DE2263831A1 - Rueckkopplungsgesteuerte elektronische multiplizier- und/oder dividier-zeitmultiplexschaltung - Google Patents

Description

DR. BERG DIPL.-3NG. STAPF

PATESTAN Wf.LTE
• MÜNCHEN SO. MAUERKIRCHERSTR. 48

Anwaltsakte 23 262 09 :·-. j,i

konsanto Comp&ny St. louis, Lissouri/iJSA

ßuckkoppl\ingsgesteuerte elektronisclie Lultiplizier- und/oder Dividier-Zeitniultiplexschaltung

Die Erfindung betrifft allgemein eine elektronisclie Rechensciialtung, insbesondere eine elektronische Schaltung, in der gleichzeitig drei verschiedene üingangsvariable zu multi|jlizieren und zu dividieren sind·

J^£j oind heute verschiedene Arten von Zeitaufteilungsl..ultiplizier- und Dividierschaltungen bekannt· Diese elektronischen Schaltungen erzeugen eine Ausgangsspannung,

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die gleich einer bestimmten Versturkungskonstariten k mal dem Faktor ac/b ist, wobei a und c ciie beiden zu multiplizierenden unabhängigen Eingangsvariablen sind, und b die dritte unabhändige Eingangsvariable, die der Divisor ist. Z.B. ist in einer Art der üblichen Schaltungen, die diese clgebraiscne Funktion erfüllen, ein Funktionsverstraker vorgesehen, an dem die erste üingangsvariable a enliegt. !Dn Rackkopplungskreis des Funktionsverstiarters ist eine getrennte Vervielfacherstufe vorgesehen, an der die Teiler—Eingangsvariable b anliegt. Bei einer geeigneten Schaltung und bei geeigneter Spannung wird in diesem geschlossenen RiAc kkopp lungs kreis eine Ausgangsspannung erzeugt, die dem Wert a/b proportional ist. Der Ausgang des Funktionsverstärkers ist ferner mit einer zweiten Vervielfseherstufe verbunden, an der die dritte Eingangsvariable c anliegen kann. Das Signal am Ausgang dieser zweiten Vervielfacherstufe hat einen Spannungswert, der dem Quotienten ac/b proportional ist.

Aus Gründen einer hohen Genauigkeit arbeitet diese Art einer lViUltiplizier-Dividierschaltung üblicherweise mit einem Zeitauf te i lungs verfahren (Puls bi 'ei tenmodulation), bei deiti eine- genaue Form des Takt impulses, z.B. ein Dreiecksimpuls, notwendig ist, um eine oder beide Vervielfacherstufen bei einer bestimmten Taktfrequenz zu treiben, uiesü gebräuchlichen Schaltungen

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e,rbeiten jedoch nur zuverlässig, solange die verwendeten Takt generatoren Schwingungen mit einer genauen Form erzeugen. Die Scmr.ltungen arbeiten fehlerhaft, sobald die Form des 'fak timpulse s oder Zeitgebers etwas von der vorgegebenen genauen Impulsform abweicht. Z.B. besteht die Möglichkeit, daß dieses Taktsignal an einem der beiden Eingänge eines Differential, verstärke rs in der Schaltung anliegt, während die Spannung, die einer unabhängigen Variablen entspricht, am anderen Eingang des Verstärkers anliegt und nun entsprechend der genauen Form des 'Taktimpulses zerhackt oder moduliert wird. Weicht die Form des ü?aktsignals leicht von der gewünschten Form ab, verändert sich die Schaltschwelie des Differentialverstärkers entsprechend dieser Abweichung. Auf diese Weise entsteht bei der Divisions- oder iaultiplikati onsf unkt ion der Schaltung ein Fehler.

Die Erfindung schafft daher eine neue und brauchbare elektronische Multiplizier— und Dividierschaltung im Zeitaufteilungsverfahren, die alle Vorteile der bekannten Schaltungen dieser Art aufweist. Gleichzeitig gewährleistet die Schaltung gemäß der Erfindung eine genaue und fehlerfreie Division und Multiplikation von drei verschiedenen Eingangsvariablen, unabhängig von der Impulsform des treibenden Taktimpulses. Die ivrultiplizier-Dividierschaltung gemäß der Erfindung ist dazu so auf-

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gebaut, daß sie eine über das TastVerhältnis gesteuerte geschlossene Hegelkreisschaltung (closed-loop-system) aufweist, bei der das erste Eingangssignal "a" am Hauptteil bzw. am Primärsignalübertragungsteil des Kegelkreises anliegt und dort mit einem Rückkopplungssignal Yr. verglichen wird. Ein Teilersignal "b" liegt am Fiückkopplungskreis der Schaltung an und wird dort mit einem veränderlichen Tastverhältnisausgangssignal am Ausgang des Hauptsignalübertragungsteils moduliert, wodurch das Iiückkopplungssignal V_f. entsteht. Der Hauptsignalübertragungsteil der Schaltung weist eine Einrichtung zum Erzeugen eines Fehlersignals auf, das eine Punktion der Differenz zwischen dem Kückkopplungssignal V_f und dem Signal "a" ist. Dieses Fehlersignal wird in einem Spannung-zu—Tastverhältnis-Wandler moduliert, um das veränderliche Tastverhältnisausgangssignal, das dem Wert "a"/"b" proportional ist, zu erzeugen. Dieses Signal treibt ständig den Wert V_f gegen ^Ma", so daß das Ausgangssignal "a"/'^¹¹ unabhängig von der Form des Takt-(Modulations-)signals ist, das zum Zerhacken der Fehlerspannung verwendet wird. Diese Fehlerspannung ist das Integral des Vergleichssignals von V_f und "a", so daß die Schaltung ein gutes Eückkopp lungs verhältnis aufweist. Darüberhinaus v/eist die Schaltung eine erwünschte hohe Gleichstromverstärkung und eine hohe Frequenzstabilitat auf. Die veränderliche

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Tastverhältnisausgangsspanntmg "a"/¹¹*)¹¹ ist verwendbar, tun die dritte Eingangsvariable "c" zu modulieren. Dieses modulierte Signal "c" ist dem vVert a.c/b proportional und treibt nach einem Ausfiltern und Verstärken ein Endsteuerbauteil oder ähnliches in einem Prozeßsteuersystem.

Die Erfindung schafft also eine neue verbesserte elektronische ftiultiplizier-Dividierschaltung, mit der das Produkt und der Quotient von drei unabhängigen Eingangsvariablen exakt darstellbar ist.

Bei der Schaltung gemäß der Erfindung ist ein fehlerfreies Arbeiten, unabhängig von der genauen Form der Schwingung des Haupttaktgenerators der Schaltung, gegeben.

Die Iviultiplizier-Dividierschaltung gemäß der Erfindung ist vorteilhaft für die Prozeßsteuerung verwendbar und weist eine hohe statische Genauigkeit und ein stabiles ßuckkopplungsverhalten auf.

Die Schaltung gemäß der Erfindung läßt sich leicht und ο Jone großen Aufwand aus bekannten, im Handel erhältlichen und verhältnismäßig billigen Funktionsverstärkern und elektronischen Halbleiterschaltern aufbauen.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wozu auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Fig. 1 zeigt ein Blockscnaltbild einer bevorzugten Ausfünrungsform der elektronischen Rechenschaltung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung der Einzelheiten der in Fig. 1 gezeigten Schaltung.

Nach Fig. 1 liegt an einem Eingang 10 ein Signal "a" an, das in einem Vergleicher 12 und in einem Kompensationsnetzwerk 14 aufbereitet wird. In dem Kompensationsnetzwerk 14 steuert das Signal das Entstehen einer kompensierten Fehlerspannung e , die auf der Leitung und am Eingang einer Spannung zu Tastverhältnis-Umwandlerstufe 1Ö anliegt. Die Stufen 12 und 14 bilden eine Einrichtung zum Erzeugen des Fehlersignals e . Wie im einzelnen noch zu erläutern ist, schafft das Netzwerk eine integrale fiücisetzwirkung, die während dem Erzeugen des veränderlichen Tastverhättnisausgangssignals 22 das Differenzsignal e am Ausgang des Vergleichers 12 ständig gegen Null treibt. Die Umwandlerstufe Id weist einen Funktionsverstärker-Vergleicher 19 auf, der über einen impulsgenerator 20, der einen Taktimpuls in

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Dreiecksform abgibt, getrieben wird. Das Ausgangssignal des Vergleichers 19 entspricht einer Spannung, deren Tastverhältnis d proportional dem analogen Wert von e ist, durch den die Schaltschwelle des Vergleichers bestimmt ist. Diese Stufen sind in dem Haupt- oder Primärsignalübertragungsteil 13 der Schaltung vorgesehen.

Das am Ausgang 24 der Stufe 18 anliegende veränderliche Tastverhältnissignal 22 liegt unmittelbar am Tastverhätlnis-zu-Spannung-Umwandler 26 an, der im Rückkopplungsteil 15 der Schaltung vorgesehen ist. Am Umwandler 26 liegt gleichzeitig eine zweite unabhängige Teilerspannung "b" an, um ein Kückkopplungssignal \' zu erzeugen.

Die RückkOH&ungsspannung V~, die am Vergleieiier 12 anliegt, ergibt sich zv

V_f = k-pd.b (1)

wobei Jl-. die Verstärkerkonstante der Umwandlerstufe ist. Arbeitet dieser Hegelkreis in seinem ungestörten Zustand, ist das Eingangssignal "a" = V„. Das Fehlerdifferenzsignal e am Ausgang des Vergleichers 12 ist gleich Null und das kompensierte Fehlersignal e ist

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konstant. Nimmt jedoch das Signal e einen von Null abweichenden Wert an, dann entsteht im Netzwerk 14 durch eine Rücksetzwirkung dauernd ein integrales Fehlersignal e , das durch die Rückkopplung im geschlossenen

Kreis den Wert von V_f gegen "a" treibt. Dadurch entsteht das Signal 22, das dem Wert "a··/·¹^¹ proportional und auch unabhängig von der Dreiecksform des Impulses vom Generator 20 ist.

Das zerhackte Signal d auf der Leitung 2Ö liegt am einen Eingang des elektronischen Schalters 30» z.B. ein Feldeffekt-Transistor (FET), an. Gleichzeitig liegt am Schalter 30 eine dritte unabhängige veränderliche Eingangsspannung "c" an, die im Schalter 30 in der Frequenz der veränderlichen Takt verhältnis spannung d auf der Leitung 2Ö zerhackt oder moduliert wird. Die Ausgangsspannung V, des elektronischen Schalters 30 ergibt sich zu:

V_d = k₂.c.d (2)

wobei kp gleich den Verstärkungskonstanten entsprechend dem anliegenden Signal "c" ist. Diese Ausgangsspannung V, des Schalters 30 wird in der Filter- bzw. Integrierstufe 32 ausgefiltert und integriert und dann in der Ausgangsverstärkerstufe 34 verstärkt, die sowohl einen

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Strom wie einen Spannungsausgang aufweist, wie in Pig. 2 gezeigt ist.

Die Multiplikations- und Divisionsfunktion der Schaltung gemäß der Erfindung wird im folgenden anhand von Pig. 1 und 2 im einzelnen erläutert.

Bei Null-Bedingung und mit einem Fehlersignal e = O ist das anliegende Signal "a" gleich der Rückkopplungsspannung V~, so daß gilt:

V_f = a = k-pd.TD (3)

Pur das am elektronischen Schalter 30 anliegende veränderliche Tastverhältnissignal 22 gilt daher

,la / . ν

lc-, b

Da durch das veränderliche Tastverhältnis signal 22 auf der Leitung 28 die am Schalter 3O anliegende .Eingangs si gnalspannung '¹C" moduliert wird, gilt durch eine Kombination der Gleichungen (2) und (4) für die Ausgangsspannung des Schalters 3O:

k₉ ca

(5)

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Daraus folgt für die am Ausgang der Stufe 34 anliegende Spannung:

^kl
V - k —= c»a r^\

⁰ " \₂ ' τ- ^(b)

wobei k, die den Stufen 32 und 34 entsprechende Verstärkungskonstante ist. Aus der Gleichung (6) folgt, daß die Ausgangsspannung V_Q unabhängig von der genauen Form des Dreiecksimpulses am Ausgang des Dreiecksimpulsgenerators 20 ist, durch den der Funk ti ons verstärke rve rgleicher 19 getrieben wird. Diese Unabhängigkeit ist eine wesentliche Eigenschaft der Schaltung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt im einzelnen die Eingänge 36, 3Ö und 40 für die Signale "a" bzw. "b" bzw. "c¹¹. Die drei Kingangssignale "a", "b" und "c" liegen über die entsprechenden in Heihe geschalteten Widerstände 42, 44 bzw. 46 an den Summierverbindungen 4Ö, 50 und 52 der drei trennenden Funktionsverstärker 54, 56 und 58 an. Wie gezeigt, liegen an den Eingängen 60, 62 und 64 die negativen Verlagerungsspannungen -V-,, -V„ bzw. -V-. an, wobei es sich um Gleichspannungen handelt. Diese Verlagerungsspannungen liegen über die in Reihe geschalteten Wideretünde 66, 6ö bzw. 70 an den Summierverbindungen 4ö, 50 bzw. 52 an. Der invertierende Eingang

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des trennenden Rrnktionsverstärkers 54 ist über einen Widerstand 74 geerdet. Zwischen dem Ausgang und dem einen Eingang dieses Punktionsverstärkers 54 ist, wie gezeigt, ein Rückkopplungswiderstand 72 vorgesehen. Das Analogsignal ^Ma" liegt über den mit Faktor 1 verstärkenden Funktionsverstärker 54 und Über einen in Reihe geschalteten Widerstand 76 an der summierenden Verbindung 10 des Vergleicher- oder Abweichungsfunktionsverstärkers 12 an. Die trennenden Funktionsverstärker 56 und 5Ö sind mit den Rückkopplungswiderständen 57 bzw. 59 sowie mit den FET—Schaltern 30 und 96 verbunden, wie noch erläutert wird.

Zwischen dem Ausgang des Funktionsverstärker-Vergleichers 12 und dem summierenden Eingang 10 ist ein flückkopplungswiderstand 78 vorgesehen. Der nichtinvertierende Eingang Ö2 des FunktionsVerstärkers 12 ist über einen Widerstand öO geerdet. Am Eingang 62 des Funktionsverstärkers liegt auch o.as V~ bezeichnete Rückkopp lungssignal an.

Das Ausgangssignal des Funktionsverstärker-Vergleichers ißt ein Fehlersignal e, das sich aus der Differenz des analogen Eingangssignals "a¹¹ und dem Rückkopplungssignal V_f des Regelkreises ergibt. Das Fehlersignal e liegt an dem kompensierenden Netzwerk I4 an, das einen

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Integrator und einen Tiefpaßfilter aufweist, aufgebaut mit einem Funktionsverstärker 64· Zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang 88 des FunktionsVerstärkers 84 ist ein Rückkopplungskondensator Ö6 vorgesehen. Wie gezeigt, ist der invertierende Ausgang Öö des Funktionsverstärkers 84 über einen Widerstand 90 geerdet. Mit dem aus einem Integrator und einem Tiefpaßfilter bestehenden kompensierenden Netzwerk I4 erzielt man eine erwünschte hohe Gleichstromverstärkung und eine hohe Frequenzstabilität für den Regelkreis. Durch dieses Netzwerk I4 wird das Fehlersignal e dauernd integriert, um das Signal e zu erzeugen. Dadurch entsteht ein sehr

empfindliches Rücksetzsignal, wodurch der Wert von V~ dem Wert von "a¹¹ angeglichen wird.

Das kompensierte (d.h. integrierte und ausgefilterte) Fehlersignal e am Ausgang 16 des Funktionsverstärkers 8 liegt am nichtin^vertierenden Eingang des Funktionsverstärker-Vergleichers 19 in der Spannung-zu-Tastverhältnis-Umwandlerstufe 18 an. Der invertierende Eingang des Vergleichers 19 ist mit dem Ausgang des Dreiecksimpulsgenerators 20, in dem der den Vergleicher 19 treibende Dreiecksimpuls 21 erzeugt wird, verbunden. Bewegt sich der Dreiecksimpuls 21 über und unter den Pegel des am nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers 19 anliegenden analogen Signals e , wird der Ausgang

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des Vergleichers 19 zwischen zwei bestimmten Gleichstrompegeln umgeschaltet· Das Taktverhältnis d dieses Ausgangssignals in Hechteckform am Ausgang 24 des Vergleichers 19 ist proportional dem analogen Signalpegel des kompensierten Fehlersignals e . Dieses veränderliche Takt verhältnis signal 22 ist unabhängig von der genauen Form der Schwingung 21. Es liegt über eine Rückkoppiungsleitung 2ci gleichzeitig an den Kathoden der beiden Steuerdioden 92 bzw. 94 an. Weicht z.B. die Flankensteilheit des dreiecksförmigen Tastsignal 21 leicht von einem eingestellten Wert ab, verändert sich das momentane Taktverhältnis d des Hückkopplungssignals 22, da der Funktionsverstärker 19 innerhalb der Periode des Tastsignals zu einem anderen Zeitpunkt schaltet. Diese Abweichung ruft eine momentane Veränderung des Pegels von V- hervor, wodurch wiederum eine entsprechende Veränderung des Wertes von e folgt. Diese letztere Veränderung hebt die Abweichung der Flankensteilheit des Dreiecksimpulses 21 auf und bewirkt, daß das Tastverhältnis d wieder auf einen Wert zurückgeht, durch den sich Vo dem Wert von "a" angleicht. Dadurch verändert sich das Tastverhältnis nur entsprechend dem Werten "a"/"h" und ist unabhängig von der genauen Flankensteilheit des Dreiecksimpulses 21. Durch diese außerordentlich wichtige Eigenschaft der Schaltung gemäi3 der Erfindung werden die ToIeranzforderungen beim Entwurf der Schaltung des

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Dreiecksimpulsgenerators 22 verringert. Es ist nicht erforderlich, daß der Impulsgenerator 20 ein Ausgangssignal in Form einer Dreiecksschwingung 21 erzeugt, das immer die gleiche Form aufweist. Es ist also nicht notwendig, daß der Takt immer eine Schwingung mit einer konstanten Flankensteilheit oder einer konstanten Linearität aufweist. Es sind sogar Verschiebungen des Gleichspannungspegels möglich, ohne das Tastverhältnis d des Ausgangssignals 22 des Yergleichers 19 zu verändern.

Das Teilersignal "b", das über den trennenden Funktionsverstärker 56 geführt wird, liegt an der Quellenelektrode eines ersten FET-Schalters 96 an. Dort wird es durch die negativen Impulse 22 moduliert, die über eine Steuerdiode 92 zugeführt werden. Diese Diode 92 schaltet nur die negativen Impulse 22 auf die Steuerelektrode 98 des η-Kanals FET 96 durch. Dadurch wird das Teilersignal ⁿb" im FET 96 moduliert und weist dadurch ein Tastverhältnis auf, das dem Tastverhältnis der rechteckigen Rückkopplungsspannung 22 gleich ist. Dieses modulierte ^Mb^M-Signal liegt über einen Eingangswiderstand 100 am invertierenden Eingang eines integrierenden Funktionsverstärkers 102 an, der in der Tastverhältnis-zu-Spannung-Umwandlerstufe 26 vorgesehen ist. Der nichtinvertierende Eingang des Funk ti ons verstärke rs 1Oi

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ist geerdet. Die Spannungsverstärkung der Umwandlerstufe 26 ist durch den Rückkopplungswiderstand IO4 und den Eingangs widerstand 100 gegeben. In diesem Funtkionsverstärker 102, an dem ein integrierender Rückkopplungskondensator IO5 vorgesehen ist, wird das zerhackte Signal vom FET 96 geglättet und gefiltert. Ebenso wird hier ein bestimmter Pegel des analogen Rückkopplungssignals V~ eingestellt.

Die rückgekoppelte Ausgangsspannung V_f des Funktions-Verstärkers 102 ist gleich k-,.d.b, wie aus Gleichung (1) folgt. Diese Spannung V~ liegt über einen Ausgangswiderstand IO7 am differenzierenden Funktionsverstärker 12 an, wo sie mit dem Analogsignal "a" verglichen wird. Die Rückkopplungsspannung V^ drückt die am Ausgang des Funktionsverstärkers 12 anliegende Fehlerspannung e bei Veränderungen der Signale "a" und "b" gegen Null. Aus Gleichung (4) folgt, daß das i'astverhältnis d des iiechtecksignals 22 dem Wert ^Ma"/"b" proportional und unabhängig von der Form des dreieckförmigen Tastsignals 21 ist.

Das Rückkopplungssignal 22 liegt auch über eine Steuerdiode 94 an der Steuerelektrode eines zweiten FiST-Schalters 30 an und moduliert dort das analoge kultipliziersignal ^Mc", das an der Quelle des FET 30 anliegt. Jjie c=n der Senke 106 des FEi¹ 3O anliegende Ausgangs-

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spannung V, folgt aus Gleichung (5)· In der Schaltung gemäß der Erfindung wird also ein erstes analoges Eingangssignal "a" mit einem dritten analogen Eingangssignal ¹¹C" multipliziert und das Produkt dann durch das zweite analoge Eingangssignal "b" dividiert.

Das an der Senke des FET 106 anliegende Signal V, liegt über einen Eingangswiderstand 10ö am invertierenden Eingang eines Funktionsverstärkers 110 an, der in der Integrations- und Tiefpaßfilterstufe 32 vorgesehen ist. Der nichtinvertierende Eingang des Funktionsverstärke rs 110 ist geerdet. Mit der summierenden Verbindung 11b dieses Verstärkers 110 sind ein Rückkopplungskondensator 112 und ein Rückkopplungswiderstand 114 verbunden, wie gezeigt ist. Ein veränderlicher Abgriff 120 am Potentiometer 124 und die festen Ausgangswiderstände und 126 sind vorgesehen, um den Maßstabsfaktor der Schaltung einzustellen. In dieser Stufe 32 wird das vom FET 30 an der summierenden Verbindung llö des Funktionsverstärkers 110 anliegende zerhackte Signal gefiltert und geglättet. Der Verstärkungsfaktor der Integrations- und Tiefpaßfilterstufe 32 ergibt sich entsprechend den Werten des Eingangs- und des Rückkopplungswiderstandes 106 bzw. 114, wie auch der Ausgangswiderstände 122, 124 und 126.

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Der Ausgang 116 des Functionsverstärkers 110 ist aber einen Eingangswiderstand I30 rait dem nicht in vertierenden Eingang des Ausgangsverstärkers I32 für Strom und Spannung verbunden. Falls erforderlich, kann eine zusätzliche Verlagerungsspannung "g" über den Widerstand I30 an die summierende Verbindung I34 des Verstärkers gelegt werden, wie gezeigt ist. Die Verstärkung des Verstärkers 132 wird entsprechend den Werten des Rückkopplungswiderstandes 140 und des geerdeten Eingangswiderstondes I42, der mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers verbunden ist, eingestellt.

Die Verstärkerstufe I32 ist vorteilhafterweise mit einem differenzierenden Funktionsverstärker im Eingang (nicht gezeigt) und einer Darlington-Ausgangsstufe (nicht gezeigt) aufgebaut. Die Stufen sind in einer bekannten Weise in einer Kaskadenschaltung verbunden, um bei dem ausgefilterten und integrierten Signal am Ausgang I34 eine bestimmte Spannungs- und Stromverstärkung zu erzielen. Um im Ausgang die Stabilität zu verbessern, ist es vorteilhaft, im Verstärker 132 sowohl bei dem Funktionsverstärker wie auch bei der Darlingtonstufe einen Rückkopplungswiderstand I40 vorzusehen. Das Verstärkernetzwerk 34 weist sowohl einen Spannungsausgang V wie £iuch einen Stroraausgang I auf. Der Widerstand 146 im Auegang entspricht dem in Heihe geschalteten Ausgangs-

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Vv'iderstand der Darlington-Schaltung, durch den die Beziehung zwischen dem Ausgangsstrom I und der Ausgangsspannung V hergestellt wird.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   lly Schaltung zum Dividieren eines ersten analogen

   Eingangssignals "a" durch ein zweites analoges Eingangssignal "b", gekennzeichnet durch

   (a) eine geschlossene Regelschaltung, die ein Hauptsignaiumsetz"ungsteil und ein Ruckkopplungsteil aufweist,

   (b) eine Einrichtung (12) im Hauptsignalumsetzuiigsteil, um das erste analoge Eingangssignal "a" zu
   empfangen,

   (c) einen Fehlersignalgenerator (14) im Hauptsignalumsetzungsteil, der mit der Empfangseinrichtung verbunden ist, um das erste analoge Eingangssignal "a" mit einem Eückkopplungssignal V-, das im Rückkopplungsteil erzeugt wird, zu vergleichen, um ein Fehler signal (e) zu erzeugen,

   (d) eine Einrichtung (lö) im Hauptsignalumsetzungsteil, die ait dem Fehlersignalgenerator verbunden ist, um das Pehlersignal zu empfangen und zu modulieren
   und um ein veränderliches Tastverhältnissignal (d)

   am Ausgang zu erzeugen, und

   (e) eine Einrichtung (26) im Rückkopplungsteil, mit dem sowohl das zweite analoge Eingangssignal "b" wie auch das veränderliche Tastverhältnissignal zu
   empfangen ist und in der das Rückkopplungssignal V_f

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   erzeugt wird, mit dem das erste analoge Eingangssignal "e" verglichen wird, wobei durch dieses Fehlersignal der Wert V_f ständig gegen den Wert "a" getrieben wird, und wobei das veränderliche 'fastverhältnissignal em Ausgang der toodulationseinrichtung (d) proportional dem Wert "a"/'^¹¹ und unabhängig von der genauen Ροπή der Schwingung ist, mit der das Fehlersignal moduliert wird.

   2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlersignelgenerator einen Differentialvergleicher (12) aufweist, an dessen einem Eingang das erste analoge Eingangssignal "a" anliegt und an dessen zweitem Eingang das Hückkopplungssignal V,, anliegt, und in dem ein Ausgangssignal (e) erzeugt wird, das der Differenz zwischen ^Ira" und V„ proportional ist.

   3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlersignalgenerator ferner eine Einrichtung (o4) aufweist, die zwischen aera Differentialvergleicher und der luodulationseinriclitung vorgesehen ist, um das Ausgangssignal des Differentialvergleichers zu integrieren und ständig au verändern, sobald das Ausgangssignal nicht Hull ist, um den Wert V^ gegen den Wert "ε" zu drücken und um zu erreichen, daii das Ausgangs ε i&nal der iiiodulationseinrichtung dem Wert "a"/"b" proportional ist.

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   1Λ

   4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadLirch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung einen Spannung-au-Tastverhältnis-Umwandler (19) aufweist, "bei dem ein Differentialvergleicher vorgeseiien ist, an dessen einem Eingang aas Fehlersignal anliegt, und aer auch mit' einem Dreiecksimpulsgenerator (2ü) verbunden ist, wobei das Fehlersignal und ein dreiecksförmiger Taktimpuls von diesem Generator den Differentialvergleicher (19) zwischen zwei uleichstrompegeln bei einem Tastverhältnis, das dem ',Vert "a¹¹/¹^" proportional ist, umschalten.

   5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daiä die Einrichtung (26) im liückkopplungsteil, an der sowohl das zweite analoge Eingangssignal "b" und das veränderliche Tastverhältnissignal anliegen, gekennzeichnet ist durch

   (a) eine Schalteinrichtung (96), an deren einem Eingang das Signal "b¹¹ anliegt, die eine Steuerelektrode aufweist., an der das veränderliche Tastverhältnissignal von der Modulationseinrichtung anliegt, wobei das Signal "b" entsprechend dem Tastverhältnis des Ausgangssignals von der Modulationseinrichtung moduliert wird, und

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   Zl

   (b) eine Verstärkereinrichtung (102), die einen Ausgang der Schalteinrichtung mit einem Eingang des Differentialvergleichers (12) verbindet, um das modulierte Signal "b" in die Kückkopplungsspannung V,. umzuwandeln, die wiederum im Differentialvergleicher mit dem Signal "a" verglichen wird.

   6. Schaltung nach Anspruch 5» dadtirch gekennzeichnet, daß eine zweite Schalteinrichtung (30) vorgesehen ist, cn deren einem Eingang ein analoges Iüultipliziersignal "c" anliegt, und daß an einer Steuerelektrode das veränderliche Tastverhältnissignal vom Ausgang der Modulationseinrichtung anliegt, wobei das Ausgangssignal der zweiten Schalteinrichtung proportional dem Wert a.c/b ist, wodurch in der Schaltung gleicnzeitig die analogen Signale a, b und c multipliziert und dividiert werden.

   7. Schaltung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die liiodulationseinrichtung einen Spannung-zurastverhältnis-ümwandler (lö) aufweist, der elektrisch mit dem Ausgang der Vergleichereinrichtung verbunden ist und in dem das veränderliche Tastverhältnissignal (22) erzeugt wird, das der Amplitude des Fehlersignals proportional ist.

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   6. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (26) im Kückkopplungsteil der Schaltung, an der das analoge Signal "b" und das veränderliche Tastverhältnissignal anliegt, gekennzeichnet ist durch

   (a) eine Schalteinrichtung (96), an deren einem Eingang dasanaloge Signal "to" anliegt, an deren Steuerelektrode das veränderliche TastVerhältnissignal von der Modulationseinrichtung anliegt, wobei das analoge Signal "b¹! entsprechend dem Tastverhältnis des Ausgangssignals der Modulationseinrichtung moduliert wird und

   (b) eine Verstärkereinrichtung (102), über die ein Ausgang der Schalteinrichtung mit einem Eingang des Differentialvergleichers verbunden ist, um das modulierte Signal "b¹¹ in die Riickkopplungs^spannung V_f. umzuwandeln, die dann mit dem analogen Eingangssignal "a" in dem zuerst genannten Differentials rgleicher (12) verglichen wird.

   9. Schaltung zum Dividieren eines ersten analogen Signals mit einem zweiten analogen Signal und zum Multiplizieren des Quotienten mit einem dritten analogen Signal, insbesondere nach einem der vo!Hergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

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   (a) eine Empfangseinrichtung (12) für das erste analoge Signal,

   (b) eine mit der Empfangseinrichtung verbundene Einrichtung (14) zum Erzeugen eines Fehlersignals, das von den Veränderungen des ersten und zweiten Analogsignals abhängig ist,

   (c) eine erste Umwandlungseinrichtung (1Ö), die mit dem lehüersignalgenerator verbunden ist, um das Pehlercignal zu pulsmodulieren und ein dazu proportionales veränderliches Tastverhältnisausgangssignal zu erzeugen, und

   (d) eine Rückkopplungseinrichtung, die mit dem Ausgang der ersten Umwandlungseinrichtung verbunden ist und in der eine zweite Umwandlungseinrichtung (26) vorgesehen ist, an der das veränderliche Tastverhältnisausgangssignal und das zweite Analogsignal anliegen und in der ein entsprechendes Rückkopplungssignal erzeugt wird, wobei durch das Fehlersignal der Wert V~ gegen den Wert "a¹· gedrückt wird und wobei das Tastverhältnis des Ausgangssignals der ersten Umwandlungseinrichtung dem Wert "a"/"b" proportional wird.

   10. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlersignalgenerator (18) eine Vergleichereinrichtung (19) aufweist,

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   die sowohl mit der Empfangseinrichtung (12) wie auch mit der zweiten Umwandlungseinrichtung (26) verbunden ist, um das Hückkopplungssignal mit dem ersten Analogsignal zu vergleichen, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das der Differenz der beiden letzteren Signale entspricht.

   11. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

   (a) der Fehlersignalgenerator einen integrierenden Verstärker aufweist, der mit dem Ausgang der Vergleiche ihrichtung verbunden ist, um einen Eücksetzvorgang auszulösen und um ein sich ständig änderndes Ausgangsfehlersignal vorzusehen, wenn das erste Analogsignal und das Rückkopplungssignal nicht gleich Null sind, wobei der integrierende Verstärker eine hohe G-Ie ichst rom verstärkung und eine hohe Frequenzstabilität in der Schaltung bringt, und daß

   (b) die erste Umwandlungseinrichtung einen Differentialvergleicher (19) aufweist, an dessen erstem Eingang das integrierte Fehlersignal von dem integrierenden Verstärker anliegt, an dessen zweitem Eingang ein dreiecksförmiges Taktsignal anliegt, wobei der Differentialvergleicher so geschaltet ist, daß hier ein impulsbreite-moduliertes Ausgangssignal mit einem veränderlichen Tastverhältnis erzeugt

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   wird, das durch die relativen Pegel des integrierten Fehlersignals und des dreiecksförmigen Taktsignals bestimmt ist.

   12. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

   (a) die zweite Jmwandlungseinrichtung eine Schalteinrichtung (96) aufweist, an deren einem Eingang das veränderliche Tastverhaltnisausgangssignal von der ersten Umwandlungseinrichtung anliegt, an deren zweitem Eingang das zweite Analogsignal anliegt, wobei das zweite Analogsignal entsprechend dem Tastverhältnis des Ausgangssignals der ersten Umwandlungseinrichtung moduliert wird, und daß

   (b) die zweite Umwandlungseinrichtung eine Verstärkereinrichtung (102) aufweist, über die der Ausgang der Schalteinrichtung mit dem Eingang der Vergleichseinrichtung verbunden ist, um die Signalausgangsspannung der Vergleichseinrichtung beständig während der Veränderungen des ersten und zweiten analogen Eingangssignals gegen Null zu drücken.

   13. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine zweite Schalteinrichtung (30) vorgesehen ist, an deren einem Eingang das veränderliche Tastverhaltnisausgangssignal von der ersten Umwandlungseinrichtung anliegt, an deren zweitem Eingang ein drittes, multi-309827/0459

   plizierendes analoges Eingangssignal anliegt, wobei das Ausgangssignal der zweiten Schalteinrichtung dem Produkt des ersten und dritten analogen Eingangssignals, dividiert durch das zweite analoge Eingangssignal, proportional ist.

   14·· Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärker- und■ eine Filtereinrichtung (32) vorgesehen ist, die mit dem Ausgang der zweiten Schalteinrichtung verbunden sind, um das. dort anliegende Ausgangssignal zu verstärken und auszufiltern, und in denen die für den Ausgang der Schaltung notwendige Verstärkung und Filtrierung erfolgt.

   15· Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Treiberstufe (34) für den Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung vorgesehen ist, die mit dem Ausgang der Verstärkerund Filtereinrichtung verbunden ist, um eine bestimmte Größenordnung von Ausgangsspannung und -strom zu erzeugen, die geeignet ist, übertragerartige Endsteuerelemente in einem Prozeßsteuersystem zu treiben.

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