DE2405035C3

DE2405035C3 - Analog computer circuit

Info

Publication number: DE2405035C3
Application number: DE19742405035
Authority: DE
Inventors: William R. Georgetown Mass. Haid (V.StA.)
Original assignee: Bailey Meter Co
Current assignee: Elsag Bailey Inc
Priority date: 1973-02-02
Filing date: 1974-02-02
Publication date: 1977-05-26

Description

Die Erfindung betrifft Analogrechner-Schaltungen für die Bildung einer Ausgangsspannung, die eine Funktion von mehreren Eingangssignalcn ist.The invention relates to analog computer circuits for the formation of an output voltage, the one Is a function of several input signals.

Es ist eine Analogrechner-Schaltung für die Bildung <>> einer Ausgangsspannung bekannt, die eine Funktion des Produktes von zwei Eingangssignalen ist. Bei dieser bekannten Schaltung steuert ein Eingangssignal die Frequenz eines spannungsempfindlichen Oszillators, dei auf konstante Amplitude gebracht wird, so daß die Amplitude des entstehenden Signals in einem abgegii ebenen Amplitudenmodulator mit dem zweiten Eingangssignal moduliert werden, so daß dessen Ausgangssignal nach entsprechender Weiterverarbeitung da« Produkt der beiden Eingangssignale darstellt (US-Patentschrift 30 17 108). Bei dieser bekannten Analogrechner-Schaltung war es nicht möglich, das Verhältnis der Amplituden von zwei Eingangssignalen zu bilden.It is an analog computer circuit for education <>> an output voltage known which is a function of the Product of two input signals. In this known circuit, an input signal controls the Frequency of a voltage-sensitive oscillator, which is brought to constant amplitude, so that the Amplitude of the resulting signal in a smooth amplitude modulator with the second input signal be modulated so that its output signal is there after further processing. Represents the product of the two input signals (US Pat. No. 3,017,108). In this known analog computer circuit it was not possible to calculate the ratio of the amplitudes of two input signals.

Es ist ferner eine Analogrechner-Schaltung für die Bildung einer Ausgangsspannung bekannt, die eine Funktion von ersten, zweiten und dritten Eingangssignalen ist, wobei die Schaltung ein erstes Schaltungsmittel aufweist, das auf das erste und das zweite Eingangssignal anspricht, um ein Steuersignal zu erzeugen, und das eine automatisch zurückgestellte Integrierschaltung einschließt, die auf das erste Eingangssignal anspricht, weiterhin ein zweites Schaltungsmittel, das auf das Steuersignal und auf das dritte Signal anspricht, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das eine Amplitude hat. welche proportional dem Produkt aus dem dritten Eingangssignal und einem Verhältnis der Amplituden des ersten und zweiten Signals ist (Korn und Korn, »Elektronische Analogierechenmaschinen«, Stuttgart 1960, S. 274-277). Bei dieser bekannten Analogrechner-Schaltung muß der gesamte Integrierst ro in An analog computer circuit is also known for providing an output voltage which is a function of first, second and third input signals, the circuit comprising first circuit means responsive to the first and second input signals for generating a control signal, and including an automatically reset integrating circuit responsive to the first input signal, further second circuit means responsive to the control signal and to the third signal for producing an output signal having an amplitude. which is proportional to the product of the third input signal and a ratio of the amplitudes of the first and second signals (Korn and Korn, "Electronic Analogue Computing Machines", Stuttgart 1960, pp. 274-277). In this known analog computer circuit, the entire integrator must st ro in

YZR₁ - Z/R_: YZR ₁ - Z / R _:

für eine einwandfreie Arbeitsweise negativ, mit anderen Worten mußnegative for proper functioning, in other words must

ZIR₂- Y¹R₁ ZIR ₂ - Y ¹ R ₁

für alle Werte von Vgrößer als 0 sein.be greater than 0 for all values of V.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Schaltungsanordnung in dem Sinne zu modifizieren, daß diese Beschränkung aufgehoben wird.The object of the invention is the known circuit arrangement modify it in the sense that this restriction is removed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Vergleichsschaltung vorgesehen ist, die das Ausgangssignal des Integrators und das zweite Eingangssignal miteinander vergleicht und bei Gleichheit den Integrator zurücksetzt, so daß das Integrator-Ausgiingssignal eine Frequenz hat, die proportional dem Verhältnis der Amplitude des ersten Eingangssignals zu der Amplitude des zweiten Eingangssignals ist. Die Beschränkung der bekannten Analogrechner-Schaltung ist damit aufgehoben, da nur ein Eingangssignal integriert wird und nicht, wie bei der bekannten Analogrechner-Schaltung, die Summe von zwei Eingangssignalen. According to the invention, this object is achieved in that a comparison circuit is provided that the The output signal of the integrator and the second input signal are compared with one another and if they are equal resets the integrator so that the integrator output signal has a frequency proportional to the ratio of the amplitude of the first input signal is the amplitude of the second input signal. The limitation of the known analog computer circuit is canceled because only one input signal is integrated and not, as with the known one Analog computer circuit, the sum of two input signals.

Überraschenderweise ergibt sich gegenüber der bekannten Analogrechner-Schaltung noch der Vorteil, daß sie weder die für selbstschwingenden Betrieb erforderlichen bislabilen Kippschaltungen noch aufwendige und zu Instabilitäten führende Modifikationen erfordert, die die Verwendung von einfachen Ein-Aus-Schaltern erlauben, da diese Aufgaben von der Vergleichsschaltung wahrgenommen werden.Surprisingly, there is also the advantage over the known analog computer circuit that they neither the unstable flip-flops required for self-oscillating operation nor expensive and requires modifications leading to instability which involve the use of simple on-off switches allow, since these tasks are performed by the comparison circuit.

Spezielle Ausführungsformen der Erfindung können den Unteransprüchen 2 bis 4 entnommen werden.Special embodiments of the invention can be found in subclaims 2 to 4.

Bei bekannten Analogrechner-Schaltungen tritt auch der Nachteil auf, daß bei einer gegebenen Polarität eines Analog-Eingangssignal:; sich der Kondensator der Int'Sgrierschaltung immer mit der gleichen Spannungspolarität auflädt. Infolge dielektrischer Verluste oder auch der .Speicherwirkung bleibt auch beim Zurückstellen der Iniegrierschaltung eine kleine Ladung amKnown analog computer circuits also have the disadvantage that, for a given polarity, one Analog input signal :; the capacitor of the integrated circuit always charges with the same voltage polarity. As a result of dielectric losses or the .Speicherffekt also remains a small charge on resetting the Iniegrierschaltung

Kondensator, die einen Fehler in der anschließenden Berechnung verursacht Capacitor that causes an error in the subsequent calculation

Weist gemäß einer speziellen Ausbildungsform der Erfindung das erste Schaltungsmittei je eine Schaltung auf, die auf Grund des ersten bzv*. zweiten Eingangssignals je zwei Steuersignale entgegengesetzter Polarität und der Amplitude des Eingangssignals proportionaler Größe bildet, stehen die beiden dem ersten Eingangssignal entsprechenden Steuersignale abwechselnd an der Integrierschaltung und die beiden dem zweiten Eingangssignal entsprechenden Steuersignale abwechselnd an der Vergleichsschaltung, so ergibt sich jeweils eine Polaritätsumschaitung, die dazu führt, daß die Integrierschaltung in zum vorangegangenen Zyklus entgegengesetzte Richtung wandert. Der Ausgang der Integrier schaltung durchläuft somit den Wert 0 und pendelt zwischen zwei Extremwerten. Dielektrische Verluste und Speicherwirkungen gleichen sicn somit über eine Schwingungsperiode aus. According to a special embodiment of the invention, the first circuit means has a circuit which, on the basis of the first bzv *. second input signal forms two control signals of opposite polarity and the amplitude of the input signal is proportional to the amplitude of the input signal, the two control signals corresponding to the first input signal are alternately on the integrating circuit and the two control signals corresponding to the second input signal alternately on the comparison circuit, so in each case a polarity switch results, which is necessary leads to the fact that the integrating circuit migrates in the opposite direction to the previous cycle. The output of the integrating circuit thus runs through the value 0 and oscillates between two extreme values. Dielectric losses and storage effects are thus compensated for over a period of oscillation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Analogrechner-Schaltung, die die arithmetische OperationF i g. 1 is a schematic block diagram of an inventive Analog computer circuit that does the arithmetic operation

W = W =

XYXY ZZ

ausführt,executes

F i g. 2 ein Zeit-Diagramm, das die Spannungsverläufe veranschaulicht, die an ausgewählten Punkten in dem Blockschakbild der F i g. 1 vorkommen,F i g. 2 is a time diagram that illustrates the voltage curves generated at selected points in the Block diagram of FIG. 1 occur

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.F i g. 3 is a block diagram of a preferred embodiment the invention.

Die Fig. 1 zeigt in Form eines Blockschaltbildes eine Analogrechner-Schaltung zur Erzeugung einer Ausgangsspannung, Fig. 1 shows in the form of a block diagram a Analog computer circuit for generating an output voltage,

W =W =

XYXY ZZ

wobei λ", Y und Z Analog-Eingangsspannungcn sind. Das Analog-Eingangssignal Y steuert eine Umformerschaltung 10, die einen +e_y Spannungsausgang und einen - e^Spannungsausgang gleicher Größe proportional der Spannungsamplitude des Analog-Eingangssignals Y, jedoch mit entgegengesetzten Vorzeichen liefert. In ähnlicher Weise steuert die Eingangsvariable Z eine Umformerschaltung 201, die einen -tvSpannungsausgang und einem + e^-Spannungsausgang gleicher Größe proportional der Amplitude der Analog-Eingangsspannung Z, aber entgegengesetzter Polarität liefert. Die Ausgänge - Cy, + ey, - e_z und + c_y gehen auf die Pole der einpoligen Ein-Aus-Schalter 40, bzw. 50,60, 70. Die Spannung -c_y wird über Schalter 40 und Widerstand 75 an einen Integrierverstärker 77 angelegt, und das -t-erSignal geht über den Schalter 50 und Widerstand 76 zum Integrierverstärker 77. Der Verstärker 77 wirkt als Integrierverstärker durch den Kondensator 78, der zwischen dem Ausgang des Verstärkers 77 und dem negativen Eingang des Verstärkers 77 diesem parallelgeschaltei ist. Die Schalter 40 und 50 sind an die Widerstände 75 und 76 angeschlossen, so daß, wenn das Signal -■ c, an den Widerstand 75 angelegt wird, das Signal ί c, von seinem zugehörigen Eingangswiderstand 76 abgeschaltet wird, und wenn das Signal + t\ auf den Widerstand 76 gegeben wird, das Signal — e_y vom Widerstand 75 abgeschaltet wird. Es muß darauf hingewiesen werden daß in diesem Blockschaltbild eine Schalter- und Widerstandskombination hätte weggelassen werder können. Das bedeutet, daß der Widerstand 75 an der beweglichen Kontakt eines Umschalters hätte angeschlossen werden können und die Signale — e> und + e an die zwei festen Kontakte des Schalters angelegi werden könnten, so daß der Widerstand 75 dann zwischen dem + ey und dem — ey-Signal geschalte! werden könnte. Es ist ein etwas kompliziertes Blockschaltbild dargestellt, so daß das Blockschaltbilc der F i g. 1 dem bevorzugten Ausführungsbeispie entspricht, das in F i g. 3 dargestellt ist. where λ ", Y and Z are analog input voltages cn. The analog input signal Y controls a converter circuit 10 which supplies a + e _y voltage output and a -e ^ voltage output of the same magnitude proportional to the voltage amplitude of the analog input signal Y, but with opposite signs In a similar way, the input variable Z controls a converter circuit 201 which supplies a -tv voltage output and a + e ^ voltage output of the same magnitude proportional to the amplitude of the analog input voltage Z, but of opposite polarity. The outputs - Cy, + ey, - e _z and + c _y go to the poles of the single-pole on-off switches 40, or 50, 60, 70. The voltage -c _y is applied to an integrating amplifier 77 via switch 40 and resistor 75, and the -t signal goes via the switch 50 and resistor 76 to the integrating amplifier 77. The amplifier 77 acts as an integrating amplifier through the capacitor 78, which is between the output of the amplifier 77 and the negative The input of the amplifier 77 is connected in parallel to this. The switches 40 and 50 are connected to the resistors 75 and 76 so that when the signal - ■ c, is applied to the resistor 75, the signal ί c, is switched off by its associated input resistor 76, and when the signal + t \ is applied to resistor 76 , the signal - e _y from resistor 75 is switched off . It must be pointed out that a switch and resistor combination could have been left out in this block diagram. This means that the resistor 75 could have been connected to the movable contact of a changeover switch and the signals - e> and + e could have been applied to the two fixed contacts of the switch , so that the resistor 75 then between the + ey and the - ey signal switched! could be. A somewhat complicated block diagram is shown so that the block diagram of FIG. 1 corresponds to the preferred exemplary embodiment shown in FIG. 3 is shown.

In gleicher Weise wird das Signal ~e_z über der Schalter 60 und den Widerstand 79 auf den Umkehrverstärker 81 gegeben, und das Signal + e_z wird über der Schalter 70 und den Widerstand 80 auf den Eingang des Verstärkers 81 gegeben. Der Verstärker 81 wird als Umkehrverstärker verwendet, und zwar bestimmi durch den Widerstand 82, der zwischen den Ausgang des Verstärkers 81 und den negativen Eingang des Verstärkers 81 geschaltet ist. Ersichtlich ist der Verstärker 81 kein notwendiger Bestandteil eine; Blockschaltbildes der erfindungsgemäßen Analogrechner-Schaltung. Der Ausgang des Verstärkers 81, der der positiven Eingang eines Vergleichsversta.kers 85 steuert, könnte auf den beweglichen Kontakt eines Umschalters gegeben werden, und an den beiden fester Kontakten könnte das - e,-Signal bzw. + e^-Signa liegen. In the same way, the signal ~ e _{z is} applied to the inverting amplifier 81 via the switch 60 and the resistor 79 , and the signal + e _z is applied to the input of the amplifier 81 via the switch 70 and the resistor 80. The amplifier 81 is used as an inverting amplifier , specifically determined by the resistor 82 which is connected between the output of the amplifier 81 and the negative input of the amplifier 81. As can be seen, the amplifier 81 is not a necessary part of one; Block diagram of the analog computer circuit according to the invention. The output of amplifier 81, which controls the positive input of a comparison amplifier 85, could be given to the movable contact of a changeover switch, and the -e, signal or + e ^ -Signa could be applied to the two fixed contacts.

Der Ausgang des Integrierverstärkers 77 Steuer einen Eingang des Vergleichsverstärkers 85. währenc der Ausgang des Verstärkers 81 den anderen Eingang des Vergleichsverstärkers 85 steuert. Der Ausgang de: Vergleichsschaltung 85 ist ein Rechteckwellen-Signal das einen ersten Spannungspegel hat. wenn die Spannung am negativen Eingang des Vergleichsverstär kei's 85 geringer ist als die Spannung am positiver Eingang des Vergleichsverstärkers 85, und das einer zweiten Spannungspegel hat, wenn die Spannung au negativen Eingang des Vergleichsverstärkers 85 größe: ist als die Spannung am positiven Eingang. Die Schaltei 40. 50, 60 und 70 sprechen auf den Ausgangsspannungs pegel des Vergleichsverstärkers 85 an, wie durch ein< gestrichelte Linie 86 angedeutet. Wenn die Spannung am negativen Eingang des Vergleichsverstärkers 8i kleiner ist als die Spannung am positiven Eingang de¹ Verstärkers 85, dann bewirkt der erste Spannungspegel Ausgang des Vergleichsverstärkers 85. daß die Schalte: 40, 50, 60 und 70 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung sind. Wenn die Spannung am negativen Eingang de: Vergleichsverstärkers 85 größer ist als die Spannung an positiven Eingang des Vergleichsverstärkers 85, win der zweite Spannungspcgel-Ausgang des Verstärker 85 die Schalter 40 und 60 veranlassen zu öflncn und di< Schalter 50 und 70 zu schließen.The output of the integrating amplifier 77 controls one input of the comparison amplifier 85, while the output of the amplifier 81 controls the other input of the comparison amplifier 85. The output de: comparison circuit 85 is a square wave signal which has a first voltage level. if the voltage at the negative input of the comparison amplifier 85 is lower than the voltage at the positive input of the comparison amplifier 85, and that has a second voltage level, if the voltage on the negative input of the comparison amplifier 85 is greater than the voltage at the positive input. The switches 40, 50, 60 and 70 respond to the output voltage level of the comparison amplifier 85, as indicated by a dashed line 86. When the voltage at the negative input of the comparison amplifier 8i is less than the voltage at the positive input de ¹ amplifier 85, then causes the first voltage level output of the comparison amplifier 85 that the switching. 40, 50, 60 and 70 in the illustrated in Figure 1 Position are. If the voltage at the negative input de: comparison amplifier 85 is greater than the voltage at the positive input of the comparison amplifier 85, the second voltage output of the amplifier 85 causes switches 40 and 60 to open and switches 50 and 70 to close.

Die bisher beschriebenen Schaltungen lassen dei Ausgang des Veigleichsverstärkers 85 mit eine Frequenz oszillieren, die proportional dem Verhältni der Amplitude der Analog -Eingangsspannung V zu de Amplitude lies Analog- Kingangssignals Z ist. Wenn du Schalte'- 40. 50, 60 und 70 in der in l^; i g. 1 angegcbenei Stellung sind, geht d.is Signal — c, auf den Hingang de I ntegiii! Verstärkers 77. Außer das Zeitir.tegral de r.ingangsspannung zu ermitteln, multipliziert der Inte gnerverstürker 77 auch mit minus I. während da Eingangssignal dem negativen Eingang des Verstärker:The circuits described so far cause the output of the equalization amplifier 85 to oscillate at a frequency that is proportional to the ratio of the amplitude of the analog input voltage V to the amplitude of the analog output signal Z. If you switch'- 40. 50, 60 and 70 in the in l ^; i g. 1 are indicated position, the signal - c, goes to the entrance of the I ntegiii! Amplifier 77. In addition to determining the time integral of the r.input voltage, the internal amplifier 77 also multiplies by minus I. While the input signal is the negative input of the amplifier:

77 zugeführt wird. Daher ist der Ausgang des Integrierverstärkers 77 eine Sägezahnspannung, die in positiver Richtung mit einer konstanten Rate zunimmt. Diese Sägezahnspannung wird an den negativen Eingang des Vergleichsverstärkers 85 angelegt. In gleicher Weise wird das Eingangssignal - e, mit einem Faktor von minus 1 von dem Verstärker 81 multipliziert. und dadurch eine Spannung, die gleich + e, ist, an den positiven Eingang des Vergleichsverstärkers 85 angelegt. Anfänglich ist der Spannungsausgang des Integrierverstärkers 77 kleiner als die Spannung + e,, und der Ausgang des Vergleichsverstärkers 85 hat den ersten Spannungspegel, durch den das Signal - e, und das Signal - e, weiter auf die Verstärker 77 bzw. 81 geschaltet bleiben Wenn die Sägezahnspannung gleich der Spannung + c, am positiven Eingang des Vergleichsverstärkers 85 wird, schaltet dieser auf den zweiten Spannungspcgel, so daß die Schalter 40 und 60 öffnen und die Schalter 50 und 70 schließen, und nun wird das Signal + e_y auf den Integnerverstärker 77 und das Signal + e, auf den Verstärker 81 gegeben. Nun geht die Ausgangsspannung des Integrierverstärkers 77 als Sägezahnspannung in negativer Richtung mit konstanter Steigung, und der Spannungspcgel - c, tritt am positiven Eingang des Vergleichsverstärkers 85 auf. Das Signal am negativen Eingang des Vergleichsvcrstärkers 85 ist zunächst größer als das Signal am positiven Eingang, und der Ausgang des Vcrglcichsverstärkers 85 hat den /weiten Spannungspcgel, durch den der Zustand der Schalter 40, 50. 60 und 70 beibehalten wird. Der Ausgang des Integrierverstärkers 77 geht weiter in negativer Richtung, bis der negative Eingang des Vcrglciihsverstärkers 85 unter die Spannung — c, fällt, die am positiven Eingang des Vcrglcichsvcrstiirkers 85 steht, so daß der Ausgang des Vcrglcichsverstärkers 85 wieder auf den ersten Spannungspcgel schaltet, wodurch wiederum die Schalter 40. 50, 60 und 70 in die in F i g. 1 dargestellte Stellung zurückkehren. Die Schaltung ist also selbstschwingcnd und liefert eine Rechteckschwingung. Die Größe der Spannung V bestimmt die Steigung der Sägezahnspannung, d. h.. wenn diese steiler wird, erreicht der Ausgang des Integrierverstärkers 77 schneller die Vcrglcichsspannung C₇. was bedeutet, daß die Frequenz der Rcchtcckschwingung am Ausgang des Verglcichsverstärkers 85 größer wird.77 is fed. Therefore, the output of integrating amplifier 77 is a sawtooth voltage which increases in the positive direction at a constant rate. This sawtooth voltage is applied to the negative input of the comparison amplifier 85. In the same way, the input signal -e is multiplied by a factor of minus 1 from the amplifier 81. and thereby a voltage equal to + e is applied to the positive input of the comparison amplifier 85 . Initially , the voltage output of the integrating amplifier 77 is less than the voltage + e ,, and the output of the comparison amplifier 85 has the first voltage level by which the signal - e, and the signal - e, remain switched to the amplifiers 77 and 81, respectively the sawtooth voltage becomes equal to the voltage + c at the positive input of the comparison amplifier 85, the latter switches to the second voltage level so that the switches 40 and 60 open and the switches 50 and 70 close, and now the signal + e _{y is} applied to the integral amplifier 77 and the signal + e, given to the amplifier 81. The output voltage of the integrating amplifier 77 now goes as a sawtooth voltage in the negative direction with a constant slope, and the voltage level - c, occurs at the positive input of the comparison amplifier 85. The signal at the negative input of the comparison amplifier 85 is initially greater than the signal at the positive input, and the output of the comparison amplifier 85 has the same voltage level by which the state of the switches 40, 50, 60 and 70 is maintained. The output of the integrating amplifier 77 continues in the negative direction until the negative input of the comparator amplifier 85 falls below the voltage - c, which is at the positive input of the comparator amplifier 85, so that the output of the comparator amplifier 85 switches back to the first voltage level, whereby turn switches 40, 50, 60 and 70 to the positions shown in FIG. 1 position shown. The circuit is thus self-oscillating and delivers a square wave. The size of the voltage V determines the slope of the sawtooth voltage, ie. if this becomes steeper, the output of the integrating amplifier 77 reaches the comparison voltage C ₇ more quickly. which means that the frequency of the reverse oscillation at the output of the comparative amplifier 85 increases.

Wenn die Amplitude des Analog-Eingangssignals Z größer wird, nimmt die Spannung an dem positiven Eingang des Vergleichsverstärkers zu. d. h, der Ausgang des Integrierverstärkers braucht länger, um den Vergleichspegel zu erreichen, so daß sich die Frequenz der Rechteckschwingung am Ausgang des Vergleichsverstärkers 85 verringert Mit anderen Worten gesagt: Die Frequenz, mit der der Vergleichsverstärker umschaltet, ist direkt proportional der Amplitude des Analog Eingangssignals V und umgekehrt proportional der Amplitude des Analog-Eingangssignals Z When the amplitude of the analog input signal Z increases, the voltage at the positive input of the comparison amplifier increases. d. That is, the output of the integrating amplifier takes longer to reach the comparison level, so that the frequency of the square wave at the output of the comparison amplifier 85 is reduced. In other words, the frequency at which the comparison amplifier switches is directly proportional to the amplitude of the analog input signal V and inversely proportional to the amplitude of the analog input signal Z

Der Ausgang des Vergleichsverstärkers 85 steuert eine Schaltung 90. die einmal während jeder Periode der Rechteckwelle einen Impuls erzeugt, wobei jeder Impuls eine feste Impulsdauer hat. Der Vergleichsverstärker 85 steuert einen Spannungsteiler aus Widerständen 91 und 92 sowie eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 93 und einem Kondensator 94. Eine Diode 95 ist mit dem Kondensator 94 parallel geschaltet und so gepolt, daß sich eine negative Spannung am Kondensator einstellen kann. Der positive Eingang eines Differenzverstärker* 96 wird von dem SpannungsteilerThe output of the comparator amplifier 85 controls a circuit 90 that operates once during each period of the Square wave generates a pulse, with each pulse having a fixed pulse duration. The comparison amplifier 85 controls a voltage divider composed of resistors 91 and 92 and a series connection of one Resistor 93 and a capacitor 94. A diode 95 is connected in parallel with the capacitor 94 and so on polarized so that a negative voltage can set on the capacitor. The positive input of a Differential amplifier * 96 is made by the voltage divider

gesteuert, und der negative Eingang des Differenzverstärkers 96 wird vom Anschluß des Widerstands 93 an den Kondensator 94 gesteuert. Wenn das Rechtecksignal vom Vergleichsverstärker 85 positiv ist. wird ein positiver Bezugspegcl am positiven Eingang des Differenzverstärkers 96 hergestellt, bestimmt durch das Verhältnis der Widerstände 91 und 92. Wenn die positive Spannung der Rechteckweilenfrequenz an das aus Widerstand 93, Kondensator 94 und Diode 95 bestehende Netz angelegt wird, wird die Diode 95 in Durchlaßrichtung vorgespannt und verhindert den Aufbau einer positiven Spannung am Kondensator 94. So wird der negative Eingang des Differenzverstärkers % durch die Diode 95 an Masse geklemmt. Solange der Ausgang des Vergleichsverstärkers 85 positiv bleibt, wird der negative Eingang des Differenzverstärkers 96 an Masse geklemmt und bleibt kleiner als die Spannung am positiven Eingang. Der Differenzverstärker % gibt eine Ausgangsspannung mit einem ersten Spannungspegel ab. Wenn das Signal vom Vergleichsverstärker 85 negativ ist, wird eine negative Bezugsspannung dem positiven Eingang des Verstärkers 96 zugeführt, bestimmt durch das Verhältnis von Widerstand 91 und 92. Wenn die negative Spannung des Vergleichsverstärkers 85 dem aus Widerstand 93, Kondensator 94 und diode 95 bestehenden Netz zugeführt wird, wird die Diode 95 in Sperrichtung vorgespannt, und am Kondensator 94 kann sich eine negative Spannung einstellen. Die Spannung am Kondensator 94 baut sich exponentiell, bestimmt durch die Werte des Widerstands 93 und Kondensators 94. auf. Wenn der Ausgang des Verglcichsverstärkers 85 zu Anfang negativ ist. ist die Spannung am Kondensator 94 und damit die Spannung am negativen Eingang des Differenzverstärkers 96 sehr nahe an Null, und die Spannung am positiven Eingang des Differenzverstärkers 96 ist der negative Bezugspegel. Da also die Spannung am negativen Eingang des Differenzverstärkers % größer ist als die Spannung am positiven Eingang, hat der Visgang des Differenzverstärkers % einen zweiten Spannungspcgel. Schließlich baut sich die negative Spannung am Kondensator 94 auf, so daß sie die durch den Spannungsteiler gegebene Spannung übersteigt, und dann schaltet der Ausgang des Differenzverstärkers 96 auf den ersten Spannungspegel zurück. Die Länge der Zeit, in der der Differenzverstärker 96 den zweiten Spannungspegel führt, wird vollständig durch die von Widerstand 93 und Kondensator 94 gegebene ZeitkonbVante bestimmt und ist für jede Periode des Ausgangssignals des Vergleichsverstärkers 85 gleich. and the negative input of differential amplifier 96 is controlled by connecting resistor 93 to capacitor 94. When the square wave from comparison amplifier 85 is positive. a positive reference level is established at the positive input of the differential amplifier 96, determined by the ratio of the resistors 91 and 92. When the positive voltage of the square wave frequency is applied to the network consisting of resistor 93, capacitor 94 and diode 95, the diode 95 is forward biased and prevents the build-up of a positive voltage on the capacitor 94. So the negative input of the differential amplifier% is clamped through the diode 95 to ground. As long as the output of the comparison amplifier 85 remains positive, the negative input of the differential amplifier 96 is clamped to ground and remains lower than the voltage at the positive input. The differential amplifier% emits an output voltage with a first voltage level. If the signal from the comparison amplifier 85 is negative, a negative reference voltage is fed to the positive input of the amplifier 96, determined by the ratio of resistor 91 and 92 is supplied, the diode 95 is biased in the reverse direction, and a negative voltage can set on the capacitor 94. The voltage across the capacitor 94 builds up exponentially, determined by the values of the resistor 93 and capacitor 94. When the output of comparative amplifier 85 is initially negative. the voltage at the capacitor 94 and thus the voltage at the negative input of the differential amplifier 96 is very close to zero, and the voltage at the positive input of the differential amplifier 96 is the negative reference level. Since the voltage at the negative input of the differential amplifier% is greater than the voltage at the positive input, the voltage of the differential amplifier% has a second voltage level. Eventually the negative voltage builds up on capacitor 94 so that it exceeds the voltage given by the voltage divider, and then the output of differential amplifier 96 switches back to the first voltage level. The length of the time in which the differential amplifier 96 carries the second voltage level is completely determined by the time constant given by the resistor 93 and capacitor 94 and is the same for each period of the output signal of the comparison amplifier 85.

Das Analog-Eingangssignal X steuert eine Umformer-Schaltung 30. die einen + e,r Ausgang hat. Die Spannung e_x wird an den normalerweise geschlossenen Kontakt des Schalters 100 gelegt der bewegliche Kontakt des Schalters 100 ist an eine Integrierschaltung 110 angeschlossen, die aus Widerstand 111 und Kondensator 112 besteht Die Integrierschaltung 110 ist über den normalerweise offenen Kontakt des Schalters 100 an eine Bezugsspannungsquelle angeschlossen, typischerweise Masse. Das Eingangssignal X könnte auch direkt auf den beweglichen Kontakt des Schalters 100 gehen. Der Schalter 100 wird durch den Ausgang des Differenzverstärkers betätigt wie durch die gestrichelte Linie 87 angegeben. Wenn der Ausgang des Differenzverstärkers 96 auf dem zweiten Spannungspegel ist wird das Signal + e, auf die Integrierschalrung 110 gegeben. Wenn der Ausgang des Differenzverstärker* % den ersten Spannungspegel hat. wird derThe analog input signal X controls a converter circuit 30. which has a + e, r output. The voltage e _x is applied to the normally closed contact of the switch 100, the movable contact of the switch 100 is connected to an integrating circuit 110, which consists of a resistor 111 and a capacitor 112 The integrating circuit 110 is connected to a reference voltage source via the normally open contact of the switch 100 connected, typically ground. The input signal X could also go directly to the movable contact of the switch 100. The switch 100 is actuated by the output of the differential amplifier as indicated by the dashed line 87. When the output of the differential amplifier 96 is at the second voltage level, the signal + e, is applied to the integrating circuit 110. When the output of the differential amplifier *% has the first voltage level. will the

Schalter 100 betätigt, um Masse auf die Integrierschaltung 110 zu legen. Der Ausgang Wder Analogrechner-Schaltung geht durch den Kondensator 112. Die am Kondensator 112 auftretende Spannung ist proportional der Amplitude des Signals + e„ der Länge der Zeit, in der der Schalter 100 das Signal + e, der Integrierschaltung zuführt, und der Frequenz des Auftretens der vom Differenzverstärker % erzeugten Impulse. Die Amplitude des Signals e_x ist proportional der Amplitude des Analog-Eingangssignals X. Die Impulsdauer, oder die Länge der Zeit, in der der Differenzverstärker 96 den zweiten Ausgangspegel hat, ist fest, und die Impulsfre quenz ist proportional dem Verhältnis der Amplitude des Eingangssignals yzu der Amplitude des Eingangssignals Z Daher ist der Aufgang ^proportional zu Switch 100 operated to connect the integrating circuit 110 to ground. The output W of the analog computer circuit goes through the capacitor 112. The voltage appearing on the capacitor 112 is proportional to the amplitude of the signal + e ", the length of time in which the switch 100 supplies the signal + e, to the integrating circuit, and the frequency of the Occurrence of the pulses generated by the differential amplifier%. The amplitude of the signal e _x is proportional to the amplitude of the analog input signal X. The pulse duration, or the length of the time in which the differential amplifier 96 has the second output level, is fixed, and the pulse frequency is proportional to the ratio of the amplitude of the input signal yzu the amplitude of the input signal Z. Therefore, the rise ^ is proportional to

Wenn das Analog-Signal Kder Umformer-Schaltung 10 und der Umformer-Schaltung 20 zugeführt wird, wird das Ausgangssignal Unproportional zuWhen the analog signal K is supplied to the converter circuit 10 and the converter circuit 20, the output signal disproportionately to

Y² XY ² X

Wenn der Eingang der Umformer-Schaltung 20 von dem Signal W z. B. durch die Leitung 97, gesteuert wird, ist der Ausgang Unproportional zuWhen the input of the converter circuit 20 from the signal W z. B. is controlled by line 97, the output is disproportionate to

.VV
H '.VV
H '

Die Auflösung dieser Beziehung nach W ergibt das Resultat,daß Ungleich I XY'ist.The resolution of this relationship for W gives the result that not equal to I XY '.

Fig. 2A zeigt die Dreiecksschwingung e,„, am Ausgang des integrierverstärkers 77 als eine Funktion der Zeit. Die Zeit, die das Signal e,„, benötigt, um zwischen — e_z und + e? zu schwingen ist gleich 2 R\ C\e^/c, wobei /?i der Wert der Widerstände 75 und 76 und Ci der Wert des cyKondensators 78 ist. Die Frequenz derDreicckschwingung e,_nF ist gleichFIG. 2A shows the triangular wave e, n, at the output of the integrating amplifier 77 as a function of time. The time it takes for the signal e, “, to move between - e _z and + e? to oscillate is equal to 2 R \ C \ e ^ / c, where /? i is the value of the resistors 75 and 76 and Ci is the value of the cy capacitor 78. The frequency of the triangular oscillation e, _nF is the same

Fig. 2B zeigt die Rechtcckschwingung e_n,_n,_r am Ausgang des Vergleichsverstärkers 85 als Funktion der Zeit. 2B shows the square wave e _n , _n , _r at the output of the comparison amplifier 85 as a function of time.

F i g. 2C zeigt die Spannung e_pi_us am positiven Eingang des Differenzverstärkers % als eine Funktion der Zeit Der negative Spannungspegel des Signals e_pi_us ist mit -erbezeichnet.F i g. 2C shows the voltage e _p i _us at the positive input of the differential amplifier% as a function of time. The negative voltage level of the signal e _p i _us is denoted by.

Fig.2D zeigt den Spannungsverlauf e_minus am negativen Eingang des Differenzverstärkers 96. Auch als gepunktete Line dargestellt ist der Spannungspegel2D shows the voltage curve e _min us at the negative input of the differential amplifier 96. The voltage level is also shown as a dotted line

- S_n der negative Pegel des Signals, der am positiven Eingang des Differenzverstärkers 96 auftritt. Die Zeit während der das Signal e_mi„_Us größer ist als der Pegel- S _{n is} the negative level of the signal which occurs at the positive input of the differential amplifier 96. The time during which the signal e _mi " _U s is greater than the level

- e_n wird durch die Zeitkonstante des Widerstands 93. R₂, und des Kondensators 94. C₂. bestimmt. Diese Zeit ist als r* bezeichnet und ist proportional zu K₂G-- e _n is given by the time constant of resistor 93. R ₂ , and capacitor 94. C ₂ . definitely. This time is designated as r * and is proportional to K ₂ G-

F i g. 2E zeigt das Signal e, am Ausgang des Differenzverstärkers 96. Das Signal c, ist für die Zeitkonstante f* positiv und zu allen anderen Zeiten negativ dargestellt.F i g. 2E shows the signal e, at the output of the Differential amplifier 96. The signal c i is positive for the time constant f * and at all other times shown negatively.

An dieser Stelle sind einige Bemerkungen bezüglich der Wahl und der Verwendung der Kondensatoren 78.At this point are a few remarks regarding the choice and use of capacitors 78.

Ci und 94, Ci, zu machen. Da die Spannung über dem Kondensator 78 kontinuierlich zwischen — e, und + tv schwingt, wird der weiter oben auf dielektrische Verluste oder Speichereffekt zurückgeführte Fehler für diesen Kondensator erheblich verringert. Außerdem ist der Ausgang ^'proportional dem VerhältnisCi and 94, Ci, to make. Since the voltage across the capacitor 78 swings continuously between -e and + tv, the error for this capacitor, attributed above to dielectric losses or memory effect, is considerably reduced. In addition, the output ^ 'is proportional to the ratio

das durch das Verhältnisthat through the relationship

C₁ C₁ C ₁ C ₁

bestimmt wird.is determined.

In anderen Worten gesagt, steht die Stabilität des Ausgangs in Beziehung zu der Stabilität der Kondensatoren 78. Ci und 94, C₂.In other words, the stability of the output is related to the stability of the capacitors 78. Ci and 94, C ₂ .

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Kondensatoren 78 und 94 gepaart, so daß die Schaltung relativ unempfindlich gegen jede Abweichung infolge Alterung und Temperaturänderung der Kondensatoren ist.In a preferred embodiment of the invention, capacitors 78 and 94 are paired so that the circuit is relatively insensitive to any deviation due to aging and temperature changes the capacitors is.

F i g. 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schaltung, die in Form eines Blockschaltbildes in Fi g. 1 dargestellt ist. Das Analog-Eingangssignal Vwird an ein Skalier-Potentiometer 11 angelegt. Das am Abgriff des Potentiometers 11 erscheinende Signal ist mit KY bezeichnet und wird an den positiven Eingang des Verstärkers 12 angelegt. Da der Ausgang des Verstärkers 12 zum negativen Eingang des Verstärkers 12 zurückgeführt wird, wirkt er als Spannungsfolger oder Pufferverstärker. Der Ausgang des Pufferverstärkers 12 liegt über Widerstand 13 am Verstärker 15. Der positive Eingang des Verstärkers 15 ist geerdet, und der Widerstand 14 liegt zwischen dem Ausgang des Verstärkers 15 und dem negativen Eingang des Verstärkers 15. Der Ausgang des Verstärkers 15 ist mit — e, bezeichnet und hat die entgegengesetzte Polarität wie der Ausgang des Verstärkers 12. Der Ausgang des Verstärkers 15 steuert den negativen Eingang des Verstärkers 18 über den Widerstand 16. Der Ausgang des Verstärkers 18 wird über den Widerstand 17 zum negativen Eingang des Verstärkers 18 zurückgeführt. Die Widerstände 17 und 16 haben den gleichen Wert, so daß der Verstärker 18 einen Verstärkungsfaktor von -1 hat. Somit wird der Ausgang des Verstärkers 18 gleich + e, sein.F i g. 3 shows a preferred exemplary embodiment of the circuit which is shown in the form of a block diagram in FIG. 1 is shown. The analog input signal V is applied to a scaling potentiometer 11. The signal appearing at the tap of the potentiometer 11 is labeled KY and is applied to the positive input of the amplifier 12 . Since the output of amplifier 12 is fed back to the negative input of amplifier 12 , it acts as a voltage follower or buffer amplifier. The output of buffer amplifier 12 is connected to amplifier 15 via resistor 13. The positive input of amplifier 15 is grounded, and resistor 14 is between the output of amplifier 15 and the negative input of amplifier 15. The output of amplifier 15 is denoted by - e , and has the opposite polarity as the output of amplifier 12. The output of amplifier 15 controls the negative input of amplifier 18 through resistor 16. The output of amplifier 18 is fed back through resistor 17 to the negative input of amplifier 18. The resistors 17 and 16 have the same value, so that the amplifier 18 has a gain factor of -1. Thus the output of amplifier 18 will be + e.

In ähnlicher Weise wird das Analog-Eingangssignal Z an das Skalier-Potentiometer 21 angelegt, und das resultierende Signal KZwird an den Pufferverstärker 22 angelegt, der den Umkehrverstärker 25 steuert. Der Verstärkungsfaktor des Umkehrverstärkers 25 wird durch die Widerstände 23 und 24 bestimmt, und der Ausgang des Umkehrverstärkers 25 ist mit -e, bezeichnet. Der Verstärker 25 steuert den Umkehrverstärker 28. der einen Verstärkungsfaktor von -1, bestimmt durch die Widerstände 26 und 27. hat. Somit ist der Ausgang des Verstärkers 28 + e,,Similarly, the analog input signal Z is applied to the scaling potentiometer 21, and the resulting signal KZ is applied to the buffer amplifier 22 which controls the inverting amplifier 25. The gain of the inverting amplifier 25 is determined by the resistors 23 and 24, and the output of the inverting amplifier 25 is denoted by -e. The amplifier 25 controls the inverting amplifier 28, which has a gain factor of -1, determined by the resistors 26 and 27. Thus the output of amplifier 28 + e ,,

Der Schalter 40 besteht aus einem N PN-Transistor 4Z Vorspannungswiderständen 41 und 44 und einem Beschleunigungs-Kondensator 43. und der Schalter 50 besteht aus einem PNP-Transistor 52, Vorspannungv Widerständen 51 und 54 und einem Beschleunigungs Kondensator 53 Die Schalter 40 und 50 werden durch den Vcrgieichsvcrstärkcr 85 gesteuert. Der positi\c undThe switch 40 consists of an N PN transistor 4Z bias resistors 41 and 44 and an acceleration capacitor 43. and the switch 50 consists of a PNP transistor 52, bias voltage Resistors 51 and 54 and an acceleration Capacitor 53 The switches 40 and 50 are through the comparator 85 controlled. The positi \ c and

ίοίο

negative Spannungspegel am Ausgang des Vergleiehsv'erstärkers 85 werden so gewählt, daß entweder der Transistor 42 oder der Transistor 52 leitend wird. Wenn der positive Spannungspegel am Ausgang des Verstärkers 85 auftritt, wird der Basis-Emitter-Übergang des Transistor 42 in Durchlaßrichtung vorgespannt und der Transistor 42 wird leitend, wodurch das - tySignal vom Umkehrverstärker 15 an den Widerstand 75 gelegt wird. Der positive Spannungspegel vom Verstärker 85 spannt auch den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 52 in Sperrichtung vor, wodurch er nicht-leitend wird, was bewirkt, daß der Schaltungsweg zwischen dem + e,-Ausgang des Umkehrverstärkers 18 und dem Widerstand 76 geöffnet wird. Wenn der negative Spannungsausgang am Ausgang des Verstärkers 85 auftritt, wird der Transistor 42 in Sperrichtung vorgespannt, und der Transistor 52 wird in Durchlaßrichtung vorgespannt, wodurch das Signal -e, vom Widerstand 75 weggeschaltet und das Signal 4-e, auf den Widerstand 76 geschaltet wird. In gleicher Weise steuern der Schalter 60, der aus einem NPN-Transistor 62 und Vorspannungs-Widerständen 61 und 64 sowie Schalter 70 besteht, das Anlegen der Signale - e* und + e, an den Verstärker 81. So wird, wenn der positive Spannungspegel am Ausgang des Verstärkers 85 auftritt, der Transistor 62 leitend, und das - e^-Signal wird an den Widerstand 79 angelegt, und der Transistor 72 wird nicht-leitend, wodurch das + e^-Signal vom Widerstand 80 getrennt wird; und wenn der negative Spannungspegel am Ausgang des Verstärkers 85 auftritt, wird der Transistor 62 nicht-leitend und das ez-Signal wird vom Widerstand 79 abgeschaltet, und der Transistor 72 wird leitend, und das + e_z-Signal wird an den Widerstand 80 angelegt.negative voltage levels at the output of the comparative amplifier 85 are selected so that either the transistor 42 or the transistor 52 becomes conductive. When the positive voltage level occurs at the output of amplifier 85, the base-emitter junction of transistor 42 is forward-biased and transistor 42 becomes conductive, whereby the -ty signal from inverting amplifier 15 is applied to resistor 75. The positive voltage level from amplifier 85 also reverse biases the base-emitter junction of transistor 52, rendering it non-conductive, which causes the circuit path between the + e, output of inverting amplifier 18 and resistor 76 to be opened . When the negative voltage output occurs at the output of amplifier 85, transistor 42 becomes reverse biased and transistor 52 is forward biased, thereby disconnecting signal -e from resistor 75 and switching signal 4-e to resistor 76 will. In the same way, the switch 60, which consists of an NPN transistor 62 and bias resistors 61 and 64 and switch 70, control the application of the signals - e * and + e, to the amplifier 81. So when the positive voltage level occurs at the output of amplifier 85, transistor 62 conducts and the - e ^ signal is applied to resistor 79, and transistor 72 becomes non-conductive, whereby the + e ^ signal is separated from resistor 80; and when the negative voltage level appears at the output of amplifier 85, transistor 62 becomes non-conductive and the ez signal is switched off by resistor 79 and transistor 72 becomes conductive and the + e _z signal is applied to resistor 80 .

Wie es in der Beschreibung der F i g. 1 erwähnt wurde, integriert der Integrierverstärker 77 nacheinander die Signale -e, und + Cy. Der Ausgang des Integrierverstärkers 77 wird über den Widerstand 83 auf den negativen Eingang des. Vergleichsverstärkers 85 gegeben, und der Ausgang des. Verstärkers 81 wird über den Widerstand 84 auf den Eingang des Vergleichsverstärkers 85 gegeben.As stated in the description of FIG. 1, the integrating amplifier 77 sequentially integrates the -e, and + Cy signals. The output of the integrating amplifier 77 is applied to the negative input of the comparison amplifier 85 via the resistor 83, and the output of the amplifier 81 is applied to the input of the comparison amplifier 85 via the resistor 84.

Die Schaltung 90 erzeugt einen Impuls mit einer festen Impulsdauer einmal während jeder Periode der Rechteckschwingung am Ausgang des Verstärkers 85. In dem Blockschaltbild der Fi g. 1 wurde eine mit dem Kondensator 9-1 parallel geschaltete Diode 95 dargestellt. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde die Diode 95 durch einen NPN-Transistor 95c und Vorspannungswiderstände 95a und 956 ersetzt, um die gleiche Funktion zu übernehmen. Wenn der positive Spannungspegel am Ausgang des Verstärkers 85 auftritt, wird der Basis-Emitter-Übergang des Transistors 95c in Durchlaßrichtung vorgespannt und der Transistor 95c wird leitend und schließt dadurch den negativen Eingang des Verstärkers 96 an Masse kurz. Wenn der negative Spannungspegel am Ausgang des Verstärkers 85 auftritt wird der Basis-Emitter-Übergang des Transistors 95c in Sperrichtung vorgespannt, und die Kollektor-Emitter-Schaltung des Transistors 95c wird ein offener Stromkreis, wodurch der Kondensator 94 und der negative Eingang des Verstärkers % eine negative Spannung erhalten können.The circuit 90 generates a pulse with a fixed pulse duration once during each period of the Square wave at the output of the amplifier 85. In the block diagram of Fi g. 1 became one with the Capacitor 9-1 diode 95 connected in parallel is shown. In this preferred embodiment the diode 95 was replaced by an NPN transistor 95c and bias resistors 95a and 956 to to assume the same function. If the positive voltage level at the output of the amplifier 85 occurs, the base-emitter junction of transistor 95c is forward biased and the Transistor 95c becomes conductive and thereby shorts the negative input of amplifier 96 to ground. When the negative voltage level occurs at the output of amplifier 85 it becomes the base-emitter junction of transistor 95c, and the collector-emitter circuit of the transistor 95c becomes an open circuit, removing capacitor 94 and the negative input of the Amplifier% can receive a negative voltage.

Das Analog-Eingangssignal X wird an das Skalier-Potentiometer 31 angelegt und die Spannung KX. die am Abgriff des Potentiometers 31 auftritt, wird dem positiven Eingang des Verstärkers 32 zugeführt. Da der Ausgang des Verstärkers 32 an den negativen Eingang des Verstärkers 32 geht, wirkt er als Spannungsfolger oder Pufferverslärker. Der Ausgang des Pufferverstärkers 32 wird über den Widerstand 33 zum negativenThe analog input signal X is applied to the scaling potentiometer 31 and the voltage KX. which occurs at the tap of the potentiometer 31 is fed to the positive input of the amplifier 32. Since the output of amplifier 32 goes to the negative input of amplifier 32, it acts as a voltage follower or buffer amplifier. The output of the buffer amplifier 32 becomes negative via the resistor 33

> Eingang des Verstärkers 35 geführt. Der positive Eingang des Verstärkers 35 ist geerdet, und der Vrstärkungsfaktor des Verstärkers 35 wird durch das Verhältnis des Widerstands 34 zu dem Widerstand 33 bestimmt. Der Ausgang des Verstärkers 35 ist mit — e,> Input of amplifier 35 led. The positive one The input of amplifier 35 is grounded and the gain of amplifier 35 is determined by the The ratio of the resistor 34 to the resistor 33 is determined. The output of amplifier 35 is with - e,

ίο bezeichnet. Der Schalter 100 arbeitet so, daß er entweder das Signal - e„ das am Emitter des Transistors 105 auftritt, oder Masse am Emitter des Transistors 102 an die Integrierschaltung UO anlegt. Der Schalter 100 besteht aus einem NPN-Transistor 102 und den zugehörigen Vorspannungs-Widerständen 101 und 103 und dem PNP-Transistor 105 und den zugehörigen Vorspannungs-Widerständen 104 und 106. Der Schalter 100 wird von dem Spannungspegel gesteuert, der am Ausgang des Verstärkers % auftritt.ίο referred to. The switch 100 operates to either the signal - e "which occurs at the emitter of transistor 105, or ground at the emitter of the Transistor 102 is applied to the integrating circuit UO. The switch 100 consists of an NPN transistor 102 and the associated bias resistors 101 and 103 and the PNP transistor 105 and the associated bias resistors 104 and 106. The switch 100 is controlled by the voltage level which occurs at the output of the amplifier%.

Wenn eine ausreichend positive Spannung am Ausgang des Verstärkers % auftritt, wird der Basis-Emitter-Übergang des Transistors 102 in Durchlaßrichtung vorgespannt, wodurch der Transistor 102 leitend wird, und Masse wird an die Integrierschaltung 110 angelegt.If a sufficiently positive voltage appears at the output of the amplifier%, it becomes the base-emitter junction of transistor 102 forward-biased, making transistor 102 conductive, and ground is applied to integrating circuit 110.

2s Wenn der positive Spannungspegel am Ausgang des Verstärkers % auftritt, wird auch der Basis-Emitter-Übergang des Transistors 105 in Sperrichtung vorgespannt, und der Transistor 105 wird nicht-leitend und stellt einen wirksamen offenen Kreis zwischen dem Signal - e, und dem Eingang zur Integrierschaltung 110 dar. Gleicherweise wird, wenn eine ausreichend negative Spannung am Ausgang des Verstärkers % auftritt, der Transistor 102 nicht-leitend, und es besteht ein offener Kreis zwischen Masse und dem Eingang zur Integrierschaltung 110, und der Transistor 105 wird leitend, und dadurch kann das Signal -e, an den Eingang der Integrierschaltung 110 angelegt werden.2s If the positive voltage level at the output of the Amplifier% occurs, the base-emitter junction of transistor 105 is also reverse-biased, and transistor 105 becomes non-conductive and provides an effective open circuit between the Signal - e, and the input to the integrating circuit 110 Likewise, if a sufficiently negative voltage at the output of the amplifier% occurs, the transistor 102 is non-conductive, and there is an open circuit between ground and the input to the Integrating circuit 110, and the transistor 105 becomes conductive, and thereby the signal -e, to the Input of the integrating circuit 110 are applied.

In F i g. 1 wurde ein einfaches WC-Filter verwendet, um das durch den Schalter 100 gegangene Signal zu integrieren. In dem bevorzugten Ausführungsbeispie! der F i g. 3 erfolgt eine zusätzliche Filterung durch die Widerstände 119, 121 und Kondensator 120 und Widerstand 124, Kondensator 125 und Umkehrverstärker 123. Der positive Eingang des Verstärkers 123 ist über den Widerstand 122 geerdet. Der Nicht-Umkehrverstärker 115 wirkt in Verbindung mit den Widerständen 116 und 117 und dem Potentiometer 118, um den Spannungsabfall des am Ausgang des Kondensators 112 auftretenden Signals zu verhindern und führt auch die Feineinstellung der Verstärkung des Ausgangssignals W durch.In Fig. 1, a simple WC filter was used to integrate the signal passed through switch 100. In the preferred embodiment! the F i g. 3, additional filtering takes place through resistors 119, 121 and capacitor 120 and resistor 124, capacitor 125 and inverting amplifier 123. The positive input of amplifier 123 is grounded via resistor 122. The non-inverting amplifier 115 acts in conjunction with the resistors 116 and 117 and the potentiometer 118 to prevent the voltage drop of the signal appearing at the output of the capacitor 112 and also finely adjusts the gain of the output signal W.

Eine Strörunterdrückungsschaltung 130 dient der Eliminierung unerwünschter Ausgangssignale infolge hoher Verstärkung bei niedrigen Eingangspegeln. Die Schaltung 130 besteht aus einem Differenzverstärker 131, einem Schalttransistor 133 und Vorspannungswiderständen 132 und 134. Ein Bezugssignal, LCO, wird an den negativen Eingang des Verstärkers 131 angelegt Das Analog-Eingangssignal X wird an den positiven Eingang des Verstärkers 131 angelegt und wenn das Analog-Eingangssignal X kleiner ist als das Bezugssignal. LCO, dann wird der Ausgang des Verstärkers 131 ein negativer Spannungspegel sein, der bewirkt daß die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 133 leitend wird wodurch der Ausgang des Verstärkers 15 zurr negativen Eingang des Ve-stärkers 15 kurzgeschlosser wird so daß der Verstärker 15 einen Verstärkungsfak tor Null hat.A noise suppression circuit 130 is used to eliminate undesired output signals due to high gain at low input levels. The circuit 130 consists of a differential amplifier 131, a switching transistor 133 and bias resistors 132 and 134. A reference signal, LCO, is applied to the negative input of the amplifier 131 The analog input signal X is applied to the positive input of the amplifier 131 and if the analog -Input signal X is smaller than the reference signal. LCO, then the output of the amplifier 131 will be a negative voltage level, which causes the emitter-base path of the transistor 133 to be conductive, whereby the output of the amplifier 15 is short-circuited to the negative input of the amplifier 15 so that the amplifier 15 becomes a Gain factor has zero.

Hier/u 4 Blatt ZeichnuncenHere / u 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Analog computer circuit for the formation of an output voltage, which is a function of the first, second and third input signals, the circuit comprising first circuit means which is responsive to the first and second input signals to generate a control signal, and that includes an automatically reset integrator circuit responsive to the first input signal, furthermore a two circuit means which responds to the control signal and to the third signal responds to produce an output signal having an amplitude proportional to the Product of the third input signal and a ratio of the amplitudes of the first and second Signal is characterized by a comparison circuit, the cas output signal of the Comparator and the second input signal with each other and compares the integrator if Ghichheit resets so that the In: integrator output has a frequency proportional to the ratio is the amplitude of the first input signal to the amplitude of the second input signal.

2. Analog computer circuit according to claim 1, characterized in that as an integrator circuit one in itself he knew »Miller integrator is used.

3. Analog computer switch according to claim 1 or 2, characterized in that one on the Frequency of the integrator output signal responsive gate circuit with a fixed opening time is provided, at the input of which is the third input signal and at the output of a Filter circuit is located, which forms the mean value of the output voltage.

4. Analog computer circuit according to claim 3, characterized in that one on the frequency the integrator output responsive trigger circuit is provided, the per F'eriode of the integrator output signal a pulse of fixed pulse duration supplies, and that the gate circuit to the output of the Trigger circuit is connected.

5. Analog computer circuit according to one of the 4S Claims 1 to 4, characterized in that the first circuit means each has a circuit, <iie due to the first and the second input signal each two control signals opposite Polarity and amplitude of the input signal of proportional magnitude forms that the two control signals corresponding to a first input signal alternately on the integrating circuit and the two corresponding to the second input signal Control signals are alternately connected to the defeat attitude.