DE2140277C3 - Gleichspannungsfrequenzumsetzer - Google Patents
GleichspannungsfrequenzumsetzerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungsfrequenzumsetzer, bestehend aus einer Einrichtung zur
Erzeugung eines ersten Signals, das sich entsprechend der Differenz zwischen einem Eingangssigna] und einem
Rückkopplungssignal ändert, einer bistabilen Einrichtung mit Setz- und Rückstelleingängen, die auf das erste
Signal anspricht, um ein sich wiederholendes Impulsausgangssignal zu erzeugen, und einer Einrichtung mit
einem Integrator zur Erzeugung des Rückkopplungssignals aus dem Impulsausgangssigcal, wobei das
Impulsauigangssignal eine von der Amplitude des Eingangssignals abhängige Frequenz hat
Ein derartiger Frequenzumsetzer ist aus der US-PS 35 17 339 bekannt Dieser Frequenzumsetzer hat einen
Multivibrator, der von einem Differenzverstärker gesteuert wird, dem das umzuwandelnde Eingangssignal
zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Multivibrators steuert Schalter, die das Impulsausgangssignal abgeben.
Das Impulsausgangssignal hat somit eine von dem Eingangssignal abhängige Frequenz.
Außerde».. ist es bekannt (DT-AS 12 71174; Elektronik I96S, Heft 11, S. 337 bis 340), astabile Multivibratoren zu verwenden, um eine Frequenz zu erzeugen, die
sich in Abhängigkeit von einer Meßspannung ändert
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung
derart auszubilden, daß die Frequenz des Impulsausgangssignals nicht nur von der Amplitude des
Eingangssignals, sondern auch von einer weiteren Größe abhängt.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch eine Impulssignalquelle zur Erzeugung einer
kontinuierlichen Folge von Eingangsimpulsen und dadurch, daß die bistabile Einrichtung ihren Zustand
durch Anlegen von Setz- und Rückstellsignalen nur in Abhängigkeit von einem Impuls der Impulssignalquelle
ändern kann, so daß die Impulsausgangssignale eine von dem Produkt der Größe des Eingangssignals und der
Frequenz der Impulse der Impulssignalquelle abhängige Frequenz haben.
Auf Grund dieser Ausbildung kann der Frequenzumsetzer als Multiplier für zwei Veränderbare verwendet
werden, von denen die eine durch eine Eingangsimpulsfolge veränderbarer Frequenz und die andere durch ein
Gleichspannungssignal wiedergegeben wird. Ein Anwendungsfall eines derartigen Multipliers ist z. B. ein
Wärmestrommesser, der zwei Temperaturfühler in einer Brückenschaltung hat, die eine Spannung erzeugt,
die einer Temperaturdifferenz proportional ist Die Eingangsimpulsfolge kann z. B. von einer Turbine in
Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des die Turbine antreibenden Strömungsmittels erzeugt
werden. Die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung
IO
ι dem oder auf das Strömungsmittel wird dann durch
TftdAt der Temperaturdifferenz und der Ströwndigkeit wiedergegeben,
ng wird nachstehend an Hand der F i g. 1 veisebeschrieben. Es zeigt
ig. 1 one erste Ausführungsfynn des Gleichspan-
" quenzumsetzers gemäß der Erfindung, "ftg. 2 eine zweite Ausfuhrungsform des Frequenz-'"' ,der als Multiplier verwendbar ist,
^l die Anwendung des Frequenzumsetzers
J der Erfindung auf einen Wärmestrommesser, . 4 die Anwendung des Frequenzumsetzers
ι der Erfindang auf eine Temperaturmeßanord-
ig.5 eine Abwandlung der Ausführungsform der i$
,4 und
ig.6 eine Anordnung zur Übertragung von
rmation in Impulsform über eine Zweidrahtleitung. ?ig. 1 tagt eine Schaltung, die für Übertragungszwecke eine Eingangsspannung V, in ein unpulsförmiges
Ausgangssignal umwandeln kann. Die Schaltung der Fig. 1 bildet einen Teil der in den anderen Figuren
gezeigten Schaltungsanordnung.
Zwischen einer Leitung 1 und einer Bezugs- oder Masseleitung 2 tritt eine Spannung V1 auf, die das zuvor
erwähnte Eingangssignal bildet Dieses Eingangssignal wird dem einen Eingang eines Differenzverstärkers 3
zugeführt Eine Ausgangsleitung 4 des Verstärkers 3 überträgt das Ausgangssignal des Verstärker zu dem
einen Eingang eines JK-Flip-Flops 5. Dem anderen
Eingang 6 des Flip-Flops 5 wird kontinuierlich ein logisches Signal mit dem Binärwert »1« zugeführt Eine
Impulsquelle 7 erzeugt eine Impulsfolge mit der Frequenz /i, die dem Takteingang des Flip-Flops 5
zugeführt wird. Das Flip-Flop 5 ändert seinen Zustand jedesmal, wenn auf der Leitung 8 ein neuer Taktimpuls
erscheint, vorausgesetzt, daß das Signal auf der Leitung 4 einen bestimmten logischen Wert hat der in diesem
Fall einem positiven Zustand (bzw. dem Binärwert »1«) entspricht Das Ausgangssignal des Flip-Flops 5 ist
impulsförmig, wobei seine Folgefrequenz proportional der Frequenz der Eingangsimpulsfolge ist Wenn das
Signal auf der Leitung 4 seinen logischen Wert ändert und Null oder negativ wird, schaltet das Flip-Flop 5 in
den binären Zustand Null um. Das Au-.gangssignal des Flip-Flops 5 geht dann bei Erscheinen des nächsten
Taktimpulses in den binären Zustand Null über, wenn es nicht bereits in diesem Zustand ist Das Ausgangssignal
auf der Leitung 9 bleibt dann in diesem Zustand, obwohl dem Flip-Flop 5 über die Leitung 8 kontinuierlich
Taktimpulse zugeführt werden.
Die Ausgangsimpulse auf der Leitung 9 werden dem Ausgangsanschluß 10 zur weiteren Übertragung zugeführt Zusätzlich werden die Ausgangsimpulse einer
Einrichtung zur Erzeugung eines Rückkopplungssignals zugeführt Diese Einrichtung besteht aus einem
Integrator 11, der von einem Reihenwiderstand 12 und einem Querkondensator 13 gebildet ist. Das Ausgangssignal des Integrators wird dem anderen Eing8ig 14 des
Verstärkers3 zugeführt. Das Rückkopplungssignal ist <*o
proportional der mittleren Frequenz der Ausgangsimpulse auf der Leitung 9. Das Ausgangssignal des
Flip-Flops 5 hat somit eine veränderbare Frequenz, die durch den Verstärker 3 so einstellbar ist, daß die
Spannung an dem Kondensator 13 gleich der Eingangsspannung V/ist
Fig.2 zeigt eine Abwandlung der Schaltung der
F i κ. 1. Bei dieser Schaltung steuern die Ausgangsimpulse des Flip-Flops 5 einen Schalter J5, der bei jedem auf
der Le'itung9 auftretenden Impuls eine Bezugsspannung Vn die zwischen einer Leitung 16 und der Leitung 2
auftritt, an den Integrator 11 anlegt Während der übrigen Zeit verbindet der Schalter den Integrator mit
Masse bzw. mit der Bezugsleitung Z
Da der Integrator 11 bei der Schaltung der Fig. 2
zeitweilig mit Impulsen gespeist wird, die den auf der Leitung 9 auftretenden Impulsen entsprechen, die
jedoch eine Amplitude haben, die von der Bezugsspannung abhängt, ist die Frequenz der auf der Leitung 9
auftretenden Impulse proportional dem Eingangssignal V, und umgekehrt proportional der Bezugsspannung.
Dementsprechend kann die Bezugsspannung geändert werden, um die lineare Beziehung zwischen der
Ausgangsimpulsfrequenz und dem Eingangssignal in gewünschter Weise zu ändern.
In Fig. 2 ist an Stelle der Impulsquelle 7, die eine
Impulsfolge konstanter Frequenz erzeugt eine Impulsquelle Ta verwendet die Impulse mit veränderbarer
Frequenz erzeugt Auch in diesem Falle ist die Frequenz der Ausgangsimpulse des Flip-Flops 5 proportional der
Folgefrequenz der von der Impulsquelle Ta erzeugten Impulsfolge. Dementsprechend ist die Frequenz der
Ausgungsimpulse auch proportional dem Produkt einer Veränderbaren, die durch die Eingangsgleichspannung
wiedergegeben wird, und einer Veränderbaren, die durch die Frequenz der von der Impulsquelle Ta
erzeugten Impulsfolge wiedergegeben wird. Die Schaltung der Fig.2 kann also als Multiplier für zwei
Veränderbare verwendet werden, von denen dip eine in
Form einer Gleichspannung und die andere in Form einer Impulsfolge vorliegt
Da die Ausgangsfrequenz auf der Leitung 9 großen Schwankungen unterworfen ist, die eine Übertragung
erschweren, ist ein Frequenzteiler 17 vorgesehen, der die Impulsfolgefrequenz auf eine niedrigere Frequenz
derart herunterteilt daß das Tastverhältnis gleichmäßiger wird. Wenn die Frequenz /i, z. B. 400 kHz ist
schwankt die Impulsfrequenz auf der Leitung 9, wenn man nur die Änderungen der Eingangsgleichspannung
berücksichtigt zwischen 0 und 220 kHz. Der Frequenzteiler kann so gewählt werden, daß er diese Frequenz
durch 100 teilt so daß die Ausgangsfrequenz in dem Bereich zwischen 0 und 2 kHz liegt
Häufig ist es unpraktisch, eine Ausgangsfrequenz zu verwenden, die bis zu der Frequenz Null absinken kann
und daher kann, vorausgesetzt daß die Eingangsspannung V, bezüglich der Versorgungsleitungen für die
Schaltung der F i g. 2 schwankt ein Teil der Bezugsspannung zu der Eingangsspannung V, addiert werden. Dies
geschieht zweckmäßigerweise dadurch, daß ein Spannungsteiler 18 zwischen der Leitung 16 und der Leitung
2 verwendet und die Eingangsspannung zwischen der Leitung 1 und einem Punkt 19 an dem Spannungsteiler
18 zugeführt wird.
F i g. 3 zeigt schematisch ein Blockschaltbild eines Wärmestrommessers, bei dem die Schaltung der F i g. 2
verwendet ist. Fig.3 zeigt außerdem schematisch die zugehörigen Teile eines Wärmetauschers, dessen
Betrieb mit dem Wärmestrommesser überwacht wird. Heißes Wasser fließt durch eine Eingangsleitung 20 und
durch einen Verbraucher 21. An den Verbraucher wird Wärme abgegeben, so daß aus der Ausgangsleitung 22
kaltes Wasser fließt. Der Flüssigkeitsdurchsatz durch den Verbraucher wird mittels einer Turbine 23
gemessen, die Ausgangsimpulse mit einer Frequenz erzeugt, die proportional der Geschwindigkeit der
Turbine und dementsprechend auch proportional dem Flüssigkeitsdurchsatz durch die Eingangsleitung 20 ist.
Die von der Turbine 23 erzeugten Impulse werden einer Verarbeitungseinrichtung 24 zugeführt, die der Impulsquelle
7, 7a der F i g. 1 und 2 entspricht und in der die s ankommenden Impulse geformt werden. Von der
Verarbeitungseinrichtung werden die Impulse über die Leitung 8 dem Flip-Flop 5 als Taktimpulse zugeführt
Die Temperatur in der Eingangsleitung 20 wird mittels eines Sensors 25 und diejenige in der Ausgangsleitung ι ο
mittels eines Sensors 26 gemessen. Die Sensoren 25 und 26 sind an eine Brückenschaltung 27 oder eine ähnlich
arbeitende Einrichtung angeschlossen, die eine Spannung erzeugt, die proportional der Differenz zwischen
der Temperatur in der Eingangsleitung und derjenigen in der Ausgangsleitung ist. Diese Spannung wird dem
einen Eingang des Verstärkers 3 zugeführt
Der übrige Teil der Schaltungsanordnung der F i g. 3 erzeugt auf der Ausgangsleitung 9 Impulse, deren
Folgefrequenz proportional der Folgefrequenz der Impulse auf der Leitung 11 und proportional der
Eingangsgleichspannung ist die zwischen den Leitungen 1 und 2 auftritt Die Folgefrequenz der Impulse auf
der Leitung 9 ist dementsprechend proportional dem Produkt der Temperaturdifferenz, die durch das
Ausgangssignal der Brückenschaltung 27 wiedergegeben wird, und dem Flüssigkeitsdurchsatz, der durch die
Frequenz der Impulsfolge auf der Leitung 8 wiedergegeben wird.
Die Ausgangsimpulse auf der Leitung 9 werden einer Verarbeitungseinrichtung zugeführt, die aus einem
Teiler 17 bestehen kann. Nach der Formung der Impulse
werden diese einem Zähler 21 zur Anzeige zugeführt. Da die Impulsfolgefrequenz dem Wärmedurchsatz
entspricht, zeigt der Zähler die gesamte, von der durch
den Verbraucher 3 strömenden Flüssigkeit transportierte Wärme an.
Die Turbine kann z. B. so ausgebildet sein, daß an einer Turbinenschaufel ein Permanentmagnet befestigt
ist Der Magnet wirkt auf einen Schalter, der außerhalb der Eingangsleitung angeordnet ist Jedesmal, wenn sich
der Magnet an dem Schalter vorbeibewegt wird der Schalter betätigt Die Temperatursensoren können von
zwei Widerstandsthermometern gebildet sein, es ist aber auch möglich, als Sensoren Thermosäulen mit
mehreren Kontaktpunkten zu verwenden.
Fig.4 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Übertragung
eines Signals, das eine von einem Thermoelement gemessene Temperatur darstellt Die Schaltungsanordnung
enthält die Schaltung der Fig. 1 und besteht
grundsätzlich aus zwei Teilschaltungen. Die erste Teilschaltung erstreckt sich bis zu der Primärwicklung
eines Transformators 29 und ist zwischen die Ausgangsleitung
9 und die Leitung 2 geschaltet Die zweite Teilschaltung ist mit der Sekundärwicklung des
Transformators 29 verbunden. Die beiden Teilschaltungen haben vorzugsweise getrennte Stromversorgungen
bzw. erhalten ihren Strom von getrennten Wicklungen eines netzgesp'ästen Transformators.
Mh der ersten Teilschaltung ist ein Thermoelement 30 verbunden, dessen Ausgangssignal verstärkt werden
soll. Eine Seite des Thermoelements ist mit einem Verbindungspunkt einer Widerstandsbrücke 31 verbunden, die zwischen die Leitung 2 and eine Leitung 32
eschtet ist, die ats Potential hat Die andere Seite des Thermoelements ist mit dem einen Eingang
des Differkers 3 verbunden. Der andere
Eingang des Differenzverstärkers ist mit der anderen Seite der Widerstandsbrücke verbunden, die einen
temperaturabhängigen Widerstand 33 enthält Die Brücke wird durch ein Rückkopplungssignal mit
Energie versorgt, das von dem Integrator U kommt, der über die Ausgangsleitung 9 Ausgangsimpulse von dem
Flip-Flop 5 erhält Die Empfindlichkeit der Brücke 31 ist derart, daß eine Kompensation der Kaltlötsteilen-Temperatur
des Thermoelements 30 erreicht wird. Wenn die Spannung auf der Eingangsleitung 1 für den Verstärker
3 positiver als die Spannung auf der Eingangsleitung 14 ist, erscheint auf der Ausgangsleitung 4 des Verstärkers
3 eine positive Spannung. Dadurch treten auf der Leitung 9 Impulse auf, deren Folgefrequenz proportional
der Frequenz der Taktgeberimpulse ist die dem Flip-Flop 5 von der Impulsquelle 7 zugeführt werden.
Wenn auf der Ausgangsleitung 4 des Verstärkers 3 keine positive Spannung (bzw. kein binärer Wert »1«)
auftritt, ist das Ausgangssignal auf der Leitung 9 Null.
Dies bedeutet, daß, solange die Spannung auf der Leitung 1 positiver als die Spannung auf der Leitung 14
ist, das Ausgangssignal auf der Leitung 9 aus Rechteckimpulsen besteht deren Tastverhältnis »1«ist.
Die Rechteckimpulse werden dem Integrator 11 zur
Mittelwertbildung zugeführt Das Ausgangssignal des Integrators 11 wird dem temperaturabhängigen Widerstand
33 so zugeführt daß die Spannung auf der Leitung 14 positiver wird. Dadurch wird die anfängliche
Spannungsdifferenz zwischen den Leitungen 1 und 14 beseitigt
Bei normalem Betrieb erscheinen demnach am Eingang des Integrators in der an Hand der F i g. 1
beschriebenen Weise Rechteckimpulse mit einer bestimmten Amplitude, deren Impulsbreite gleich dem
Intervall zwischen den von der Impulsquelle 7 erzeugten Taktimpulsen und deren Frequenz ausreicht um die
Spannung auf den Leitungen 1 und 14 gleich zu halten. Die Information dieser Wellenform liegt äi dem Anteil
der Zeit währenddem das positive Ausgangssignal zur Verfügung steht Dementsprechend ist es möglich, diese
Wellenform unter Verwendung eines Transformators 29 in die zweite Teilschaltung 34 zu übertragen, wo die
Amplitude der Wellenform, die durch die Eigenschaften des Transformators 29 und anderer Schaltungskomponenten
verzerrt wurde, unter Verwendung einer Zenerdiode 35 wiedergewonnen wird. Das wiedergewonnene
Signal wird einer weiteren Mittelwertbildungsschalfung 36 zugeführt und danach mittels eines
Verstärkers 37 verstärkt oder entsprechend den Erfordernissen verarbeitet
Das Ausgangssignal der zweiten Teilschaltung 34 ist infolge der Trennung der Stromversorgungen für die
beiden Teilschaltungen, von denen die eine mit der Primärwicklung und die andere mit der Sekundärwicklung des Transformators 29 gekuppelt ist, elektrisch von
dem Thermoelement 30 vollständig isoliert
Wenn keine Kompensation der KahJötstellen-Tem
peratur des Thermoelements erforderlich wäre, da eine tatsächliche Kaltlötstelle verwendet wird oder da da!
eine Temperatur darstellende Signal von einer anderen Signalquelle als von dem Thermoelement erhalten wird
wäre die Brücke 32 überflussig, und die von dei
Signaknieüe erzeugte Spannung könnte direkt mit dei
Spannung des Integrators 11 durch den DSferenzver
stärker 3 verglichen werden.
An Stelle der von dem Transformator 29 bewirkter induktiven Kopplung könnte auch eine kapazitiv«
Kopphing zwischen der Aasgangsleitung 9 und den Schaltungsteil 34 verwendet werden. Es wäre aod
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möglich, unter Verwendung einer Lampe und einer Fotozelle eine optoelektronische Kopplung vorzusehen.
Die in Fig.4 gezeigte Schaltungsanordnung könnte
auch mit einem Widerstandsthermometer oder einem anderen veränderbaren Widerstand als Temperatur- s
meßinstrument versehen sein. In diesem Falle könnte das Thermoelement 30 durch eine Kurzschlußverbindung ersetzt werden, wobei dann der veränderbare
Widerstand 33 durch den der Temperaturmessung dienenden veränderbaren Widerstand zu ersetzen wäre, ι ο
Dem Verstärker 3 wird dann als Eingangssignal die Spannungsabweichung der Brücke 32 zugeführt, die von
dem Integrator 11 mit Strom versorgt wird.
Um die Drift zu verringern, könnte der Differenzverstärker
in Fig.4 ein Zerhackerverstärker sein. Die Verwendung eines Zerhackerverstärkers hat normalerweise
den Nachteil, daß ein zusätzlicher Oszillator erforderlich ist Dazu kann jedoch die Impulsquelle 7
verwendet werden, die normalerweise einen Oszillator enthält Dieser Oszillator würde dann beide Zwecke
erfüllen, nämlich den bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen Zweck und ferner die Erzeugung
von geeigneten Impulsen zum Betreiben eines Zerhackerverstärkers. F i g. 5 zeigt eine derartige Ausführungsform.
Der Einfachheit halber zeigt die Schaltungsanordnung der Fig.5 nur die Umwandlung einer
zwischen den Leitungen 1 und 2 auftretenden Hingangsspannung in eine Impulsfolge, die auf der
Ausgangsleitung des Flip-Flops 5 auftritt Die in F i g. 5 gezeigte Schaltungsanordnung könnte jedoch auch an
Stelle der entsprechenden Teile der in den F i g. 2,3 oder 4 gezeigten Schaltungsanordnungen verwendet werden.
Bei der Schaltungsanordnung der F i g. 5 tritt zwischen den Leitungen 1 und 2 eine Eingangsspannung
auf. Die Ausgangsspannung des Integrators 11 wird über Widerstände 38 und 39 Leitungen 41 und 42
zugeführt, die mit Kondensatoren mit einem Wechselspannungsverstärker
3a verbunden sind. Zwischen die Leitungen 41 und 42 ist ein Feldeffekttransistor-Schalter
40 geschaltet Der Schalter 40 wird mit Impulsen geschaltet die von der Impulsquelle 7 kommen. Auf
diese Weise wird die Differenz zwischen der Eingangsspannung und der Rückkopplungsspannung von dem
Schalter 40 zerhackt Die dadurch ei-zeugte Wechselspannung
wird in dem Verstärker 3a verstärkt. Das Ausgangssignal des Verstärkers, das einen hohen Pegel
hat wird mittels eines weiteren Feldeffekttransistor-Schalters 43 phasenabhängig demoduliert der mit
Impulsen gesteuert wird, die von der gleichen Impulsquelle 7 kommen, von der auch die Impulse zur so
Steuerung des Schalters 40 kommen. Die dadurch erzeugten Rechteckimpulse werden über ein Tiefpaßfilter
44 dem Eingang des Flip-Flops 5 zugeführt, das in der bereits beschriebenen Weise arbeitet. Das Flip-Flop
5 wird jedesmal dann umgeschaltet, wenn ihm von dem Tiefpaßfilter 44 eine positive Spannung zugeführt wird.
In dem Tiefpaßfilter 44 werden die von dem Schalter 43
erzeugten Impulse verzögert, so daß die Taktimpulse auf der Leitung 8 zeitlich so erscheinen, daß das
Flip-Flop 5 auf den Ausgangszustand des Verstärkers 3a anspricht, der unmittelbar vor dem Auftreten des
Taktimpulses vorhanden war. An Stelle des Filters 44 kann auch eine Verzögerungsschaltung zwischen der
Impulsquelle 7 und dem Takteingang des Flip-Flops 5 vorgesehen werden. Der Zweck dieser Schaltung
besteht darin, sicherzustellen, daß der Einfluß der verschiedenen durch den Zerhackervorgang bedingten
Einschwingvorgänge beseitigt wird, bevor die Ausgangsspannung des Verstärkers 3a durch die bistabile
Schaltung 5 abgetastet wird.
Fig.6 zeigt eine Schaltungsanordnung, die zur
Übertragung einer Information in Form einer Impulsfolge über ein Leitungspaar geeignet ist Bei diesem
Beispiel wird die zwischen den Leitungen 1 und 2 erscheinende Eingangsspannung V, einem Wandler 45
zugeführt der eine Spannung in eine Impulsfolge umwandelt Der Wandler 45 hat demnach die bereits im
Zusammenhang mit den anderen Figuren beschriebene Funktion. Die Ausgangsimpulsfolge des Wandlers
erscheint auf der Leitung 9 und erzeugt in dem Kollektorkreis eines Transistors 46, dessen Basis mit der
Leitung 9 verbunden ist einen impulsförmigen Strom. Dieser impulsförmige Strom wird einer Zenerdiode 47
über eine Leitung 48 zugeführt Die Zenerdiode bildet zusammen mit einem Transistor 49 und einem
Widerstand 50 eine hochohmige Stromquelle über die in Reihe geschalteten Zenerdioden 51 und 52. Auf diese
Weise entstehen in den Versorgungsleitungen 53 und 54 Spannungen. Die Versorgungsleitung 53 ist mit dem
Verbindungspunkt des Kollektors des Transistors 49 und der Zenerdiode 51 und die Versorgungsleitung 54
ist mit dem Verbindungspunkt der beiden Zenerdioden 51 und 52 verbunden. Die Versorgungsleitungen dienen
zur Spannungsversorgung des Wandlers 45. Die beschriebene Schaltungsanordnung wird von einer
niederohmigen Gleichstromquelle 55 gespeist
Der impulsförmige Strom auf der Leitung 9 fließt in die Leitung 48 und von dort in die Primärwicklung eines
Transformators 56, der zwischen die Quelle 55 und eine mit der Zenerdiode 52 verbundene Leitung 57
geschaltet ist Das Ausgangssignal der Sekundärwicklung des Transformators 56 kann in einem Verstärker SS
verstärkt werden, der, soweit es sich um Gleichstron:
handelt, von dem Wandler 45 völBg isoliert ist
Claims (12)
1.
Glejchspannungsfrequenzumsetzer, bestehend
aus einer Einrichtung zur Erzeugung eines ersten s Signals, das sich entsprechend der Differenz
zwischen einem Eingangssignal und einem Rückkopplungssignal ändert, euter bistabilen Einrichtung
mit Setz- und Rückstelleingängen, die auf das erste Signal anspricht, um ein sich wiederholendes
Impulsausgangssigna] zu erzeugen, und einer Einrichtung mit einem Integrator zur Erzeugung des
Rückkopplungssignals aus dem Impulsausgangssignal, wobei das Impulsausgangssignal eine von der
Amplitude des Eingangssignals abhängige Frequenz i$
hat, gekennzeichnet durch eine ItapulssignalpeHe (7; 7a; 24) zur Erzeugung einer kontinuierlichen Folge von Eingangsimpulsen und dadurch,
daß die bistabile Einrichtung (5) ihren Zustand durch Anlegen von Setz- und Rückstellsignalen nur in
Abhängigkeit von einem Impuls der Impulssignalquelle ändern kann, so daß die Impulsausgangssignale eine von dem Produkt der Größe des Eingangssignals und der Frequenz der Impulse der Impulssignalquelle abhängige Frequenz haben.
2. Frequenzumsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung
des Rückkopplungssignals einen Schalter (15) aufweist der dem Integrator (U) beim Auftreten der
Impulsausgangssignale ein Bezugssignal (Vi) zuführt
3. Frequenzumsetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sezugsspannung (Vi)
einstellbar ist
4. Frequenzumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung
zur Erzeugung des ersten Signals ein Differenzverstärker (3) ist
5. Frequenzumsetzer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch ein Potentiometer (18)
zum Abgreifen eines Teils der Bezugsspannung (Vi) und zur Addition des Eingangssignals uk J des
abgegriffenen Teils der Bezugsspannung.
6. Frequenzumsetzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (3) ein Zerhackerverstärker ist dessen Zerhackerfrequenz
gleich der Impulsfolgefrequenz (/1) der Eingangsimpulse der bistabilen Einrichtung (5) ist
7. Frequenzumsetzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der Differenzverstärker (Za)
ein Wechselstromverstärker ist und daß ein Schalter so (40) zum Zerhacken des Eingangssignals und des
Rückkopplungssignals vorgesehen ist
8. Frequenzumsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß der Schalter (40) von der
Impulsquelle (7) gesteuert wird.
9. Frequenzumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verwendung in einer Meßanordnung, die
auf eine erste Veränderbare und eine zweite Veränderbare anspricht, dadurch gekennzeichnet,
daß die Amplitude des Eingangssignals (V) der ersten Veränderbaren proportional ist und daß die
Frequenz (Zi) der Eingangsimpulse der Impulssignalquelle (7; 7a; 24) der zweiten Veränderbaren
proportional ist
10. Frequenzumsetzer nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Temperaturmeßbrücke (31) zur
Erzeugung des von der ersten Veränderbaren abhängigen Eingangssignals (V) und eine von einem
Strömungsmittel angetriebene Turbine (23) zui Erzeugung des von der zweiten Veränderbarer
abhängigen Irapulseingangssjgnals.
IL Frequenzumsetzer nach Anspruch 9 oder 10
gekennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung (28]
in Form eines Zihlers zur Anzeige des Ausgangssignals der bistabilen Einrichtung (5>
12. Frequenzumsetzer nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Frequenzteiler (17) zur Teilung
der Frequenz des Impulsausgangssignals der bistabilen Einrichtung (5).
Applications Claiming Priority (2)
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GB4514370 | 1970-09-22 |
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DE2140277B2 DE2140277B2 (de) | 1976-07-22 |
DE2140277C3 true DE2140277C3 (de) | 1977-03-10 |
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