hauptsächlich einen Generator 126 zum Erzeugen einer Taktfrequenz G (/) enthält, der entweder durch eine Steuerstufe 128 mit fester Frequenz oder durch eine Steuerstufe 130 mit durch die Größe ε modulierter Frequenz gesteuert wird, besitzt drei Eingänge, nämlich einen ersten Eingang für die Steuerstufe 128 mit fester Frequenz, der an den Ausgang f>fj des Komparationsblockes 122 angeschlossen ist, und zwei weitere Eingänge, die gleichzeitig die Eingänge für die Steuerstufe 130 mit modulierter Frequenz darstellen und von denen der eine mit dem Ausgang e ^ t, des Komparationsblockes 122 und der andere mit dem Ausgang des Komparationsblockes 112 für den Vergleich zwischen den Werten R und R₀ angeschlossen ist, was eine Frequenzmodulation durch die Größe ε ermöglicht. Der Ausgang der Taktgeberstufe 124 ist parallel mit den Eingängen von drei Generatorstufen 132, 134 und 136 verbunden. Die Generatorstufe 132 kommt während des ersten Einstellabschnitts zum Einsatz und liefert an ihrem Ausgang Spannungsimpulse der Amplitude η Λ/ι, wobei /t den /i-ten Impuls bezeichnet, der mit um Ah wachsender Amplitude und konstanter Folgefrequenz während des ersten Einstellabschnitts durch den einzustellenden Widerstand R geschickt wird. Die Generatorstufe 134 kommt während des zweiten EinstellabschnUts zum Einsatz und liefert an ihrem Ausgang Spannungsimpulse mit der konstanten Amplitude Λ t, und einer in Abhängigkeit von dem Wert t abnehmen-

den Folgefrequenz. Die Generatorstufe 36 wird während des dritten und fakultativen Einstellabschnitts eingesetzt und liefert an ihrem Ausgang Spannungsimpulse der Amplitude h, j + pA /ι', wobei ρ den p-ten während des dritten Einstellabschnitts abgegebenen Impuls und h' die Amplitudenzunahme während dieses Einstellabschnitts bezeichnen. Weiter sind zwei Speicherstufen 138 und 140 für die Speicherung der Größen Ah bzw. Ah' vorgesehen. Die beiden Speicherstufen 138 und 140 sind ebenso wie die zweite Speicherstufe 118 des Speichers 114 für die Speicherung der Werte* interne Speicher, die dem Zugriff des Benutzers prinzipiell unzugänglich sind. Die Auswahl der Werte für ah bzw. für Ah' erfolgt über zwei Wählstufen 142 bzw. 144. Die beiden Wählstufen 142 und 144 besitzen jeweils zwei Eingänge und werden dort von den Anzeigekreisen 108 für den Flächenwiderstand

bzw. 110 für die

Länge L angesteuert. Der Ausgang der Wählstufe 142 für die Auswahl der Größe A h ist mit einem der beiden Eingänge der Generatorstufe 132 verbunden, deren anderer Eingang an den Ausgang der Taktgeberstufe 124 angeschlossen ist. Der Ausgang der Wählstufe 144 für die Auswahl der Größe Δ Κ ist Impulse der Amplitude ρ ■ A h' liefert, wobei ρ den Impulse der Amplitude ρ-Ah' liefert wobei ρ den /?-ten bezeichnet, mit einem der drei Eingänge der Generatorstufe 136 verbunden. Von den beiden weiteren Eingängen der Generatorstufe 136 ist der eine mit dem Ausgang der Taktgeberstufe 124 und der andere mit dem Ausgang einer Speicherstufe 148 verbunden, in der die Größe h,, gespeichert ist, die außerdem der Generatorstufe 134 an einem ihrer beiden Eingänge zugeführt wird. Die Generatorstufe 136 wird nur dann in Betrieb genommen, wenn bei der Einstellung des Widerstandes R die angezeigte Genauigkeit nicht schon am Ende des zweiten Abschnitts der Dauer r₀ erreicht ist. Zu diesem Zwecke ist dei Anzeigekreis 106 für die Anzeige der maximalen Dauer /₀ des zweiten Einstellabschnitts an einem seiner beiden Eingänge mit einer Triggerstufe ISC verbunden, die den Generator 146 steuert. Der zweite Eingang der Triggerstufe 150 ist an den Ausgang eines Chronometers 152 ange'.Jilossen, dessen Eingang wiederum mit dem Ausgang ε = ε_ί des Kornpa· rationsblockcs 122 verbunden ist. Dieser Ausgang de; Komparationsblockes 122 ist außerdem einerseits mi einem der beiden Eingänge der die Größe /i,, enthal tenden Speicherstufe 148 und andererseits mit einen Eingang 154 einer Auswahlstufe 156 für die Auswah einer der drei Generatorstufen 132, 134 und 136 ver bunden. Über diesen Eingang 154 wird die Generator stufe 134 in Betrieb gesetzt, während ein weiterer Ein gang 158 die Inbetriebnahme der Generatorstufe 13^ veranlaßt und für die Inbetriebnahme der Generator stufe 136 ein dritter Eingang 160 der Auswahlstufi 156 vorgesehen ist. Der Ausgang der Auswahlstufi 156 ist mit einem Leistungsverstärker 162 verbunden der die elektrischen Impulse liefert, die den einzu stellenden Widerstand R durchqueren. Der Ausgan]

6s des Leistungsverstärkers 162 ist außerdem mit den zweiten Eingang der Speicherstufe 148 für die Spei cherung der Amplitude h,, verbunden, wobei die Auf nähme des Wertes h,, in die Speicherstufe 148 durcl

509513/20

den Ausgang ε = r, des Komparationsblockes 122 gesteuert wird. Ein Komparationsblock 164 vergleicht die Größe ε mit der im Anzeigekreis 104 angezeigten Genauigkeit. Der Komparationsblock 164 ist einerseits mit einer Arretier- und Rückstellstufe 166 der Einstellvorrichtung und andererseits mit einer Verwerfungsstufe 168 für die Verwerfung des einzustellenden Widerstandes R verbunden. Abgesehen von der Speicherstufe 118 und den Speicherstufen 138 und 140 halten alle Speicherstufen die ihnen zugeführten Informationen nur während eines Einstellzyklus fest. Ein in der Zeichnung nicht dargestellter Anzeigekreis ermöglicht die Einführung eines vorab wählbaren Maximalwertes für die Gesamtzeit für die Einstellung, die alle drei Einstellabschnitte umfaßt. Dieser Anzeigekreis kann am Beginn des Einstellvorganges einen Taktgeber triggern, der seinerseits am Ende der vorgegebenen Gesamtzeit die Verwerfungsstufe 168 ansteuert.

Als Beispiel iür die Erläuterung der Betriebsweise der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform der Erfindung seien ein einzustellender Wert Aj= 10000 Ohm. ein Ausgangswert für den einzustellenden Widerstand R = 9500 Ohm und eine von dem Anzeigekreis 104 angezeigte Genauigkeit von 0,1% angenommen. Sobald diese Genauigkeit und die Größen für R_ü, t_a, p_a und L angezeigt sind und der einzustellende Widerstand mit dem Komparationsblock 112 verbunden ist, so zeigt dieser einen Wert ε = fj = 500 Ohm. Die Speicherstufe 118 liefert einen der Größe t_u entsprechenden Wert χ von beispielsweise 80, woraus sich

OQ

ε 1 berechnet zu ε. = r._n = 400 Ohm.

100

35

Dieser Wert t, = 400 Ohm wird in die Speicherstufe 120 eingegeben und steht für den Komparationsblock 122 zur Verfugung. Die Auswahl der Größen Ah und Jh' für die Speicherung erfolgt über die Auswahlstufen 142 und 144, und diese Werte stehen dann den entsprechenden Generatorstufen 132, 134 und 136 zur Verfügung. Für das Illustrationsbeispiel seien Ah = 1 V und Ah' = 0,1 V angenommen. Am Beginn des Einstellvorganges liefert der Taktgeber 124 über die Steuerstufe 128 eine feste Frequenz von beispielsweise 100 Hz. Die Auswahlstufe 156 für die Auswahl der Generatorstufen stellt dann die Verbindung zum Ausgang der Generatorstufe 132 her. Diese wird damit getriggert, und man erhält für den einzustellenden Widerstand R über den Leistungsverstärker 162 eine Impulsfolge mit linear ansteigender Amplitude, wobei die Amplitude zwischen zwei aufeinanderfolgenden Amplituden um einen Zuwachs Ah von I V zunimmt. Sobald die Abweichung ε dpi Wertf, annimmt, was bei dem gewählten Beispie einen Wert R = 9000 Ohm bedeutet, gibt der Korn parationsblock 122 für den Vergleich von ε und ε, ai seinem Ausgang ε = f_t ein Signal ab. Dieses Signa veranlaßt die Speicherung des letzten von dei Gene ratoistufe 132 abgegebenen Impulses, also beispiels weise die Speicherung eines Impulses nah = h, = 100 V. Über den Ausgang £ = f, des Kompara tionsblockcs 122 wird eine Verbindung der Auswahl stute 156 mit dem Ausgang der Generatorstufe 13' für Impulse der konstanten Amplitude h, _t = 100 \ hergestellt. Die Folgefrequenz für diese Impulse is nicht mehr konstant, sondern ändert sich als Funk tion der Abweichung ε, bei dem gewählten Beispie von 100 Hz für ε =■-- ε_ί zu 5 Hz für = der angezeigte Genauigkeit, wobei diese letzte Frequenz nach eine vorgegebenen Gesetzmäßigkeit variicri. Der Ausⁿani ■c - .-j des Komparationsblockes 122 veranlaßt außerdem die Triggerung ('es Chronometers 152 für di< Bestimmung der Zeitdauer des zweiten Einstellab Schnitts. Ist am Ende der im Anzeigekreis 106 ange zeigten Zeitdauer r_n die Abweichung ε immer nocl größer als die im Anzeigekreis 104 angezeigte Ge nauigkeit, so wird über die Triggerstufe 150 die Aus wahlstufe 156 mit dem Ausgang der Generatorstufi 136 für die Abgabe von Impulsen der Amplitudf /2.., -f- ρAh', also von 100 V - ρ ■ 0,1 V, verbunden und gleichzeitig wird der Generator 146 für die Im pulse ρ J /1' angesteuert. Die gesamte Einstellvorrich lung arbeitet dann ohne Begrenzung hinsichtlich de: Gesamtzeit für den Einstellvorgang so lange, bis di< festgestellte Abweichung ε innerhalb der gewünschter Genauigkeitsspannung von ± 1 °/o für die Wider standseinstehung liegt. Sodann triggert der Kompa rationsblock 164 die Arretier- und Rückstellstufe 166 die ihrerseits die gesamte Einspülvorrichtung anhäl und auf Null zurückstellt. Die feste Frequenz vor 100 Hz am Beginn der Einstellung ermöglicht einer Zeitgewinn für die Dauer der Einstellung, währenc die geringe Frequenz von 5 Hz am Ende der Widerstandseinstellung eine ausgezeichnete Genauigkei für die Widerstandseinstellung ergibt, da dann di< den einzustellenden Widerstand R durchlaufender elektrischen Impulse diesen nur sehr schwach auf heizen.

Die drei Generatorstufen 132, 134 und 136 unc der Generator 146 sowie die Auswahlstufe 156 fü! 'hre Auswahl und die Speicherstufe 148 für die Spei chcrung der Größe h,, und gegebenenfalls der Lei stungsverstärker 162 können in ihrem Betriebe ir einem Speiseprogramm zusammengefaßt werden. Dif Einspeicherung des Wertes It_{1 1} läßt sich dann durct einfaches Blockieren des Speiseprogramms auf den Ausgangsniveau h_ri erzielen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   1, Vorrichtung zum selbsttätigen Abgleichen des Istwertes eines Widerstandes auf einen vorgebbaren Sollwert R₀ mit einer vorgebbaren Genawgkeit unter Änderung des Anfangswertes mittels thermischer Oxydation von Material der Widerstandsschicht in einer sauerstoffhakigen Umgebung unter dem Einfluß eines Durchgangs einer Folge elektrischer Impulse, die einen Impulsgenerator zum Erzeugen von Impulsen mit vorgebbarer Dauer für den Widerstandsabgleich, einen digital arbeitenden Komparator zum Vergleichen des jeweiligen Momentanwertes des Widerstandes R mit dem Sollwert R₀ und einen Umschalter zum wahlweisen Anschalten des abzugleichenden Widerstandes R an den Impulsgenerator oder an den Komparator enthält, g e kennzeicLnet durch die Gesamtheit der folgenden Merkmale:

   a) einen Digitalanzeigekreis (4; 104) für die gewünschte relative Genauigkeit des abzugleichenden Widerstandes R;

   b) einen an den Ausgang des Komparators (6) angeschlossenen Steuerspeicher (12) zum Steuern des an den Ausgang des Steuerspeichers (12) angeschlossenen Impulsgenerators (14) in Abhängigkeit von Wert, Art und Abmessungen des Widerstandes R zur Erzielung einer einen Anfangswert Null einschließenden und ansteigenden Impulsleistung;

   c) einen den Impulsgenerator (14) steuernden Taktgenerator (20) zur Vorwahl der Folgefrequenz und Impulsbreite, gemessen auf halber Höhe der Impulse.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (6) eine mit einem Pol an Masse liegende Bezugsspannungsquelle E, Schaltelemente (22) mit mittels eines Anzeigekontaktes auf den vorgebbaren Sollwert R₀ einstellbaren elektrischen Widerstand, einen mit einem seiner Eingänge an Masse gelegten Rechenverstärker (24), dem der einzustel- !ende Widerstand R zwischen seinem nicht an Masse liegenden Eingang und seinem Ausgang parallel schaltbar ist und der mit der Bezugsspanaungsquelle E und den in ihrem Widerstand einstellbaren Schaltelementen (22) eine Serienschallung bildet, /1 parallel zueinander angeordnete Komparationsblöcke (26, 28, 30) mit vorgegebener und von Block zu Block verschiedener Ge-■auigkeit, je zwei Eingänge (38, 40), von denen jeweils der erste Eingang (38) unmittelbar mit dem nicht an Masse liegenden Pol der Bczugsspannungsquelle E und der zweite Eingang (40) mit dem Ausgang des Rechenverstärkers (24) verbunden ist, und je drei Ausgängen (42, 44, 46), von denen jeweils der erste Ausgang (42) und der dritte Ausgang (46) ein Signal führen, wenn der Momentanwert des einzustellenden Widerstandes R in den Grenzen der Genauigkeit des jeweiligen Komparationsblockes (26, 28, 30) kleiner bzw. größer ist als der vorgegebene Sollwert A₀, der zweite Ausgang (44) dagegen dann, wenn der Momentanwert des einzustellenden Widerstandes R innerhalb der jeweiligen Genauigkeit mit dem vorgebbaren Sollwert R₀ übereinstimmt, und eine an die Ausgänge (42, 44, 46) der Komparationsblöcke (26, 28, 30) angeschlossene Auswahllogik (32) mit drei Ausgängen für die Auswahl jeweils eines Komparationsausganges enthält (Fig. 3).
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Digitalanzeigekreis (2) für den vorgebbaren Sollwert A₀ der Stabspeicher (Ii) und der Impulsgenerator (14) ein Neuwerk (56) aus über einerseits von den drei Ausgängen der Auswahllogik (32) und andererseits vom Anzeigekontakt der Schaltelemente (22) für die Anzeige des Sollwertes R₀ bei im Rang / der höchsten Dekade dieses Sollwertes R₀ entsprechender Stellung des Anzeigekontaktes ansteuerbare Relais (62) durch einen Taktgeber (60) speisbaren Widerständen (58), einen Rechenverstärker (70) und einen parallel dazu am Ausgang des Netzwerkes (56) aus den Widerständen (58) liegenden Kondensator C, die gemeinsam einen Integrator für die Integration der Taktimpulse aus dem Taktgeber (60) und die Abgabe einer Treppenstufenspannung bilden, und zwei in Serie geschaltete Spannungsquellen (76 und 78) aufweisen, von denen die erste Spannungsquelle (76) durch die Treppenstufenspannung am Ausgang des Rechenverstärkers (70) steuerbar ist und die zweite Spannungsquelle (78) ausgangsseitig mit einem der beiden Enden des dann mit seinem anderen Ende an Masse liegenden einzustellenden Widerstandes R verbindbar und durch den Anzeigekontakt für die Anzeiae des Sollwertes A₀ steuerbar ist (Fig. 3).
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (13 in Fig. 1) als Relais mit zwei Schaltkontakten (34 und 36) ausgeführt ist (F i g. 3).
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die für jeden der Komparationsblöcke (26, 28, 30) geltende Genauigkeit für den Widerstandsvergleich in Form einer der jeweiligen Genauigkeit proportionalen Spannungsdifferenz A V_n in den jeweiligen Komparationsblock (26, 28, 30) einführbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außer dem Digitalanzeigekreis (104) für die Anzeige der gewünschten relativen Genauigkeit für den abzugleichenden Widerstand 7? und einem Digitalanzeigekreis (102) für den durch die Widerstandscinstellung zu erreichenden Sollwert R₀ einen dritten, einen vierten und einen fünften Digitalanzcigekreis (106, 108 bzw. 110) enthält, von denen der dritte Digitalanzeigekreis (106) der Maximaldaucr r„ für einen zweiten Einstellabschnitt, der vierte Digitalanzeigekreis (108) dem Fläehenwiderstand Qg und der fünfte Digitalanzeigekreis (110) einem für die Geometrie des einzustellenden Widerstandest? charakteristischen ParameterL zugeordnet ist (F i g. 6).
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerspeicher (12) eine erste Speicherstufe (116) für die Speicherung des Anfangswertes ■-„ für die Abweichung des Momentanwertes des einzustellenden Widerstandes R vom vorgebbarer. Sollwert R₀ vor Beginn der Widerstandseinstellung, eine zweite Speicherstufe

   (120) für die Speicherung einer einen Bruchteil des Anfangswertes c₀ für die Widerstandsabweichung entsprechenden Abweichung fj, eine dritte Speicherstufe (138) für die Zunahme J Ii der Amplitude der Impulse aus dem Impulsgenerator(14) während eines srsten Einstellabschnitts, eine vierte Speicherstufe (140) für die Speicherung der Zunahme J h' der Impulsamplitude während eines dritten Einstellabschnitts und eine fünfte Speicherstufe (140) für die Speicherung der Impulsamplitude h_t , während des zweiten Einstellabschnitts enthält.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (6) einen ersten Komparationsblock (112) zum Vergleichen des Momentanwertes des einzustellenden Widerstandes R mit dem vorgebbaren Sollwert R₀ und zum Gewinnen des Anfangswertes c₀ für die Widersiandsabweichung zwecks deren Einspeisung in die zweite Speicherstufe (120) de, Steuer-Speichers (12) und später der laufenden Widerstandsabweichung f, einen zweiten Komparationsblock (122) zum Vergleichen der Widerstandsabweichungen t und £, mit zwei Eingängen, von denen der eine mit der zweiten Speicherstufe (120) für die Widerstandsabweichung f, und der zweite mit dem Ausgang des ersten Komparationsblockes (112) für den Vergleich des Momentanwertes einzustellenden Widerstandes R und des vorgebbaren Sollwertes A₀ angeschlossen ist, und mit drei Ausgängen, von denen jeder einem der drei für das Vergleichsergebnis möglichen Fälle£>£,, ε — E₁ und ε < ε, entspricht, und einen dritten Komparationsblock (164) zum Vergleichen der Widerstandsabweichung ε mit gewünschter Genauigkeit enthält, der mit einem Eingang an den zweiten Digitalanzeigekreis (104) für die gewünschte Genauigkeit und mit einem zweiten Eingang an den ersten Komparationsblock (112) zum Vergleichen des Momentanwer- tes des einzustellenden Widerstandes/? mit dem vorgebbaren Sollwert R₀ angeschlossen ist und über einen ersten Ausgang eine Arretier- und Rückstellstufe (166) und über einen zweiten Ausgang eine Verwerfungsstufe (168) zum Verwerfen des einzustellenden Widerstandes R steuert.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator drei jeweils während eines der drei Einstellabschnitte für die Widerstandseinstellung wirksame Generatorstufen (132, 134 und 136), von denen die erste Generatorstufe (132) elektrische Impulse mit jeweils um den Zuwachs I h linear anwachsender Amplitude η Λ It, die zweite Generatorstufe (134) elektrische Impulse mit konstanter Amplitude h,, und die dritte Generatorstufe (136) elektrische Impulse mit jeweils um den Zuwachs A Ii linear anwachsender Amplitude /i_£ j 4- ρ Δ Ιϊ abgibt, eine Auswahlstufe (156) für die Auswahl der jeweils in Betrieb zu nehmenden Generatontufe (132, 134 oder 136), zwei mit der ersten Generatorstufe (132 bzw. mit der dritten Generatontufe (136) verbundene und ihrerseits an zwei Eingängen vom vierten und fünften Digitalanzeigekreis (108 und 110) ansteuerbare Wählstufen (142 und 144) für die Auswahl der Amplitudenzunahme Δ h bzw. Δ Ii', eine die dritte Generatorstufe (136) betreibende Triggerstufe (150) mit zwei an einen Generator (152) bzw. an den dritten Digttalaozeigekreis (106) angeschlossenen Eingängen und eine Taktgeberstufe (124) für den Betrieb einerseits der ersten Generatorstufe (132) mit fester Folgefrequenz und andererseits der zsveiten und der dritten Generatorstufe (134 und 136) mit durch die Widerstandsabweichung modulierter Folgefrequenz enthält.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Generatorstufen (132, 134 und 136) für die drei Einstellabschnitte, die Auswahlstufe (156) für die Auswahl und die fünfte Speicherstufe (148) für die Speicherung der konstanten Impulsamplitude h, _i im zweiten Einstellabschnitt betriebsmäßig in einem gemeinsamen Speiseprogramm zusammengefaßt sind.