DE2254363A1 - Verfahren zur messung von frequenz, impulsdauer und tastverhaeltnis und schaltungsanordnung zu dessen durchfuehrung - Google Patents

Verfahren zur messung von frequenz, impulsdauer und tastverhaeltnis und schaltungsanordnung zu dessen durchfuehrung

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DE2254363A1
DE2254363A1 DE19722254363 DE2254363A DE2254363A1 DE 2254363 A1 DE2254363 A1 DE 2254363A1 DE 19722254363 DE19722254363 DE 19722254363 DE 2254363 A DE2254363 A DE 2254363A DE 2254363 A1 DE2254363 A1 DE 2254363A1
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voltage
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Edwin Fauser
Guenter Schirmer
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • G01R23/06Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into an amplitude of current or voltage
    • G01R23/09Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into an amplitude of current or voltage using analogue integrators, e.g. capacitors establishing a mean value by balance of input signals and defined discharge signals or leakage

Description

  • Verfahren zur Messung von Frequenz, Impulsdauer und Tastverhältnis und SchaltungsanOrdnung zu dessen Durebführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Frequenz eines elektrischen, wechselnde Potentialwerte aufweisenden, periodischen Signals, insbesondcre eines Wechselspannungssignals oder eines impulsförmigen Signals ftir z. B. zum Betrieb von Kraftfahrzeugen dienende: elektrische Steuergeräte, vorzugsweise zur Überprüfung von Fahrtrichtungs-Blinkgebern, sowie zur gleichzeitigen Messung der Impulsdauer und des Tastverhältnisses des impulsförmigen Signals und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Bei Drehzahl- bzw. Frequenzmessungen und bei Impulsdauer- oder Tastverhältnis-Messungen von Impulsen, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen bzw. Frequenzen, werden häufig Me.3geräte bzw. Meßgröenwandler benötigt, die das Meßergebnis in sehr kurzer Zeit ermitteln. Es sind bereits digitale Verfahren bekannt, die diese Bedingung erfüllen und auch sehr genau arbeiten.
  • Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie sehr aufwendig sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem in einfacher leise die benötigten t^1eßwerte in der Zeit einer Periodendauer ermittelt und als Spannungswert angezeigt werden können.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemaB dadurch gelöst, daß zur Frequenzmessung vom echselspannungssignal eine Impulsfolge abgeleitet wird, deren Impulsabstande der Periodendauer des Signals cntsprechen, daß aus den am Beginn der Periodendauer liegenden Impulsen bzw. aus den der Periodendauer des impulsförmigen Signals entsprechenden Vorderflaiten ein erster Impuls mit einer der Periodendauer des zu messenden Signals entsprechenden Impulsdauer erzeugt wird, daß mit Hilfe dieses ersten Impulses durch zeitabhängige Integration eine zu dessen Dauer proportionale Spannung gewonnen wird, daß diese der Periodendauer des zu messenden Signals entsprechende Spannung zeit- und spannungsabhängig integriert und mit einer vorgegebenen festen Spannung verglichen wird, daß bei Erreichen dieser festen Spannung ein zweiter Impuls erzeugt wird, und daß eine der Dauer von der Rückflanke des ersten Impulses bis zum zweiten Impuls entsprechende Spannung durch zeitabhängige Integration gewonnen wird, welche eine der Frequenz des zu messenden Signals proportionale Spannung darstellt. Zur Messung der impulsdauer des impu.lsförmigen Signals wird eine der Impulsdauer proportionale Spannung durch Integration mit Hilfe des positiven Anteiles des impulsförmigen Signals gewonnen. Zur Messung des mastverhältnisses des impulsförmigen Signal wird die der Impulsdauer proportionale Spannung als vorgegebene feste Spannung verwendet.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht vor allem darin, daß eine Anzeige der benötigten Meßwerte innerhalb kürzester Zeit, vorzugsweise innerhalb einer Periodendauer, erfolgt. Das ist besonders wichtig bei Frequenzen unter 30 lIz, da sonst die Auswertung der Meßergebnisse sehr verzögert wird. Als vorteilhaft hat sich die Anwendung des Verfahrens bei der Durchführung von Messungen an Blinkanlagen erwiesen, wobei bekanntlich außer der Frequenz (Blinkfrequenz)'insbesondere die Impulsdauer (Hell-Zeit) sowie das Tastverhältnis (relative Hell-Zeit) bestimmt und nötigenfalls korrigiert werden müssen.
  • Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele naher erläutert, wobei nur die ftir die Erfindung notwendigen Teile eingezeichnet sind. In verschiedenen Figuren vorkommende gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Messung der Frequenz von AJechselspannungssignalen gemäß dem erfindung5geßen Verfahren, Fig. 2 Kurvenverläufe der in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 auftretenden Spannungen, Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Messung von Frequenz, Impulsdauer und Tastverhältnis von impulsförmigen Signalen gemaß dem erfindungsgemäßen Verfahren, Fig. 4 Kurvenverläufe der in der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 auftretenden Spannungen, Fig. 5 eine Schaltungsanordnung zur Auswertung einer einzelnen Periode des zu messenden Signals, Fig. 6 Kurvenverläufe der in der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 auftretenden Spannungen, Fig. 7 eine Schaltungsanordnung zur Auswertung des Mittelwertes von n Perioden des zu messenden Signals, Fig. 8 Kurvenverläufe der in Der Schaltungsanordnung nach Fig. 7 auftretenden Spannungen bei n = 3, Fig. 9 eine Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen Anzeige der gemessenen Signale, Fig. 10 Kurvenverläufe der in der Schaltungsonordnung nach Fig. 9 auftretenden Spannungen, Fig. 11 eine Schaltungsanordnung zur Auswertung Jeder Periode des zu messenden Signals, Fig. 12 Kurvenverläufe der in der Schaltungsanordnung nach Fig. 11 auftretenden Spannungen, Fig. 13 eine Schaltungsanordnung zur gleichzeitigen fassung und Anzeige von Frequenz, Impulsdauer und Tastverhältnis der zu messenden Signale, Fig. 14 Kurvenverläufe der in der Schaltungsanordnung nach Fig. 17 auftretenden Spannungen.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanerdnung dient zur Ermittlung der Frequenz eines an der Eingangsklemme 1 anliegenden Eingang-ssignals A (siehe Fig. 2), beispielsweise eines sinusförmigen l,echselspannungssignals, mit einer Frequenz unter 30 z. Dieses Signal wird einer Impuls formerstufe 2 zugefWlrt, welche das Signal durch Differentation in eine Impulsfolge B umwandelt, deren Impulsabstände (t1 bis t2) der Periodendauer T des Eingangssignals A entspricht. Diese Impulsfolge B steuert eine Flip-Flop-Schaltstufe 3, welche für die Periodendauer T in den 1- bzw. 0-Zustand gebracht wird. Am ersten Ausgang 4 dieser Schaltstufe 3 entsteht daher eine Impulsfolge D wld wn zweiten Ausgang 6 eine Impulsfolge E. Die Impulsfolge D wird einem Sägezahngenerator 7 zugeführt, welcher mit dem Umschalten der Flip-Flop-Schaltstufe 3 in den Zustand gestartet wird.
  • An der Ausgangsklemme 8 ist eine Spannung F abnehmbar, welche während der Zeit t1 bis t2 zeitproportional ansteigt. Beim Zuri:ckstellen der Schaltstufe 3 am Ausgang 4 in den 0-Zitand wird der Sägezahngenerater 7 gestoppt und der bei t2 erreichte Endwert U1 der Ausgangsspannung F wird festgehalten.
  • Für diesen Endwert gilt dann: U1 # t2 - t1.
  • Die Spannung F wird einem zweiten Sägezahngenerator 9 zugeführt, welcher bei t2 mittels des am zweiten Ausgang 6 erzeugten und dem einen Steuereingang (START) des Sägezahngenerators 9 ugeführten Impuls der Impulsfolge E gestartet wird. Die Ausgangsspannung (siehe Verlauf a, b oder c) des Sagezahngenerators 9 steigt vm so steiler an, je größer dessen Eingangsspannung ist. Der Ausgang des Sägezahngenerators 9 ist an den einen Eingang einer Komparatorstufe 11 angeschlossen, deren anderer Eingang an einer festen Gleichspannung Uk liegt. Sobald die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators 9 diese Spannung Uk erreicht, kippt der Sägezahngenerator 9 mittels des seinem anderen Eingang (STOP) zugeführten Ausgangssignals Gx der Komparatorstufe 11 im Zeitpunkt t3 auf Null zurück. zur die Zeit von t2 bis t3 gilt dann: t3 - t2 = ta @/U1 Gleichzeitig mit dem Sägezahngenerator 9 wird mit dem L-Impuls der Impulsfolge E ein dritter Sägezahngenerator 12 bei t2 gestartet und mit dem Ausgungssignal Gx bei t3 gestoppt. Die Ausgangsspannung H des d@itten Sägezahn generators 12 steigt nach dem Start Zeitproportional an, und der bei t3 erreichte Endwert U3 kann mit Hilfe des Spannungsemeßerätes 14 gemessen werden.
  • Für diesen Endwert gilt dann: Da die periodendauer T#1/f ist, wird U3#f.
  • An der Skala des z. B. in Hertz geeichten Meßgerätes 14 ist dann die Frequenz des zu messenden Eingangssignals A ablesbar.
  • Wenn die zu messende Größe einen rechteckförmigen Verlauf nach der Kurve C in Fig. 4 hat, können mit einer Schaltungsanordnung nach Fig. 3 außer der Impulsfolgefrequenz noch weitere Kenngrößent ermittelt werden, nämlich die Impulsdauer te und das Tastverhältnis TV = e/T. Die Frequenzmdesung erfolgt dabei wie oben beschrieben, wobei der Sclnltarr. des Schalters 15 an den Schaltkontakt 16 gelegt ist, welcher mit der festen Gleichspannung Uk verbunden ist.
  • Zur Messung des Impulschauer te wird das an der Klemme 1 anliegende Eingangssignal C außer der Flip-Flop-Schaltstufe 3 dem einen Eingang 17 eines UND-Gatters 18 zugeführt, dessen anderer Eingang 19 mit dem Ausgang 4 der Flip-Flop-Schaltstufe 3 verbunden ist, so daß am Eingang 19 die Impulsfolge D anliegt. Damit ist gewährleistet, daß die zu messende Impulsdauer te und die Periodendauer T von der gleichen Periode des Eingangssignals C stammen. Am Ausgang des Gatters 18 ist dann die Impulsfolge K abnehmbar, welche einem vierten Sägezahngenerator 21 zugeführt wird. Dieser erzeugt eine Spannung M.
  • welche während der Zeit te zeitproportional ansteigt und deren Endwert U4 am Ende von te festgehalten wird. Mit Hilfe des am Ausgang 22 des Sägezahngenerators 21 angeschlossenen Meßgerätes 23 kann dieser Wert angezeigt werden.
  • Zur Messung des Tastverhältnisses TV wird der Schaltarm des Sehalters 15 an den Schaltkontakt 24 gelegt, so daß dem anderen Eingang der Komparatorstufe 11 anstelle der Gleichspannung Uk die Spannung M zugefährt wird. Am Ausgang des Sägezahngenerators 9 entsteht daher die Signalfolge G', welche dem einen Eingang der Womparatorstufe 11 zugeführt lJlrd. Am Ausgang der Stufe 11 ist eine Impulsfolge Gxx für die STOP-Eingänge der Sägezahgeneratoren 9 und 12 abnehmbar. Am Ausgang 13 des Sägezahngeneraters 12 entsteht dann die Spannung H', wodurch das Tastverhältnis TV an der in geeigneter Weise geeichten Skala des Meßgerätes 14 ablesbar ist. Dabei ist: Mit der in Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung ist es möglich, eine einzelne Periode des an der Eingangsklemme 1 anlegenden Signals C auszuwerten. Dazu ist eine zweite Flip-Flop-Schaltstufe 26 vorgesehen, welche die erste Flip-Flop-Schaltstufe 3 normalerweise im Ruhezustand heilt. Die zweite Flip-Flop-Schaltstufe 26 besitzt zwei Eingänge, von denen der erste Eingang 27 über einen Kondensator 28 und eine Starttaste 29 an ein an der KLemme 30 liegendes Gleichspannungspotential +Ug angeschlossen ist, während der zweite Eingang über einen Kondensator 32 mit dem ersten Ausgang 4 der ersten Flip-Flop-Schaltstufe 3 verbunden ist.
  • Sobald gemessen werden soll, wird die Starttaste 29 gedrückt, wodurch ein Startimpuis N (siehe Fig. 6) erzeugt wird. Damit wird die Flip-Flop-Schaltstufe 3 freigegeben, welche wegen ihres dynamischen Einganges erst vom nächsten positiven Eingangsimpuls gekippt wird. Am Ausgang 4 entsteht daher ein Impuls D, dessen Rückflanke durch den Kondensator 32 einen Stoppimpuls P erzeugt. Dieser kippt die zweite Flip-Flop-Schaltstufe 26 wieder zurück, so daß die erste Flip-Flop-Schaltstufe 3 in den Ruhezustand zurückgestellt wird.
  • Dadurch werden keine weiteren Eingangsimpulse C verarbeitet, und es wird erreicht, daß an den Meßgeräten 14 und 23 (siehe Fig. D) jeweils nur das Meßergebnis der nach dem Betätigen der Starttaste 29 folgenden Periode angezeigt wird. Die Verarbeitung des Signals dieser Periode erfolgt wie in der Schaltungsanordnung- gemäß Fig. 3 angegeben.
  • Zur Auswertung des Mittelwertes von Frequenz, Impulsdauer und Tastverhältnis aus rnehreren Perioden dient die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 7, bei der die erste Flip-Flop-Schaltstufe 3 durch eine einstellbare Zählstufe 33 ersetzt ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Zälilstufe auf drei Perioden eingestellt, Nach Betätigen der Starttaste 29 entsteht daher am Ausgang 4' (G' der Zählnstufe 33 ein Impuls D1 (E') mit der dreifachen Periodendauer des Eingangssignals C. Nach Beeindigung dieser Dauer wird D wieder Null, wodurch die zweite Flip-Flop-SchaltstuSe 26 zurückkippt und die Zählstufe )3 gesperrt wird.
  • Bei der seither beschrieben Arbeitsweise werden die Sägezahngenerateren 7 und 21 jeweils durch die positive Flanke ihrer Steurimpulse auf Null zurückgestellt. Bei der Schaltung nach Fig. 7 muß von der zweiten Flip-Flop-Schaltstufe 26 eine zusätzliche Steuerung des Sägezahngenerators 21 erfolgen, wodurch verhindert wird, daß dieser während der zu messenden Periode auf Null zurückgestellt wird. Der Ausgang der zweiten Flip-Flop-Sehaltstufe 26 ist daher mit einem weiteren Eingang 34 des Sägezahngenerators 21 verbunden.
  • Um bei der Mehrperiod@@ eszung zu einem richtigen Meßergebnis des Mittel wertes zu kommen, nissen die Sägezahnspannungen F und M um so flacher ansteigen, je mehr Perioden gemessen werden sollen; bei der Messung von z. B.
  • drei Perioden mit einem Drittel derjenigen Steilheit, die für die Periode notwendig wäre.
  • An den Meßgeräten 11, und 23 (siehe Fig. 3) wird somit nach dem Drüci:en der Starttaste 29 und dem Ablauf der vorbestimmten Perioden - lrelche wie oben beschrieben verarbeitet werden - der Mittelwert der Frequenz, der Impu dauer und des Tastverhältnisses aus diesen Perioden angezeigt.
  • Um die Meßgeräte besser und genauer ablesen zu können, insbesondere bei der Auswertung von Signalen mit Frequenzen über 2 Hz, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Meßwert während einer gewissen Zeit gespeichert wird. In Fig. 9 ist deher zwischen dem Sägezchngenerator 12 bzw. 21 und dem Meßgerät 1' bzw. 23 je ein Speicher 34 bzw. 36 angeordnet. Der Steuereingang 37 des Speichers 34 ist dabei an den zweiten Ausgang 6 der ersten Flip-Flop-Schaltstufe 3 angeschlossen, so daß diesem Steuereingang eine Impulsfolge E zugeführt wird. Der Steuereingang 33 des Speichers 36 ist mit dem Ausgang des Gatters 18 verbunden, so daß dem S-teuereingang 38 die Impulsfolge K zugeführt wird. Der Speicher 34 bzw. 36 ist während des O-Zustandes der Impuls folge E bzw. K mit dem Ausgang des zugehörigen Sägezahngenerators 12 bzw. 21 verbunden. Die Speicher übernehmen also während dieser Zeiten die von den Sägezahngeneratoren 12 und 21 abgegebenen positiven Spannungen R und S der Verläufe II bzw. Ht und ft. Sobald und solange die Impulsfolge E bzw. K positive Werte hat, ist der Speicher 34 bzw 36 durch diese seinem Steuereingang 37 bzw. 38 zugeführte Impulsfolge vom Ausgang des Sägezahngenerators 12 bzw. 21 getrennt, und die Speicher geben während dieser Zeiten weiterhin die gespeicherte gleiche Spannung R1 bzw. S1 ab. Damit werden die Spannungseinbrüche (z. . B beim Verlauf 11 zwischen t2 und 5) überbrückt und an den Meßgeräten 14 und 23 nicht wirksam, d. h. nicht sichtbar. Nach Beendigung des positiven Impulses der Impulsfelgen E bza. K werden die Speicher 34 bzw. 36 wieder an die Sägezahngeneratoren 12 bzw 21 geschaltet, und die Speicher 34 bzw. 36 übernehmen die neue Spannung R2 bzw S2, die sie zur Anzeige an die Meßgeräte weiterleiten und bis zur nächsten Trennung speichern.
  • Eine weitere Möglichkeit zur kontinuierlichen Anzeige des Meßergebnisses ergibt sieli bei der Auswertung jeder Periode mit einer Schaltungsanordnng gemäß Fig. 11. Dazu benötigt man sehr schnell arbeitende Sägezahngeneratoren (9 und 12), bei denen die Dauer t2 bis t wesentlich kleiner als eine 9 Periodendauer T des zu messenden Signals ist. Hierbei ist an der Flip-Flop.-Schaltstufe 3 ein weiterer Eingang vorgesehen, der über einen Kondensator 39 mit dem Ausgang des Komparatorstufe 11 berbunden ist. Dadurch wird der Ausgang 4 der Flip-Flop-Schaltstufe 3 im Zeitpunkt t3 sofort wieder in den L-Zustand geschaltet. An den Ausgängen 4 und 5 der Flip-Flop-Schaltstufe 3 entstehen dann die Impulsfolgen D" und E" (gemäß Fig. 12), welche zur llus wertung gelangen.
  • Mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 13 ist es möglich, die Frequenz, die Impulsdauer und das Tastverhältnis einer Periode gleichzeitig zu messen und anzuzeigen. Dazu werden eine zweite Komparatorstufe 41, ein fünfter Sägezahngenerator 42 und ein weiteres Meßgerät 43 zusätzlich benötigt. Die Frequenz und die Impulsdauer werden dabei wie oben angegeben gemessen und angezeigt.
  • Für die Messung und Anzeige des Tastverhältnisses ist der eine Eingang der Komparatorstufe 41 an den Ausgang des Sägezahngenerators 9 und der andere Eingang an den Ausgang 22 des Sägezahngenorators 21 angeschlossen. Der Ausgang der Komparatorstufe 41 ist mit dem einen Eingang des Sägezahngenerators 42 verbunden, dorer anderer Eingang an den Ausgang 6 der Flip-Flop-Schaltstufe 3 angeschlossen ist.
  • Der Sägezahngenerator 42 wird ebenfalls mittels der Impulsfolge E bei t2 gestartet. Die dem zweiten Eingang der Komparatorstufe 41 zugeführte Maximalspannung U4 dos Verlaufs M darf dabei nicht großer sein als die Gleichspannung Uk. Bei Erreichen der Wertes U4 kippt die Kommparaterstufe 41 in den Zustand zurück und stoppt den Sägezahngenerator 42. Durch die seinem Eingang zugeführte Spannung Gxx entsteht an seinem Ausgang die am Meßgerät 43 liegende Spannung TI'.
  • Mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 13 können in Abwandlung der beschriebenen Ausführungsbeispiele auch sämtliche der bisher beschriebenen Möglichkeiten der Auswertung von Einzelperioden bzw. von Mittelwerten mehrerer Perioden durchgefährt werden.

Claims (21)

  1. Ansprüche
    l. Verfahren zur Messung der Frequenz eines elektrischen, wechselnde Potentialwerte aufweisenden, periodischen Signals, insbesondere eines Wechselspannunssignals oder eines impulsförmigen Signals für zum Betrieb von Kraftfahrzeugen dienende, elektrische Steuergeräte, vorzugsweise is e zur überprüfting ton Fahrtrichtungs-Blinkgebern, dadurch gekennzeichnet, daß vom Wechselspannungssignal (A) eine Impulsfolge (E) abgeleitet wird, deren Impulsabstände der Periodendauer des Signals entsprechen, daß aus den am Beginn der Periodendauer (tl) liegenden Impulsen bzw. aus den der Periodendauer des impulsförmigen Signals (C) entsprechenden Vorderflanken ein erster Impuls mit einer der Periodendauer des zu messenden Signals entsprechenden Impulsdauer erzeugt wird, daß mit Hilfe dieses ersten Impulses durch zeitabhängige Integration eine zu dessen Dauer proportionale Spannung (F) gewonnen wird3 daß diene der Periodendauer des zu messenden Signals entsprechende Spannung zeit- und spannungsabhängig integriert und mit einer vorgegebenen festen Spannung (Uk) verglichen wird, daß bei erreichen dieser festen Spannung (Uk) ein zweiter Impuls (GX) erzeugt wird, und daß eine der Dauer (t2 bis t3) von der Rückflanke des ersten Impulses (D) bis zum zweiten Impuls (Gxx) entsprenchende Spannung (H) durch zeitabhängige Integration gewonnen wird, welche eine der Frequenz des zu messenden Signals proportionale Spannung darstellt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur gleichzeitigen Messung dcr Impulsdauer des iinpulsförmigcn Signales, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Impulsdauer prcportionale Spannung (M) durch Integration mit Hilfe des positiven Anteils (K) des impulsförmigen Signals (C) gewonnen wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2 zur zvsätzlichen Messung des Tastverhältnisses des impulsförmigen Signals, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die der Impulsdauer proportionale Spannung (M) als vorgegebene feste Spannung verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Impulsen (B) mit Periodendauer-Abstand bzw. aus den Anstiegsflanken des impulsförmigen Signals (C) gleichzeitig ein positiver und ein negativer Impuls mit einer der Periodendauer des zu messenden Signals entsprechenden Impuls dauer erzeugt werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzeitig auftretenden positiven und negativen Impulse in abwechselnder Reihenfolge zwei verschiedenen Impulsfolgen (D bzw. E) angehören.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Gewinnung der der Impulsdauer proportionalen Spannung (M) das zu messende impulsförmige Signal (C) mit dem positiven Impuls in Übereinstimmung gebracht wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Auswertung einer einzelnen Periode, dadurch gekennzeichnet, daß ein Startimpuis (N) erzeugt wird, daß der erste zeitlich nach dem Startimpuls liegende Impuls des zu messenden Signals für die Erzeugung des der Periodendauer entsprechenden positiven und negativen Impulses (D, 6) verwendet wird und daß die-Erzeugung dieser positiven und negativen Impulse durch die Rückflanke des ersten positiven Impulses beendet wird.
  8. 8. Verwahren nach einem der Ansprüche- 1 bis 6 zur Auswertung des Mittelwertes aus n Perioden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Startimpuls (N) erzeugt wird, daß die ersten n zeitlich nach dem Startimpuls liegenden Impulse des zu messenden Signals für die Erzeugung des der Periodendauer n entsprechenden positiven und negativen Impulses (D', E') verwendet wird und daß die Erzeugung dieser positiven und negativen Impulse durch die Rückflanke des der Periodendauer n entsprechenden positiven Impulses beendet wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gewonnenen Anzeigespannungen (R, S) des zu messenden Signals während der Dauer der negativen Impulse (E) für die Anzeige gespeichert werden
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zür Auswertung jeder Periode des zu messenden Signals, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die positiven bzw.
    negativen Impulse mit Periodendaucr jeweils einer Impulsfolge t2" bzw.
    E") angehören.
  11. 11. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Messung der Frequenz eines Wechselspannungssignals nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impuisformerstufe (2) vorgesehen ist, an deren Eingang (1) das zu messende Wechselspannungssignal (A) anlegbar ist und an deren Ausgang die beiden Impulse (B) mit Periodendauer-Abstand abnehmbar sind, daß eine erste Flip-Flop-Schaltstufe (3) vorgesehen ist, deren Eingang mit dem Ausgang der Impulsformerstufe (2) verbunden ist und an deren erstem und zweitem Ausgang die beiden Impulsfolgen (D und E) mit positiven und negativen Po)'iodc;ndauer-Impulsen abnehmbar sind, daß eine erste Integrationsstufe (7) vorgesehen ist, deren Eingang mit dem ersten Ausgang (4) der Flip-Flop-Schaltstufe (3) verbunden ist und an deren Ausgang (8) eine der Impulsdauer des positiven Impulses proportionale Spannung (F) abnehmbar ist, daß eine zweite Integrationsstufe (9) vorgesehen ist, deren erster Eingang mit dem Ausgang (8) der ersten Integrationsstufe (7) und deren zweiter Eingang (Start-Eingang) mit dem zweiten Ausgang (6) der Flip-Flop-Schaltstufe (3) verbunden ist, wobei am Ausgang der zweiten Integrationsstufe (9) die spannungsbahängig integrierte Spannung abnehmbar ist, daß eine erste Koniparatorstufe (all) vorgesehen ist, deren erster Eingang mit dem Ausgang der zweiten Integrationsstufe (9) verbunden ist und an deren zweitem Eingang ein festes Gleichspannungspotential (Uh) angelegt ist, wobei an deren Ausgang eine Impulsfolge (C.X) mit den zweiten Impulsen abnchmbar ist, daß der Ausgang der Komparatorstufe (all) mit dem dritten Eingang (Stop-Ringang) der zweiten Integrationsstufe (9) und der ersten Eingang (Stop-Eingang) einer dritten Integeationsstufe (12) berbunden i ist, deren zweiter Eingang (Start-Eingang) mit dem zweiten Ausgang (6) der Flip-Flop-Schaltstufe (3) verbunden ist und an deren Ausgang (13) ein Meßgerät (14) zur Anzeige der Frequenz des Eingangssignals (A) angeschlossen ist.
  12. 12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11 zur Durchführung des Verfahrens zur Messung der Frequenz eines impulsförmigen Signals nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß c3.s zu messende Signal (C) direkt an den Eingang der ersten Flip-Flop-Schaltstufe (3) angelegt ist.
  13. 13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12 zur Durchführung des Verfahrens zur Messung der Impulsdauer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein UND-Gatter (18) vorgesehen ist, dessen erster Eingang (17) mit dem Eingang der ersten Flip-Flop-Schaltstufe (3) und dessen zweiter Eingang (.19) mit dem ersten Ausgang (4) der Flip-Flop-Schaltstufe (3) verbunden ist, daß eine vierte lntegrationsstufe (21) vorgesehen ist, deren Eingang mit dem Ausgang des UND-Gatters (18) verbunden ist und an dessen Ausgang (22) ein Meßgerät (23) zur Anzeige der Impulsdauer angeschlossen ist.
  14. 14. Schaltungsanordnung nach Anspruch .3 zur Durchftirung des Verfahrens zur Messung des Tastverhältnisses nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (22) der vierten Integrationsstufe (21) mit dem zweiten Eingang der ersten Komparatorstufe (11) verbunden ist, so daß an dem am Ausgang (13) der dritten Integratiorisstufe (12) angeschlossenen Meßgerät (14) das Tastverhältnis des zu messenden Impuls es ablesbar ist.
  15. 15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung zum zweiten Eingang der Komparatorstufe (11) an den Kont:tarm eines Umschalters (15) angeschlossen ist, dessen erster Schaltkontakt (16) an das feste Gleichspannungspotential (Uk) und dessen zweiter Schaltkontakt (24) an den Ausgang (22) der vierten Integrationsstufe (21) angeschlossen ist.
  16. 16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Flip-Flop-Schaltstufe (26) vorgesehen ist, deren erster Eingang (27) über einen Kondensator (28) und eine Schalttaste (29) an ein Gleichspannungspotential (+UB) angeschlossen ist, deren zweiter Eingang (31) uber einen Kondensator (32) mit dem ersten Ausgang (4) der ersten Flip-Flop-Schaltstufe (3) und deren Ausgang mit einem zweiten Eingang der ersten Flip-Flop-Schaltstufe (3) verbunden ist.
  17. 17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flip-Flop-Schaltstufe als Zählstufe (33) ausgebildet ist, bei der die Anzahl der auszertcnden Perioden einstellbar ist, und daß der Ausgang der zweiten Flip-Flop-Schaltstufe (26) außerdem mit einem zweiten Eingang (34) der vierten Integrationsstufc (21) zur Verhinderung einer Neßunterbrechung durch die positiven Flanken der an ihrem ersten Eingang anliegenden Impulsfolge (K) verbunden ist.
  18. 18, Schaltungsanordnung nach Anspruch 17 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der dritten bzw.
    vierten Integrationsstufe (12 bzw. 21) und dem zugehörigen Meßgerät (14 bzw. 23) je ein Speicher (34 bzw. 36) angeordnet ist, dessen Steuereingang (37 bzw. 3&) jeweils mit dem Eingang der zugehörigen lntegrationsstufen (12 bzw. 21) verbunden ist.
  19. 19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des ersten Komparators (11) über einen Kondensator (39) an den zweiten Eingang der ersten Flip-Flop-Schaltstufe (3) angeschlossen ist.
  20. 20. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 12, 13 und 16 bis 19 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur gleichzeitigen Anzeige von Frequenz, Impulsdauer und Tastverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Komparatorstufen (11 und 41) vorgesehen sind, deren erste Eingänge mit dem Ausgang der zweiten Integrationsstufe (9) und deren zweite Eingänge jeweils mit dem festen Gleichspanngspotential (Uk) bzw. mit dem Ausgang (22) der vierten Integrationsstufe (21) verbunden sind, daß der Ausgang der mit dem festen Gleichspannungspotential verbundenen Komparatorstufe (11) an den ersten Eingang der dritten Integrationsstufe (12) angeschlossen ist, deren zz7eiter Eingang mit dem zweiten Ausgang (6) der ersten Flip-Flop-Schaltstufe (3) verbunden ist, daß am Ausgang (13) der dritten Integrationostufe (12) ein Meßgerät (14) zur Messung der Frequenz vorgesehen ist, daß der Ausgang der an die vierte Integrationsstufe (21) angeschlossenen Komparatorstufe (41) mit dem ersten Eingang eincr fünften Integrationsstufe (42) verbunden ist, deren zweiter Eingang an den zweiten Ausgang (6) der ersten Flip-Flop-Schaltstufe (3) angeschlossen ist, und daß am Ausgang der fünften Integrationsstufe (42) ein Meßgerät (43) zur Anzeige des Tastverhältnisses angeschlossen ist.
  21. 21. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 11, 13 und 20, dadurch gekennzeiclmet, daß die Integrationsstufen (7, 9, 12, 21, 42) Sägezahngeneratoren sind, welche mit den an ihren Eingängen anliegenden Impulsen gestartet bzw. gestoppt werden.
DE19722254363 1972-11-07 1972-11-07 Verfahren zur messung von frequenz, impulsdauer und tastverhaeltnis und schaltungsanordnung zu dessen durchfuehrung Pending DE2254363A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0788230A3 (de) * 1996-02-02 1998-07-29 SILICONIX Incorporated Frequenz-Stromwandler

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0788230A3 (de) * 1996-02-02 1998-07-29 SILICONIX Incorporated Frequenz-Stromwandler
US5955903A (en) * 1996-02-02 1999-09-21 Siliconix Incorporated Folded ramp capacitance circuit with current source and comparator circuit

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