DE2253758C3 - Teilchenanalysator - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Teilchenanalysator der im Oberbegriff des Pattntanspruches 1 beschriebenen, aus der US-PS 35 57 352 bekannten Art.

Bei der Teilchenanalyse soll oft die Größenverteilung der Teilchen in einer gegebenen Menge einer Probe fein zerteilten Materials öder von in einem Fluid suspendierten Teilchen bestimmt werden. Um eine Anzeige der Größenverteilung der Teilchen in der Probenmenge zu erhalten, wird diese durch einen Teilchenanalysator (beispielsweise einen Coulter-Teilchenanalysator gemäß der US-PS 35 57 352) geleitet. Der Teilchenanalysator erzeugt Signale in Form von Impulsen, deren Amplitude je zur Größe des gemessenen oder erfaßten Teilchens in Beziehung steht. Zur Bestimmung der Anzahl der Teilchen eines bestimmten Teilchenbereichs werden die Impulse mehreren sogenannten »Fensterkomparatoren« zugeleitet die je diejenigen Impulse erfassen, die zwischen einem bestimmten unteren und oberen Schwellenpegel liegen, welche zu einem bestimmten Teilchengrößenbereich in einer Beziehung stehen. Bei Feststellung eines Teilchens, dessen Maximalamplitude zwischen den Schwellenpegeln liegt, erzeugt der jeweilige Fensterkomparator einen Ausgangsimpuls mit einer bestimmten Amplitude. Die Ausgangsimpulse der Fensterkomparatoren werden einzelnen Akkumulatoren oder Speichern zugeführt. Der Ausgangssignalpegel jedes Speichers ändert, d. h. erhöht sich bei einlaufenden Impulsen mit der Zeit und dient dahsr als Maß für die Anzahl der in einem bestimmten Teilchengrößenbereich gemessenen Teilchen. Die Speicher werden sequentiell in einer vorher bestimmten Reihenfolge mit einer Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einem Oszillographen verbunden, der eine Teilchengrößenverteilungskurve in kartesischen Koordinaten optisch anzeigt. Im dargestellten Diagramm stellt die horizontale oder x-Achse die Teilchengröße und die vertikale oder y-Achse die Menge der eingelaufenen Teilchen dar. Zur zyklischen Verbindung der Speicher mit der visuellen Anzeigeeinrichtung in der vorgegebenen Reihenfolge dient beispielsweise eine elektronische Steuereinrichtung, so daß aufeinander folgend Kurven auf der visuellen Anzeigeeinrichtung angezeigt oder geschrieben werden. Mit zunehmender Menge der gemessenen Teilchen steigt die Maximalamplitude jeder Kurve, bis die vorgegebene Probenmenge durch den Teilchenanalysator gelaufen ist. Zu dieser Zeit stellt die geschriebene Kurve die Teilchengrößenverteilungskurve für die Probenmenge dar.

Der Anstieg der Amplitude der aufgezeichneten Teilchenverteilungskurve nimmt einige Zeit in Anspruch, während der jedoch die Kurve ihre Gesamtform beibehält Da in den meisten Fällen die Probe ein homogenes Gemisch aus Teilchen unterschiedlicher Größe enthält, ist die Größenverteilungskurve für unterschiedliche Mengen der Probe im wesentlichen die gleiche. Daher kann, nachdem eine ausreichend große, für die Teilchenverteilungskurve repräsentative Probenmenge durch das Gerät geflossen ist, die Kurve für verschiedene Zwecke im vollen Maßstab der visuellen Anzeigeeinrichtung betrachtet werden. Dies ist beispielsweise dann möglich, wenn sofort bestimmt werden kann, ob die Probenanalyse in der richtigen Weise ablaufen wird.

Bei den bisher zur Verfügung stehenden Teilchenanalysegeräten wird hierzu ein Steuerknopf (Verstärkungssteuerung) und/oder ein Bereichsschalter auf der visuellen Anzeigeeinrichtung verstellt. Dabei muß mit zunehmender gemessener Probenmenge die Verstärkung herabgesetzt werden. Dies geschieht von Hand und wiederholt während der Analyse der gewählten Probenmenge, während die Daten in die Speicher einlaufen. Diese Zeit kann einige Sekunden bis zu vier oder fünf Minuten oder auch länger betragen.

Sobald eine für die Verteilung der Probe repräsentative Kurve vorhanden ist, soll die Probenverteilungskurve integriert werden, so daß sich eine Integralkurve, üblicherweise in Form eines S oder einer Schräge ergibt. Die Integralkurve wird dann zur Bestimmung der relativen Konzentration der Teilchen in einem gegebenen Teilchenbereich analysiert. Um diese Analyse schnell durchführen zu können, soll die Maximalamplitude der Integralkurve auf eine Amplitude gleich 100% auf der Skala des Schirms der visuellen Anzeigeeinrichtung eingestellt werden. Die anderen Punkte der Integralkurve mit niedrigerer Amplitude sind dann äquivalent der relativen Konzentration der Teilchen innerhalb eines bestimmten Bereichs. Derzeit ist für diese Einstellungen ein erheblicher Zeitaufwand zur Erzielung einer relativ genauen visuellen Anzeige der in einem Zeitpunkt angelaufenen Daten erforderlich, der von der Erfahrung der Bedienungsperson abhängig ist.

Die Möglichkeit, die angelaufenen Daten zu jedem beliebigen Zeitpunkt und unabhängig von der tatsächlichen Menge der Daten auf einem vollen Maßstab darzustellen, ist insbesondere für den industriellen und medizinischen Anwendungsbereich wünschenswert, beispielsweise bei der Überwachung des Wachstums von Kristallen, Teilchenzusammensetzungen, in der Pharmazie und Hämatologie, wo der relative Vergleich zwischen Daten schnell und genau erfolgen muß.

Um die gewünschte Anzeig? zu erhalten, muß eine Vorrichtung geschaffen werden, die, wenn ausreichende Daten zur Verfügung stehen, die sich entwickelnde Daten.verteilungskurve verstärkt und das Integral derselben auf dem vollen Maßstab der visuellen Anzeigeeinrichtung bildet. Die Vorrichtung muß die Verstärkung automatisch einstellen, d.h. absenken, während mehr und mehr Daten analysiert werden, so daß die Höhe oder Maximalamplitude der Größenverteilungskurve und das Integral derselben im wesentlichen konstant bleibt, obwohl der Verlauf sich während des Einlaufs der Daten leicht ändern kann.

Es soll daher eine Vorrichtung zur automatischen Einstellung der Amplitude einer Datenverteilungskurve für einen geringen Anteil der eingelaufenen Daten geschaffen werden, so daß die Kurve im vollen Maßstab über einen beträchtlichen Teil des Sichtfeldes der visuellen Anzeigeeinrichtung angezeigt werden kann, und zwar unabhängig von der Menge der bis zu diesem Zeitpunkt eingelaufenen Daten.

Es soll ferner eine Vorrichtung zur automatischen Konstanthaltung der Maximakmplitude des Integrals der Datenverteilungskurve bei 100% auf der Skala des

Schirms der visuellen Anzeigeeinrichtung geschaffen werden, wobei die lineare Proportionalität der auf dem Schirm angezeigten Datenverteilungskurve konstant gehalten werden soll.

Aus der US-PS 32 04 144 ist bereits eine Verstärkerschaltung zur Anpassung der Bildgröße eines Signals an ein gegebenes Format bekannt, die einen Verstärker und eine Eingangs-Dämpfungsschaltung für den Verstärker enthält, die infolge des Über- oder Unterschreiten!! einer Bezugsspannung variabel ist. Die Anwendung diesier Verstärkerschaltung bei einem Teilchenanalysator würde dessen Aufbau und Funktion jedoch verhältnismäßig kompliziert machen, weil bei diesem die weiterzuverarbeitenden Signale auf unterschiedlichen Kanälen einlaufen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Teilchenanalysator zu schaffen, mit dem bereits nach Einlaufen weniger Daten auf den einzelnen Kanälen die auf den Schirm der visuellen Anzeigeeinrichtung anzuzeigende Kurve im vollen Maßstab dargestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die vom Patentanspruch 1 erfaßten Maßnahmen gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Teikhenanalysators sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 17.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das schematische Blockschaltbild eines Teilchenanalysators mit einer Verstärkungsregelschaltung, F i g. 2 in einem Diagramm eine Teilchengrößenverteilungskurve und die Integralkurve derselben, wie sie auf dem Bildschirm des Oszillographen angezeigt werden,

trig.3 das schematische Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Verstärkungsregelvorrichtung, wobei die Verstärkungsregelung dadurch erfolgt, daß das Eingangssignal zu einem Verstärker abgesenkt oder gedämpft wird,

Fig.4 eine Reihe von Diagrammen über dem gleichen Zeitmaßstab mit den Spannungsverläufen an verschiedenen Punkten der Schaltung der Verstärkungsregelvorrichtung der F i g. 3 während verschiedener Funktionsweisen derselben,

Fig.5 das schematische Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Verstärkungsregelvorrichtung, bei der die Verstärkungsregelung durch Änderung der Impedanz in der Verstärkungsregelschaltung eines Verstärkers erfolgt,

Fig.6 das schematische Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Verstärkungsregelvorrichtuing, bei der die Verstärkungsregelung durch digitale Absenkung und/oder Dämpfung des Eingangssignals eines Verstärkers erfolgt und

F i g. 7 eine Reihe von Diagrammen über dem gleichen Zeitmaßstab mit der Darstellung der Spannungsverläufe an verschiedenen Punkten der Schaltung der Verstärkungsregelvorrichtung der F i g. 6 während verschiedener Funktionsweisen derselben.

Der in Fig. 1 in einem schematischen Blockschaltbild gezeigte Teilchenanalysator enthält einen lmpulsamplitudenanalysator 10. Der Analysator 10 umfaßt einen Teilchenanalysator, beispielsweise einen Coulter-Teilchenanalysator, in dem eine mehrere Teilchen enthaltende Probenmenge durch eine Meßzone geleitet wird, in der jedes Teilchen gemessen wird und ein Signal in Form eines Teilchenimpulses erzeugt wird, dessen Amplitude in einer Beziehung zu seiner Größe oder seinem Volumen steht. Die Teilchenimpulse werden je einem Impulsamplitudendiskrimiinator zugeführt, der mehrere sogenannte »Fensterkomparatoren« enthält. Die Fensterkomparatoren messen Teilchenimpulse, deren Amplitude zwischen einem vorherbestimmten unteren und einem vorherbestimmten oberen Schwellenpegel liegt. Wird ein Teilchenimpuls gemessen, dessen Amplitude zwischen den vorherbestimmten unteren und oberen Schwellenpegel fällt, so erzeugt der jeweilige Fensterkomparator einen Ausgangsimpuls.

Die Fensterkomparatoren sind über einzelne getrennte Kanäle mit einem Akkumulator, Speicher oder Integrator einer Informationsspeichereinrichtung 12 i_S verbunden. Die die Fensterkomparatoren mit dem zugehörigen Speicher verbindenden Kanäle sind durch eine gestrichelte Linie 14 bezeichnet.

Die Speicher der Speichereinrichtung 12 sind je durch einen getrennten und einzelnen Kanal mit einzelnen elektronischen Schaltern eines Kanalwählers 16 verbunden. Die die Speicher mit den elektronischen Schaltern verbindenden Kanäle sind durch eine gestrichelte Linie 18 dargestellt. Die Speicher sind ferner je durch einen getrennten und einzelnen Kanal mit einem einzelnen 2j elektronischen Schalter eines Integrators 20 verbunden. Die die Speicher mit den elektronischen Schaltern des Integrators verbindenden Kanäle sind in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie 22 dargestellt. Der Ausgang des Kanalwählers ist über eine Leitung 24 mit einem Verstärkungsregler 26 verbunden. Der Ausgang des Integrators 20 ist über eine Leitung 28 ebenfalls mit dem Verstärkungsregler 26 verbunden. Das Ausgangssignal des Verstärkungsreglers kann über eine Leitung 32 einem Verstärker 30 für die y-Achse eines nicht gezeigten Oszillographen und/oder über eine Leitung 36 einem Verstärker 34 für die y-Achse eines nicht gezeigten Schreibers zugeführt werden.

Eine elektronische Steuereinrichtung 38 ist über Leitungen 40, 42 und 44 mit dem Kanalwähler 16, dem Integrator 20 bzw. dem Verstärkungsregler 26 verbunden. Die elektronische Steuereinrichtung 38 ist ferner über eine Leitung 46 mit der Steuereinrichtung 48 für die Horizontalablenkung des Oszillographen und/oder des Schreibers verbunden.

Die elektronische Steuereinrichtung steuert die Schließung der elektronischen Schalter im Kanalwähler 16 und im Integrator 20, so daß, wenn die elektronische Steuereinrichtung auf die Schalter im Kanalwähler 16 einwirkt, die Kanäle 18 je sequentiell in einer vorher bestimmten Reihenfolge für eine bestimmte Zeit mit dem Ausgangsleiter 24 verbunden werden. Auf diese Weise können mit Hilfe der elektronischen Steuereinrichtung dem y-Achsen-Verstärker 30 des Oszillographen Signale zugeführt werden. Gleichzeitig steuert die elektronische Steuereinrichtung 38 die Horizontalablenkungs-Steuerung 48 und damit die Horizontalablenkung des Oszillographen in einer zeitlichen Beziehung zur Arbeit des Kanalwählers 16. Beispielsweise verhindert, für eine erste Zeitperiode, die einem Teil der Periode der Horizontalablenkung entspricht, die elektronische Steuereinrichtung 38 einen ersten Kanal der Informationsspeichereinrichtung 12 mit dem Ausgangsleiter 24. Bei einem Teilchenanalysator führt dieser erste Kanal einen Ausgangssignalpegel, der ein Maß ist für die Anzahl der gemessenen Teilchen, deren Größe in einen ersten Teilchengrößenbereich, beispielsweise zwischen 0 und 1 μ, fällt. Darauf verbindet die Steuereinrichtung für eine zweite Zeitspanne, die gleich

ist der ersten Zeitspanne, einen zweiten Kanal mit einem Ausgangssignalpegel von einem Speicher in der Informationsspeichereinrichtung mit dem Ausgangsleiter 24. Dieser zweite Ausgangssignalpegel ist ein Maß für die Anzahl der Teilchen mit einer Größe innerhalb eines zweiten Bereichs, beispielsweise zwischen 1 und 2 μ. Die elektronische Steuereinrichtung 38 verbindet weiterhin sequentiell in einer bestimmten Reihenfolge und für eine bestimmte Zeit die verschiedenen Kanäle 18 mit dem Ausgangsleiter.

Läßt man den Verstärkungsregler 26 zunächst weg, so erscheinen die dem y-Achsen-Verstärker 30 des Oszillographen zugeführten Ausgangssignalpegel als Punkt auf dem Bildschirm des Oszillographen. Mehrere durch die zeitlich gesteuerte Zufuhr der Ausgangssignalpegel zum Verstärker 30 erzeugte Punkte bilden eine Kurve auf dem Bildschirm des Oszillographen, die als Differentialkurve oder Teilchengrößenverteilungskurve bezeichnet wird. Diese in Fig.2 mit 50 bezeichnete Teilchenverteilungs- oder Differentialkurve ergibt sich aus mehreren Punkten, von denen drei Punkte 51,52 und 53 gezeigt sind.

Die Integralkurve der Teilchenverteiiungskurve 50 ergibt sich durch selektive Addition der Ausgangssignalpegel der Kanäle 22 in einer vorherbestimmten Reihenfolge und in vorherbestimmten Zeitintervallen. Dies geschieht mit Hilfe der elektronischen Steuereinrichtung 38, die zunächst einen ersten Schalter im Integrator 20 betätigt oder schließt, der den ersten Kanal des ersten Speichers in der Informationsspeichereinrichtung mit dem Ausgangsleiter 28 verbindet. Der Schalter bleibt für die ganze Zeitperiode der Horizontalablenkung geschlossen. Nach einer vorherbestimmten Zeit schließt die elektronische Steuereinrichtung einen zweiten Schalter im Integrator 20 zur Verbindung eines zweiten Kanals der Speichereinrichtung 12 mit dem Leiter 28. Der Schalter bleibt für die Periode der Horizontalablenkung geschlossen. Darauf schließt die elektronische Steuereinrichtung die anderen Schalter des Integrators 20 und hält sie geschlossen, so daß sequentiell die anderen Kanäle des Kanals 22 mit dem Ausgangsleiter 28 verbunden werden. Auf diese Weise wird auf dem Schirm des Oszillographen die in F i g. 2 mit 60 bezeichnete Integralkurve aufgezeichnet.

Die elektronische Steuereinrichtung betätigt die elektronischen Schalter in den Kanalwählern 16 und 20 zyklisch und sequentiell. Ferner ändert die elektronische Steuereinrichtung, was im folgenden anhand der F i g. 3 und 4 noch näher erläutert werden soll, zyklisch die Schaltungsverbindung im Verstärkungsregler, so daß dieser nach einer von mehreren Arbeitsweisen oder Programmen arbeitet. Somit steuert die elektronische Steuereinrichtung, während Daten, beispielsweise Teilchenimpulse durch den lmpulsamplitudenanalysator 10 analysiert und die Ausgangsimpulse im Speicher 12 gesammelt werden, so daß sich auf den Kanälen 18 und 22 ansteigende Ausgangssignalpegel ergeben, zyklisch den Kanalwähler 16, den Integrator 20 und den Verstärkungsregler 26, und zwar in zeitlicher Beziehung zur Horizontalablenkung des Oszillographen oder Schreibers.

Demzufolge wird während der Analyse und Speicherung der Daten die Menge der zu verschiedenen Zeitpunkten während der Analyse sämtlicher Daten eingelaufene Datenmenge auf dem Oszillographen angezeigt. Während also die Teilchen gemessen und die Ausgangsimpulse in den Speichern oder Akkumulatoren gespeichert werden, schließt die Steuereinrichtung 38 zyklisch und sequentiell die Schalter im Kanalwähler 16, so daß die sich entwickelnde Teilchengrößenverteilungskurve für eine gegebene Probenmenge kontinuierlich und automatisch auf dem Bildschirm des Oszillographen aufgezeichnet wird, wie dies durch die gestrichelten Kurven 61 bis 64 in Fig.2 angedeutet wird. Nachdem die Probenmenge durch den Teilchenanalysator gelaufen ist, erreicht der Ausgangssignalpegel jedes der Kanäle 18 von den Speichern in der Speicherein-

jo richtung 12 einen End wert, so daß nachfolgende Aufzeichnungen der Teilchenverteilungskurve auf dem Oszillographen die Kurve 50 bilden. Zur gleichen Zeit ist die Integralkurve für die Teilchenverteilungskurve 50 die in F i g. 2 gezeigte Kurve 60.

,₅ Das Anwachsen der Teilchenverteilungskurve auf dem Bildschirm, wobei ihre Amplitude ansteigt, nimmt einige Zeit in Anspruch. Die Gesamtform bleibt dabei gleich. Da in den meisten Fällen die analysierten Daten, beispielsweise eine Teilchen enthaltende gegebene Probenmenge ein homogenes Datengemisch enthalten, ist die Größenverteilung bei verschiedenen Teilen der Gesamtdatenmenge im wesentlichen die gleiche. Nach der Analyse einer zur Erzeugung einer für die Probenverteilungskurve der Gesamtmenge der zu

J₅ analysierenden Daten repräsentativen Datenmenge, also beispielsweise zur Erzeugung der Kurve 61, ist es wünschenswert, die Kurve 61 sofort auf die Größe der Kurve 50 zu verstärken. Insbesondere ist es wichtig, das Integral der Kurve 61 auf die Amplitude der Kurve 60 zu verstärken. Der Verstärkungsregler wird zyklisch betätigt und stellt zyklisch und automatisch die Verstärkung eines darin enthaltenen Verstärkers zur Verstärkung der anwachsenden Kurven ein, beispielsweise der Kurven 61 bis 64 auf die Höhe der Kurve 50.

Wie anhand der F i g. 3 und 4 erläutert wird, geschieht dies durch Verstärkung der Maximalamplitude der Integralkurve jeder Zwischenkurve der Datenverteilungskurve, beispielsweise der Kurve 61, auf eine Amplitude von 100% der Skala des Bildschirms des Oszillographen. Es wird also auf eine Maximalamplitude verstärkt, die gleich ist der Maximalamplitude der Kurve 60. In typischer Weise wird die Betätigung des Integrators durch die elektronische Steuereinrichtung 38 umgekehrt, so daß das in F i g. 2 in gestrichelten Linien dargestellte Spiegelbild der Kurve 60 erzeugt wird. Diese gespiegelte oder umgekehrte Integralkurve 70 wird bevorzugt, da die Bedienungsperson einen bestimmten Prozentualwert, beispielsweise 75% wähler kann und über die Kurve 70 an der /-Skala ablesen und feststellen kann, daß 75% der Teilchen größer sind ah die Größe-4.

Das in F i g. 3 gezeigt bevorzugte Ausführungsbei spiel des Verstärkungsreglers 26 enthält einen Verstär ker 74 mit einer Verstärkungsregelschaltung 76. Di» Verstärkungsregelschaltung 76 enthält zwei zwischei den Ausgang 78 des Verstärkers 74 und einen mit de gemeinsamen Masse des Geräts 26 verbundene! gemeinsamen Leiter 80 geschaltete Widerstände Zwischen die Verbindung zwischen den beiden Wider ständen und den einen Eingang 84 des Verstärkers 74 is eine Rückkopplungsleitung 82 geschaltet. Die Signal auf der Leitung 24 werden zu vorherbestimmten Zeite über einen Schalter 86 und die Dämpfungsschaltung 8 dem anderen Eingang 90 des Verstärkers 74 zugeführt.

Die Dämpfungsschaltung 88 enthält einen Wide
stand 92, der zwischen den Schalter 86 und den Eingar 90 geschaltet ist, sowie einen spannungsabhängige Widerstand 94, der in dem hier gewählten Ausführung

beispiel aus einem Feldeffekttransistor 96 besteht. Der Kanalwähler 16 enthält zwischen dem Ausgang 78 des Verstärkers 74 und dem Gate 100 des Feldeffekttransistors 96 eine Rückkopplungsschaltung 98. Die Drain 102 des Transistors 96 ist mit dem Eingang 90 und die Source 104 mit einer Null-Ausgleichsschaltung 106 verbunden.

Die Rückkopplungsschaltung 98 enthält einen Komparator 108. Ein Eingang 110 des Komparator 108 ist mit dem Ausgang 78 des Verstärkers 74, der andere Eingang 112 mit einer Bezugsspannungsquelle 114 verbunden. Der Ausgang 116 des Komparator 108 wird selektiv über einen Schalter 118 mit einem Kondensator 120 und dem Gate 100 des Transistors 96 verbunden. Der Kondensator 120 dient als Speicher zur Speicherung eines Korrektursignals, das am Ausgang 116 des Komparators 108 auftritt. Das Korrektursignal wird an der Verbindung 121 gehalten. Die Nullausgleichsschaltung 106 enthält einen Komparator 122. Der eine Eingang 124 des Komparators 122 ist mit dem gemeinsamen Leiter 80 verbunden. Der andere Eingang 126 des Komparators 122 kann über einen Strombegrenzungswiderstand 128 und einen elektronischen Schalter 130 mit dem Ausgang 78 des Verstärkers 74 verbunden werden. Der Komparator 122 ist als Operationsverstärker mit einem Kondensator 132 verbunden, der zwischen den Eingang 126 und den Ausgang 134 des Komparators 122 geschaltet ist. Der Ausgang 134 ist ferner mit der Source 104 des Transistors % verbunden.

Anhand der F i g. 1, 3 und 4 soll nun eine bevorzugte Funktionsweise des Verstärkungsreglers 26 erläutert werden. Wie erwähnt, steuert die elektronische Steuereinrichtung 38 den Verstärkungsregler 26. Hierzu kann die Steuereinrichtung 38 die Schalter 86, 118 und 130 in vorherbestimmter Weise so steuern, daß der Verstärkungsregler 26 in vier Funktionsweisen oder Programmen laufen kann. Diese Funktionsweisen sind in F i g. 4 mit I bis IV bezeichnet. Die Funktionsweisen oder Programme laufen während einer Zeit ab, die gleich ist einer Horizontalablenkungsperiode des Oszillographen.

In F i g. 4 stellt das Diagramm A die Signale dar, die durch den Kanalwähler 16 oder den Integrator 20 dem Verstärkungsregler 26 zugeführt werden. Bei dem ersten Programm wird eine Differentialkurve 138 dem Verstärkungsregler 26 zugeführt. Beim zweiten Programm wird dem Verstärkungsregler 26 eine Integralkurve 140 der Kurve 138 zugeführt. Beim dritten und vierten Programm schließt die Steuereinrichtung 38 die elektronischen Schalter im Integrator 20, so daß die Maximalamplitude 142 der Integralkurve dem Verstärkungsregler zugeführt wird (Diagramm A der F i g. 4). Das Diagramm B der F i g. 4 stellt das dem Eingang 90 des Verstärkers 74 während der vier Programme des Verstärkungsreglers 26 zugeführte Signal dar. Diagramm Cist das Signal am Ausgang 78 des Verstärkers während der gleichen Zeitperiode. Das Diagramm D zeigt die im Kondensator 132 der Nullausgleichs- oder Korrekturschaltung 106 gespeicherte Spannung. Das Diagramm fist die am Verbindungspunkt 121 zwischen dem Kondensator 120 und dem Gate 100 auftretende Spannung. Das Diagramm E stellt eine negative Spannung dar, die nach Null ansteigt, wenn die Dämpfung des spannungsabhängigen Widerstandes 94, d. h. des Feldeffekttransistors 96, erhöht werden soll.

Aus den Diagrammen A, B und C der F i g. 4 ist ersichtlich, daß während der ersten Funktionsweise des Verstärkungsreglers 26 die die Differential- oder Verteilungskurve darstellenden Signale durch den Verstärkungsregler 26 zum Oszillographen durchgeleitet werden. Das Eingangsdifferentialsignal ist im Diagramm B mit 144 und das Ausgangsdifferentialsignal im Diagramm C mit 146 bezeichnet. In der zweiten Arbeitsweise des Verstärkungsreglers 26 wird das das Integral des Differentialsignals 138 darstellende Signa! durch den Verstärkungsregler 26 zum Oszillographen

ίο geleitet. Das Eingangsintegralsignal ist im Diagramm B mit 148 und das Ausgangsintegralsignal im Diagramm C mit 150 bezeichnet. Während der ersten beiden Arbeitsweisen des Verstärkungsreglers 26 führt die Steuereinrichtung 38 den Schaltern 86,118 und 130 über den Leiter 44 Signale zu, so daß der Schalter 86 in der Stellung gehalten wird, in der er den Leiter 24 mit dem Widerstand 92 verbindet und die Schalter 118 und 130 geöffnet sind. Am Beginn der dritten Arbeitsweise des Verstärkungsreglers 26 wird der Schalter 86 betätigt und so der Widerstand 92 mit Masse verbunden. Gleichzeitig wird der Schalter 130 betätigt, der den Ausgang 78 über den Widerstand 128 mit dem Eingang 126 des Komparators 122 verbindet. Diese dritte Arbeitsweise kann als Nullkorrekturzyklus bezeichnet

2s werden. Hierbei wird ein Null-Eingangssignal vom gemeinsamen Leiter 80 über den Widerstand 92 dem Eingang 90 zugeführt. Das am Ausgang 78 auftretende Signal wird mittels des Komparators 122 mit dem gemeinsamen Potential auf dem gemeinsamen Leiter 80 verglichen, der mit dem Eingang 124 des Komparators 122 verbunden ist. Mit anderen Worten, wenn am Eingang 90 des Verstärkers 74 Massepotential anliegt, so wird am Ausgang 78 ein Signal mit etwa Massepotential abgegeben. Das Signal am Ausgang 78

kann nicht genau gleich Massepotential sein, da im Verstärker ein geringer Spannungsunterschied entsteht, beispielsweise infolge der Drift von Spannungseinstellungen im Verstärker 74. Wenn der Ausgang 78 kein Massepotential führt, so arbeitet der Komparator 122 als Integrator, wobei der Widerstand 128 als Strombegrenzer und der Kondensator 132 als Speicher wirkt. Der Kondensator 132 lädt sich dann auf die am Ausgang 78 vorliegende Spannung auf und hält diese Spannung bis zur Wiederholung der dritten Arbeitsweise. Die Spannung am Kondensator 132 liegt ebenfalls an der Source 104 an und bestimmt den Spannungspegel, oberhalb dessen sämtliche Informationen verarbeitet werden. Mit anderen Worten, die Spannung am Kondensator 132 bestimmt den Nullpegel. Das Nullpe-

geleingangssignai zum Eingang 90 des Verstärkers 74 ist im Diagramm B mit 152 bezeichnet. Der Nullausgangspegel am Ausgang 78 ist im Diagramm C mit 154 bezeichnet. Das Null-Korrektur- oder -ausgleichssignal ist im Diagramm D mit 156 bezeichnet. Dies ist das am Ausgang 134 des Komparators 122 auftretende Signal.

In der vierten Arbeitsweise des Verstärkungsreglers 26 schaltet die Steuereinrichtung 38 den Schalter 86 ein, der den Leiter 24 mit dem Widerstand 92 verbindet. Ferner wird der Schalter 132 geöffnet und der Schalter

118 geschlossen, der den Ausgang 116 des Komparators 108 mit dem Kondensator 120 und dem Gate 100 verbindet. Gleichzeitig wird, wie oben beschrieben, die Maximalamplitude des Eingangssignals, nämlich die Maximalamplitude des Integrals 140 entsprechend 142

im Diagramm A über die Leitung 24 dem Verstärkungsregler 26 zugeführt Sobald der Schalter 118 geschlossen ist, wird die Spannung am Ausgang 78 des Verstärkers 74 mit der Bezugsspannung der Bezugsspannungsquelle

114 verglicheil, und es wird am Ausgang 116 des Komparator ein Differenz- oder Korrektursignal erzeugt und vom Schalter 118 dem Kondensator 120 zugeführt. Wie im Diagramm E der F i g. 4 gezeigt, ist das Anfangs-Differenzsignal eine negative Spannung s mit einem negativen Wert. Während das maximale Eingangssignal zum Verstärkungsregler 26 ansteigt, ist das Differeniisignal so, daß der Kondensator 120 entladen wird. Der Spannungspegel am Kondensator 120 ist im Diagramm Emit 158 bezeichnet. Am Beginn der vierten Periode steigt die Spannung 158 während einer Zeit T auf einen weniger negativen Wert. Der Spannungspegel 158 liegt an der Verbindung 121 des Kondensators mit dem Gate 100 und dem Schalter 118 an. Durch die Änderung des Signals 158 von einem negativen Wert auf einen weniger negativen Wert dämpft oder senkt der durch eine Spannung variable Widerstand 94 das Eingangssignal zum Verstärker 74 um einen Betrag, der proportional ist dem Anstieg der Maximaiamplitude auf dem Leiter 24. Dieser Spannungsanstieg ist im Diagramm A der Fig.4 mit e, bezeichnet. Die Korrekturspannung bzw. das Korrektursignal ist im Diagramm E der F i g. 4 mit e_c bezeichnet

Als Ergebnis dieser Korrektur wird die Maximalamplitude 160 der Integralkur ve 148 (Diagramm B) auf der gleichen Amplitude gehalten wie die vorherige Maximalampütude 161 (Diagramm B). Gleichfalls wird die Maximalamplitude der Integralkurve 150 (Ausgang 78 des Verstärkers 74) auf einem Maximalpegel 162 (Diagramm Q gehalten, der die gleiche Maximalamplitude der Integralkurve vor dem Zyklus der vier Arbeitsweisen (Kurve 163 im Diagramm Cder Fig.4) ist. Diese Maximalamplitude des Ausgangssignals am Ausgang 78 des Verstärkers 74 ist ferner gleich der dem Komparator 108 zugeführten Spannung. Diese Bezugsspannung ist, wie oben ausgeführt, gleich der Maximalspannung bei einem bestimmten Maßstab auf dem Schirm des Oszillographen, so daß die Differentialkurve und die Integralkurve der angesammelten Daten im wesentlichen konstant gehalten wird, während zusätzliche Daten während nachfolgender Zyklen der Steuereinrichtung 38 einlaufen. Die Steuereinrichtung 38 steuert den Verstärkungsregler 26 zyklisch durch die vier Programme. Somit ist während einer nachfolgenden vierten Arbeitsweise des Verstärkungsreglers 26 das maximale Eingangssignal am Leiter 24 um einen geringen Betrag erhöht (s. Amplitudenpegel 164 im Diagramm A der Fig.4). Die Rückkopplungsschaltung 98 erzeugt jedoch ein Korrektursignal im Spannungspegel 158, der am Verbindungspunkt 121 auftritt, so daß die Dämpfung durch die Dämpfungsschaltung 88 geändert und das maximale Eingangssignal zum Eingang 90 des Verstärkers 74 (160a im Diagramm B) die gleiche Höhe hat wie das Maximalsignal 160 während der vorherigen vierten Arbeitsweise des Reglers 26. Ebenso wird die Maximalamplitude des Ausgangssignals am Ausgang 78 auf dem gleichen Pegel gehalten (s. 162a, 162 und 163 im Diagramm Q. Dieser Spannungspegel ist gleich der Bezugsspannung. Sobald daher eine bedeutende Datenmenge analysiert wurde, um eine repräsentative Differentialkurve 61 zu erzeugen, verstärkt der Regelverstärker 26 automatisch die Differentialkurve auf die Größe der Kurve 50. Bei jeder vierten Periode der Horizontalablenkung des Oszillographen stellt der Verstärkungsregler 26 automatisch die Verstärkung der Maximalamplitude des Eingangssignals nach, das demselben zugeführt wird, so daß das maximale Ausgangssignal des Verstärkers 74, das dem Oszillographen zugeführt wird, konstant bleibt. Diese dem Oszillographen zugeführte Maximalamplitude ist wiederum die Maximalamplitude der Integralkurve der Differentialkurve und gleich dem 100% der Skala des Schirms des Oszillographen entsprechenden Spannungspegel.

F1 g. 5 zeigt in einem schematischen Schaltbild ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verstärkungsreglers. Der in Fig.5 gezeigte Verstärkungsregler 226 (identische Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig.3) enthält einen Verstärker 74, und Komparatoren 108 und 122. Der Leiter 24 ist über einen Widerstand 228 mit dem Eingang 90 des Verstärkers 74 verbunden. Ein elektronischer Schalter 230 ist zwischen den gemeinsamen Leiter 80 und den Eingang 90 des Verstärkers 74 geschaltet. Der Schalter 230 wird während der dritten oder Null-Rücksetzperiode des Verstärkungsreglers 226 durch die Steuereinrichtung 38 geschlossen, so daß der Eingang 90 mit Massepotential verbunden ist.

Bei dem Verstärkungsregler 226 wird das am Ausgang 78 auftretende Ausgangssignal über eine Rückkopplungsschaltung 234 einem Verbindungspunkt 236 in einer Verstärkungsregelschaltung 238 des Verstärkers 74 zugeführt. Die Rückkopplungsschaltung 234 enthält einen Komparator 108, dessen Ausgang 116 über einen Widerstand 240, einen elektronischen Schalter 242 und einen Trennverstärker 244 mit einem spannungsabhängigen Widerstand 246 verbunden ist, der seinerseits an den Verbindungspunkt 236 des gemeinsamen Leiters 80 angeschlossen ist. Die Verstärkungsregelschaltung 238 für den Verstärker 74 wird durch einen Widerstand 254 und den spannungsabhängigen Widerstand 236 gebildet, die zwischen den Ausgang 78 und den gemeinsamen Leiter 80 in Reihe geschaltet sind. Der Verbindungspunkt 236 zwischen den beiden Widerständen 254 und 246 ist über einen Koppelwiderstand 256 mit dem negativen Eingang 84 des Verstärkers 74 verbunden. Im Betrieb der Rückkopplungsschaltung 234 kann das Widerstandsverhältnis der Widerstände 246 und 254 zwischen 1 :1 und 1 :10 schwanken. Bei Änderungen des Widerstandes 246 ändert sich die Verstärkung des Verstärkers 74, da das Potential am Verbindungspunkt 236, das auf den negativen Eingang 84 rückgekoppelt ist, bei jeder Änderung des Wertes des Widerstandes 246 ebenfalls geändert wird. Wenn daher der Schalter 242 während der vierten Arbeitsperiode des Verstärkungsreglers 226 geschlossen ist, wird die Maximalamplitude des Integrals des Signalpegels, der die aufgelaufene und vom Verstärker 74 verstärkte Information darstellt, durch den Komparator 108 mit der Bezugsspannung der Bezugsspannungsquelle 114 verglichen. Bei einer Differenz zwischen diesen beiden Spannungen wird das am Ausgang 116 des Komparators 108 auftretende Differenzsignal durch den Schalter 242 dem Gate 248 zugeführt. Hierdurch ändert sich der Widerstandswert des spannungsabhängigen Widerstandes 246 und damit die Verstärkung des Verstärkers 74, bis die Ausgangsspannung am Ausgang 78 gleich der Bezugsspannung ist Das Differenz- oder Korrektursignal wird in einer Speichereinrichtung oder einem Kondensator 258 gespeichert, der in der gleichen Weise wie der Kondensator 120 arbeitet und das Differenz- oder Korrektursignal am Verbindungspunkt 259 hält, das über den Trennverstärker 244 dem variablen Widerstand 246 zugeführt wird.

Der Veirstärkungsregler 226 enthält ebenfalls eine Null-Korrektur- oder -einstellschaltung 260 mit dem Komparator 122 und dem Kondensator 132. Die Null-Einstellschaltung 260 enthält ferner einen Widerstand 262 und einen elektronischen Schalter 264, die zwischen dem Ausgang 78 des Verstärkers 74 und dem Eingang 126 des Komparators 122 miteinander in Reihe geschaltet sind. Der Widerstand 162 ist ähnlich dem Widerstand 128 ein Strombegrenzungswiderstand. Der elektronische Schalter 264 arbeitet in der gleichen Weise wie der Schalter 130 der F i g. 3. Der Schalter 264 ist ebenfalls in der dritten Arbeitsperiode des Verstärkungsreglers 226 geschlossen, so daß, ähnlich wie bei der Schaltung 106 der F i g. 3, eine Nullkorrektur erfolgt. Die Schalter 242 und 264 werden durch die Steuereinrichtung 38 in der gleichen Weise gesteuert wie die Schalter 118 und 130 des Reglers 26 der F i g. 3. Der Versitärkungsregler 226 hat also ebenfalls vier Arbeitsperioden, die identisch denen des Reglers 26 sind. Die in den Diagrammen B und C der F i g. 4 gezeigten Signale stellen also die Signale dar, die am Eingang i(0 und am Ausgang 78 des Verstärkers 74 der Schaltung 226 auftreten. Das am Ausgang 134 des Komparators 122 auftretende Null-Einstellsignal wird ebenfalls während der Nullsetzperiode über einen Widerstand 266 dem negativen Eingang 84 des Verstärkers 74 zugeführt. Die Widerstände 256 und 266 sind hochohmige Koppelwiderstände. Ihr Widerstand ist wesentlich größer als der der Widerstände 254 und 246 der Verstärkungsregelschaltung 238.

F i g. 6 zeigt das schematische Schaltbild eines dritten Verstärkungsreglers 326. Auch hier sind ähnliche oder gleiche Schaltungselemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie beim Regelverstärker 26 der F i g. 3. Der Regelverstärker 326 enthält den Verstärker 74 und die Verstärkungsregelschaltung 76 sowie die Bezugsspannungsquelle 114 und den Komparator 108, der eine Rückkopplungsschaltung 330 bildet. Der Verstärkungsregler 326 unterscheidet sich in seiner Arbeitsweise etwas von den Reglern 26 oder 226. Der Verstärkungsregler 326 kann als Digütal-Verstärkungsregler betrachtet werden, der stufen- oder schrittweise (digitale) Änderungen der Amplitude des dem Verstärker 74 zugeführten maximalen Eingangssignals bewirkt Der Verstärkungsregler 326 wird ferner durch eine unterschiedliche Regelschaltung gesteuert, die keine Steuereinrichtung 38 enthält. Zusätzlich enthält der Verstärkungsregler 326 keine Null-Korrektur- oder -Rücksetzschaltung.

Die Rtickkopplungsschaltung 330 enthält einen Auf/AbZähler 332 und einen Kettenteiler 334. Das am Ausgang 116 des Komparators 108 auftretende Differenz- oder Korrektursignal wird einem Eingang 336 des Auf/Ab-Zählers 332 zugeführt Einem weiteren Eingang 338 des Auf/Ab-Zählers 332 werden von einer Torschaltung 340 Kodesignale zugeführt. Das Tor weist einen Takteingang 342 und einen Markier- oder Steuereingang 344 auf, denen Taktsignale bzw. Steueroder Markiersignale von einer nicht gezeigten Steuereinrichtung über Leiter 345 bzw. 347 zugeführt werden. Der Ausgang des Auf/Ab-Zählers 332 ist über einen Leiter 348 mit mehreren nicht gezeigten elektronischen Schaltern im Kettenteiler 334 verbunden. Der Kettenteiler 334 ist zwischen den Leiter 24 und den Eingang des Verstärkers 74 geschaltet Der Kettenteiler enthält eine Matrix aus Widerständen, die in verschiede-

• · -· J 1- -ι: uL..„„;„(,Pti Erhalter

dem Leiter 24 heruntergeteilt oder abgesenkt wird, bevor es zum Eingang 90 gelangt

Anhand der F i g. 6 und 7 sei nun die Arbeitsweise des Verstärkungsreglers 326 beschrieben. Das Diagramm F

c in Fi β 7 Bleicht im wesentlichen dem Diagramm A der FiV 4 mit der Ausnahme, daß die horizontale Skala erweitert bzw. gedehnt ist Das Diagramm Fzeigt eine nifferentialkurve, die während der ersten Arbeitsperiode Γ dem Regler 326 zugeführt wird, sowie eine Inteerslkurve 350, die ihm während einer zweiten

^I0SpSde U zugeführt wird. Der Regler 326 arbeit* ferner während einer dritten Arbeitspenode, während der die Maximalamplitude 352 (Diagramm F) deWalkurve 350 dem Regler 326 zugeführt wird, nie dritte Arbeitsperiode Hl ist langer als die beiden

Ssten Arbeitsperioden I und Ii (Fig. 7). Das Diagramm G zeigt das Ausgangssignal am Ausgang 78 des Verstärkers 74 während der verschiedenen Arbeitsperioden des Reglers 326. Das Diagramm H zeigt das

Korrektursignal am Ausgang 116 des !Comparators 108. Das Diagramm / zeigt das dem Eingang 344 der Torschaltung 340 über den Leiter 347 zugefuhrte Steuersignal. Das Diagramm / zeigt das Ausgangssignal der Torschaltung 340. das dem Eingang 338 des

,< Auf/Ab-Zählers 332 zugeführt wird. Das Diagramm K zeigt das dem Takteingang 342 der Torschaltung 340 über den Leiter 345 zugeführte Taktsignal.

Während der ersten Arbeitsweise oder -periode wird die Differentialkurve 348 durch den Verstärker 74 zu

,„ einer verstärkten Differentialkurve 360 Diagramm G)

verstärkt, die am Ausgang 78 des Verstärkers 74 auftritt Da die Maximalamplitude des Differentialsignals 360 geringer ist als die dem Komparator 108 zugefuhrte

H^7,.a«nannune. erscheint am Ausgang 116 des eerug«pannun^ ^ _Diagramm „ _{mU 3fj2}

^g™£ⁿ _Merenz«gnaL Gleichzeitig hat die nicht bezeJJ^ne« _{h u das} steuersignal vom Pegel ge« gte ^^ ^^ _auf

»bins« _und ^.^ _{Funktionspenode des}

;*J[^e™^ _{(364 im} Diagramm I) gehalten wird. ^|^_{α d s}\_{euersignal auf} dem Pegel »Null« liegt, ist .«ahrenddasMe g _Torschaltung 340 ebenfalls

das Ausg^'JJ^ ^ Währenddessen wird das »Nukc(366im^^g J^ _{nen Impulsen}

/ »g^,¹ Jv^r _der ^^^„8 340 zugeführt (Diagramm/qaer _Fum*_tionsperiode wird das

Arn tna _{den Vemärker 74 auf ein}

^ ^alsi|J^al _(D*L_amni G) verstärkt Wenn die ^^jDmgram j

Ausgang

H mit
jedoch

Bezuesspannung erreicht, so wird am

S^u« 1« «n Differenz, oder ^ _{im Diagramm}

Zu dieser Zeit befindet sich

j^^^ _{das Di}ff_erenzsignal 370 dem ₅₅ ^ ^derun <*y ^ ^_{2 2Ugefühn wird}.

E.ngang » Funktionsperiode wird das

AmMto*^ der «wc'. ^^ _umgescha!tet.

_Torschalt 330 das Taktsignal J ^ _ß 33^e_{5 Zahlers} 332 (374 im

60 g^S?W^ff zLhler 332 einen der Impulse ^"_Μ wird gleichzeitig mit einem *^_η[ , _{m vom}

nal erzeugt, durch das ein

^^^„^,ektfoiiilchl Schalter des Kettenleiters 6₅ oder mehrere elektroden ^. ^ _dem

334 zugefOhrte Signal weiter abgesenkt S'A sich ein/stufenweise Abschwä-

/ο

chungs- oder Dämpfungsänderung (376 im Diagramm G). Liegt das Korrektursignal 370 noch am Zähler 332 an, wenn der nachfolgende Taktimpuls dem Zähler 332 zugeführt wird, so wird durch den Zähler 332 über die Leitung 348 dem Teiler ein weiteres Korrektursignal 5 zugeführt, so daß eine weitere stufenweise Dämpfungsänderung 378 (Diagramm G) eintritt. Ebenso wird, wenn das Korrektursignal 370 noch am Auf/Ab-Zähler 332 ansteht, wenn ein dritter Taktimpuls dem Zähler 332 zugeführt wird, eine weitere stufenförmige Dämpfungsänderung 380 (Diagramm G) bewirkt. Durch diese stufenförmige Änderung wird das Ausgangssignal am Ausgang 78 des Verstärkers 74 auf einen Pegel abgesenkt, der unterhalb der Bezugsspannung e_r liegt. Infolgedessen endet das Korrektursignal 370 (382 im Diagramm H).

Der Komparator 108 erzeugt nur dann ein Ausgangssignal, wenn die dem Eingang 110 des Komparators 108 zugeführte Ausgangsspannung des Verstärkers 74 größer ist als die dem Eingang 112 des Komparators 108 zugeführte Bezugsspannung. Somit wird am Ausgang 116, obwohl der Spannungspegel 380 geringer ist als die Bezugsspannung, kein Korrektursignal erzeugt. Mit anderen Worten, das nun am Ausgang 116 anliegende und dem Eingang 336 des Zählers 332 zugeführte Signal ist eine »Null«.

Der Auf/Ab-Zähler 332 vergrößert oder verkleinert die Dämpfung bzw. Spannungsteilung in Abhängigkeit von den logischen Signalen, die an den Eingängen 336 und 338 auftreten. Wenn an den beiden Eingängen des Zählers 332 eine logische Null anliegt, so ändert sich die Einstellung des Kettenteilers 334 nicht. Ebenso tritt keine Änderung ein, wenn am Eingang 338 eine »Null« und am Eingang 336 eine »Eins« anliegt. Liegt jedoch an beiden Eingängen eine »Eins« an, so vergrößert der Zähler 332 die Spannungsabsenkung (382 im Diagramm H) am Eingang 336. Wird eine logische »Eins«, beispielsweise der Impuls 384 des Diagramms j, dem Eingang 338 zugeführt, so nimmt die Dämpfung oder Spannungsabsenkung ab. Durch diese Absenkung ergibt sich ein Anstieg 386 (Diagramm G) des Ausgangssignals des Verstärkers 74. Dieser Ausgangspegel 386 liegt über der Bezugsspannung e_r. Hierdurch wird durch den Komparator 108 ein Differenzsignal 388 (Diagramm H) erzeugt. Infolgedessen »pendelt« das System, wenn nicht der Spannungspegel 378 gleich der Bezugsspannung ist. Das heißt, das Ausgangssignal des Verstärkers 74 schwankt zwischen den Pegeln 378 und 380 nach oben und unten. Gleichzeitig schwankt das Ausgangssignal 116 zwischen dem Nullpegel 382 und Signalkorrekturpegel 388 (Diagramm H) nach oben und unten, bis die dritte Arbeitsperiode des Verstärkungsreglers 326 beendet ist. Darauf werden die Arbeitsperioden in der gleichen Weise wie bei den Verstärkungsreglern 26 und 226 wiederholt.

Für die meisten Anwendungsfälle wird zwar der Analog-Verstärkungsregler 26 der F i g. 3 bevorzugt, der digitale Verstärkungsregler 326 wird dann bevorzugt, wenn ein Digital-Steuersystem verwendet werder soll.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Teilchenanalysator mit einer Signalerzeugungseinrichtung mit einem Teilchenfühler zur Erzeugung S eines Signals für jedes in einer Meßzone erfaßte Teilchen, wobei das Signal zur Größe des erfaßten Teilchens in einer Beziehung steht, mit Speichern zur Speicherung von Signalen für in unterschiedliche Größenbereiche fallende Teilchen, mit einer visuel- ό len Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Signalpegel in den verschiedenen Speichern, und mit einer Schalteinrichtung zur zyklischen und automatischen Verbindung der Ausgänge der Speicher mit der visuellen Anzeigeeinrichtung, gekennzeichnet «5 durch eine Bezugsspannungsquelle (114), deren Spannung mit der auf der visuellen Anzeigeeinrichtung für eine bestimmte Einstellung derselben darzustellenden Maximalspannung in Beziehung steht, durch eine Vergleichsschaltung (108), die an die Bezugsspannungsquelle (114) und die visuelle Anzeigeeinrichtung angeschlossen ist und die Bezugsspannung mit der Amplitude des darzustellenden Signals vergleicht, die zur Summe der Signalpegel in einer Beziehung steht, so daß ein Differenzsignal entsteht, das gleich ist der Differenz zwischen dem darzustellenden Signal und der Bezugsspannung, und durch eine an die Speicher (12) angeschlossene Dämpfungsschaltung (88; 238), die die darzustellenden Signale entsprechend dem Differenzsignal teilt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (108) einen Kompensator mit einem an die Anzeigeeinrichtung angeschlossenen Eingang (UO), einem an die Bezugsspannungsquelle (114) angeschlossenen Eingang (112) und einem Ausgang (116) enthält, an dem das Differenzsignal auftritt

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschaltung (88; 238) einen spannungsabhängigen Widerstand (94, 246) enthält, und daß die Vergleichsschaltung mit dem spannungsabhängigen Widerstand verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsabhängige Widerstand aus einem Feldeffekttransistor (96, 246) besteht, dessen Gate (100; 248) mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung (108) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen elektronisch gesteuerten Schalter (118; 242) mit einer ersten, an den Ausgang (116) der Vergleichsschaltung (108) angeschlossenen Klemme, und mit einer zweiten an die Dämpfungsschaltung (88; 238) angeschlossenen Klemme zur Verwendung des Differenzsignals zur Absenkung des der Vorrichtung zugeführten Eingangssignals, wobei der Schalter (118; 242) durch eine elektronische Steuereinrichtung (38) gesteuert wird, die den Schalter zur gleichen Zeit schließt, zu der die Steuereinrichtung gleichzeitig sämtliche Signaipegei in den Speichern (12) zu der Dämpfungsschaltung schaltet, so daß das Ausgangssignal der Vorrichtung nur dann eingestellt wird, wenn ihr ein maximales Eingangssignal zugeführt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Klemme des elektronischen Schalters (118; 242) mit einem Gate (100; 248) des spannungsabhängigen Widerstandes (94; 246) verbunden ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Speichereinrichtung (120; 258), die an die zweite Klemme des Schalters (118; 242) angeschlossen ist und zur Speicherung des Differenzsignals und zur Zufuhr desselben zu der Dämpfungsschaltung (88; 238) während der Zeit dient, während der der Schalter geöffnet ist, bis ein neues Differenzsignal auf ein nachfolgendes Schließen des Schalters erzeugt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung aus einem Kondensator(t20,258) besteht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen an den Ausgang der Speicher (12) angeschlossenen Eingangswiderstand (92; 228).

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Verstärker (74), der zwischen die Speicher (12) und die visuelle Anzeigeeinrichtung geschaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschaltung (88) mit einem Eingang (90) des Verstärkers (74) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, gekennzeichnet durch eine Null-Ausgleichsschaltung (106; 260), die zwischen visuelle Anzeigeeinrichtung und den spannungsabhängigen Widerstand geschaltet ist

13. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Null-Ausgleichsschaltung (106) zwischen dlie visuelle Anzeigeeinrichtung und die Source (104) des Feldeffekttransistors (96) geschaltet ist

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschaltung (238) eine Verstärkungsregelschaltung für den Verstärker enthält, und daß die Verstärkungisregelschaltung zwei Widerstände (246, 254) enthält, die zwischen den Ausgang (78) des Verstärkers (74) und das gemeinsame Potential für die Vorrichtung geschaltet sind, wobei der eine Widerstand (246) aus einem spannungsabhängigen Widerstand besteht und die Vergleichsschaltung (108) mit dem spannungsabhängigen Widerstand (246) verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Null-Ausgleichsschaltung (260), die von der visuellen Anzeigeeinrichtung an einen Eingang (84) des Verstärkers und den Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen (254,246) angeschlossen ist

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kettenteiler (334), der zwischen die Speicher (12) und die visuelle Anzeigeeinrichtung geschaltet ist, durch einen Auf/ab-Zähler (332) mit einem an den Kettenteiler (334) angeschlossenen Ausgang und zwei logischen Eingängen (336, 338) zur Steuerung des Teilungserhöhungssignals oder des Teilungsabsenkungssignals, die dem Teiler durch den Zähler zugeführt werden, wobei die Vergleichsschaltung (108) an den einen Eingang des Zählers (332) zur Zufuhr des Differenzsignals an denselben angeschlossen ist, und durch eine Torschaltung zur Zufuhr von Taktimpulsen für vorherbestimmte Zeiten zum zweiten Eingang des Zählers (332), wodurch das Eingangssignal zu der Vorrichtung

digital, stufenweise abgesenkt wird, wenn dem einen Eingang ein Differenzsignal zugeführt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen zwischen den Kettenteiler (334) und die visuelle Anzeigeeinrichtung geschalteten Verstärker (74), wobei die Vergleichsschaltung (108) zwischen den Ausgang des Verstärkers (74) und den Auf/Ab-Zähler geschaltet ist.