DE2204072C3 - Elektronische Integrationsschaltung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine mit Rückstellmitteln für das integrierte Ausgangssignal ausgestattete elektronische Integrationsschaltung für ein elektrisches Eingangssignal.

Es besteht in der Technik manchmal die Notwendigkeit, ein kombiniertes reales Signal mit einem Fehlersignal zu integrieren, das in Form von Schwingungen mit einem von Null abweichenden Mittelwert auftritt, so daß im wesentlichen das wahre Signal integriert wird und nicht das Fehlersignal, wenn das letztere allein auftritt. Der Wert des Ausgangsintegrals muß, mit anderen Worten, im wesentlichen frei von Ableitfehlern sein, die sich mit der Zeit akkumulieren, wenn allein das Fehlersignal vorhanden ist. Um dieses Ziel zu erreichen, kann in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen die Integration solcher Signale annulliert werden, derart, daß, wenn das Fehlersignal allein auftritt, das integrierte Ausgangssignal innerhalb sehr enger und nahe bei Null liegender Grenzen gehalten wird, jedenfalls unterhalb einer bestimmten Schwelle, während, wenn auch das reale Signal vorhanden ist, das Integral Werte erreichen kann, die höher als der erwähnte Schwellenwert sind. Wenn dem Integrator eine Schwellwertschaltung nachgeschaltet wird, ist es möglich, das Integral des Fehlersignals allein von demjenigen zu diskriminieren, welches beim Vorhandensein des realen Signals erhalten wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer elektronischen Integrationsschaltung, mit welcher der Einfluß solcher Fehlersignale eliminiert werden kann, wobei es auf dem Gebiet der elektrischen Integrationsschaltungen allgemein üblich ist, Mittel zur Nullstellung eines integrierten Ausgangssignals vorzusehen (Buch von Korn und Korn: »Electronic Analog Computers«, McGraw-Hill Book Comp. Inc., New York — Toronto — London, 1956, Seiten 345 bis 347).

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Integrationsschaltung gekennzeichnet durch eine Schaltung zum Ermitteln des Vorzeichens des Eingangssignals zwecks Aktivierens der Rückstellmittel, wenn das Signal ein einem vorgegebenen Zeichen entgegengesetztes Zeichen annimmt, um die Integration von Störschwingungen vor Beginn des eigentlichen zu integrierenden Signals zu unterdrücken.

Weitere Erfindungsmerkmale betreffen vorteilhafte Einzelheiten dieses Hauptkennzeichens.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausfiihrangsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer elektronischen Vorrichtung,

Fig. 2 einige Darstellungen von Wellenformen, die zum Verständnis der '-Yirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 nützlich sind.

In F i g. 1 ist ein Eingang 10 über Eingangswiderstände 12, 14 mit zwei Operationsverstärkern 16, 18 verbunden. Zwischen dem Eingang 13 und dem Ausgang 20 des Operationsverstärkers 16 ist ein Kondensator 22 geschaltet, um dem Operationsverstärker 16 eine Integratorfunktion mitzuteilen. Parallel zum Kondensator 22 befinden sich in Reihenschaltung eine Induktivität 26 und die KoIIektor-Emitter-Strecke eines npn-Transistors 24. Auch der Operationsverstärker 18 trägt einen Kondensator 28. der zwischen dessen Eingang 15 und dessen Ausgang 30 geschaltet ist. In Parallelschaltung zum Konden sator 28 befinden sich in Reihenschaltung eine In duktivität 32 und die Kollektor-Emitter-Strecke eines pnp-Transistors 34.

Der Eingang 10 ist ferner mit dem Eingang 36 einer Quadrier- und Umkehrschaltung 38 verbunden, deren Ausgang 40 mit der Basis des Transistors 24 über eine Diode 42 verbunden ist, die so geschaltet ist, daß sie nur die positiven Signale hindurchtreten läßt. Der Ausgang 40 der Quadrier- und Umkehrschaltung 38 ist ferner mit der Basis des Transistors 34 über eine Diode 44 verbunden, die so geschaltet ist, daß sie nur die negativen Signale hindurchtreten läßt. Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ergibt sich in Verbindung mit Fig. 2. In F i g. 2 ist bei α die mögliche Wellenform eines Eingangssignal F₁₀ am Anschluß 10 dargestellt. Diese Wellenform wird von der Quadrier- und Umkehr-

schaltung 38 quadriert und umgepolt, welch letztere der negativen Halbwellen des Signals K_IU als Iuals Signalanzeigevorriehuing wirkt, so daß sie am tegrutor fungieren kann. Das Ausgangssignal V._M Ausgang 40 als Signal V_w von der bei b in Fig. 2 entspricht daher der in Fig. 2 bei c gestrichelt gegezeigte.: Form auftritt. · /ei-hneten Wellenform.

Es sei zunächst die Wirkungsweise der dem 5 Die Induktivitäten 26 und 32 dienen zur BeOperationsverstärker 16 zugeordneten Baugruppe he- grenzung der Stromspitzen in den Transistoren 24 trachtet. Die Diode 42 gestattet lediglich den Durch- und 34. Bei der vorangehend beschriebenen Vorgang der positiven Halbwellen des Signals K_4U. richtung sind daher an den Anschlüssen 20 und 30 welche gleichzeitig mit den negativen Halbwellen des die Iniegrale mit Rückführung auf Null (K,,, ur.u K.,„) Signals K₀ auftreten. Der Transistor 24 wird daher io der positiven bzw. negativen Halbwellen des Lmwährend der Perioden leitend gemacht, während gangssignals K_{1 u} zur Verfügung. In vielen Fallen ist welcher das Signal K₁₀ negativ ist, wodurch der es nützlich, über solche Integrale von entgegenKondensator 22 kurzgeschlossen wird, wodurch der gesetztem Vorzeichen gesondert zu verfugen, und Ausgang 20 des Operationsverstärkers 16 auf das solche Ausgänge können daher unmittelbar verPotential des Eingangs 13 gebracht wird, d. h. wegen 15 wendel werden. Wenn dagegen ein einziger Ausgang der hohen Verstärkung durch den Operations- erforderlich ist. der das ganze Signal mit positiven verstärker 16 praktisch auf ein Erdpotential. und negativen Veränderungen darstellt, genügt es. Während der Perioden, während welcher das die Anschlüsse 20 und 30 mit zwei Eingängen einer Sign.-.! K₄₀ negativ ist (und daher während welcher einfachen Widerstandsaddierschaltung oder eines das Signal K₁₀ positiv ist), hat die Basis des Tran- 20 Addierverstärkers (nicht dargestellt) zu verbinden, sistors 24 etwa das Potential des Emitters, so daß Natürlich verursachen Jie kleinen Schwankungen der Transistor24 gesperrt ist, so daß die aus dem des Eingangsfehlersignals ;■",„ entsprechende kleine Operationsverstärker 16, dem Widerstand 12 und dem Schwankungen, die ständig auf Null zurückgeführt Kondensator22 bestehende Gruppe als Integrator werden, der Ausgangssignale an den Anschlüssen 20 wirken kann. Das Ausgangssignal K,_o am Anschluß 25 und 30. Die Schwingungen des realen Signals am 20 entspricht daher dem Integral der"positiven Halb- Eingang, da sie von größerer Amplitude sind als die wellen des Signals K₁₀ mit geändertem Vorzeichen Störung oder langer dauernd mit konstantem Vorwegen der Wirkungsweise des dargestellten In- zeichen, führen dagegen dazu, daß das gewünschte tegrators mit Nullstellung am Ende jeder Halbwelle, Integral am Anschluß 20 bzw. 30 erhalten wird,
wie durch die gestrichelte Kurve der graphischen 30 Obwohl im vorangehenden ein Ausführungs-Darsteilungc in Fig. 2 gezeigt. Die Wirkungsweise beispiel beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht ist analog für die dem Operationsverstärker 18 zu- hierauf beschränkt, sondern es können verschiedene geordnete Gruppe, mit der Ausnahme, daß in diesem Abänderungen, insbesondere hinsichtlich der Ein-FaIIe die Diode 44 lediglich die negativen Halb· sparung von Bauelementen und Kosten, vorgewellen des Signals K₄₀ hindurchtreten läßt (welche 35 nommen werden. Im besonderen können die in der Zeit mit den positiven Halbwellen des Operationsverstärker mit den zugeordneten Schaltun-Signals K₁₀ zusammenfallen, so daß wegen der ab- gen durch den Fachmann durch technische Aquivaweichenden Polarität des Transistors 34 letzterer lente von geringeren Kosten gesetzt werden. Ferner während der Perioden gesperrt ist, während welcher kann die Anordnung der Quadrier- and Umkehrdas Eingangssignal K₁₀ negativ ist, so daß die aus 40 schaltung, der Dioden und der Transistoren insdem Operationsverstärker 18, dem Widerstand 14 besondere unter Verwendung technischer Äquivalente und dem Kondensator 28 gebildete Gruppe während abgeändert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mit Rückstellmittel für das integrierte Ausgangssignal ausgestattete elektronische Integrationsschaliung für ein elektrisches Eingangssignal, gekennzeichnet durch eine Schaltung (38, 40, 42, 44) zum Ermitteln des Vorzeichens des Eingangssignals zwecks Akiivierens der Rückstellmittel (24, 26; 32, 34), wenn das Signal ein einem vorgegebenen Zeichen entgegengesetztes Zeichen annimmt, um die Integration von Störschwingungen vor Beginn des eigentlichen zu integrierenden Signals zu unterdrücken.

2. Elektronische Integrationsschaltung nach Anspruch ! mit einer ersten Integrationsschaltung (12. 16. 22) und einer zweiten Integrationsschaltung (14, 18,28) und dazugehörigen Rückstellmitteln (24, 26; 32, 34) für das integrierte Ausgang,*v>ignal, dadurch gekennzeichnet, daß die das Vorzeichen ermittelnde Schaltung (38, 40,42. 44) bei negativem Eingangssignal das Rückstellmittel (24, 26) für die erste Integrationsschaltung (12.16.22) bzw. bei positivem Eingangssignal das Rückstellmittel (32, 34) für die zweite Integrationsschaltung (14. IP·, 28) aktiviert.

3. Elektronische Integrationsschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zum Ermitteln des Vorzeichens aus einer Qiidrier- und Umkehrschaltung (38) besteht, deren Ausgang zum Aktivieren der Rückstellmittel (24, 26; 32, 34; geschaltet ist.

4. Elektronische Intepationsschaltung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Quadrier- und Umkehrschaltung (38) zwecks Durchlasses nur der positiven Halbwellen des Ausgangssignals dieser Schaltung (38) über eine entsprechend angeschlossene Diode mit dem Rückstellmittel (24, 26) für die erste Integrationsschaltung (12, 16, 22) bzw. zwecks Durchlassens nur der negativen HaIbwelli'n des Ausgangssignals dieser Schaltung (38) über eine entsprechend angeschlossene Diode (44) mit dem Rückstellmittel (32,34) für die zweite Integrationsschaltung (14, 18, 28) verbunden ist.