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Verhältnisschalteinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Verhältnisschalteinrichtung
und insbesondere auf einen Drehzahlverhältnisschalter mit einem Differenzverstärker,
dem die Signale nach Umformung in analoger Form zugeführt werden und der bei einem
bestimmten vorgegebenen Verhältnis der beiden Signale einen ihm nachgeschalteten
Schaltstromkreis aussteuert.
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Es sind bereits Verhältnisschalteinrichtungen mit einem Differenzverstärker
bekannt, dessen beiden Signaleingänge1 jeweils eine Togarithmierstufe vorgeschaltet
ist.
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Die Signale, deren Verhältnis gebildet werden soll, werden, wenn sie
in analoger Form vorliegen, unmittelbar oder, wenn sie in digitaler Form vorliegen,
mittelbar über jeweils einen Digital-Analog-Umsetzer den beiden Logarithmierstufen
zugeführt und danach in den Differenzverstärker eingegeben, der die logarithmischen
Signale subtrahiert und ein Ausgangssignal abgibt, das proportional der Differenz
der beiden Eingangssignale und damit proportional dem jeweiligen Verhältnis der
beiden analogen Signale ist. Mit einem bestimmten Ausgangssignal, das bei Erreichen
des vorgegebenen Verhältnisses der beiden Signale auftritt, wird ein dem Differenzverstärker
nachgeschalteter Schaltstromkreis ausgesteuert. Derartige Verhältnisschalteinrichtungen
sind recht bauteilaufwendig und teuer.
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Dies Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt und zwar dadurch,
daß erfindungsgemäß bei einem bestimmten vorgegebenen Verhältnis von K c1 das bei
Eintreten dieses Ver--h.ältnisses größere Signal um den Faktor K verkleinert bzw,
bei einem bestimmten vorgegebenen Verhältnis von K> 1 das bei Eintreten dieses
Verhältnisses kleinere Signal um den Faktor K vergrößert dem Differenzverstärker
zugeführt wird.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß bei einer Verhältni-sschalteinrichtung
nur das Erreichen des bestimm ten vorgegebenen Verhältnisses der beiden Signale,
also die Erfüllung der mathematischen Beziehung Signal 1 = K, Signal 2 wobei K eine
vorgegebene konstante Größe ist, interessiert.
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Stellt man diese Beziehung in Form Signal 1 -'K Signal 2 = 0 dar,
so erkennt man, daß zur Feststellung der Erfüllung der mathematischen Beziehung
lediglich die Differenz der beiden Signale, wovon eines um den Faktor K vergrößert
bzw. verkleinert ist, zu bilden ist. Wird folglich dem Differenzverstärker das eine
analoge Signal ohne Verkleinerung bzw. Vergrößerung und das andere nach Verkleinerung
bzw. VergröBerung um den der Verhältnis zahl entsprechenden Faktor zugeflihrt, so
gibt der Differenzverstärker bei Erreichen des bestimmte vorgegebenen Verhältnisses
der beiden Signale ein Nullsignal ab, mit dem, gegebenenfalls nach Invertierung,
der Schaltstromkreis angesteuert werder kann.
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Bei der Verhältnisschalteinrichtung nach der Erfindung kann demgemäß
auf Loarithmierstufen völlig verzichtet werden und es ist statt deren lediglich
ein Widerstand zur Änderung des einen Signals um den Faktor K an dem diesem Signal
zugeordneten Eingang des Differenzverstärkers erforderlich. Insbesondere in den
Fällen, in denen zur Ansteuerung der Verhältnisschalteinrichtung nur digitale Signale
zur Verfügung stehen und daher, wie bereits erwähnt, Digital-Analog-Umsetzer verwendet
werden,iq.üssen - dies ist beispielsweise bei Drehzahlverhältnisschaltern der Fall
-, kann die Verkleinerung bzw.
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Vergrößerung des einen signals um den der Verhältniszahl entsprechenden
Faktor durch Bemessung des diesem Signal zugeordneten Umsetzers erfolgen, so daß
überhaupt keine zusätzlichen
Bauelemente benötigt werden.
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Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die ein Blockschaltbild eines
Drehzahlverhältnisschalters zeigt, näher erläutert.
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Von zwei Drehzahlgebern 1 und 2 werden jeweils der Drehzahl der Welle
3 bzw. 4 proportionale Impulse abgegeben und zwei Digital-Analog-Umsetsern5 und
6 zugeführt. Jeder dieser Umsetzer besteht aus einem mit konstanter Betriebsspannung
gespeisten Monoflop 7 bzw. 8, das die ankommenden Impulse in Impulse konstanter
Dauer und Amplitude umformt, und einer Integrationsstufe 9 bzw. 10, in der die umgeformten
Impulse zu einer analogen Spannung integriert werden. Die Ausgänge der Integrationsstufen
sind jeweils an einen Eingang eines rückgekoppelten Differenzverstärkers 1 i angeschlossen.
Der Ausgang des Differenzverstärkers i7 steht über einen Inverter 12 mit einem Schaltstromkreis
13 in Verbindung, der zur Betätigung einer Einrichtung, wie einem Kraftfahrzeuggetriebe,
bei einem bestimmten Drehzahlverhältnis der beiden Wellen 3 und 4 dient.
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Der dem Differenzverstärker 11 nachgeschaltete Inverter 12 stellt
dem Schaltstromkreis 13 nur dann ein Steuersignal zur VerfUgung, wenn die dem Differenzverstärker
11 zugelührten Signale gleich groß sind, der Differenzverstärker 11 also ein Nullsignal
abgibt. Dies ist bei identischem Aufbau der Digital-Analog-Umsetzer 5 und 6 dann
der prall, wenn die Drehzahlen der Wellen 3 und 4 übereinstimmen.
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Soll der Inverter 12 bei einem Drehzahlverhältnis, das ungleich Eins
ist, ein Steuersignal abgeben, so muß das bei Eintreten dieses Verhältnisses größere
bzw. kleinere Signal um den Drehzahlverhältniswert verkleinert bz«. vergrößert dem
Differenzverstärker 11 zugeführt werden. Bei einem Drehzahlverhältnis von z.B' n1/n2
= 0,8 wird also die der Drehzahl n2 proportionale Analogspannung um den Faktor 0,8
vermindert dem einen Eingang und die der Drehzahl n1 proportionale Analogspannung
unverändert dem anderen Eingang des Differenzverstärkers
zugeführt.
Sobald die beiden Drehzahlen n und n2 in einem Verhältnis von 0,8 zueinander stehen,
liegen an den Eingängen des Differenzverstärkers gleich große Spannungssignale an
und der Differenzverstärker gibt ein Nullsignal ab. Die Verkleinerung bzw. Vergrößerung
des jeweiligen Signale wird am zweckmäßigsten durch entsprechende Bemessung der
Zeitkonstante des Monoflops des dem zu verkleinernden bzw. vergrößernden Signal
zugeordneten Umsetzers, in obigem Beispiel also durch Bemessung der Zeitkonstante
des Monoflop 8 des Umsetzers 6, vorgenommen.