DE2300320A1 - Elektronische verstaerkeranordnung - Google Patents

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. HER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABEUAST2ASSE 4 · TELEFON (0811) 911087 2300320

i' eingegangen am n. 2.

SOCIETE D'ETUDES, RECHERCHES ET CONSTRUCTIONS ELECTRONIQUES SERCEL, Carquefou/Frankreich

Elektronische Verstärkeranordnung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Verstärkeranordnung zur Verstärkung von analogen Probenwertsignalen mit einem diskrete Werte annehmenden Verstärkungsfaktor, worauf eine Numerisation der Probenwerte unter Verwendung einer gleitenden Kommastelle vorgenommen werden kann.

Der heutzutage herrschende Portschritt bei der Auswertung von numerischen Informationen - teils im Bereich der Erzeugung dieser Informationen, teils im Bereich der Behandlung dieser Informationen - führt zu der allgemeinen

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Tendenz, daß die von verschiedenen natürlichen Quellen erzeugten Analogsignale in Form von numerischen Signalen kodiert werden.

Derartige Analogsignale treten beispielsweise bei seismischen Anwendungen auf: Entlang von zwei Versuchslinien sind eine Mehrzahl von Meßwandlern - beispielsweise Geophonen - angeordnet, mit welchen anschließend an ein künstliches Erdbeben seismische Signale aufgefangen werden. Die gebildeten Analogsignale werden dann für ihre Auswertung in numerische Signale umgewandelt.

Numerische Signale mit gleitender Kommastelle bestehen aus zwei Teilen - nämlich einem charakteristischen Teil und einer Mantisse - wobei diese Teile aus binären informationen bzw. Bits bestehen. Der Numerationswert jedes Bit des charakteris.-tischen Teils bzw. der Mantisse wird entweder in zeitlicher Anordnung (Serien-Numeration) oder durch eine bestimmte Serienverbindung mit einem vorgegebenen Numerationswert (Parallelnumeration) oder durch eine Kombination dieser zwei verschiedenen Arten von Quotierungen gegeben.

Die Numeration eines Analogsignals erfordert, daß von dem Analogsignal in genügend kurzen Zeiträumen Probenwerte genommen werden, mit welchen eine genügend genaue Darstellung des Analogsignals möglich ist. Die Numeration erfordert ferner, daß eine Messung der Amplitude und gegebenenfalls auch des Vorzeichens des Probenwertes vorgenommen wird, wobei das Resultat dieser Messung in Form eines numerischen Signals ausgedrückt wird. Diese Art von Numeration erfordert die Messung der einzelnen Probenwerte, was zu einer Numerisation mit fixierter Kommastelle führt. Falls die Dynamik der gemessenen

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Analogsignale jedoch sehr groß sind, erfordert die Numeration mit fixierter Kommastelle eine große Anzahl von Binärpositionen. Diese Lösung ist somit relativ komplex und schwierig durchzuführen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, eine Verstärkung jedes Probenwertes mit. einem unter einer Mehrzahl von vorgegebenen Werten einstellbaren binären Verstärkungsfaktor durchzuführen, wodurch die Amplitude jedes verstärkten Probenwertes etwas unterhalb eines vorgegebenen Wertes des Signals bei vollem Maßstab gebracht wird, worauf eine analog-numerische Umwandlung Ja bezug auf Signal bei vollem Maßstab des Probenwertes vorgenommen wird. Diese als "Numerisation mit flotfcierender Kommastelle" bezeichnete Lösung istbeispielsweise in der FR-PS 1 522 367 der Anmelderin beschrieben.

In diesem Fall ist das am Ausgang des analog-numerischen Verwandlers auftretende numerische Signal in Form einer Mantisse eine Darstellung des Probenu^rtes, welcher mit einem binären Verstärkungsfaktor verstärkt worden ist. Dieser binäre, getrennt in Form eines numerischen Wertes ausdrückbare Verstärkungsfaktor bildet den charakteristischen Teil, welcher die Position der Kommastelle im Verhältnis zu der Mantisse festlegt. Die Spannung bei vollem Maßstab wird dabei so gewählt, daß der binäre Verstärkungsfaktor immer größer als 1 ist, so daß die Verschiebung der Kommastelle immer in derselben Richtung erfolgt. Demzufolge 1st das Vorzeichen der Kommastelle des charakteristischen Teils immer dasselbe, so daß dasselbe nicht angegeben werden braucht. Ein eventuell vorhandenes Vorzeichen der Analogsignale kann somit immer als Teil der Mantisse angesehen werden,

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la der folgenden Beschreibung sei unter der Einstellung des Verstärkungsfaktors ein Vorgang verstanden, bei welchem ein Probenwert ,mit einem geeigneten binären Verstärkungsfaktor verstärkt wird, um den verstärkten Probenwert in die Nähe unterhalb eines Spannungswertes bei vollem Maßstab zu bringen, worauf dann eine analog-numerische Umwandlung des somit verstärkten Probenwertes vorgenommen wird.

Die Numerisatlon bei fixiertem Kommastelle der Analogsignals mit vorgegebener⁵ Polarität und relativ geringer Dynamik ist bereits im Rahmen der PE-PS 978 054 beschrieben. Die in dieser Patentschrift beschriebene Anordnung erlaubt jedoch nicht eine Numerisierung mit gleitender Kommastelle von Analogsignalen großer Dynamik und weist ebenfalls keine große Genauigkeit auf.

Die heutzutage verwendete Technik für die Numerisation mit gleitender Kommastelle besteht darin^ getrennt eine Einstellung des Verstärkungsfaktors eines Probenwertverstärkers durchzuführen, wobei der Verstärkungsfaktor diskrete binäre Wert© annehmen kann. Daraufhin wird eine Messung jedes somit verstärkten Probenwartes innerhalb eines analog-numerischen Wandlers vorgenommen. Die zwei wichtigen Parameter bei der Numerisation mit gleitender Kommastelle sind die von der Schnelligkeit der verwendeten elektronischen Kreise abhängende Frequenz der Probenwertentnahme und die mifiblere Meßgenauigkeit, welche die Anzahl der genauen signifikanten Zahlenwerte festlegt, was wiederum von dem Verhältnis der Amplitude des verstärkten Probenwertes und der Amplitude des Signals bei vollem Maßstab abhängt. Es ist dabei einleuchtend, ÜB.& die Meßgenauigkeit um so größer ist, je größer die Anzahl der diskreten Verstärkungsfaktorwerte für Analogsignal© mit vorgegebener Dynamik gewählt ist.

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Die Probenwertverstärker mit automatischer Einstellung des Verstärkungsfaktors und die in diesem Zusammenhang verwendeten analog-numerischen Wandler sind dabei umso komplexer, als die Anzahl der diskreten Verstärkungsfaktorwerte und die gewünschte Anzahl der signifikanten Zahlenwerte hoch sind. Daraus ergibt sich, daß die Komplizität und der Energieverbrauch der bisher bekannten Schaltanordnungen relativ hoch sind, wenn eine große Anzahl von verschiedenen Analogsignalen behandelt werden muß. Dabei muß für jedes Signal eine Numerisationsanordnung mit gleitender Kommastelle verwendet werden, was jedoch relativ teuer ist und zu Problemen führt, wenn die verschiedenen Signale nach ihrer Numerisation miteinander verglichen werden müssen. Falls jedoch die verschiedenen Analogsignale multiplexiert werden, um dieselben auf einen einzigen Numerisationskanal mit gleitender Kommastelle zu leiten, ergibt sich der Nachteil, daß die obere Grenzfrequenz dieses Kanals entsprechend der Anzahl von multiplexen Analogsignalen sehr hoch gewählt werden muß. Die beiden Arten von bisher bekannten Anordnungen führen zu einer relativ hohen Komplexität und einen elektrischen Stromverbrauch, so daß dieselben nicht an jedem beliebigen Ort verwendet werden können.

Dies ist insbesondere bei seismischen Anwendungen sehr unpraktisch, bei welchen eine Mehrzahl von Wandlern auf dem Terrain verteilt sind, wobei die Notwendigkeit besteht, die von den Wandlern abgegebenen Signale am Ort der Auswertung zu numerisieren. In diesem Fall müssen die Numerisationsanordnungen gemäß dem bisherigen Stand der Technik in der Nähe der Energiequelle - beispielsweise eines mit Lab or einrichtungen versehenen Lastwagens - angeordnet werden, während die Meßwandler über große Entfernungen verteilt sind.

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Im Hinblick auf diesen Stand der Technik, ist es demzufolge Ziel der vorliegenden Erfindung* eine elektronische Anordnung zu schaffen, mit welcher Dei Analogsignalen eine Verstärkung mit verschiedene diskrete Werte annehmenden Verstärkungsfaktor möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß folgende Elemente vorgesehen sind:

a) Ein Verstärkerkreis mit vorgegebenen Basisverstärkungsfaktor zwischen dem Eingang und dem Ausgang,

b) Ein Verzögerungskreis, welcher mit seinem Eingang mit dem Ausgang und mit seinem Ausgang mit dem Eingang des Verstärkerkreises verbunden ist und

c) Ein Vergleichskreis, welcher das Ausgangssignal des Verstärkerkreises mit einem Vergleichssignal + VR 1 vergleicht und an seinem Ausgang entsprechend dem Resultat des Vergleichs ein von zwei verschiedenen Ausgangssignalen ab-

• gibt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine einzige Anordnung die analog-numerische Umwandlung jedes verstärkten Stromwertes vornehmen. Dabei ist die Komplexität und der elektrische Stromverbrauch der Anordnung sehr gering. Eine derartige Anordnung kann ferner sehr leicht in Meßwandlern eingebaut werden, ohne daß dabei weder deren Abmessungen, noch der elektrische Stromverbrauch wesentlich zunimmt. Dadurch werden autonome Einheiten geschaffen, wobei sich zusätzlich der Vorteil ergibt, daß durch die im Bereich der Meßwandler vorgenommene Numerisation das Signal-Rauschverhältnis verbessert ist. Demzufolge bereitet die Übertragung

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der Signale von den Meßwandlern und die anschließende Behandlung der numerischen Information keine Schwierigkeiten. Ein weiterer Vorteil bosteht darin, daß bei einer Numerisation von mehreren Analogsignalen die Geschwindigkeit der Anordnung einzig und allein von der Frequenz de^ Probenwertentnahme jedes Analogsignals und nicht von der Anzahl von Signalen abhängt, Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können fernerhin die elektronischen Anordnungen einzeln eingestellt werden, um demzufolge einen Vergleich der numerisierten Signale durchzuführen.

Die elektronische Anordnung erm>glicht die Verstärkung jedes Probenwertes mehrmals hintereinander, bis dessen Amplitude die eines Referenzsignals übersteigt, wobei der gesamte Verstärkungsfaktor dieses Probenwertes in Form eines in Serie auftretenden numerischen Signals am Ausgang des Vergleichskreises auftritt. Der mit dem gesamten Verstärkungsfaktor verstärkte Probenwert ißt tm Ausgang(fes Verstärkerkreises verbunden, damit eine analog numerische Umwandlung möglich ist. Falls die Polarität der Probenwerte beliebig ist, dann ist der Vergleichskr^is so ausgelegt, daß er mit Signalen verschiedener Polarität arbeiten kann.

Entsprechend einer anderen Charakteristik der vorliegenden Erfindung kann eine derartige elektronische Anordnung ebenfalls die analog-numerische Umwandlung jedes verstärkten Probenwertes durchführen. Zu diesem Zweck weist der Verstärkerkreis und der Vergleichskreis swsi verschiedene Funktionszustände auf, wobei der erste Zustand der oben beschriebene für die Verstärkung von Probenwerten von Analogsignalen unter Verwendung eines verschiedene diskrete Werte annehmenden Verstärkungsfaktors ist, während der zweite Zustand für die analog-numerische Umwandlung dient.

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Gemäß einer ersten Variante der Erfindung weist der Verstärkungskreis in seinem zweiten Funktionszustand einen zweiten Verstärkungsfaktor auf, um entweder die Differenz zwischen dem Analogsignal am Eingang des Verstärkerkreises unter Verwendung eines zweiten Verstärkungsfaktors und einem Quantisationssignal oder nur das Analog-Signal abzugeben _s welches am Eingang des verstärkten Signals mit dem aweiten Verstärkungsfaktor auftritt, wobei eine Steuerung durch ain polarisiertes Signal erfolgt. In seinem zweiten Zustand weist der Veigleichskreis einen zweiten Wert des Esferanzsigimls auf, so daß sowohl numerische Signale, als auoh das dem Verstärkerkreis ■ zugeführte Polarisationssignal abgegeben werden.

Auf diese Weise gibt der Verstärkerkreis entweder dia Differenz zwischen dem analogen Probenwert multipliziert mit einem Verstärkungsfaktor· - im allgemeinen gleich 2 unel dem Quantisationssignai oder· dem Probenwert selbst multipliziert mit einem Verstärkungsfaktor 2 ab, je nachdem cb der ProLenwert vor seiner Verstärkung größer oder kleiner als ein zweiter Referenzwert des Vergleichskreises ist. Diese Variante ist insbesondere anwendbar, wenn di© Probenwerte eine konstante vorgegebene Polarität auf-" weisen..

Gemäß einer zweiten Aus führung form der Erfindung zur Durchführung einer analog-numerischen Umwandlung weist der Ysrsfclrkerkreis zwei Quantisaticnssignale auf, welche dieselbe Amplitude und entgegengesetzte Polarität aufweisen. Der zweite Vergleichswert des Vetgleichskreises ist Mull, so claS der VerstärkerkreIs systematisch die Differenz zwisehen dem mit einem zweiten Verstärkungsfaktor verstärkten

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Analogsignale und dem Quantisationssignal derselben Polarität abgibt, wobei die Polarität für die darauffolgende Funktionsweise des Verstärkerkreises in Abhängigkeit des Ausganges des Vergleichskreises gesteuert ist. Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform weist der Vergleichskreis vorzugsweise in seinem ersten Funktionszustand zwei Vergleichswerte auf, welche dieselbe Amplitude und entgegengesetzte Polarität besitzen. Der analog-numerischen Umwandlung folgt demzufolge eine Festlegung des Vorzeichens, was auf sehr einfache Weise möglich ist.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltdiagramm der elektronischen Anordnung gemäß der Erfindung für Analogsignale mit vorgegebener konstanter Polarität,-wobei ein Verzögerungskreis eine analoge Speicherung durchführt.

Fig. 2 ein schematisches Schaltdiagramm - ähnlich wie Fig. für Analogsignale mit beliebiger Polarität.

Fig. J5 ein schematisches Schaltdiagramm einer eine raschere Arbeitsweise ermöglichenden Abwandlung der Anordnung von Fig. 2,

Fig. 4 ein schematisches Schaltdiagramm einer Abwandlung der Anordnung von Fig. 2.

Fig. 5 ein schematisches Schaltdiagramm einer Anordnung ähnlich Fig. 1, wobei jedoch der Verzögerungskreis eine Verzögerungsleitung aufweist.

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3 0 9 8 '.": 0 / ί H G ß

Fig,, β bis 6b schematische Schaltdiagramme und ein Funktionsdiagramm eines numerischen Wandlers mit gleitender Kommastelle gemäß der Erfindung für Analogsignale mit vorgegebener konstanter Polarität, wobei die Anordnung ähnlich wie die von Fig. 1 arbeitet.

Fig. 7 bis 7B schematische Schaltdiagramme und ein Funktionsdiagramm eines numerischen Wandlers mit gleitender Kommastelle für Analogsignale beliebiger Polarität, wobei diese Anordnung ähnlich wie die von Fig. 2 arbeitet.

FJLg. 8 und 8A schematische Schaltdiagramme einer Abwandlung der Anordnung der Fig. 7 und 7A, wobei diese Anordnung ähnlich wie die von Fig. J5 arbeitet,

Fig. 9 bis 9B schematische Schaltdiagramme und ein Funktionsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Anordnung von Fig. 7 bis 7B, wobei diese Anordnung ähnlich wie die von Fig. 4 arbeitet, und

Fig. 10 bis 1OB schematische Schaltdiagramme und ein Funktionsdiagramm einer weiteren Ausführungsform des numerischen Wandlers mit gleitender Kommastelle gemäß der Erfindung für Analogsignale mit vorgegebener Polarität, wobei diese Anordnung ähnlich wie die von Fig. 5 arbeitet.

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In den Figuren sind die verschiedenen Schalter schematisch dargestellt, Wenn die Frequenz der Prcbsnwertentnahme relativ niedrig ist, können diese Schalter mechanischer Natur sein. Im allgemeinen bestehen jedoch die Schalter aus Halbleitern - vorzugsweise Feldeffekttransistoren. Alle dargestellten Schalter sind gesteuerte Schalter. Die Steuerleitungen sind Jedoch nicht dargestellt. Es ist jedoch für den Fachmann einleuchtend, daß mit Hilfe des Zeltrignalgenerators H - entsprechend einer gewünschten zeitlichen Folge Steuersignale fUr die Feldeffekttransistoren oder andere Schalter erzeugt werden können. Die in diesem Zusammenhang verwendeten Steuerkreise sind in den Figursn nur schetnatisch dargestellt, wobei generell das Bezugswichen 180 verwendet wird.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer verschiedene diskrete Werte eines Verstärkungsfaktorρ annehmenden Versfcärkerancrdnung, wobei dieser Anordnung Analogeignale mit vorgegebener Polarität augeführt sind. Die Anordnung weist einen Verstärkerkreiß 110 und einen Versögerungskreis 120 und einen Vergleichskreis I30 auf.

Der Verstärkerkreis llü ist irdw einem Signaleingang 111 und einem Signalausgang 112 versehan. Der Verstärkerkreis kann an seinem Ausgang 112 ein Analogsignal bzw. einen analogen Probenwert abgeben, welcher mit einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor verstärkt ist. Der Verzögerungskreis 120 ist mit einem mit dem Ausgang 112 des Verstärkerkreises 110 verbundenen Eingang 121 und mit einem Ausgang 122 versehen, welcher entweder direkt oder über einen gesteuerten Schalter S 140 mit dem Eingang ill des Verstärkerkreises 110 verbunden ist. Der Eingang 113 -He Verstärkerkreises 110 ist Über einen gesteuerter. Schalter S 150 mit einem Eingangskanal V E verbunden. Der Vergleichskreis I30 1st mit einem Eingang

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versehen, welcher beispielsweise direkt mit dem Ausgang 112 des Verstärkerkreises 110 verbunden ist. Der Vergleichskreis !JO ist auf der anderen Seite mit einem Ausgang Ij32 versehen, welcher mit dem Ausgangskanal VIi für die numerischen Signale verbunden ist.

Diese Bezeichnungen werden ebenfalls für alle anderen Anordnungen verwendet. Bei den einzelnen elektrischen Anordnungen sind die Schalter - so lange keine andere Aussage gebracht ist - in ihren Positionen am Beginn der Verstärkung mit einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor gezeigt.

unter Bezugnahme auf die Pig. 1 bis 5 sollen zuerst die Anordnungen für die Verstärkung mit einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor beschrieben werden. Die elektrischen Schaltkreis® dieser Anordnungen und Abwandlungen dieser Ausführungsfortnen werden dann beschrieben. Anschließend wird in allgemeiner Weise die Punktionsweise beschrieben. Unter Bezugnahme auf die Anordnungen der folgenden Piguren wird dann unter Bezugnahme auf die Punktionsdiagramme die Punktionsweise noch genauer beschrieben^ wobei die in diesem Zusammenhang auftretenden Anordnungen ebenfalls eine analog-numerische Umwandlung vornehmen.

IB dem folgenden soll nunmehr die Anordnung zur Einstellung des Verstärkungsfaktors unter Bezugnahme auf Pig. I beschrieben werden, um dann auf einfache Weise die Punktionswei se dieser Anordnung zu erörtern,

Solange der Schalter S l40 geschlossen ist, arbeiten der Yerstärkerkreis 110 und der Speicherkreis 120 zusammen, um ein analoges Probenwertsignal zu erhalten. Dieses Probenwertsignal wird mit einem vorgegebenen Basisverstärkungsfaktor

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innerhalb des Verstärkerkreises verstärkt. Das somit verstärkte Probensignal wird nach einem gewissen Zeitintervall über den Verzögerungskreis 120 erneut dem Verstärkerkreis 110 zugeführt. Dieses Verfahren wird so lange durchgeführt, bis der Schalter l40 geöffnet wird, wodurch verhindert wird, daß das somit verstärkte Probenwertsignal dem Verstärkerkreis 110 zugeführt wird. Die durch den Verzögerungskreis 120 vorgegebene Zeitverzögerung muß wesentlich größer als die Dauer jedes Probenwertsignales sein, wobei die Ansprechgeschwindigkeit des Verstärkerkreises berücksichtigt ist. Die verwendbare Dauer dieses Probensignals ist jene, während welcher das Ausgangssignal des Vergleichskreises als numerische Information berücksichtigt wird. Der Vergleichskreis 130 ist beispielsweise direkt mit dem Ausgang des Verstärkerkreises 110 verbunden, so daß für jede Verstärkung ein Vergleich mit einem Referenzsignal möglich ist.

Während des normalen Betriebes ist wenigstens einer der beiden Schalter S 140 und S I50 geschlossen. Sobald der Schalter S I50 geschlossen ist, wird das auf dem Eingangskanal VE vorhandene Analogsignal der Anordnung zugeführt. Die Abtrennung eines Probenwertsignals ergibt sich durch die öffnung des Schalters S I50 oder vorzugsweise durch die öffnung eines anderen Schalters - wie dies in dem folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 noch beschrieben sein soll. Sobald der Schalter S I50 geöffnet ist - d.h. während oder kurz nach der Probenwertentnahme - wird der Schalter S l40 geschlossen, um das Probenwertsignal entlang einer Schleife zu führen. Bei der in Pig. I dargestellten Ausführungsform wird angenommen, daß die Polarität der Probenwertsignale vorgegeben und konstant ist. Der Schalter S I4o ist in der geschlossenen Position dargestellt, in welcher Position eine Einstellung des Verstärkungsfaktors erfolgt, was anschließend an den Vorgang der Probenv/ertentnahme vorgenommen wird.

3 0 C S '■' / i .1 B ß

. Ganz allgemeiner Natur wird in allen Figuren der den
Ausgang 122 des Verzögerungskreises 120 mit dem Eingang
des Verstärkerkreises 110 verbindende Schalter S l4o immer in der geschlossenen Position dargestellt;, es sei denn, es wird eine entgegengesetzte Aussage gemacht.

Der Verstärkerkreis 110 ist mit einem Differentialverstärker A 113 versehen, dessennicht invertierter, mit "+"
versehener Eingang direkt mit dem Eingang 111 des Verstärkerkreises 110 verbunden ist. Der invertierte, mit "-" bezeichnete Eingang des Differentialverstärkers k 113 ist
über einen Widerstand R 114 mit dem Ausgang des Differentialverstärkers 113 verbunden. Der invertierte Eingang ist ebenfalls über einen Widerstand R 115 mit Masse verbunden. Der Ausgang des DifferentialVerstärkers A II3 bildet den
Ausgang 112 des Verstärkerkreises 110.

Der Verzögerungskreis 120 weist zwischen seinem Eingang 121 und seinem Ausgang 122 in Serie einen ersten gesteuerten Schalter S 123,'ein erstes statisches Speieherglied M 124, wie einen Kondensator, einen Verstärkungsfaktor von 1 aufweisenden Verstärker A I25, einen zweiten gesteuerten Schalter S 126 und ein zweites statisches Speicherglied M 127 und einen Kondensator M I27 auf. Unter statisches Speicherglied versteht man ein Element, welches das Analogsignal während eines bestimmten Zeitintervalle speichern kann. Bekannterweise kann ein durch eine sehr hohe Impedanz geladener Kondensator diese Funktion ausfüllen. In der folgenden Beschreibung stellt der Begriff statisches Speicherglied einen Gegensatz zu einem Verzögerungsglied dar, welches einem Analogsignal eine bestimmte Zeitverzögerung ergibt, ohne daß dabei das
Analogsignal in dauerhafter Weise in einem statischen Speicherglied gespeichert wird.

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Bei dem Verzögerimgskreis 120 ist die Verzögerungszei durch die Schalter S 123 und S 126 festgelegt, durch welche eine Übertragung des Probenwertsignals zwischen dem ersten Speicherglied M 124 und dam zweiten Speicherglied M 127 vorgenommen wird. Wie dies in dem folgenden noch beschrieben wird, kann der Verzögerungskreis 120 ebenfalls auf andere Weise als durch die beiden aus Kondensatoren bestehenden Speicherglieder M 124 und M 127 ausgebildet sein, deren Impedanzen du^ch die Diiferentialverstärker A 125 und A 113 festgelegt sind, deren Eingangsimpedanzen sehr hoch sind. Die Bedeutung des Verstärkers A 125 mit einem Verstärkungsfaktor von 1 besteht im wesentlichen darin, eine hohe Impedanz für das erste Speiche,<*glied M 124 zu bilden.

Eine notwendige Bedingung für die Funktionswelse des Verzögerungskreises 120 besteht darin, daS nur ein einziger der gesteuerten Schalter S 123 und S 126 zu jedem Zeitpunkt geschlossen ist. In Pig. .1 ist demzufolge der Schalter I23 geschlossen dargestellt, während der Schalter S 126 offen ist. In allen folgenden Figuren mit einem zwei Spaicherglieder aufweisenden Verzögerungskreis sina die beiden Schalter in ihrer Position am Beginn der Verstärkungsfelntoreinstellung dargestellt. Der Vergleichskreis I.30 ist mit einem Differentialverstärker C I33 versehen, dessen mit "+" bezeichneter Eingang mit dem Eingang I3I des Vergleichskreises I30 verbunden ist, während der mit "-" bezeiohnete Eingang mit einer Vergleichsspannungsquelle + VR 1 verbunden ist. Der Ausgang des Differentialverstärkers G 133 ist mit dem Ausgang 132 des Vergleichskreises I30 verbunden. Es sei erwähnt, daß ein VerstSrker-Vergleicher ein Differentialverstärker ist, welcher ein Signal i^ Bereich von Null abgibt, sobald das zu vergleichende Signal kleiner als die Vergleichsspannung

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+ TR ist, vrährend ein relativ hohes Ausgangs signal bzw. Sättigungssignal abgegeben ist, sobald das zu vergleichende Analogsignal dieselbe Polarität wie das Referenzsignal und sine Amplitude größer als das .Heferenssignal aufweist. Die beiden am Ausgang auftretenden vierte werden demzufolge "Mullwert" und "Sättigungswert^i! genannt.

Der Eingang 131 des Vergleichskreises I30 ist direkt mit dem Ausgang 112 des Verstärkerkreises 110 verbunden, Es soll jedoch verstanden sein, daß bei den verschiedenen Ausfuhrungsformen der Eingang 131 des Vergleichskreises 130 ebenfalls mit dem Ausgang der Speioherglieder M 124 oder dem Ausgang des einen Verstärkungsfaktor von 1 aufweisenden Verstärkers A 125 verbunden sein kann, weil die an diesen Ausgängen auftretenden Signale im allgemeinen identisch den am Ausgang des Verstärkerkreises 110 sind.

Die Einstellung des Verstärkungsfaktors wird in der Abhängigkeit der Amplitude der Frobenwertsignale durchgeführt, wobei jedoch deren Polarität nicht berücksichtigt ist. Da der Vergleiehskreis 130 von Pig. 1 nur für eine einzige Polarität - nämlich die der Vergleichsspannung +1/Rl- überprüfen kann, arbeitet die in Pig* I dargestellte Anordnung nur in Verbindung mit Probewertsignalen, weiche eine vorgegebene konstante Polarität aufweisen, die der des Referenzsignals + VR 1 entspricht.

Xn dem folgenden soll nunmehr die Funktionsweise der in Fig. 1 dargestellten Anordnung beschrieben werden. Zu diesem Zweck sei angenommen, daß der Verstärkungsfaktor des durch die Widerstände R 114 und R 115 festgelegten Verstärkerkreises 110 gleich 2 sein soll, wobei dieser Basisverstärker im allgemeinen eine ganzzahlige Potenz der Zahl 2 ist. Es sei ferner angenommen, daß ein Probenwertsignal mit der Amplitude

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U von einem auf dem Eingangskanal VE vorhandenen Analogsignal dem Eingang 111 des Verstärkerkreises 110 zugeführt wird und daß die Amplitude dieses Probenwertsignals wesentlich kleiner als die Vergleichsspannung τ VR 1 ist.

Dieses Probenwertsignal mit der Amplitude U wird durch den Verstärker A 113 mit einem Verstärkungsfaktor von 2 verstärkt, so daß sich demzufolge ein Signal 2 U ergibt, welches gleichzeitig dem Vergleichskreis 130 und dem Verzoganingskreis 120 zugeführt wird, dessen Schalter S 123 geschlossen ist. Falls das verstärkte Probenwertsignal 2 U kleiner als das Vergleichssignal + VR 1 ist, tritt am Ausgang I32 ein Nullwert auf. Falls das verstärkte Probenwerfcsignal jedoch größer als das Vergleichssignal + VR 1 ist, dann tritt am Ausgang 132 ein Satcigungswert auf-, so daß der Vorgang über die Einstellung des Verstärkungsfaktors abgeschlossen ist. Der gesamte Verstärkungsfaktor ist demzufolge 2 und das verstärkte Probenwertsignal besitzt demzufolge eine Amplitude 2 U. Falls jedoch zu diesem Zeitpunkt die Einstellung des Verstärkungsfaktors nicht abgeschlossen ist, wird das verstärkte Probenwertsignal 2 U von dem Speicherglied M 124 durch Schließen des gesteuerten Schalters S 126 über den einen Verstärkungsfaktor von 1 aufweisenden Verstärker A 125 dem Speicherglied M 127 zugeführt, wobei jedoch gleichzeitig der gesteuerte Schalter S I23 geöffnet wird, um die obenerwähnte Bedingung zu erfüllen. Der Schalter S 126 bleibt während eines gewissen Zeitraumes geschlossen, welcher die Verzögerungszeit des Verzögerungskreises 120 festlegt, Daraufhin wird der Schalter 126 erneut geöffnet und der Schalter S 123 geschlossen. Demzufolge wird in analoger V/eise eine erneute Verstärkung innerhalb des Verstärkerkreises 110 durchgeführt, wodurch sich ein verstärktes Probenwartsignal mit der Amplitu-

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de 4 XJ ergibt. Diese Arbeit speise wiederholt sich bis am Ausgang 132 des Vergleichskr-eises 133 ein Sättigungswert auftritt.

Die Anzahl der aufeinanderfolgenden Nullwerte des Vergleichskreises 130 ist ein numerisches Signal, welches dem gesamten Verstärkungsfaktor des ursprünglichen Probenwertsignales entspricht. Das verstärkte Probenwertsignal ist am Ausgang 112 des Verstärkerkreises 110 vorhanden, von wo es über einen analogen Ausgangskanal VA abgegeben wird.^r- Das Pr obenwertsignal nach der Verstärkung kann.jedoch ebenfalls am Ausgang des ersten Speichergliedes M 124 oder am Ausgang des einen Verstärkungsfaktors von 1 aufweisenden Verstärkers A 125 abgegeben, werden. Das verstärkte Probenwertsignal tritt auf dem Ausgangskar.al VA im Moment auf, wenn die Verstärkung: faktoreinstellung abgeschlossen ist. Dieser Kanal VA ist im allgemeinen mit einem analog-numerischen Wandler verbunden, welcher für einen maximalen Spannungswert ausgelegt- ist. Die Vergleichsspannung + VR 1 wird gleich dem Spannungswert VC des Wandlars dividiert durch den BasisVerstärkungsfaktor im vorliegenden Fall gleich 2 - des Vecstärkerkreises 110 gewählt» Dies bedingt, daß das verstärkte Frobenwertsignal einen Wert zwischen den Werten 1/2 VC 0 und VC 0 aufweist. Dies trifft für alle in der Folge nooli su beschreibende Anordnungen und alle möglichen BasisVerstärkungsfaktoren zu.

Eine Variante ergibt sioh, wenn der Verzegerungskreis zwei statische Speicherglieder aufweist. Die Vergleichsspannung -;- VR 1 wird gleich der maximalen Spannung VC 0 des analog-nutiierischen Wandlers gewählt, während das verstärkte Probenwertsignal am Eingang des Verstärkers - d.h. am Ausgang des Analogspeichers M 127 - abgenommen wird. In diesem Fall -wird der letzte Vergleich für die Abgabe eines Sättigungs-

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wertes mit einem verstärkten Signal durchgeführt, welches einmal zuviel mit dem Basisverstärkungsfaktor des Verstärkerkreiseo multipliziert worden ist. Das verstärkte Probewertsignal ist dasselbe wie vorhin, wobei sich jedoch die Codierung der numerischen Signale am Ausgang des Vergleichskreises geringfügig unterscheidet, weil in dem letzteren Fall für dasselbe Probenwertsignal die Anzahl der Nullen am Ausgang des Vergleichers urn I größer ist» Diese abgewandelte Ausführungsform ist in Fig. 1 durch die gestrichelt dargestellte Linie VA dargestellt.

Der Ausgang des Vergleiehskreistis IjJO ist mit dem Äusgangskanal VN der numerischen Sigrale verbunden, so daß die numerischen Signale entsprechend dem gesamten Verstärkungsfaktor abgegeben werden.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung von Fig. 1. Bei dieser Ausführungsform vergleicht der Vergleichskreis I50 sein Eingangssignal unabhängig von der Polarität mit einem Referenzsignal. Zusätzlich ist der Vergleichskreis 110 mit einem Schalter S 116 versehen, so daß dieser Verstärkungskreis - beispielsweise während der Probenwertentnahme - mit einem Verstärkungsfaktor von 1 arbeiten kann. Im übrigen sind die Schaltkreise von Fig. 1 und 2 identisch, so daß dieselben Bezugszeicheii verwendet werden.

Der Vergleichskreis I30 weist bei dieser Ausführungsform einen Verstärkervergleicher C 133 auf, welcher mit einer Vergleichsspannung + VR 1 verbunden ist. Zusätzlich ist ein zweiter Vergleicher C 1?4 vorgesehen, dessen mit ^i?-" bezeichneter Eingang mit dem Eingang I3I des Vergleicherkreises I30 verbunden ist, während j.*? mit "+"bezeichnete Eingang mit einer

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Vergleichsspannung - VR 1 verbunden ist, welche dieselbe Amplitude wie die Vergleichsspannung -WR 1, Jedoch eine entgegengesetzte Polarität aufweisen. Die Ausgänge der Vergleicher C 133 und .C 134 sind mit den Eingängen eines ODER-Gatters G 139 verbunden, dessen Ausgang mit dem Ausgang I32 des Vergleichskreises 130 verbunden ist. Auf der Ausgangsleitung VN werden dabei numerische Signale abgegeben, welche dem gesamten Verstärkungsfaktor jedes Probenwertsignals entspricht. Eine zufriedenstellende Arbeitsweise kann erreicht werden, weil beim Auftreten eines Sättigungswertes an einem der Vergleicher ebenfalls auf der Ausgangsleitung VN ein Sättigungswert auftritt.

Die Art der vor der Einstellung des Verstärkungsfaktors stattfindenden Probenwertentnahme soll nunmehr unter Bezugnahme auf Pig. 2 beschrieben werden. Die Probenwertentnahme erfolgt durch öffnung des Schalters S 116, der während der Einstellung des Verstärkungsfaktors geschlossen ist. Diese Ausführungsform kann jedoch ebenfalls bei der Anordnung von Fig. 1 und bei allen anderen Ausführungsformen verwendet werden. Diese Abwandlung der Probenwertentnahme ist jedoch bei Verzögerungskreisen weniger interessant, welche keine statischen Speicherglieder aufweisen.

Gleichzeitig mit der öffnung des Schalters S 116 wird der Schalter S 140 ebenfalls geöffnet, während der Schalter S 150 geschlossen wird. Auf diese Weise ist der Differentialverstärker A 113 nur mit dem Widerstand R 114 versehen, ohne daß dabei eine Verbindung mit Masse vorhanden wäre. Der Verstärker hat somit einen Verstärkungsfaktor von 1 und gibt an seinem Ausgang - entsprechend dem Eingangssignal auf der Leitung VE - ein Analogsignal ab. Die Probenwertentnahme ergibt sich durch öffnung des Schalters S 123, wobei die Amplitude und Polarität des Analogsignals durch den Zeitpunkt von dessen öffnung festgelegt ist. Dieses Probenwertsignal

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wird in dem Speicherglied M 124 gespeichert und wird direkt darauf dem Speicherglied M 127 zugeführt, weil die öffnung des Schalters S 12j5 gleichzeitig mit der Schließung des Schalters S 126 erfolgt. Nach der Probenwertentnahme befinden sich die Schalter S 116 und S 140 im geschlossenen Zustand, während der Schalter S 150 geöffnet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Probenwert dsm Eingang 111 des Verstärkerkreises zugeführt, damit - so wie dies bereits beschrieben worden ist eine Einstellung des Verstärkungsfaktors vorgenommen werden kann.

In dem folgenden soll nunmehr auf Fig. J5 Bezug genommen werden, in welcher eine Ausführungsform gezeigt ist, bei welcher analoge Probenwertsignale mit zwei Polaritäten verarbeitet werden können, wobei die Probenwertentnahme - ähnlich wie bei Fig. 2 - mit Hilfe eines Schalters S 116 erfolgt. Der Transfer von dem statischen Speicherglied M 127 zu dem statischen Speicherglied M 124 erfolgt in diesem Fall über einen Verstärkerkreis, welcher einen Einfluß auf den Verstärkungsfaktor ausübt, während der Transfer von dem Speicherglied M 124 zu dem Speicherglied M 127 ebenfalls eine Verstärkung bewirkt, die auf die Verstärkungsfaktoreinstellung Einfluß hat. Bei dieser Ausführungsform ist der einen Verstärkungsfaktor von 1 aufweisende Verstärker A 125 durch einen zweiten Verstärkerkreis 160 ersetzt, welcher entsprechend dem Verstärkerkreis 110 ausgebildet ist. Der Verstärkerkreis l60 ist demzufolge mit einem Signaleingang 161, einem Ausgang 162 und einem Differentialverstärker A l6j versehen, dessen mit "+" bezeichneter Eingang über den Eingang l6l mit dem Ausgang dss ersten Speichergliedes M 124 verbunden ist. Der Ausgang des Differentialverstärkers A I63 ist über einen Widerstand R 164 mit dem mit "-" bezeichneten Eingang des Verstärkers A I63 verbunden. Der mit "-¹* bezeichnete Eingang ist über einen Widerstand R I65 und eventuell einen der Pro-

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benwertentnahme dienenden Schalter 166 mit Masse verbunden. Dabei wird der Schalter S 166 verwendet, falls die erste Verstärkung von dem ersten Verstärkerkreis 110 durchgeführt werden soll. Der Ausgang des Verstärkers A 163 führt über den zu dem Ausgang 162 des Verstärkerkreises l6o. Dieser Ausgang ist einerseits über den Schalter S 126 mit dem Eingang des Speichergliedes M 127, andererseits mit einem ähnlich wie der erste Vergleichskreis I30 ausgebildeten zweiten Vergleichskreis I70 verbunden. Zusätzlich kann eventuell noch eine Verbindung zu einem Ausgangskanal VA vorgesehen sein. Der zweite Vergleichpreis I70 ist mit zwei Vergleichern C 173 und C 174 versehen, welchen zwei verschiedene Vergleichsspannungen zugeführt sind, die die gleiche Amplitude, jedoch entgegengesetzte Polaritäten aufweisen. Die Ausgänge der Vergleicher C I73 und C 174 werden ähnlich wie dies bei dem Vergleichskreis 130 der Fall ist, einem ODER-Gatter G 179 zugeführt. Die Widerstände R 164 und R I65 des zweiten Verstärker-, kreises I60 weisen vorzugsweise dieselben Widerstandwerte wie die Widerstände R 114· und R II5 des ersten Verstärkerkreises 110 auf, so daß die Verstärkungsfaktoren der beiden Verstärkerkreise 110 und I60 identisch sind und einer ganzzahligen Potenz von 2 entsprechen. In diesem Fall ist ebenfalls zweckmäßig, den Vergleichsspannungen der beiden Vergleichskreise 130 und 170 dieselben absoluten Werte zu geben. Die Ausgangssignale an den ODER-Gattern G 139 und G 159 entsprechen somit auf einem numerischen Kanal VN entsprechenden Verstärkungsfaktorsignalen .

Bei dieser Ausführungsform kann der verstärkte Probenwert entweder am Ausgang des Verstärkers A I30 oder des Speichergliedes M 124 bzw. am Ausgang des Verstärkers A I63 oder des Speichergliedes M 127 abgenommen werden, je nachdem ob der erste oder zweite Vergleichskreis I30 oder I50 den Sättigungswert abgibt. Der verstärkte Probenwert kann somit auf einem

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einzigen Analogsignalkanal VA entweder mit Hilfe von durch die Ausgangssignale der Vergleichskreise gesteuerten Schaltern oder vorzugsweise mit Hilfe von einem der einen Verstärkungsfaktor von 1 aufweisenden Verstärker A 113 und A 163 unter Einsatz von einem der Schalter S II6 und S I66 erzeugt werden.

Im Fall, wenn nur eine einzige der beiden Leitungen VA von Fig. 3* beispielsweise die am Ausgang 112 des Verstärkers A 113 angeschlossene Leitung verwendet wird und wenn der verstärkte Probenwat am Ausgang des Verstärkers A I63 auftritt, was einen Sättigungswert am Ausgang des zweiten Vergleichskreises I70 bedingt, so wird dieser Sättigungswert zur Steuerung der öffnung des Schalters S 116 verwendet. Der Verstärker A II3 arbeitet dann mit einem Verstärkungsfaktor von 1, so daß der bereits verstärkte Probenwert an jedem Ausgangskanal auftritt, welcher mit dem Ausgang 112 des Verstärkers II3 verbunden ist.

In Fig. 4 ist eine Schaltanordnung gemäß der Erfindung gezeigt, bei welcher der Verzögerungskreis durch ein erstes und zweites statisches Speicherglied gebildet ist, wobei jedes einen Eingangsschalter und einen Ausgangsschalter aufweist. Diese Ausführungsform bildet eine Variante der Anordnung von Fig. 3* wobei jedoch die beiden Verstärkerkreise durch einen einzigen Verstärkerkreis 110 ersetzt sind. Der Verstärkerkreis 110 kann dabei einer der von Fig. 1 bis 3 sein, wobei ein Schalter 116 vorgesehen sein muß. Der Vergleichskreis 130 von Fig. 4 entspricht ebenfalls dem von Fig. 2 und 3· Falls jedoch die Analogsignale eine vorgegebene Polarität aufweisen sollte, kann ebenfalls der entsprechende Kreis von Fig. 1 verwendet werden.

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Bei dieser Ausführungsform ist der Eingangl21 des Verzögerungskanals 120 über einen ersten gesteuerten Schalter S 325 mit einem ersten statischen Speicherglied M 124 verbunden, während parallel dazu ein zweiter gesteuerter Schalter 126 vorgesehen ist, welcher mit einem zweiten statischen Speicherglied 127 verbunden ist. Pur die beiden gesteuerten Schalter S 123 und S 126 muß immer die erwähnte Bedingung aufrechterhalten werden, nämlich daß nur einer dieser Schalter zu jedem Zeitpunkt geschlossen ist. Der Ausgang des ersten statischen Speichergliedes M 124 ist über einen Schalter S 128 mit dem Ausgang 122 des Verzögerungskreises 120 verbunden, während der Ausgang des zweiten statischen Speichergliedes M 127 über einen zweiten gesteuerten Schalter S 129 mit demselben Ausgang 122 verbunden ist. Einer der beiden Schalter S 128 und S 129 muß zu jedem Zeitpunkt geschlossen sein. Die beiden Schalter S 128 und S I29 werden während der Probenwertentnahme gleichzeitig geöffnet, wobei sie die Rolle des Schalters S 140 bei den Ausführungsformen von Fig. 1 bis 3 spielen. Außerhalb der Dauer der Probenwertentnahme sind die Schalter S 128 und S I29 der erwähnten obigen Bedingung ebenfalls ausgesetzt - d.h. einer und nur einer von ihnen ist jedem Zeitpunkt geschlossen. Für jede Speicherung können die Schalter S 128 und S 129 nur geöffnet sein, wenn der dazugehörige Eingangsschalter geschlossen ist und umgekehrt.

Eines der statischen Speicherglieder - beispielsweise das Speicherglied M 124 - wird für die Probenwertentnahme verwendet, was durch öffnung des Schalters S 123 erwirkt wird. Die in Fig. 4 vorgesehenen Schalter befinden sich zu diesem Zeitpunkt In der dargestellten Position, in welcher die Verstärkung mit vorgegebenen Verstärkungsfaktor beginnt. Der in dem

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— or) —

Speicherglied M 124 vorhandene Speicherwert wird dabei dem Eingang 111 des Verstärkerkreises 110 zugeführt, während der nach der ersten Verstärkung vorhandene Probenwert am Ausgang des Verstärkerkreises 110 innerhalb des zweiten statischen Speichergliedes M 127 gespeichert wird. Nach dem ersten Vergleich innerhalb des Vergleichskreises 130 werden die Positionen der Schalter innerhalb des Verzögerungskreises 120 entsprechend umgekehrt, so daß die Einstellung des Verstärkungsfaktors solange durchgeführt wird, bis der Sättigungswert am Ausgang des Vergleichskreises 120 auftritt.

In Pig. 5 ist eine Anordnung entsprechend der Erfindung dargestellt, bei welcher der Verzögerungskreis 120 durch eine Verzögerungsleitung gebildet ist, die in an sich bekannter Weise nicht dargestellte Verstärkerelemente aufweist und die einen Verstärkungsfaktor von 1 besitzt. Diese Verzögerungsleitung ergibt dabei eine vorgegebene Zeitverzögerung. Der Eingang 121 dieser Verzögerungsleitung ist direkt mit dem Ausgang 112 des Verstärkerkreises 110 verbunden. Der Ausgang 122 der Verzögerungsleitung ist mit einem Schalter S verbunden, der wiederum mit dem Eingang 111 des Verstärkerkreises 120 einerseits und über einen Widerstand R 141 mit Masse verbunden ist.

Bei dieser Ausführungsform ist der Vergleichskreis lj50 zweckmäßigerweise der von Fig. 1, wobei die Vergleichsspannung den Wert von + VR 1 aufweist, der dem maximalen Spannungswert VC 0 - d.h. Basisverstärkungsfaktor des Verstärkerkreises 110 - entspricht. Bei dieser Ausführungsform erfolgt ferner die Probenwertentnähme vorzugsweise durch Schließen des Schalters 150, während eines Zeitintervalls, welches geringfügig kleiner als die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 120 ist.

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Im Hinblick auf die Probenwertentnahme besteht jedoch ein gewisser Unterschied zwischen den Ausführungsformen von Fig. 1 bis 4 und der Ausführungsform von Fig. 5. Wenn der Verzögerungskreis durch statische Speicherglieder gebildet ist - so wie dies bei den Ausführungsformen von Fig. 1 bis 4 der Fall ist - dann hat der entnommene Probenwert einen Wert des Analogsignals zu einem vorgegebenen Zeitpunkt bei der öffnung eines Schalters, wobei dieser Wert unter Zwischenverstärkung in dauerhafter Weise im einen oder anderen statischen Speicherglied eingespeichert ist.Bei einem Verzögerungskreis mit einer Verzögerungsleitung gemäß Fig. 5 ist der entnommene Probenwert ein eine gewisse Dauer aufweisender Signalteil, welcher aus dem Analogsignal herausgeschnitten ist. Die Amplitude des Probenwertes kann sich somit zwischen dem Anfang und dem Ende des Probenwertes ändern. In diesem Fall erscheint es vorteilhaft, die Signalgrößen des Vergleichskreises bei einem gewäHrten Zeitpunkt Innerhalb der Dauer der Probenwertentnahme zu wählen, welcher für ^jede der folgenden Vorgänge immer derselbe ist.

. Ein anderer Unterschied zwischen den statischen Speichergliedern und einer Verzögerungsleitung kann wie folgt dargestellt werden: Im ersten Fall wird die zeitliche Folge der Vorgänge innerhalb des Verzegerungskreises durch die Wirkung der Schalter des Verzögerungskreises bedingt. Im zweiten Fall ist diese Folge für alle Fälle vorgegeben, was von der Dauer der Probenwertentnahme und der Durchlauf zeit durch die Verzögerungsleitung bedingt ist.

in dem folgenden sollen nunmehr Anordnungen gemäß der Erfindung beschrieben werden, bei welchen zuerst eine Verstärkung mit einstellbarem Verstärkungsfaktor und anschließend eine analog-numerische Umwandlung vorgenommen wird. Zu diesem Zweck wird auf zeitabhängige Funktionsdiagramme Bezug genommen. Diese

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Punktionsdiagramme bezüglich einer Einstellung des Verstärkungsfaktors dienen ebenfalls zur Erläuterung der Ausführungsform von Pig. I bis 5·

Bezüglich der folgenden Figuren sei angenommen, daß die Anordnungen gemäß der Erfindung mit einem nicht dargestellten, an sich bekannten Zeitsignalgenerator H versehen sind und daß Jeder Steuerkreis l80 zuerst eine Steuerung für den Verstärkungsfaktor bezüglich diskreter Werte und anschließend eine Steuerung für die analog-numerische Umwandlung durchführen kann,wobei die Position der Schalter von dem zu behandelnden Signal abhängt.

Bei Anordnungen mit zwei statischen Speichergliedern kann der Zustand der Einstellung des Verstärkungsfaktors über das Ende der Einstellung des Verstärkungsfaktors hinaus verlängert werden. Dieser Zustand der Einstellung des Verstärkungsfaktors mit einer vorgegebenen Zeitdauer wird durch eine bestimmte Anzahl von Impulsen des Zeitsignalgenerators erreicht. Bei einer Abwandlung wird der Zustand der Einstellung des Verstärkungsfaktors durch die Anwesenheit eines Sättigungswertes am Ausgang eines Vergleichskreises erwirkt. Die Umwandlung kann dann direkt oder mit einer gewissen Zeitverzögerung im Anschluß an die Einstellung des Verstärkungsfaktors vorgenommen werden. Bei Anordnungen mit einer Verzögerungsleitung erweist es sich hingegen als notwendig, daß die Einstellung des Verstärkungsfaktors dann unterbrochen wird, sobald ein Sättigungswert erreicht ist, worauf normalerweise direkt anschließend daran eine Umwandlung vorgenommen wird. Zwischen der Einstellung des Verstärkungsfaktors und der Umwaadlung des verstärkten Analogsignals kann der Verstärkerkreis nur in Wirkung gebracht werden, wenn dann ein Verstärkungsfaktor von 1 vorhanden ist.

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Die Anordnung gemäß der Erfindung kann für die analognumerische Umwandlung zwei verschiedene Umwandlungsarten verwendein. Diese beiden Arten sollen unter Bezugnahme auf die Pig. 6 und 7 beschrieben werden. Es erscheint jedoch notwendig, im voraus den Differentialverstärker A 115 des Verstärkerkreises 110 von Fig. 6 zu betrachten. Sobald der Schalter S 116 geschlossen ist, ist der Verstärkungsfaktor des Verstärkerkreises gleich R 114 +R 115 /R 115. Für die Einstellung des Verstärkungsfaktors sei dies der Basisverstärkungsfaktor genannt, welcher im allgemeinen gleich einer ganzzahligen Potenz von 2 ist. Bei geöffnetem Schalter S 116 und geschlossenem Schalter S 118 kann die Spannung V 112 in Abhängigkeit der Spannung V 111 und der Quantisationsspannung + VQ wie folgt ausgedrückt werden:

V 112 - V 111 . R 114 + R 117 - (+ VQ) R 114

R 117 ^{R 117}

Für eine analog-numerische Umwandlung in binärer Darstellung sind die Widerstandswerte R Il4 und R 117 gleich gewählt, so daß V 112 = 2 χ V 111 - VQ wird. So wie sich dies im folgenden noch ergibt, wird bei verschiedenen Varianten des analognumerischen Wandlers ebenfalls ein Differentialverstärker A 115 verwendet, bei welchem die Spannung VQ durch eine Spannung 0 ersetzt wird, so daß sich der Ausdruck V 112 = 2 χ V 111 ergibt. Daran kann man erkennen, daß, wenn ein Basisverstärkungsfaktor von 2 verwendet wird, - was durch R 114 « R 115 erreicht wird - es nicht notwendig ist, einen zusätzlichen Schalter zu verwenden, um das Verhältnis V 112 = 2 χ V 111 zu erreichen. Zur Vereinfachung sei diese Hypothese für die Mehrzahl der in dem folgenden zu beschreibenden Schaltanordnungen gemacht.

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Es sei verstanden, daß wenigstens einer der mit dem invertierten Eingang des Verstärkers A 113 verbundenen Schalter zu jedem Zeitpunkt geschlossen 1st. Bezüglich des Vergleichskreises ergibt sich dieselbe Situation, indem der Vergleichswert - bzw. einer der zwei Polaritäten aufweisenden Vergleichswerte - in bestimmten Fällen (Pig. 10) sowohl für die Einstellung des Verstärkungsfaktors als auch die analog-numerische Umwandlung derselbe 1st. Während des normalen Betriebes ist natürlich einer - und nur einer -der mit demselben Vergleioher verbundenen Schalter geschlossen. Es besteht ferner bezüglich des Betriebes der analog-numerischen Umwandlung zwei wesentliche Varianten, bei welcher In einem Fall die Referenzspannung 0 ist (Flg. 6 bis 9)* während im anderen Fall die Vergleichsspannung gleich dem absoluten Wert der maximalen Umwandlungsspannung dividiert durch 2 ist (Fig. 10).

In dem folgenden soll nunmehr die in Fig. 6 dargestellte Ausführungeform beschrieben werden. Vor der Numerisation befindet sieh dieAnordnung im Wartezustand, wobei die einsig geschlossenen Schalter die Sehalter S 150 und S 123 sind. Der Differentialverstärker A 113 weist demzufolge einen Verstärkungsfaktor von 1 auf. Die Probenwertentnahee erfolgt -ähnlich wie bei der Ausführungform von Flg. 2 - durch öffnung 4·« Schalters S 123* Der innerhalb des Speichern It 124 gespeicherte Probenwert wird daraufhin duroh Schliefen des Schalters S 126 dem Speioher M 127 «ugeführt, worauf der Schalter S 126 erneut geUffnet wird. Die Anordnung wird somit genau in denselben Zustand wie der in FIg* 1 dargeatellte Zustand für die Einstellung des Veretärkung*faktore gebracht. Die Wirkungsweise entspricht demzufolge ebenfalle der von Fig. 1.

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Am Ende der Einstellung des Verstärkungsfaktors beginnt die analog-numerische Umwandlung. Die Schalter nehmen dann die in Fig. 6A dargestellte Position ein. Bei dieser Schaltanordnung ist die verwendete Vergleichsspannung + VR 2 für die analog-numerische Umwandlung gleich O. Wenn der Probenwert am Eingang des Verstärkerkreises mit U bezeichnet wird, dann erfolgt die Umwandlung auf folgende Weise: Der Schalter S 118 ist geschlossen, falls die Spannung zweimal U - VQ am Ausgang des Verstärkerkreises 110 oberhalb von O ist. Das erste Bit der Umwandlung 1st dann 1, während die Spannung 2U - VQ dem Speicher M 124 und dann dem Speicher M 127 zugeführt wird. Falls hingegen die Spannung zweimal 2U - VQ am Ausgang 112 des Verstärkerkreises negativ ist, ist der Schalter S 118 geöffnet und der Schalter S 116 geschlossen. Dabei wird möglicherweise die Spannung + VQ durch eine Spannung 0 ersetzt, wenn die Beziehung R 114 « R 115 nicht durch Einstellung des Verstärkungsfaktors eingehalten ist. Die innerhalb des Speichers M 124 gespeicherte Spannung ist demzufolge 2U, wobei diese Spannung anschließend in den Speicher M 127 geleitet ist. In diesem Fall ist die Bitumwandlung gleloh Null.

Fig. 6b zeigt genauer die Funktionswelse des Wandlers von Fig. 6 und Fig. 6A für einen Probenwact, dessen Amplitude 1,5 Volt beträgt. In dieser Figur wird die Schließung eines Schalters durch eine vollausgezogene Linie dargestellt, während die öffnung durch eine gestrichelte dünne Linie dargestellt wird. Die Spannungen + VQ und + VR 1 werden als 10 Volt angenommen, welche der maximalen Spannung des analog-numerischen Wandlers entspricht.Im übrigen wird angenommen, daß die Widerstände R 114, R 115 -und R II7 einander gleich sind. In diesem Fall ist der Basis-Verstärkungsfaktor gleich 2. Falls dies nicht der Fall wäre,

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müßte beispielsweise ein zusätzlicher Schalter vorgesehen sein, um den Widerstand R 117 - anstelle mit der Spannungsquelle 4-VQ- mit Masse zu verbinden. In diesem Fall wäre der Widerstand R 113 nicht gleich dem Widerstand R 117.

Die Einstellung des Verstärkungsfaktors erfolgt gemäß Fig. 6b mit einer vorgegebenen Zeltdauer, welche 8 Zeitperioden entspricht. Dies ist jedoch nicht absolut notwendig. Die Dauer könnte entsprechend dem Auftreten eines Sättigungswertes am Ausgang des Vergleichers verschieden sein. Die Dauer der analog-numerischen Umwandlung ist auf 7 Zeitperloden festgelegt, wobei die gesamte Dauer durch die gewünschte Genauigkeit festgelegt wird. Die auftretenden Zeltperioden to bis tl5 seien nunmehr in dem folgenden beschrieben j

Wartephase vor tO: Alle Schalter sind geöffnet, auBer den Schaltern S I50, S 135 und S 123. Das Analogsignal habe einen Spannungswert von + 1,5 Volt und trete am Ausgang des Verstärkerkreises auf, der einen Verstärkungsfaktor von 1 aufweist. Dabei sind alle Schalter dieses Kreises geöffnet. Dasselbe Signal 1st Innerhalb des Speichers M 124 vorhanden. Der Speicher M 127 enthält ein beliebiges Signal zwischen den Werten 0 und + 10 Volt.

Periode tO: öffnung des Schalters S I23 und Schließung des Schalters S 126. Die Spannung V 112 ist gleich dem Analogsignal an dem Eingangekanal. Der Speicher M 124 behält die Probenwertspannung von 1,5 Volt. Der Speicher M 127 erhält diese Spannung von 1,5 Volt.

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-32- . 230032Ö

Periode ti: öffnung des Schalters S I50 und Schließung des Schalters S I²K). Der Verstärker A 113 erhält nunmehr das Signal des Speichers M 127, besitzt jedoch noch einen Verstärkungsfaktor von 1.

Periode t2: Schließung des Schalters S 116 und Änderung des Zustandes der Schalter der Speicher. Beginn der Steuerung des Verstärkungsfaktors. Bei einem Basisverstärkungsfaktor von 2 ergibt der Verstärker A II3 an seinem Ausgang die doppelte Spannung von 1,5 Volt des Speichers M 127. Diese Spannung von 3 Volt wird einesteils dem Vergleichskreis zugeführt, welcher am Ausgang ein Signal 0 abgibt. Andererseits wird diese Spannung von 3 Volt dem Speicher M 124 zugeführt. Am Ende dieser Periode tritt am numerischen Ausgang ein Bit 0 des Verstärkungsfaktors auf. Dieses Bit ist das erste Bit des charakteristischen Teils des numerischen Signals.

Periode t3: Änderung des Zustandes der Schalter S 123 und S 126 und Übertragung der Spannung von 3 Volt von dem Speicher M 124 in den Speicher M 127 mit Verzögerung. Der Verstärkerkreis gibt 6 Volt ab, ist jedoch noch nicht mit dem Speicher M 124 verbunden.

Periode t4: Änderung der Zustände der Schalter S 123 und S 126. Der Speicher M 124 erhält nun den Spannungswert von 6 Volt. Der Vergleichskreis gibt ebenfalls ein Signal 0 ab, wodurch das zweite Bit des charakteristischen Teils festgelegt ist.

Periode t5: Änderung des Zustandes der Schalter S 123 und S 126. Der Speicher M I27 erhält 6 Volt. Die Spannung des Ausgangs V 112 des Verstärkerkreises beträgt nunmehr

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12 Volt. Der Vergleichskreis gibt demzufolge ein SHttigungssignal ab, während der Speicherkreis M 124 noch nicht das Signal 12 Volt erhält.

Periode t6: Änderung des Zustandes der Schalter S 123 und S 126. Am Ende dieser Periode tritt das dritte Bit in Form einer "1" des gekennzeichneten Teils auf. Der Schalter S 126 muß ab dem Ende jener Periode offen bleiben, während welcher der Sättigungswert am Ausgang des Vergleichers auftritt und mufl bis zum Ende der Einstellung des Verstärkungsfaktors in dieser Lage verbleiben.

Periode tj: Keine Änderung der Schalter in diesem Zustand. Es würde jedoch eine Änderung des Zustandes der Schalter auftreten, falls das dritte Bit des charakteristischen Teils "0" wäre.

Periode t8: Beginn der Phase der Umwandlung. Änderung des Zustandes der Schalter des Vergleichskreises S 133 und S 136. Änderung des Zustandes der Schalter des Verstärkerkreises S 118 und S 116. Der Verstärkerkreis gibt eine Spannung von 2 U - 10 Volt ab, sobald die Eingangsspannung U ist und der Schalter S 118 geschlossen 1st. Die Spannung des Speichers M 127 beträgt 6 Volt, während der Verstärkerkreis eine Spannung von 2 Volt liefert, die dem Vergleichskreis und dem Speioherkreis M 124 zugeführt wird. Die Vergleichsspannung des Vergleichers beträgt nunmehr 0, so dae am Ende dieser Perlode ein Bit von der Mantisse 1 auftritt.

Perlode t9: Keine Umwandlung. Das erste Bit beträgt 1. Man stellt fest, dae während der Phase der Umwandlung der Speicher M 124 das verstärkte Signal naoh der Festlegung

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des Bit der Mantisse erhält. Die Natur des aufrechterhaltenen Signals nach der Festlegung jedes Bit hängt von dem Wert dieses Bit ab.

Periode tlO: Übertragung der Spannung von 2 Volt in den Speicher M 127 durch Änderung der Schaltzustände der Schalter S 123 und S 126. Der Verstärkerkreis ergibt eine Spannung von -6 Volt. Der Vergleichskreis gibt einen Spannungswert von 0 ab, demzufolge am Ende dieser Periode ein zweites Bit auftritt.

Periode tll: Änderung des Zustandes der Schalter S 123 und S 126 und der Schalter S 118 und S 116. Der Verstärkerkreis gibt somit die Spannung 2 U ab. Der Speicher M 124 erhält demzufolge 4 Volt. Der Vergleichskreis gibt einen Sättigungswert ab, welcher jedoch nicht berücksichtigt wird.

Periode tl2: Änderung des Zustaades der Schalter S 116, S 118, S 123 und S 126. Der Verstärkerkreis gibt eine Spannung 2 U - 10 Volt ab. Der Vergleichskreis erhält demzufolge -2 Volt, und befindet sich somit auf dem Wert "0^M, so daß am Ende dieser Periode ein drittes Bit ¹¹O" für die Mantisse abgegeben wird.

Periode tl3: Erneute Änderung des Zustandes der Schalter S 123 und S 126 und der Schalter S 118 und S 116, weil das vorangegangene Bit "θ" ist. Der Speicher M 124 erhält eine Spannung von 8 Volt. Der Vergleichskreis gibt einen Sättigungswert ab, welcher jedoch ebenfalls nicht berücksichtigt wird.

Periode tl4: Änderung des Zustandes der Schalter S 123 und S 126 und der Schalter S 118 und S 116, weil das vorangegangene Bit einen Nullwert aufweist. Der Verstärkerkreis

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gibt einen Spannungswert von 6 Volt an den Vergleichskreis ab, welcher demzufolge seinen Sättigungswert beibehält. Am Ende dieser Periode wird ein viertes und letztes Bit ⁿlⁿ für die Mantisse abgegeben.

Periode tl5: Rückkehr in die Warteposition vor dem Zeltintervall to bis zum nächsten Auftreten eines Spannungswertes. Die Schalter S 123, S I35 und S I50 sind geschlossen. Alle anderen Schalter S 140, S I36, S II8 und S II6 und S 126 sind geöffnet.

Die Kodierung des gesamten Verstärkungsfaktors durch die einzelnen Bit des charakteristischen Teils ist dabei wie folgt!

111 entspricht 2°

oll entspricht 2

2
ool entspricht 2

000 entspricht 2?

In dem folgenden soll unter Bezugnahme auf Pig. 7 eine zweite Art der analog-numerischen Umwandlung beschrieben werden, bei welcher die Referenzspannung gleich O ist. Im (Gegensatz zu der beschriebenen Umwandlung erfolgt in diesem Fall die Umwandlung durch systematische Subtraktion innerhalb des Verstärkerkreises, selbst wenn das Resultat negativ ist. Dieses negative Resultat wird in dieser Form in den Analogspeicher eingespeichert. Falls der am Eingang des Verstärkerkreises zugefUhrte Spannungswert Jedoch negativ ist, wird demselben ein Quantisationssignal subtrahiert, welches selbst jedoch negativ ist. Da der Vergleicher die Tatsache festhält, daß der Probenwert negativ ist, erfolgt die Steuerung der Polarität des Signals demzufolge in Abhängigkeit des AusgangssignaB des Vergleichers.

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Es ist für den Fachmann einleuchtend, daß - wenn der Probenwert 2 U einen negativen Wert 2 χ U - VQ, ergibt, und wenn man diesen Wert unter Änderung der Polarität des Signals VQ. erneut behandelt - ein Ausdruck 2 χ (2 χ U - VQ) - (-VQ) = 4U - VQ auftritt, was auf dasselbe hinauskommt, als wenn bei einem negativen Probenwert der Wert 2U gespeichert, anschließend eine Subtraktion vorgenommen und das Signal VQ mit dem "+"-Vorzeichen genommen wird. Da diese Anordnung eine Umwandlung von Signalen mit zwei verschiedenen Polaritäten vornehmen kann, ist es zweckmäßig, zur Steuerung des Verstärkungsfaktors zwei Vergleichsspannungen + VR 1 und -VR 1 zu verwenden. Die Fig. 7 zeigt die Position der Schalter zu Beginn der Einstellung des Verstärkungsfaktors. Fig. 7A hingegen zeigt die Position der Schalter bei Beginn der analog-numerischen Umwandlung - d.h. bei der Festlegung des Vorzeichens. Fig. 7B hingegen zeigt die Funktionsweise der Schaltanordnungen von Fig. 7 ^und 7A, wobei der zugeführte Probenwert einen Spannungswert von + 1,5 Volt aufweist. Bezüglich der entsprechend der Fig. 6B ausgebildeten Fig. 7B seien folgende Randbedingungen vorgegeben: VQ = VR 1 = 10 Volt,· R 114 = R 117 = 3 χ R 115-

Der Basisverstärkungsfaktor zur Einstellung des Verstär-

kungsfaktors betätigt demzufolge 4 - d.h. 2 . Die Anzahl der Bit des charakteristischen Teils ist dieselbe wie vorher. Der Betrieb für die Einstellung des Verstärkungsfaktors erfolgt auf dieselbe Weise wie bei der Ausführungsform von Fig.6. Obwohl der Probenwert derselbe ist, ist hingegen der numerische Wert des charakteristischen Teils unterschiedlich, weil der das Gewicht der Numeration der Bit des charakteristischen Teils festlegende Basisverstärkungsfaktor verschieden ist. Bezüglich der analog-numerischen Umwandlung ist die Anzahl der Bit gleich 4 zusätzlich einem ersten Bit, welches der Festlegung des Vorzeichens dient. Da die Übertragung des

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Spannungswertes des Verstärkerkreises in den Speicher M 124 ohne Randbedingungen erfolgt, werden die Positionen der Schalter des Speicherkreises bei jeder Zeitperiode geändert.

So wie dies bereits erwähnt worden ist, zeigt der Vergleicher am Ende der Periode tl2 an, dafl der Probenwert negativ ist, wobei ein Bit "θ" eingespeichert wird. Zu diesem Zeitpunkt ändern die Schalter S 118 und S 119 ihren Zustand, so daß sich die Polarität des QuantisationaAgnals von + 10 Volt auf - 10 Volt ändert. Man stellt ferner fest, daß während der Zeitperiode T 8 der Verstärker A 113 einen Verstärkungsfaktor von 1 aufweist, wodurch eine Festlegung des Vorzeichens möglich ist, ohne daß der Wert des Probenwertes eine Veränderung findet.

Die Fig. 8 und 8A zeigen eine Anordnung, bei welcher der Speicherkreis aus zwei statischen Speichergliedern besteht, wobei ein zweiter Verstärkerkreis 160 vorgesehen ist, welcher analog wie der Verstärkerkreis 110 ausgebildet ist. Der Verstärkerkreis 160 ist zwischen dem Ausgangsspeicher 124 und dem Eingang des Schalters 126 angeordnet. Flg. 8 zeigt die Position der Schalter am Anfang der Feststellung des Verstärkungsfaktors. Fig. 8A hingegen zeigt die Position der Schalter am Beginn der analog-numerischen Umwandlung. Die in den Fig. 8 und 8A dargestellte Anordnung stellt eine Abwandlung der Schaltanordnung von Fig. 7 dar und arbeitet auch auf die genau selbe Art und Weise. Der wesentliche Vorteil dieser Anordnung besteht in seiner verdoppelten Geschwindigkeit, well während zweier Zeitperioden jeder der Vergleicherkreise eine numerische Information abgibt. In diesem Fall ergibt der Verzögerungskreis abwechselnd für die beiden Verstärkerkreise eine Verzögerung, vorzugsweise sind die beiden Paare von Ver-

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stärkern und Vergleichern auch für die Einstellung des Verstärkungsfaktors einander identisch, weil dies für die analog-numerische Umwandlung absolut notwendig ist. Für diese Ausführungsform ist kein Punktionsdiagramm angegeben. Dieses Diagramm entspricht jedoch genau dem von Fig. 7B.

In Fig. 9 ist eine andere Abwandlung der Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt, bei welcher derselbe Verstärkerkreis die Rolle der beiden Verstärkerkreise von Fig. 8 und 8A einnimmt. Wie aivor zeigt Fig. 9 die Position der Schalter am Beginn der Feststellung des Verstärkungsfaktors, während die Fig. 9A die Position der Schalter beim Beginn der analog-numerischen Umwandlung angibt. In Fig. 9B ist das Zeitdiagramm der Funktionsweise der Schaltanordnung von Fig. 9 und 9A dargestellt, wobei die folgenden Bedingungen eingehalten sind: VQ = VR 1 β 10 Volt und R 114 = R 117 = 3 x R 115· Der zugeführte Probenwert weist eine Spannung von + 1,5 Volt auf, während der Basisverstärkungsfaktor derselbe wie bei der Ausführungsform von Fig. 7 bis 7B ist. Es ergibt sich somit, daß die Funktionsweise des Diagramms von Fig. 9B gleich der in Fig. 7B dargestellten Funktionsweise ist. So wie dies jedoch in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben worden ist, sind die beiden Schalter S 128 und S 129 jedoch vor der Probenwertentnahme geöffnet. Daraufhin erfolgt die Betätigung dieser Schalter entsprechend der erwähnten Bedingung.

In Fig. 10 ist eine Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt, bei welcher der Verzögerungskreis durch eine Verzögerungsleitung gebildet ist. Fig. 10 zeigt die Position der Schalter zu Beginn der Verstärkungsfaktoreinstellung.

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Fig. 1OA hingegen zeigt die Position der Schalter zu Beginn der analog-numerischen Umwandlung. Die in den beiden Figuren dargestellte Anordnung arbeitet mit Analogsignalen vorgegebener Polarität. Bei dieser Anordnung wird angenommen, daß die Widerstände R 114, R 115 und R 117 die gleichen Werte aufweisen. Das Signal + VQ weist ferner eine Spannung von 10 Volt auf. Das Signal + VR ist gleich der Hälfte von 10 Volt - d.h. 5 Volt. Der Vergleichskreis weist dasselbe Referenzsignal für die Einstellung des Verstärkungsfaktors und für die analog-numerische Umwandlung auf, weil der Basis verstärkungsfaktor während der Verstärkungsfaktouinsteilung gleich 2 ist. Dies bedingt, daß R 114 = R II5 ist.

Fig. 1OB zeigt ein zeitliches Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Anordnung von Fig. 10 und 1OA. Anhand dieser Ausftihrungsform ergibt sich, daß die Probenwertentnahme durch Schließen eines gesteuerten Schalters S I50 während eines vorgegebenen Zeitintervalls erfolgt, wenn der Schalter S 140 geöffnet ist. Die Durchlaufzeit durch die Verzögerungsleitung muß geringfügig größer als die gewählte Zeitdauer sein. Bei der Fig. 1OB wurde angenommen, daß die Durchlaufzeit gleich 2 Zeitperioden des Zeitsignalgenerators ist. Auf alle Fälle ist es Jedoch notwendig, daß die Durchlaufzeit ein bestimmtes Verhältnis gegenüber der Periode der Impulse des Zeitsignalgenerators aufweist.

Während der Periode to - d.h. während der Probenwertentnahme - arbeitet der Verstärker A II3 mit einem Verstärkungsfaktor von 1. Zu diesem Zeltpunkt sind die Schalter S 116 und S 118 geöffnet. Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Anordnungen 1st es Jedoch vorteilhaft, ein erstes Bit des kenn-

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zeichnenden Teils nach dem Wert des Anfangsprobenwertes - d.h. das Bit 1 zum Zeitpunkt ti - festzustellen. Dies muß jedoch ebenfalls bei den bisher beschriebenen Anordnungen durchgeführt werden, wenn das Vergleichssignal VR des Vergleichskreises gleich dem maximalen Umwandlungssignal dividiert durch den Basisverstärkungsfaktor ist.

Die Einstellung des Verstärkungsfaktors wird in der bereits beschriebenen Weise durchgeführt, um die drei Bit des kennzeichnenden Teils einschließlich des ersten Bit während der Probenwertentnahme festzulegen. Bei einem Probenwert von 1,5 Volt ergibt sich ein kennzeichnender Teil in numerischer Form gleich ool. In allgemeiner V/eise kann die Kodierung des gesamten Verstärkungsfaktors wie folgt

festgelegt werden: 111 entspricht 2°,

2 "⁵S

ool entspricht 2 , ooo entspricht 2r.

festgelegt werden: 111 entspricht 2°, oll entspricht 2 ,

Es sei nunmehr kurz auf die analog-numerische Umwandlung eingegangen: Der nach der Einstellung des Verstärkungsfaktors erhaltene Probenwert liegt immer zwischen 0 und 10 Volt, es sei denn, der Kode des Verstärkungsfaktors bzw. des charakteristischen Teils beträgt ooo. Wenn das letzte Bit des charakteristischen Teils 1 ist, wird der mit dem gesamten Verstärkungsfaktor verstärkte Probenwert ohne Abänderung für die erste Festlegung des ersten Bit der Mantisse aufrechterhalten. Der Verstärkerkreis hat demzufolge einen Verstärkungsfaktor von "1", was durch öffnung des Schalters S 116 und S 118 hervorgerufen wird. Falls jedoch das letzte Bit des charakteristischen Teils "θ" ist, wird am Beginn der analog-numerischen Umwandlung der Verstärkerkreis 110 durch Schließung des Schal-

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ters S 116 auf einen Verstärkungsfaktor von 2 eingestellt, was jedoch nicht dargestellt ist. Daraufhin spricht der einen Probenwert mit der Amplitude U erhaltende Verstärkerkreis auf den von dem Vergleicher abgegebenen zuvorgegangenen Wert mit dem Bit "1" und "o" an, wobei ein Übergang . entweder im Modus 2U - VQ - d.h. der Differenz zwischen dem Verhältnis des Signals der Quantisation - oder dem Modus 2U mit dsm Verstärkungsfaktor 2 stattfindet.

Die Verwendung des Referenzsignals des Vergleichskreises als Maximalsignal dividiert durch den Basisverstärkungsfaktor während der Einstellung des Verstärkungsfaktor*und als Maximalsignal dividier-t durch zwei während der analognumerischen Umwandlung hat dabei zur Folge, daß die Bit des numerischen Ausgangs mehr im Verhältnis zum Ausgangssignal des Vergleichskreises als für vorangegangene Anordnungen der Numerisation gebildet werden. Alle Anordnungen ergeben für einen Probenwert von 1,5 Volt eine Mantisse von 1001 unter Vernachlässigung des Vorzeichens* Das erste Bit 0 wird erhalten, nachdem das Ausgangssignal des Verstärkerkreises entsprechend den Fig. 6B, 7B und 9B auf 2 Volt abgesunken ist. Bei der Fig. 1OB wird jedoch das erste Bit 0 erhalten, während das Ausgangssignal des Verstärkerkreises gleich 2 Volt ist. Sowie dies bereits erwähnt worden ist, ist es möglich, allen Anordnungen gemäß der Erfindung ein Vergleichssignal ähnlich wie bei der Anordnung von Fig. 10 bis 1OB zuzuführen.

Die in den Figuren dargestellten Zeitdiagramme sind zum Verständnis der Erfindung wesentlich. Es sei jedoch verstanden, daß diese Zeitdiagramme in Übereinstimmung mit der Beschreibung und der elektrischen Schaltdiagramme , Teil der Erfindung sind. Anhand dieser Diagramme ist der

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Fachmann in der Lage, die Steuerkreise für die Schalter auszubilden, wobei die oben beschriebenen Bedingungen erfüllt werden. Dabei müssen ein Zeitsignalgenerator und die Ausgangszustände von ein oder mehreren Vergleichskreisen in bezug auf den Ausgangskanal VN berücksichtigt werden. Diese Ausgangszustände treten im Prinzip nur bei der analog-numerischen Umwandlung auf, es sei denn, man wünscht eine Einstellung des Verstärkungsfaktors nicht nur während einer vorgegebenen Dauer, sondern bis zur Überschreitung eines während dieses Vorgangs verwendeten ersten Vergleichssignales.

Die verwendeten Schalter sind vorzugsweise MOS-Feldeffekttransistoren - beispielsweise des Typs 5 N l8o. Die einzelnen Steuerkreise zur Steuerung der Schalter können Kreise sein, welche speziell für diesen Anwendungsfall gebaut sind; sie können jedoch ebenfalls Kreise sein, welche unter der Bezeichnung DM 8 880 von NATIONAL SEICE-CONDUCTORS verkauft werden. Die Differentialverstärker können vorzugsweise des Typs MA 7*1 von FAIRCHILD oder des Typs MC 14^9 von MOTOROLA sein, solange eine langsame Ansprechzeit ausreichend ist. Falls jedoch eine schnelle Ansprechzeit erwünscht ist, können Differentialverstärker des Typs MC 14^9 von MOTOROLA oder des Typs 45 von ANALOG DEVICES verwendet werden. Die Vergleicher können beispielsweise des Typs MA I7IO von FAIRCHILD oder des Typs LM 3II von NATIONAL SEMI-CONDUCTORS sein. Die statischen Speicherglieder sind Kondensatoren mit geringen Verlusten, wobei Dielektrika aus Polystyren, Glimmer oder Teflon verwendet werden, solange die numerischen Signale mit ihrem charakteristischen Teil und der Mantisse weniger als 10 Bit besitzen. Für numerische Ausgänge von 15 oder 16 Bit können hingegen langsame Elemente wie SHA I und schnelle Elemente SHA IV von ANALOG DEVICES verwendet werden.

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Die erfindungsgemäße Schaltanordnung hat den wesentlichen Vorteil, daß die Anzahl der verwendeten elektronischen Schaltelemente für die Festlegung der gleitenden Kommastelle sehr gering ist. Es ergibt sich somit ein sehr geringer Platzbedarf und ein geringer Stromverbrauch. Demzufolge kann eine Anordnung innerhalb eines beliebigen Meßwandlers angeordnet werden, so daß derselbe zum Teil oder gänzlich digital kodierte Signale abgeben kann. Ein mit einer Anordnung zur Einstellung des Verstärkungsfaktors versehener Meßwandler gibt kontinuierlich ein numerisches Signal des gesamten Verstärkungsfaktors und ein mit dem gesamten Verstärkungsfaktor verstärktes analoges Probenwertsignal ab. Auf diese Weise ist die Dynamik des zu übertragenden Signals sehr gering, wodurch die mit dem SignalraBchverhältnis auftretenden Probleme sehr verringert werden. Ein mit einer numerischen Anordnung mit gleicher Kommastelle versehener Meßwandler gemäß der Erfindung gibt ein numerisches Signal ab, welches aus einem charakteristischen Teil und einer Mantisse besteht, und welches einem analogen Probenwertsignal des Meßwandlers entspricht. Zu den bereits beschriebenen Vorteilen bildet ein derartiger Meßwandler ein Signal, welches vollkommen digitalisiert ist und demzufolge wesentlich weniger gegenüber Rauschsignalen empfindlich ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können durch Kombinieren von Einzelheiten der verschiedenen AusfUhrungsformen weitere Ausführungsbeispiele gebildet werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Iy Elektrische Anordnung zur Verstärkung von analogen Probenwertsignalen mit einem diskrete Werte annehmenden Verstärkungsfaktor zur Numerisation der Probenwerte mit gleitender Kommastelle, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Elemente vorgesehen sind:

   a) ein Verstärkerkreis (110) mit vorgegebenen Basisverstärkungsfaktor zwischen dem Eingang (111) und dem Ausgang (112),

   b) ein Verzögerungskreis (120), welcher mit seinem Eingang (121) mit dem Ausgang (112) und mit seinem Ausgang (122) mit dem Eingang (111) des Verstärkerkreises (110) verbunden ist, und

   c) ein Vergleichskreis (I30), welcher das Ausgangssignal des Verstärkerkreises (HO) mit einem Vergleichssignal (+ VR 1) vergleicht und an seinem Ausgang (1J52) entsprechend dem Resultat des Vergleichs ein von zwei verschiedenen Ausgangssignalen abgibt.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß bei einer anschließenden analog-numerischen Umwandlung das Vergleichssignal (+ VR 1) gleich dem Quotienten des maximalen Signals des. analog-numerischen Wandlers und des Basisverstärkungsfaktors ist.

   3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerkreis (110) einen Differentialverstärker (A 113) aufweist, dessen nicht-invertierter Eingang ("+") mit dem Eingang (111) des Verstärkerkrei-

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   ses (110) verbunden ist, während der invertierte Eingang ("-") und der Ausgang des DifferentialVerstärkers (A 113) über entsprechende Widerstände (R 114, R 115) mit Masse verbunden ist, deren Widerstandsverhältnis von dem Basisverstärkungsfaktor abhängt.

   4. Anordnung nach Anspruch 3* dadurch gekennzei chn e t, da3 im Eingangskreis Schalter (S I50, S l40) vorgesehen sind, mit welchen wahlweise der Signalzuführkanal (VE) oder der Ausgang (122) des Verzögerungskreises (120) mit dem Eingang (111) des Verstärkerkreises (110) verbindbar ist.

   5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den eine Masseverbindung herstellenden Widerständen (R 114, R II5) ein Schalter (S II6) vorgesehen ist, mit welchem wenigstens während der Probenwertentnahme der Verstärkungsfaktor auf 1 reduzierbar ist.

   6. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkreis (120) eine Serienschaltung eines ersten Schalters (123)* eines ersten Speichergliedes (M 124), eines Verstärkers (A 125), eines zweiten Schalters (S 126) und eines zweiten statischen Speichergliedes (M 127) aufweist und' daß die Steuerung der Schalter (S 123, S 126) derart durchgeführt ist, daß zu jedem Zeitpunkt nur ein einziger der beiden Schalter (S 123, S 126) geschlossen ist, solange das Ausgangssignal des Verstärkerkreises (110) kleiner als die Vergleichsspannung (+ VR 1) ist.

   7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich η e t, daß der Verstärker (A I25) des Verzögerungskreises (120) einen Verstärkungsfaktor von ("l") aufweist und daß die Verschlußzeit des zweiten Schalters (S 126) ein Vielfaches der

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   das Zeitintervall festlegenden Basisdauer ist.

   8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennze i c h -

   n e t, daß der Verstärker (A 125) des Verzögerungskreises (120) Teil eines Verstärkers (A I6j5) * eines zweiten zwischen den beiden statischen Verzögerungsgliedern (M 124 und M 127) angeordneten Vers£rkerkreises(l60) ist, welcher ähnlich wie der Verstärkerkreis (110) ausgebildet ist, und daß ein zweiter Vergleichskreis (I70) vorgesehen ist, welcher einen Vergleich mit einem zweiten Vergleichssignal durchführt, wobei die Verschlußzeiten der beiden Schalter (S 123 und S 126) ein Vielfaches der Dauer der durch das Zeitintervall festgelegten Basiszeit ist.

   9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisverstärkungsfaktoren der beiden Verstärkerkreise (110, I60) gleich sind und daß die beiden Vergleichssignale der Vergleichskreise (130* 170) ebenfalls gleich sind*.

   10. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungskreis (2) parallel geschaltete statische Speicherglieder (M 124, M I27) aufweist, welche sowohl eingangsseitig, wie auch ausgangsseitig mit einem Schalter (S 128, S 129, S 123 und S 126) verbunden sind, und daß die eingangsseitig angeordneten Schalter (S 128, S 129) abwechslungsweise gesteuert sind, solange das Ausgangssignal des Verstärkerkreises (110) kleiner als die Vergleichsspannung (+ VR 1) ist, wobei die Steuerung derart durchgeführt ist, daß zu jedem Zeitpunkt nur ein einziger eingangsseitiger Schalter (S 128, S 129) geschlossen ist, während die ausgangsseitigen Schalter (S 123, S 126) nur geschlossen werden, wenn der zugehörige eingangsseitige Schalter (S 128, S I29) geöffnet ist, wobei die Verschlußzeit der eingangsseitigen Schalter (S 128, S 129) ein Vielfaches der durch das Zeitintervall festgelegten Basisdauer ist.

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   11. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzei chnet, daß das Referenzsignal Jedes Vergleichskreises (1J5O, I70) gleich dem maximalen Signal ist, demzufolge der verstärkte Probenwert am Ausgang des Verzögerungskreises (120) verfügbar ist.

   12. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vergleichskreis (I30, 170) das Ausgangssignal des dazugehörigen Verstärkerkreises (110, I60) erhält.

   IJ). Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzei chnet, daß der Verzögerungskreis (120) mit einer Verzögerungsleitung versehen ist, welche einen Verstärkungsfaktor von 1 ergebende Verstärkungselemente aufweist, wobei die Durchlaufzeit der Signale die vorgegebene Zeitverzögerung festlegt.

   14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Vergleichskreis (130, I70) zwei Vergleichssignale (+ VR 1, - VR 1) mit gleicher Amplitude, jedoch entgegengesetzter Polarität zugeführt sind.

   15. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorgegebener konstanter Polarität der Probenwertsignale folgende Elemente vorgesehen sind:

   a) ein Verstärkerkreis, welcher während eines ersten Betriebszustandes einen vorgegebenen Basisverstärkungsfaktor aufweist, und welcher während eines zweiten Betriebszustandes einen Umwandlungsverstärkungsfaktor zur Erzielung entweder der Differenz zwischen dem Verstärkten Analogsignal und

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   einem Quantisationssignal oder nur dem verstärkten Analogsignal entsprechend einem Polarisationssignal abgibt.

   b) ein Verzögerungskreis, welcher nach einem vorgegebenen Zeitintervall ein Ausgangssignal zurück zu seinem Eingang führt, indem eine Verbindung seines Eingangs mit dem Ausgang des Verstärkerkreises und eine Verbindung zwischen seinem Ausgang und dem Eingang des Verstärkerkreises vorgesehen ist,

   c) ein Vergleichskreis zum Vergleich des Ausgangssignals des Verstärkerkreises mit einem Referenzsignal, um entsprechend dem durchgeführten Vergleich wahlweise ein oder ein anderes Signal abzugeben, wobei das Referenzsignal während des Betriebszustandes einen ersten Wert und während des zweiten Betriebszustandes einen zweiten Wert aufweist,

   d) ein Steuerkreis, welcher in Abhängigkeit des Einlaufens eines Probenwertes am Eingang des Verstärkerkreises zuerst ein Steuersignal zur Einstellung des Verstärkungsfaktors und anschließend ein Steuersignal zur analognumerischen Umwandlung abgibt,

   wobei der Verstärkerkreis und der Vergleichskreis auf ein Signal zur Einstellung des Verstärkungsfaktors in dem ersten Betriebszustand ansprechen, um eine Verstärkung mit veränderlichem Verstärkungsfaktor zurückzuführen, worauf anschließend auf ein Umwandlungssteuersignal in dem zweiten Betriebszustand der Verstärkerkreis als Polarisationssteuersignal des Vergleichskreises erhält, so daß der Verstärkerkreis daraufhin die Differenz bzw. das Analogsignal

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   allein - je nachdem ob das Referenzsignal das Ausgangssignal des Verstärkerkreises über- oder unterschreitet abgibt, demzufolge eine analog-numerische Umwandlung vorgenommen ist.

   16. Anordnung nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerkreis einen Differentialverstärker aufweist, dessen nicht-invertierter Eingang mit dem Signaleingang verbunden ist, während der Ausgang den Ausgang des Verstärkerkreises bildet, während der invertierte Eingang über einen Widerstand mit dem Ausgang verbunden ist und daß im ersten Betriebszustand der nichtinvertierte Eingang über einen Widerstand mit Masse verbunden ist, wobei das Verhältnis der Widerstände dem des Basisverstärkungsfaktors entspricht, während im zweiten Betriebszustand der nicht-invertierte Eingang über einen anderen Widerstand wahlweise in einer Signalquelle zur Quantisation oder an Masse verbunden ist, wobei das Widerstandsverhältnis in diesem Fall ein Verhältnis des Umwandlungsverstärkungsfaktors ist.

   17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η -

   δ e i chnet, daß zur Probenwertentnahme und Numerisation eine gleitende Kommastelle der Analogsignale mit vorgegebener Polarität ein Eingangskanal des Analogsignals und von einem Steuerkreis gesteuerte Schalter vorgesehen sind, wodurch der Eingang des Verstärkerkreises wahlweise mit dem Eingangskanal oder mit dem Ausgang des Verzögerungskreises verbindbar ist, wodurch aufeinanderfolgende Probenwerte des Analogsignals entnehmbar und verstärkbar sind.

   18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch g e k e η η ze i ohne t, daß die Verbindungen der invertierten Eingänge des Differentialverstärkers mit der Masse neben

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   dem Widerstand einen gesteuerten Schalter aufweisen,wodurch der Verstärkerkreis während der Probenwertentnahme einen Verstärkungsfaktor von 1 wenigstens erhält.

   19. Anordnung nach einem der Ansprüche I5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkreis eine Serie eines ersten gesteuerten Schalters, eines ersten statischen Speichergliedes - beispielsweise eines Kondensators -, einen Verstärker, einen zweiten gesteuerten Schalter und ein zweites statisches Speicherglied - beispielsweise einen Kondensator - aufweist, und daß die Steuerung derart durchgeführt ist, daß einer und nur einer der beiden Schalter zu jedem Zeitpunkt geschlossen ist, wobei die beiden Schalter während der Verstärkungsfaktoreinstellung abwechslungsweise betätigt sind, solange das Ausgangssignal des Verstärkerkreises unterhalb des Vergleichssignals des Vergleichskreises im Erstbetriebszustand ist, wodurch eine Einstellung des Verstärkungsfaktors vorgenommen ist und daß anschließend die beiden Schalter so gesteuert sind, daß zu Beginn des- Umwandlungscyclus ein verstärktes Probenwertsignal am Eingang des Verstärkers abgegeben ist., worauf anschließend eine abwechselnde Steuerung während der Umwandlung vorgesehen ist, um eine analog-numerische Umwandlung vorzunehmen.

   20. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker des Verzögerungskreises einen Verstärkungsfaktor von 1 aufweist und daß die Verschlußzeiten des zweiten Schalters ein Vielfaches der Basisdauer des vorherigen Zeitintervalls ist.

   21. Anordnung nach Anspruch I9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker des Verzögerungskreises

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   ein Teil eines zweiten Verstärkerkreises ist, welcher zwischen den beiden statischen Speichergliedern angeordnet ist, und daß ein ähnlich dem ersten Vergleichskreis ausgebildeter zweiter Vergleichskreis vorgesehen ist, welcher ein zweites Referenzsignal mit dem Ausgang des zweiten Verstärkerkreises vergleicht, wobei die beiden Verstärkerkreise und die beiden Vergleichskreise wenigstens während ihrer zweiten Betriebszustände einander identisch sind.

   22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstärkerkreise und die beiden Vergleichskreise ebenfalls während ihrer ersten Betriebszustände einander identisch sind.

   23. Anordnung nach Anspruch I5 bis 18, dadurch g e kennzei chnet, daß der Verzögerungskreis zwei statische Speieherglieder aufweist, welche sowohl an der Eingangsseite, wie auch an der Ausgangsseite mit je einem Schalter verbunden sind, ferner daß die Steuerung derart durchgeführt ist, daß zu jedem Zeitpunkt nur ein eingangsseitiger Schalt er geschlossen ist und daß die ausgangsseitigen Schalter nicht geschlossen werden können, solange die dazugehörigen eingangsseitigen Schalter geöffnet sind, wobei die eingangsseitigen Schalter während der Verstärkungsfaktoreinstellung abwechslungsweise betätigt sind, solange das Ausgangssignal des Verstärkerkreises unterhalb des Vergleichssignals des Vergleichskreises in den Betriebszuständen zur Einstellung des Verstärkungsfaktors ist, während die eingangsseitigen Schalter so gesteuert sind, daß das verstärkte Probenwertegnal am Eingang der Verstärkerkreise am Beginn des Umwandlungscyclus

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   zugeführt ist, worauf anschließend eine abwechslungsweise Steuerung während des Umwandlungscyclus zur Erzielung einer analog-numerischen Umwandlung vorgenommen ist.

   24. Anordnung nach den Ansprüchen I9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vergleichskreis das Ausgangssignal des dazugehörigen Verstärkers über ein entsprechendes statisches Speicherglied erhält.

   25. Anordnung nach den Ansprüchen I5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungskreis eine Verzögerungsleitung aufweist, welche einen Verstärkungsfaktor von 1 aufweist.

   26. Anordnung zur Numerisation mit gleitender Kommastelle von Probenwerten von Analysen als Analogsignal mit beliebiger Polarität nach Anspruch 1, dadurch g e k e η π zeichnet, daß folgende Elemente vorgesehen sind:

   a) ein Verstärkerkreis, welcher in einem ersten Betriebszustand zwischen seinem Eingangssignal und seinem Ausgang einen vorgegebenen Basisverstärkungsfaktor aufweist, während in seinem zweiten Betriebszustand bei einem UmwandlungsVerstärkungsfaktor die Differenz zwischem dem mit dem Umwandlungsverstärkungsfaktor verstärkten Analogsignal und einem Quantisationssignal gebildet ist, dessen Polarität von dem einen Polaritätssignal gesteuert ist,

   b) ein Verzögerungskreis, welcher nach einem vorgegebenen Zeitintervall ein Ausgangssignal zurück zu seinem Eingang führt, indem eine Verbindung seines Eingangs mit dem Ausgang des Verstärkerkreises und eine Verbin-

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   zwischen seinem Ausgang und dem Eingang des Verstärke rkrel se g vorgesehen ist.

   c) ein Vcrgleichskreiü zum Vergleich des Ausgangssignals de:3 Verstärkerkreises mit einem Referenzsignal, um entsprechend dem durchgeführten Vergleich wahlweise ein oder ein anderes Signal abzugeben,wobei das Referenzsignal während des Betriebszustandes einen ersten Wert und während des zweiten Betriebszustandes einen zweiten Wart aufweist.

   d) ein oteuerkreis, weicher in Abhängigkeit des Einlaufens eines Probenwertes am Eingang des Verstärkerkreises zuerst ein Steuersignal zur Einstellung des Verstärkungsfaktors und anschließend ein Steuersignal zur analognurnerischen Umwandlung abgibt,

   demzufolge der Verstärkerkreis und der Vergleichskreis auf ein Signal zur Einstellung des Verstärkungsfaktors in ihren ersten Betriebszuständen anspricht, um eine Verstärkung des Verstärkungsfaktors durchzuführen, worauf anschließend auf ein Umwandlungssteuersignal eine Umschaltung in den zweiten Betriebszustand erfolgt, wobei das Polarisationssignal dem Verstärkerkreis entsprechend dem Zustand des Ausgangs des Vergleichskreises zugeführt ist, demzufolge eine analog-numerische Umwandlung durchgeführt ist.

   27. Anordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerkreis einen Differentialverstärker aufweist, dessen nicht-invertierter Eingang mit dem Signaleingang verbunden ist, während der Ausgang den Ausgang des Verstärkerkreises bildet, während der invertierte Eingang über einen Widerstand mit dem Ausgang verbunden ist, und dafl im ersten Betriebszustand

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   der nicht-invertierte Eingang über einen Widerstand mib Masse verbunden ist, wobei das Verhältnis der Widerstände dem des Baslsverstärkungsfaktors entspricht, während im zweiten Betriebszustand der nicht-invertierte Eingang über einen anderen Widerstand wahlweise in einer Sigrialquelle zur Quantisation oder an Masse verbunden ist, wobei das Widerstandsverhältnis in diesem Fall ein Verhältnis des Umwandlungsverstärkungsfaktors ist.

   28. Anordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß zur Probenwertentnahme und Numerisation eine gleitende Kommastelle der Analogsignale mit vorgegebener Polarität ein Eingangskanal des Analogsignals und von einem Steuerkreis gesteuerte Schalter vorgesehen sind, wodurch der Eingang des Verstärkerkreises wahlweise mit dem Eingangskanal oder mit dem Ausgang des Verzögerungskreises verbindbar ist, wodurch aufeinandafolgende Probenwerte des Analogsignals entnehmbar und verstärkbar sind.

   29. Anordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der invertierten Eingänge des Differentialverstärkers mit der Masse neben dem Widerstand einen gesteuerten Schalter aufweisen, wodurch der Verstärkerkreis während der Probenwertentnahme einen Verstärkungsfaktor von 1 wenigstens erhält.

   30. Anordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkreis eine Serie eines ersten gesteuerten Schalters, eines ersten statischen Speichergliedes - beispielsweise eines Konden sators -, einen Verstärker, einen zweiten gesteuerten Schalter und ein zweites statisches Speicherglied - beispielsweise einen Kondensator - aufweist, und daß die

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   Steuerung derart durchgeführt ist, daß einer und nur einer der beiden Schalter zu jedem Zeitpunkt geschlossen ist, wobei die beiden Schalter während der Verstärkungsfaktoreinstellung abwechslungsweise betätigt sind, solange das Ausgangssignal des Verstärkerkreises unterhalb des Vergleichssignals des Vergleichskreises im Erstbetriebszustand ist, wodurch eine Einstellung des Verstärkungsfaktors vorgenommen ist und daß anschließend die beiden Schalter so gesteuert sind', daß zu Beginn des Umwandlungscyclus ein verstärktes Probenwertsignal am Eingang des Verstärkers abgegeben ist, worauf anschließend eine abwechselnde Steuerung während der Umwandlung vorgesehen ist, um eine analognumerische Umwandlung vorzunehmen.

   31. Anordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker des Verzögerungskreises einen Verstärkungsfaktor von 1 aufweist und daß die Verschlußzeiten des zweiten Schalters ein Vielfaches der Basisdauer des vorherigen Zeitintervalls ist.

   32. Anordnung nach Anspruch JO, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker des Verzögerungskreises ein Teil eines zweiten Verstärkerkreises ist, welcher zwischen den beiden statischen Speichergliedern angeordnet jöb, und daß ein ähnlich dem ersten Vergleichskreis ausgebildeter zweiter Vergleichskreis vorgesehen ist, welcher ein zweites Referenzsignal mit dem Ausgang des zweiten Verstärkerkreises vergleicht, wobei die beiden Verstärkerkreise und die beiden Vergleichskreise wenigstens während ihrer zweiten Betriebszustände einander identisch sind.

   33. Anordnung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstärkerkreise und die

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   beiden Vergleichskreise ebenfalls während ihrer ersten Betriebszustände einander identisch sind.

   34. Anordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzei cn net, daß der Verzögerungskreis zwei statische Speicherglieder aufweist, welche sowohl an der Eingangsseite wie auch an der Ausgangseite mit je einem Schalter verbunden sind, ferner daß die Steuerung derart durchgeführt ist, daß zu jedem Zeitpunkt nur ein eingangsseitiger Schalter geschlossen ist, und daß die ausgangsseitigen Schalter nicht geschlossen werden können, solange die dazugehörigen eingangsseitigen Schalter geöffnet sind, wobei die eingangsseitigen Schalter während der Verstärkungsfaktoreinstellung abwechslungsweise betätigt sind, solange das Ausgangssignal des Verstärkerkreises unterhalb des Vergleichssignals des Vergleichskreises in den Betriebszuständen zur Einstellung des Verstärkungsfaktors ist, während die eingangsseitigen Schalter so gesteuert sind, daß das verstärkte Probenwertsignal am Eingang der Verstärkerkreise am Beginn des Umwandlungscyclus zugeführt ist, worauf anschließend eine abwechslungsweise Steuerung während des Umwandlungscyclus zur Erzielung einer analog-numerischen Umwandlung vorgenommen ist.

   35. Anordnung nach einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vergleichskreis das Ausgangssignal des dazugehörigen Verstärkers über ein entsprechendes statisches Speicherglied erhält.

   36. Anordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 35.» dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Auftretens

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   des Utnwandlungssignals der Steuerkreis den Verstärkerkreis für die Bestimmung des Vorzeichens auf 1 festlegt.

   37. Meßwandler mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzei ohne t, daß von demselben in vorgegebenen Abständen numerische Signale mit einem vorhandenen Verstärkungsfaktor und Analogsignale entsprechend dem mit dem Verstärkungsfaktor multiplizierten Ausgangssignal abgebbar sind.

   58. Meßwandler mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß mit demselben in regelmäßigen Abständen numerische Signale mit gleitender Kommastelle entsprechend den Probenwerten der Analogsignale abgebbar sind.

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