DE2407968C2 - Digital voltage level meter - Google Patents

Digital voltage level meter

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DE2407968C2
DE2407968C2 DE19742407968 DE2407968A DE2407968C2 DE 2407968 C2 DE2407968 C2 DE 2407968C2 DE 19742407968 DE19742407968 DE 19742407968 DE 2407968 A DE2407968 A DE 2407968A DE 2407968 C2 DE2407968 C2 DE 2407968C2
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voltage
input
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digital
measured
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Gerhard Dipl.-Ing. 8024 Deisenhofen Thöner
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen digitalen Spannungspegelmesser mit einem kapazitiv rückgekoppelten Verstärker, dessen Ausgangsspannung auf einen von einer zu messenden Spannung abhängigen Wert gebracht wird, und bei dem nach dem Abschalten der zu messenden Spannung die Ausgangsspannung auf den Verstärkereingang rückgekoppelt wird, wobei die Zeitspanne vom Beginn der Rückkopplungsphase bis zum Erreichen eines vorgegebenen Spannungswertes durch die sich exponentiell ändernde Ausgangsspannung digital gemessen wird.The invention relates to a digital voltage level meter with a capacitive feedback Amplifier, the output voltage of which depends on a voltage to be measured Value is brought, and the output voltage after switching off the voltage to be measured is fed back to the amplifier input, the time span from the beginning of the feedback phase until a given voltage value is reached by the exponentially changing Output voltage is measured digitally.

Bei einem bekannten Spannungspegelmesser dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1 271257) wird die Ausgangsspannung des Verstärkers in der Weise auf einen von der zu messenden Spannung abhängigen Wert gebracht, daß zunächst in einer ersten Meiiphase ein dem Verstärkereingang vorgeschalteter Kondensator auf diese Spannung aufgeladen wird und die somit gespeicherte Ladung in einer zweiten Meßphase auf den Rückkopplungskondensator übertragen wird. Die Rückkopplungsphase schließt sich dann als dritte Meßphase an. Hiermit wird ein während der ersten Meßphase auftretender Momentanwert der zu messenden Spannung der Auswertung zugrunde gelegt. Dieser kann jedoch durch überlagerte Störspannungskomponenten verfälscht sein, was zu Fehlmessungen führt.In a known voltage level meter of this type (German Auslegeschrift 1 271257), the output voltage of the amplifier brought to a value that depends on the voltage to be measured, that initially in a first Meiiphase a capacitor connected upstream of the amplifier input this voltage is charged and the thus stored charge in a second measuring phase on the Feedback capacitor is transmitted. The feedback phase then closes as the third Measurement phase. This provides an instantaneous value to be measured that occurs during the first measuring phase The evaluation is based on tension. However, this can be caused by superimposed interference voltage components be falsified, which leads to incorrect measurements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannungspegelmesser der eingangs genannten Art /.ur Messung des Pegels der über einen vorgegebenen Zeitabschnitt integrierten Eingangsspannung heranzuziehend, h. also eine logarithmische Bewertung des Verhältnisses der integrierten Eingangsspannung zu einer vorgegebenen Bezugsspannung vorzunehmen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die zu messende Spannung über einen Eingangsschalter während einer fest vorgegebenen Zeitspanne an den Verstärkereingang gelegt wird, so daß der Verstärker gleichzeitig als Integrator dient und die rückzukoppelnde Ausgangsspannung das nach Ablauf der Zeitspanne erreichte Integrationsergebnis darstellt.The invention is based on the object of providing a voltage level meter of the type mentioned at the beginning /. to be used to measure the level of the input voltage integrated over a specified period of time, H. thus a logarithmic evaluation of the ratio of the integrated input voltage to a specified reference voltage. This is achieved according to the invention in that the voltage to be measured via an input switch during a fixed period of time to the Amplifier input is applied so that the amplifier serves as an integrator and the feedback Output voltage represents the integration result achieved after the time span has elapsed.

n mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht ins- weils in die CÖffnungszeit der Torschaltung 8 fallenden The advantage achieved with the invention consists mainly in the C opening time of the gate circuit 8

vsondere darin, daß die Integration der Eingangs- Zählimpulse gezählt werden. Das Zahlergebnis wirdspecial in that the integration of the input counting pulses are counted. The number result will be

nnung mit Hilfe der bereits für die logarithmische sodann in einer Anzeigevorrichtung 11 digital dai -nnung with the help of the already for the logarithmic then in a display device 11 digital dai -

ίΡ v.rtiini? der Eingangsspannung eriorderiichen gestellt oder über einen Ausgang 12 in Form vonίΡ v.rtiini? the input voltage or via an output 12 in the form of

Q. altungsteiie uurchiuninai ist, Mi uaL> üei rtuiwaiiu 5 vorzugsweise Koaierien uignaicn rsigi.u.v... —c^Q. altungsteiie uurchiuninai is, Mi uaL> üei rtuiwaiiu 5 preferably Koaierien uignaicn rsigi.uv .. - c ^

rr pinen eigenen Integrator entfallt. Weiterhin kann geben. rr pin's own integrator is no longer necessary. Furthermore can give.

Snannurlgspegelinesser nach der Erfindung durch Die crslc Pliase des eigentlichen Meßvorgangs be-Snannurlgspegelinesser according to the invention by the crslc Pliase of the actual measuring process

α^Γ nur geringfügige Abänderung seiner Schaltung ginnt nach einer vorherigen Entladung dei Integra- α ^ Γ only a slight change in its circuit starts after a previous discharge of the integra-

• tennTenden Messung der Eingangsspannung an tionskapazität Cl durch kurzzeitiges Schließen des• Separate measurement of the input voltage at the capacitance Cl by briefly closing the

c U- des Eingangspegels herangezogen werden. io Schalters Λ4. Nach der Entladung von Cl wird diec U- of the input level can be used. OK switch Λ4. After Cl is discharged, the

u· rbei erfolgt die integrierende Spannungsmessung Spannung Uc, die integriert und bezüglich ihres PegelsThe integrating voltage measurement voltage Uc takes place, which is integrated and with regard to its level

i ,\Pm an sich bekannten Prinzip der Doppelinte- gegenüber einem vorgegebenen Bezugswert ausgeber, dem β £^ ^^ ^ ^^ Schließen do Schalters S\ i, \ P m known principle of double ink compared to a given reference value, the β £ ^ ^^ ^ ^^ closing the switch S \

g remäß einer bevorzugten Weiterbildung der Er- an den invertierenden Eingang des Operations', er r V1TnO wird die rückzukoppelnde Ausgangsspannung 15 stävkers 1 gelegt. Die damit anlautende Aulwarts-ln-κΐ-rn Nichtmeichen einer dem Integrationsergebnis tegration von Ue. die ein lineares Ansteigen dei aus-Knen Bezugsspannungswert entsprechenden Re- gangsspannung - Ua des Integrators \£™*}· '* auI !Spannung durch die sich wahrend Jes Integra- ein fest vorgegebenes Zeitintervall Π beschrankt. g remäß a preferred development of ER to the inverting input of the Operations' he n 1 T r V O is placed rückzukoppelnde the output voltage 15 stävkers. 1 The resulting Aulwarts-ln-κΐ-rn does not match the integration result of Ue. the output voltage corresponding to a linear increase in the reference voltage value - Ua of the integrator \ £ ™ *} · '* auI !

nSanges aufbauende Ausgangsspannung nut nach dessen Ablauf .Sl wieder öfrnet. »ic am Inte, !reiben Polarität wie die zu messende Spannung, 20 vallende erreichte Ausgangsspannung stellt dann uas heirn Überschreiten der Referenzspannung mit entge- Integrationsergebnis dar. das lur die weitete Auswer-"!neebet7ter Polarität, rückgekoppelt und die Zeit- tung zur Verfügung steht.nSanges building up output voltage only after its expiry .Sl opens again. "Ic on Inte,! Rub polarity as the voltage to be measured, 20 vallende output voltage reached then provides uas heirn exceeding the reference voltage with entge- integration result. The lur the expanded evaluation"! Neeb et7ter polarity feedback and the time processing for Available.

SLum Erreichen der Referenzspannung aus- Fig. 2 zeigt in einem Diagramm ..as deiVeriauSLum reaching the reference voltage from Fig. 2 shows in a diagram ..as deiVeriau

Essen Hiermit wird erreicht, daß die logarith- von - Ua über der Zeit 1 darstell«, zi.nachs e,η ηEssen This ensures that the logarithmic of - Ua over time represents 1, zi.to e, η η

g Trhe Bewertung des Verhältnisses der integrierten a5 während eier Aufwärts-lntegration innerhalb des vor- g Trhe evaluation of the ratio of the integrated a 5 during an upward integration within the

nteErfincLg wird nachfolgend an 1 find eines in spannung - Uo nicht. Hg. 3 mgt dagcgc-«den Fall der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausfüh- 30 daß die lineare Aufwarts-Integration einen WennteErfincLg will subsequently find one in voltage at 1 - Uo not. In the case of the drawing, the preferred embodiment shown in FIG. 3 shows that the linear upward integration has a value

mosbeispiels nähef beschrieben. Dabei zeigt - UaI ergibt, der großer ist als die Relerenzs, a inuiifemosbeispiels next described. It shows - UaI results, which is greater than the Relerenzs, a inuiife

TSTS PrinzipschaltbUd des Ausführungsbe,- -Ua J*^^j^ $*%$. ^ ™ TSTS Schematic diagram of the embodiment - -Ua J * ^^ j ^ $ *% $. ^ ™

sitiven Pegelwert. ,.niweder der Schalter S3 geschlossen wird und .positive level value. , .nineither the switch S3 is closed and.

js^^^:^^^^ 40 = fc *itaßj ^3 olf js ^^^: ^^^^ 40 = fc * itaßj ^ 3 olf

renden Eingang eines Operationsverstärkers11 züge- bleibt (H g^ - I ^ f:. 2 SQ be. führt, dessen nicht invertierender Eingang auf Masse- B nf ^'^UeMeSphase damit, daß die am Auspotential liegt und dessen Ausgang 2 übe. einen g'""1^ umkehrSufe 3 aultretende Spannung Kondensator Cl mit dem invertierenden Emgang « gang 6 c r ^h_r^ m , lorausgBng 2 Ieverbunden ist. Cl wird beim Schl.eßen eines Schalters +U* JIC J1^ °Vor7eichen unlCrscheidet und damit S4 jeweils kurzgeschlossen. In dieser Schal ung stellt d glfj d^,cf ^; au(weisl wie dic E.ngangsspand Oationsverstärker 1 e.nen aktiven Integrator ^^J^ß S3 f dn invertieren-running input of an operational amplifier11 remains (H g ^ - I ^ f:. 2 SQ be . leads, whose non-inverting input to ground B n f ^ '^ UeMeSphase so that the is at the Auspotential and its output 2 practice. A g '"" 1 ^ reversal level 3 emerging voltage capacitor C1 is connected to the inverting input output 6 cr ^ h _ r ^ m , lorausgBng 2 I. When a switch is closed, Cl becomes + U * J IC J 1 ^ ° Pre7eichen unlC r differentiates and thus S4 is short-circuited. In this circuit, d glfj d ^, c f ^; au (white like the input spand oation amplifier 1 e an active integrator ^^ J ^ ß S3 f dn invert-

S4 jeweils kurzgeschlossen. In di g fj ^f ^; au(weisl ggS4 short-circuited in each case. In di g fj ^ f ^; au (white gg

der Operationsverstärker 1 e.nen aktiven Integrator ^^J^hießen von S3 auf den invertieren-the operational amplifier 1 e.nen active integrator ^^ J ^ were called from S3 to the inverting

darmitClalsIntegrationskapazitat. Der Ausgang 2 nung Lt.^^ ,rs γ rüi:kgpkoppelt wirdthusClalsintegration capacity. The output 2 voltage Lt. ^^, rs γ rüi: kgpk is oppelt

des Integrators ist über einen Widerstano «3 an dt η 5o J"^ |influB d^cr Rückkopplung nähert sichof the integrator is approaching via a resistance «3 an dt η 5 o J" ^ | influB d ^ cr feedback

Eingang einer Polaritats-Umkehrstufe 3 geschaltet, υni _ li(I in einer zweiten Auf-Input of a polarity reversing stage 3 switched, υni _ li (I in a second

die über einen Widerstand J4 rückgekoppelt .st. An- Jj^^^^nd von - Ua\. dem Wertwhich are fed back via a resistor J4. An Jj ^^^^ nd of - Ua \. the value

dererseits ist der Ausgang 2 mit dem ersten Eingang wans 1 niet a ο. b ^ ^ ^^ on the other hand, the output 2 with the first input wans 1 is not a ο. b ^ ^ ^^

eines Komparators 4 verbunden dessen zweiter Ein- d uRc ^^^J T1. Fig. 2 läßt erkcn-a comparator 4 connected whose second input d uRc ^^^ J T1 . Fig . 2 reveals

gang über den geschlossenen Schalter .S6 mi einer 55 ^"1J1J" hl diesc ZcitSpanne fallende Kurvenab-gang panne via the closed switch .S6 ml of a 55 ^ '1 J 1 J "St. Diesc ZcitS falling Kurvenab-

Relrenzspannungsquelle S beschalte« ,st. d.e die Re- ncn, daß uu_m ^^. 1 ^ Zeitabli:ingigkeit auf Connect reference voltage source S «, st. de the Re- ncn that uu_m ^^. 1 ^ Zeitabli: ingigkeit on

ferenzspannung - Uo erzeugt wcisl nas Ende von 77 wird durch den Komparatorreference voltage - Uo generated wcisl n a s end of 77 is made by the comparator

Der invertierende Eingang des Operations ersta - wusim Weichheit seiner Eingangsspan-The inverting input of the operation is astonishing in the softness of its input voltage.

kers 1 kann nach seiner Freischaltung von Uc wahl- lcs^\! ; wdtcs Komparatorsignal Kl abgibt Da weise über einen Schalter .S2 und einen Widerstand 60 -■ ungcn ^- » Schließen des Schalterskers 1 can after its activation by Uc Wahl- lcs ^ \! ; wdtcs comparator signal Kl emits Da wise via a switch .S2 and a resistor 60 - ■ ungcn ^ - »closing the switch

«2 mit dem Ausgang 2 von 1 oder über einen Schal e, Je Ig »^ a t ^ d^ ^ mm ^ «2 with the output 2 of 1 or via a shell e, Je Ig» ^ a t ^ d ^ ^ mm ^

S3 und den Widerstand R2 mil dem Ausgang 6 der ^ -inu P cnts>picht die Öffnungszeit derS3 and the resistor R2 mil the output 6 of the ^ -inu P cnts> p i cht the opening time of the

Polaritats-Umkehrstufe 3 verbunden werden. De. vo. ^ ™ Zeitspanne Tl. Das Ergebnis desPolarity reverser 3 are connected. De. vo. ^ ™ Period of time Tl. The result of the

Ausgang des Komparator* 4 ist schließlich an eine 1 «^ tuntjd^P Zählvorgangs-st dann ein Logikschaltung? geführt, die emc lorscha ung8 65 h^dur 8 n ww min dic Relercnz-The output of the comparator * 4 is finally to a 1 «^ do t jd ^ P counting process-st then a logic circuit? led, the emc lorscha ung8 6 5 h ^ major 8 n ww min dic Re lercnz-

mittels ihrer Ausgangssignale steuert. Dabei wirkt de ™ ^ d ß sjc dem linegrall„nsc. -controls by means of their output signals. Here de ™ ^ d ß sjc acts on the linegrall "nsc. -

Torschaltung 8 mit einem Zählimpulsgenerator 9 und ^™f , , ^ entsprich!, auf den der EmGate circuit 8 with a counting pulse generator 9 and ^ ™ f,, ^ corresponds! To the Em

oinpin Zähler 10 in der Weise zusammen, daß die je- gtbnis tür ücn toinpin counter 10 together in such a way that the respective object doesn t

5 J 65 J 6

eanssspannungspcgel relativiert meiden soll, so ist das ladung der Inlcgraüonskapaz.lat C 1 sodann die An-should avoid stress levels in relative terms, then the charge of the gray capacity at C 1 is then the

Zählcrgebnis im Zähler 10 gleichzeitig auch dem Wert schaltung der Eingangsspannung Uc wahrend desCounting result in counter 10 at the same time as the value switching of the input voltage Uc during the

des über das Zeitintervall 71 integriert gemessenen vorgegebenen Zeitintervalls Π und schließlich nachof the predetermined time interval Π measured integrated over the time interval 71 and finally after

Finiianiisspannunuspecels proportional. Dem erhal- deren Abschaltung die Durchschaltung von + Ua Finiianiisspannunuspecels proportional. The switch-off receives the connection of + Ua

tenon Fegehvert is"t ein neßatives Vor/eichen /u/uord- 5 über S3 oder von - Ua über 52 sowie die gleichzeitigetenon Fegehvert is a negative Vor / eichen / u / uord- 5 over S3 or from - Ua over 52 as well as the simultaneous

neu das /weckmäßigcrwl-iso in der Anz.eigevor.ich- Wirksainschaltung des Zählers 10 durch Öffnung dernew the / weckförmcrwl-iso in the display

tune 11 mit angezeigt wird. Die für die gewünschte Torschaltung 8 veranlaßt. Diese Schaldolge kann sichtune 11 is displayed with. The causes for the desired gate circuit 8. This Schaldsequence can

Peeelangabc notwendige logarithmische Verschlüsse- zum Zwecke der Durchfuhrung lautender integne-Peeelangabc necessary logarithmic closures - for the purpose of carrying out integrated

lung des Meßergebnisses ergibt sich aus der Umset- render Messungen des Eingangsspannungspegels auchThe measurement result also results from the converted measurements of the input voltage level

•/.line des Inteerationsergehnisscs - UaI in die digital « wiederholen. Hierbei empfiehlt es sich besonders, die• / .line of the integration progression - UaI in the digital «repeat. It is particularly recommended that the

auszumessende Zeitspanne Π mittels des exponen- Schallei .Vl bis 54 als elektronische Schalter auszubil-time to be measured Π by means of the exponen- Schalllei .Vl to 54 to be trained as an electronic switch

tiellen Kurven Verlaufs 14. den.tial curves course 14. den.

Liegt der in Fig. 3 dargestellte Fall | Ual\ > \ Uo\ Nach einer bevorzugten Weiterbildung der hrlin-If the case shown in FIG. 3 is | Ual \> \ Uo \ According to a preferred development of the hrlin-

vor, so beginnt die zweite Meßphase damit, daß nach dung kann die MelJschallung in einfacher Weise sobefore, the second measuring phase begins with the fact that after the dung the sounding can be carried out in a simple manner

dem Öffnen von 51 nunmehr die am Integratoraus- 15 abgeändert werden, daß sie wahlweise zur intcgrie-the opening of 51 is now modified on the integrator so that it can be used as an

gangvon 1 rückgekoppelt wird. Die Polaritätsumkehr Schalters 56 vom Eingang des Komparator 4 abgeam Integratoreingang führt hierbei zu einer Ab- ao schaltet und über einen Schalter 55, der an Stelle der wärts-Integration, die in Fig. 3 durch den Kurvcnab nun geöffnet bleibenden Schalter 52 und 53 gesehlosschnitt 14 mit exponentiell Zeitabhängigkeit \ eran sen wird, in der /weiten Meßphase an den invertierenschaulichl ist. Die Zeitspanne, in der die Ausgangs- den Eingang des Integrators 1 geführt. Der von - Uo spannung -Ua. ausgehend vom Wert - Ua:. freigcschaltete Eingang des Komparator 4 wird dabei schließlich den Wert der Referenzspannung - Uo er- 15 über einen bei geöffnetem Schalter 56 geschlossenen reicht, wird wieder mit TLbezeichnet, durch das Auf- Schalter 57 mit Massepotential belegt. Das Anschalteten des zweiten Komparatorsignals Kl begrenzt ten von - Uo an den Integratoreingang bewirkt eine und in der bereits beschriebenen Weise mittels lies Abwärts-Integration, die beim Erreichen des Masse-Zählers 10 ausgewertet. Derrf erhaltenen Zählcrgeb- potentials durch die Ausgangsspannung - Ua des Innis, das wieder dem auf den vorgegebenen Bezugswert 30 tegrators 1. d. h. beim Auftreten des Komparatorsirelativiertcn Eingangspege'l proportional ist. muß in gnals K2. unterbrochen wird. Die Zeitspanne vom diesem Fall ein positives Vorzeichen zugeordnet wer- Schließen des Schalters 55 bis zum Auftreten von K2 den, das vorzugsweise in der Anzeigevorrichtung 11 stellt dann ein Maß für die Eingangsspannung Uc dar mit angezeigt wird. un(l wird mittels der Schaltungsteile 8, 9. 10 und 11output from 1 is fed back. The polarity reversal switch 56 from the input of the comparator 4 to the integrator input leads to an ab- ao and via a switch 55 which, instead of the downward integration, the switches 52 and 53, which remain open in FIG with exponential time dependency \ eran sen, in the / wide measuring phase at which inverting is evident. The time span in which the output led to the input of the integrator 1. The from - Uo voltage -Ua. based on the value - Ua :. The enabled input of the comparator 4 is finally the value of the reference voltage - Uo 15 reaches beyond a switch 56 which is closed when the switch 56 is open, is again denoted by TL , through which the up switch 57 is assigned ground potential. Switching on the second comparator signal Kl limited by - Uo to the integrator input causes a downward integration, which is evaluated when the mass counter 10 is reached, in the manner already described by means of read downward integration. The counter output potential obtained is provided by the output voltage - Ua of the input, which is again proportional to the input level which is tegrator 1 to the predetermined reference value 30, ie when the comparator is relative. must be in gnals K2. is interrupted. The time span from this case a positive sign is assigned to the closing of the switch 55 to the occurrence of K2 den, which is then preferably displayed in the display device 11 as a measure for the input voltage Uc. un ( l is determined by means of circuit parts 8, 9. 10 and 11

Zweckmäßigerweise kann der Zähler 10 zusätzlich 35 in der oben beschriebenen Weise ausgewertet. Selbstais Zeitgeber verwendet werden, der das vorgegebene verständlich kann sowohl die Funktion der Schalter Zeitintervall 71 für die Aufwärts- Integration von Uc 55 bis 57 als auch die Umschaltung von der Pegelmesfestlegt. Zu diesem Zweck gibt die Logikschaltung 7 sung auf die Spannungsmessung und umgekehrt rnitgleichzeitig mit dem Schaltbefehl zum Schließen von tels der bei 15 abgreifbaren Ausgangssignale der Lo-51 einen die Torschaltung 8 öffnenden Torimpuls Ti' 40 gikschaltung 7 automatisch und insbesondere nach ab. der in 10 einen Zählvorgang auslöst. Nach dem einem vorgegebenen Programm gesteuert werden. Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes wird von Auch die Schalter 55 bis 57 werden vorzugsweise als 10 ein Signal E abgegeben, das in der Logikschal- elektronische Schalter ausgebildet, tung 7 einen Schaltbefehl zum Öffnen des Schalters Die Meßschaltung nach der Erfindung ist tnsbcson-Conveniently, the counter 10 may additionally evaluated in the manner described above 35th Even a timer can be used, which can understand the specified function of the switch time interval 71 for the upward integration of Uc 55 to 57 as well as the switching of the level measurement. For this purpose the logic circuit 7 are sung to the voltage measurement and vice versa rnitgleichzeitig with the switching command for closing by means of the tapped off at 15 outputs the Lo-51 a, the gate circuit 8 openable gate pulse Ti '40 gikschaltung 7 automatically and in particular after starting. which triggers a counting process in 10. To be controlled according to a given program. The switches 55 to 57 are also preferably output as 10 a signal E, which is formed in the logic circuit electronic switch, device 7 a switching command to open the switch. The measuring circuit according to the invention is tnsbcson-

51 auslöst. 45 dere fur Messungen des Geräuschpegels eines Nach-51 triggers. 45 f for measurements of noise level of a particular post-

Dic Logikschaltung 7 kann mit besonderem Vorteil richtenübertragungssystems oder seiner Teile mil auch als eine selbsttätige Ablaufsteuerung-ausgebildet Vorteil verwendbar. Hierbei ist auch die mit der gewerden, die mit ihren über die Ausgänge 15 abgege- nannten Weiterbildung der Erfindung erreichbare benen Schaltbefehlen für die einzelnen Schalter 51 wahlweise Spannungsmessung an Stelle einer Pegel bis 54 eine Schaltfolge festlegt, die zunächst die Ent- 50 messung von besonderem Interesse.The logic circuit 7 can, with particular advantage, be used with the directional transmission system or its parts as an automatic sequence control-designed advantage. Here, also the achievable with the turned lems, the called abgege- with their via the outputs 15 of the invention surrounded switching commands for either the individual switch 51 voltage measurement in place of a level defines a switching sequence to 54, the first of the decision-50 measurement of particular Interest.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims (7)

Patentansprüche: 24 968Claims: 24,968 1. Digitaler Spannungspegelmesser mit einem kapazitiv rückgekoppelten Verstärker, dessen S Ausgangsspannung auf einen von einer zu messenden Spannung abhängigen Wert gebracht wird, und bei dem nach dem Abschalten der zu messenden Spannung die Ausgangsspannung aui den Verstärkereingang rückgekoppelt wird, wobei die »° Zeitspanne vom Beginn der Rückkopplungsphase bis zum Erreichen eines vorgegebenen Spannungswmes durch die sich exponentiell ändernde Ausgangsspannung digital gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu messende Spannung (Ue) über einen Eingangsschalter (51) während einer fest vorgegebenen Zeitspanne (Tl) an den Verstärkeleingang gelegt wird, so daß der Verstärker (1) gleichzeitig als Integrator dient und die rückzukoppelnde Ausgangsspannung (— UaI, »°1. Digital voltage level meter with a capacitive feedback amplifier, the S output voltage of which is brought to a value dependent on a voltage to be measured, and in which the output voltage is fed back to the amplifier input after the voltage to be measured is switched off, with the »° time period from the beginning the feedback phase is measured digitally by the exponentially changing output voltage until a predetermined voltage is reached, characterized in that the voltage to be measured ( Ue ) is applied to the amplifier input via an input switch (51) for a fixed time span (Tl), so that the amplifier (1) simultaneously serves as an integrator and the output voltage to be fed back (- UaI, »° - Ua2) das nach Ablauf der Zeitspanne (71) erreichte Integrationsergebnis darstellt.- Ua2) represents the integration result achieved after the time span (71) has elapsed. 2. Digitaler Spannungspegelmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rückzukoppelnde Ausgangsspannung (— UaI, 2. Digital voltage level meter according to claim 1, characterized in that the output voltage to be fed back (- UaI, UaI) beim Nichterreichen einer dem Integrationsergebnis für einen Bezugsspannungswert entsprechenden Referenzspannung(— Uo) durch die sich während des Integrations Vorganges aufbauende Ausgangsspannung (— Ua) mit derselhen Polarität wie die zu messende Spannung (Ue), beim Überschreiten der Referenzspannung (— Uo) mit entgegengesetzter Polarität, rückgekoppelt wird und daß die Zeitspanne (72) bis zum Erreichen der Referenzspannung (— Uo) ausgemessen wird.- UaI) when a reference voltage (- Uo) corresponding to the integration result for a reference voltage value is not reached due to the output voltage (- Ua) with the same polarity as the voltage to be measured ( Ue), which is built up during the integration process, when the reference voltage (- Uo) is exceeded with opposite polarity, is fed back and that the time span (72 ) is measured until the reference voltage (- Uo) is reached. 3. Digitaler Spannungspegelmesser nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Polaritäts-Umkehrstuie (3) und einen mit einer Referenzspannung (— Uo) beschalteten Komparator (4). die jeweils dem Integrator (1) nachgeschaltet sind, durch eine Gruppe von Schaltmitteln (52, 53), die in Abhängigkeit von dem Auftreten oder Fehlen eines beim Erreichen der Referenzspannung (— Uo) durch die Integratorausgangsspannung ( - Ua) während des Zeitintervall (71) gebildeten, ersten Komparatorsignals (Kl) die Ausgangsspannung des Integrators (1) oder der Umkehrstufe (3) als Rückkopplungsspannung durchschalten und weitere Schaltmittel (8), die einen vorzugsweise digitalen Zeitmesser (9, 10, 11) von dieser Durchschaltung bis zum Auftreten eines während der Rückkopplungsphasc in analoger Weise gebildeten, zweiten Komparatorsigrials (Kl) wirksam schalten. 3. Digital voltage level meter according to claim 2, characterized by a polarity reversal stage (3) and a comparator (4) connected to a reference voltage (- Uo). each of which are connected downstream of the integrator (1) by a group of switching means (52, 53) which, depending on the occurrence or absence of a signal when the reference voltage (- Uo) is reached, by the integrator output voltage (- Ua) during the time interval (71 ) formed, first comparator signal (Kl) the output voltage of the integrator (1) or the inverter (3) switch through as a feedback voltage and further switching means (8) that a preferably digital timer (9, 10, 11) from this through-connection until the occurrence of a during the feedback phase formed in an analogous manner, switch effective second comparator signals (Kl). 4. Digitaler Spannungspegelmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Integration der Eingangsspannung (Ue) vorgegebene Zeitintervall (71) von dem Zeitmesser (9, 10. 11) abgeleitet wird.4. Digital voltage level meter according to claim 3, characterized in that the time interval (71) predetermined for the integration of the input voltage (Ue ) is derived from the timer (9, 10, 11). 5. Digitaler Spannungspegelmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Ablaufsteuerung (7), deren Ausgangssignale zunächst über den Eingangsschalter (Sl) die Anschaltung der Eingangsspannung (Ue) für die Dauer des vorgegebenen Zeitintervalls (71) und anschließend die Durchschaltung der jeweiligen Rückkopplungsspannung (+ Ua, — Ua) und die Wirksamschaltung des Zeitmessers (9. lü, H) selbsttätig und vorzugsweise in Mch wiederholenden Meßzykien Meucrt.5. Digital voltage level meter according to one of claims 1 to 4, characterized by a sequence controller (7), the output signals of which initially via the input switch (Sl) the connection of the input voltage ( Ue) for the duration of the predetermined time interval (71) and then the connection of the respective feedback voltage (+ Ua, - Ua) and the activation of the timer (9th lü, H) automatically and preferably in repetitive measuring cycles. 6. Digitaler Spannungspegelmesser nach einem der Ansprüche ! bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur wahlweisen integrierenden Messung der Eingangsspannung (Ue) an Stelle des Eingangspegels die Referenzspannung (- Uo) vom Eingang des Komparator (4) abschaltbar und an Stelle der Rückkopplungsspannung (+ Ua. ~ Ua) dem Intcgratoreingang zuführbar ist und daß der von der Referenzspannung (- Uo) f 1 cigeschaltcte Komparatoreingang auf Massepotential gelegt ist.6. Digital voltage level meter according to one of the claims! to 5, characterized in that for optional integrating measurement of the input voltage (Ue) instead of the input level, the reference voltage (- Uo) can be switched off from the input of the comparator (4) and fed to the integrator input instead of the feedback voltage (+ Ua. ~ Ua) and that the comparator input switched from the reference voltage (- Uo) f 1 is connected to ground potential. 7. Digitaler Spannungspegelmesser nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rückkopplungsspannung (- Ua, + Ua) durchschaltende Gruppe von Schaltmitteln (52, 53), der die Anschaltung der Eingangsspannung (Ue) bewirkende Eingangsschalter (51) und gegebenenfalls die die Umschaltung auf die integrierende Eingangsspannungsmessung bewirkenden Schalter (55, 56. 57) als elektronische Schalter ausgebildet sind.7. Digital voltage level meter according to one of claims 3 to 6, characterized in that the feedback voltage (- Ua, + Ua) through- switching group of switching means (52, 53), the connection of the input voltage ( Ue) causing the input switch (51) and if necessary, the switches (55, 56, 57) causing the switchover to the integrating input voltage measurement are designed as electronic switches.
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