DE2410585C3 - Impulsabstand-Spannungswandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Impulsabstand-Span^ HUngswandler zur Auswertung von elektrischen Ein-· gangssignal-Impulsen, die sich aus definierten und sich wiederholenden gleichen Zuständen von Eingangssignalen ableiten lassen, mit zwei parallelen, gleich aufgebauten Kanälen, die auf einen gemeinsamen Ausgang arbeiten, wobei jeder Kanal ein als Kondensator mit linearer Aufladung ausgebildetes Zeitmeßglied, einen Entladeschalter für den Kondensator und einen zum Durchschalten des erreichten Ladepotentials dienenden Schalter enthält, mit einer Speicherr^haltung und mit einer Steuereinrichtung zum wechselweisen Zuführen zeitlich aufeinanderfolgender EingangssignaJ-Impulse in Form von Steuerbefehlen zu je einem der beiden Kanäle, welche Impulse jeweils über die zugehörigen Schalter das Laden des entsprechenden Kondensators starten sowie beenden, das Durchschalten des erreichten Ladepotentials zu der Speicherschaltung veranlassen und das Entladen des Kondensators bewirken, derart, daß während des Ladens des Kondensators in einem Kanal im anderen Kanal im Regelfalle nach Halten des erreichten Ladepotentials das Durchschalten desselben und das Entladen des dort vornandenen Kondensators erfolgen.

Ein derartiger Impulsabstand-Spannungswandler ergibt sich aus der FR-PS 15 93 274, die eine Schaltungsanordnung beschreibt, welche ausschließlich zum Ausmessen der Periodendauer bzw. Frequenz eines einzigen Eingangssignals dient Es handelt sich um eine zweikanalige Anordnung mit zwei übereinstimmenden Kanälen, die ein abwechselndes Ausmessen in jeder Periode ermöglichen. An einen gemeinsamen Eingang werden Eingangiimpulse angelegt, die mittels eines Impulsformers zu einer Impulsfolge umgeformt werden, welche ihrerseits einer Steuereinheit eingegeben wird. Die letztere wirkt über Steuerleitungen auf entsprechende Schalter ein. Einer der Schalter verbindet im geschlossenen Zustand eine konstante Integrationsspannung einer Batterie mit einem Integrator zum Zwecke einer zeitlinearen Aufladung eines Kondensators. Ein weiterer Schalter ermöglicht im geschlossenen Zustand ein Entladen des Integrators, und ein letzter Schalter ermöglicht im geschlossenen Zustand ein Durchschalten des in dem Integrator erreichten Ladepotentials zu einer Speicherschaltung, die beiden Kanälen zugeordnet ist. In zeitversetzter Weise finden in den einzelnen Kanälen folgende Vorgänge statt. Ein erster Impuls führt zum Einleiten des Integrationsvorgangs, während ein nachfolgender Impuls den Integrationsvorgang beendet. In einer nachfolgenden Zeitein· heit endlicher Länge erfolgt ein Durchschalten des im Integrator erreichten Ladepotentials zu der ausgangsseitigen gemeinsamen Speicherschaltung, die sich somit während dieser nach unten begrenzten Zeiteinheit auf den jeweils gültigen Ausgangswert einstellen kann.

Der bekannte Impulsabstand-Spannungswandler dient zur Perioden-Dauermessung eines Eingangssignals mit einer relativ oder extrem kleinen Frequenz von beispielsweise bis zu 100 Hz. Die bekannte Schaltungsanordnung ist für höhere Frequenzen nicht geeignet, da eine prinzipbedingte Begrenzung vorliegt, die sich aus der endlichen und vorgegebenen Zeiteinheit für den Durchschaltvorgang ergibt, Diese Zeiteinheit entspricht immer einem bestimmten Bruchteil des impulsabstandes zweier aufeinanderfolgender Impulse Und muß ausreichend groß sein, damit sich die gemeinsame Speicherschaltung in dieser Zeiteinheit auf das Ladepotential des Integrators einstellen kann. Mit der bekannten Anordnung lassen sich ntif Periodendäu^ ern bzw. Frequenzen eines einzigen Eingangssignals

bestimmen und keine Phase.niagenmessungen zwischen verschiedenen Eingangssignalen bzw. verschiedenartigen Kurvenpunkten (z. B. ansteigende und abfallende Flanken) vornehmen, da bei der bekannten Schaltungsanordnung die Signalbestandteile eines einzigen Fingangssignals mittels eines einzigen Eingangs gleichartig ausgewertet werden.

Ferner sind bereits integrierende Phasenlagenmeßgeräte bekannt, die den Mittelwert der Phasenlage aus einer größeren Anzahl von Perioden bestimmen und die als Mittelwert bildende Impulslängenmeßgeräte verwendet werden. Diese Geräte eignen sich aufgrund ihrer prinzipbedingten Trägheiten nur zur Messung quasistationärer oder sehr langsam veränderlicher Vorgänge. Eine digita! arbeitende Anordnung gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 17 66 736 ermöglicht pro Periode einer Referenzfrequenz die Ausgabe je einer Einzelmessung. Hierbei werden während der zu messenden Zeit über ein Tor hochfrequente Zählimpulse auf einen digitalen Zähler gegeben. Das Ergebnis der Zählung ist ein Maß für den zeitlichen Abstand definierter Kurvenpunkte bzw. für die Phasenlage der Eingangsfrequenzen. Dieses Prinzip beinhaltet eine in vielen Anwendungsfällen nicht erwünschte Quantisierung des Meßergebnisses, wodurch das Auflösungsvermögen vom Verhältnis der Zählimpulsfrequenzen zu den Eingangsfrequenzen abhängig ist Da die Zählfrequenz durch die Geschwindigkeit der Zähleinrichtung begrenzt ist, wird auch die maximale Anzahl von Messungen pro Zeiteinheit begrenzt, und die Messungen im Bereich des Phasensprunges sind durch die Rückstellzeit des Zählwerks prinzipbedingt unsicher.

Ähnliche Nachteile ergeben sich auch bei einem bekannten Meßverfahren, daß im folgenden kurz beschrieben wird. Von einem Referenzsignal wird ein zeitlinearer Spannungsanstieg ausgelöst, der beim Eintreffen der Impulse einer auszumessenden Impulsfolge kurzzeitig abgetastet wird, wobei der bis zu diesem Moment erreichte Spannungswert als Meßergebnis ausgegeben wird. Im Bereich des Phasensprunges entstehen durch den Rücklauf, beispielsweise des Sägezahns auf seinen Ausgangswert, Fehlmessungen. Eine weitere Ungenauigkeit ergibt sich durch die Dauer der Abtastung, welche größer als 0 ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darm, ein<:n Impulsabstand-Spannrngswandler, der im Oberbegriff genannten Art unter Vermeidung der geschilderten Nachteile so auszubilden, daß auch ein Ausmessen hochfrequenter bzw. schnell veränderlicher Phasenlagen oder Imptilsabstände Steuersignalrcihen sowie Impulslängen ohne Bereichsumschaltung trägheitslos möglich ist, wobei in jeder Periode ein Meßsignal erzeugt wird, das in keinem Phasenbereich einen vom Meßprinzip abhängigen Fehler aufweist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Impulsabstand-Spannungswandler erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in jedem Kanal eine sich an das Zeitmeßglied anschließende Abtast- und Halteschaltung vorgesehen ist, die nach einem Übernahmebefehl laufend den im Kondensator erreichten Wert des Lädepötentials übernimmt, daß das Durchschalten zwischen jeweils dieser Abtast- und Halteschaltung über den dieser nachgeordneten Schalter in eine den gemeinsamen Ausgang bildende Ausgabe-Einheit erfolgt, und daß die Obernahmebefehle für die Abtast- und Halteschaltungen, die Durchschaltbefehle Und difc Entladebefehle für die Kondensatoren in Abhängigkeit von den Eingangssignaf-Impulsen in der Steuereinrich-

tung für beide Kanäle wechselweise erzeugt werden, und zwar - insbesondere zur Phasenmessung — unter Steuerung durch ein von einem Meß-Eingangssignal unabhängiges Referenz-Eingangssignal, wobei die Impulse des Meß-Eingangssignals wechselweise die Kondensatoraufladevorgänge anhalten, oder — insbesondere zur Impulslängenmessung — unter Steuerung durch dasselbe Meß-Eingangssignal.

Während bei der bekannten Anordnung gemäß der FR-PS 15 93 274 nach dem zeitlinearen Aufladungsvorgang innerhalb der folgenden Zeiteinheit ein Umspeichern des im Integrator erreichten Ladepotentials auf die Speicherschaltung erfolgt, wird eine derartige, sich an den Integrationsvorgang anschließende Umspeicherungszeit erfindungsgemäß vermieden, da dort die Abtast- und Halteschaltung eines jeden Kanals zeitlich parallel mit dem Integrationsvorgang den Wert des jeweils erreichten Ladepotentials annimmt Aus diesem Grunde ist keine nach unten begrenzte, dem Integrationsvorgi.ng folgende Zeiteinheit für den Abtast- und Haltevorgang des Ladepotentials .'forderlich, so daß erfindungsgemäß keine prinzipbeding .e Frequenzbegrenzung nach hohen und tiefen Frequenzen hin vorliegt. Beide Kanäle weisen je eine separate Abtast- und Halteschaltung auf, wodurch der Abtastvorgang bereit, während der Dauer des zeitlinearen Spannungsanstiegs im Meßkondensator erfolgt und nicht erst nach dessen Aufladungsvorgang eingeleitet werden muß, was sonst durch die endliche Länge eines Abtastvorgangs die Messung zweier unmittelbar aufeinanderfolgender Meßimpulse beeinträchtigen würde. Die Erfindung ermöglicht einerseits das Ausmessen einer einzigen Signalreihe, wobei an den beider Eingängen jeweils gleiche oder unterschiedliche Tragerpunkte der Eingangssignalreihe ausgewertet werden, und andererseits das Ausmessen verschiedenartiger Signalreihen zum Bestimmen von Phasenlagen oder Impulsabständen der beiden Signalreihen. Die Abläufe in den verschiedenen Kanälen sind jeweils um eine Impulsperiode versetzt. Während jeweils in einem Kanal eine zeitlineare Aufladung des Kondensators im Integrator erfolgt, werden im anderen Kanal das erreichte Meßergebnis beziehungsweise Ladepotential auf den gemeinsamen Ausgang durchgeschaltet und der Kondensator im Integrator dieses Kanals entladen.

Vorzugsweise weist die Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Kanäle einen Kanalschalter auf, der als Flip-Flop-Schaltung ausgebildet ist. In weiterer Ausgestaltung weist die Steuereinrichtung Impulsformerstufen auf, die auf die Nulldurchgänge der Eingangssignale ansprechen. Und schließlich ist es bevorzugt, daß jede Abtast- und Halteschaltung einen leistungslos steuerbaren Spannungsfolger aufweist.

de Erfindung wird nachfolgend an einem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in einem Blockschaltbild die Schaltung des Pulsabstand-Spannungswandlers nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 an entsprechenden Meßpunkten aus Fig. 1 auftretende Signalverläufe im Falle zweier regelmäßig ger Eingangssignale verschiedener Frequenz,

F i g. 3 in einer detaillierten Darstellung die in F i g. 1 mit I bezeichnete Steuereinrichtung des Impulsabstand-Spannungswandle^rs,

F i g. 4 in einer detaillierteren Darstellung eine sich an Fig.3 anschließende sowie in Fig. 1 mit II bezeichnete Schaltung zur zeitlinearen Spannungserzeugung und

Fig.5 eine sich schaltungslechnisch an Fig.4 anschließende sowie in Fig. 1 mit III bezeichnete Schaltung zur Signalaufbereitung und -ausgabe.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild des Pulsabstand-Spannungswandlers dargestellt, das durch eine vertikal verlaufende und gestrichelt gezeichnete Linie aufgeteilt ist, wobei die linke Seite einen Kanal /4 und die rechte Seite einen Kanal B bezeichnet. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, sind die Kanäle mit gleichartigen elektronischen Gliedern ausgerüstet. Die horizontal verlaufenden und gestrichelt gezeichneten Linien teilen das Blockschaltbild in drei Funktionsgruppen, die mit I₁ II und III bezeichnet sind. Die Funktionsgruppe I besteht aus den Eingangsstufen und der Steuerlogik, die anhand der F i g. 3 näher beschrieben wird.

Mit 1 ist ein Impulsformer bezeichnet, der für die Referenz-Signalreihe vorgesehen ist und der auf den Kanalschalter arbeitet. Für die ?u vermessende

OlgllctIl cmc 131 cm ΐιΐιμιιιαιίΗ iiici λ rui iiaiiucii, uti

gleichermaßen auf beide Kanäle A, B arbeitet. Der Kanalschalter 3, welcher beispielsweise als Flip-Flop-Schaltung ausgebildet ist, teilt im Takt der Referenzimpulse den beiden Kanälen A und B abwechselnd bestimmte Arbeitsgänge zu. Dem Kanalschalter 3 schließen sich die Ladezeitbegrenzer 4 und 5 an, wobei der Ladezeitbegrenzer 4 mit dem Meßkondensatorkreis 6 des Kanals A und der Ladezeitbegrenzer 5 mit dem Meßkondensatorkreis 7 des Kanals B verknüpft ist. Den Meßkondendatorkreisen 6 und 7 folgen Impedanzwandler 8 und 9, wobei der Meßkondensatorkreis und der Impedanzwandler die Funktionsgruppe II für die zeitlineare Spannungserzeugung bilden. Für das Halten und Abtasten der Meßergebnisse aus der Funktionsgruppe II dient jeweils eine Abtast- und Halteschaltung 10 bzw. 11, die auch als »sample-and-hold«-Schaltung bezeichnet wird. Diese Halteschaltungen gehören zur Funktionsgruppe III der Signalaufbereitung und -ausgabe. Mit 12 und 13 sind Schalter bezeichnet (in Fig. 5 715 und 716), weiche vom Kanalschalter 3 angesteuert werden und die dafür sorgen, daß die Meßergebnisse aus einer Periode der Ausgabeeinheit zugeführt werden.

In Fig. 2 ist der zeitliche Verlauf der Spannung an wichtigen Punkten der Schaltung und die zeitliche Zuordnung der Spannungsverläufe zueinander wiedergegeben. Die Punkte sird in Fig. 1 mit der gleichen Bezeichnung versehen. Als Eingänge sind willkürlich zwei Dreiecksspannungen gewählt (f_rci und f_m), auf deren Nulldurchgänge die Impulsformerstufen 1 und 2 ansprechen. Die F i g. 2 zeigt so die Entstehung einer kurzen Meßreihe am Beispiel eines ansteigenden Pulsabstandes e^:nschließlich einem sich daraus ergebenden Phasensprung. Als definierte Kurvenpunkte dienen hier die positiven Nulldurchgänge. Der zeitliche Verlauf der Ladeströme der Meßkondensatoren entspricht dem ihrer Steuersignale L\ und Li.

F i g. 3 zeigt die Steuerlogik, die in F i g. 1 mit I bezeichnet ist

Im folgenden werden lediglich Erläuterungen zu Einzelheiten der Schaltung gegeben, deren Funktion oder Sinn nicht ohne weiteres aus den Schaltschemata hervorgeht An sich bekannte und gängige Halbleiterschaltungen werden dagegen nicht näher beschrieben. Die Beschreibung gilt jeweils auch für den zweiten Kanal, wobei die Indices der angesprochenen Bauelemente um 1 erhöht zu denken sind.

Die Steuerlogik gemäß F i g. 3 arbeitet im Spannungsbereich von — 23... + 2,5 V, so daß die Transistoren Ti. 2.16.7 β in F i g. 4 und 5 im Sperrbetrieb sicher sperren.

Um auch bei Übe = ö eine sichere Sperrung zu erreichen, was für T3.4 erforderlich ist, werden Schalttransistoren verwendet. So sind alle Transistoren der Meßschaltung vom Typ 2 N 3904 (npn) oder > 2N3906(pnp).

Für die gesamte Meßschaltung werden ferner einheitlich Dioden des Typs 1 N 914 verwendet. Die Operationsverstärker V3.4.7,8.9,10.11 arbeiten mit Verstärkungen 1 :1 und bedürfen daher keiner versetzten i'i Kompensation.

Mit Vi (entsprechend V₂) ist ein Komparator bezeichnet, der im Nullclurchgang der Eingangsspannung schaltet. Die Dioden Di. 3 verhindern, daß die Eingangsspannung am invertierenden Eingang den Ii Bereich der Versorgungsspannung ±15 V verlassen kann. Dadurch können am Eingang des Gerätes Spannungen bis ± 100 V zugelassen werden.

Die Widerstände Ri, R* und Ru halten die Eingangs-

ti! 11[JII IUUC Utf JI^ULI lUglR III UliIV.II TW .31Sl glillgjjpuii

.»> nungsbereich, ohne diese Versorgungsspannung stoßartig zu belasten, wie es bei begrenzenden Dioden der Fall wäre.

Fig.4 zeigt die in Fig. 1 mit II bezeichneten Funktionsgruppen zur zeitlinearen Spannungserzeu-

>'> gung. Der vom Transistor T\ angesteuerte Transistor Ti arbeitet als Konstantstromquelle, deren strombestimmender Emitterwiderstand sich aus der Serienschaltung des Jv weils mit dem Stufenschalter Sts aufgeschalteten Potentiometers (Px 5.19) und /^ zusammensetzt. Der

sr> Konstantstrom liegt bei jeder Schalterstellung des Bereichsschalters bzw. des Stufenschalter Sts bei 0,1 mA. Um trotz der großen Toleranzen der Ladekondensatoren Ci. 5.7 9 von ±20% einen definierten Spannungsanstieg zu erreichen, läßt sich der Konstant-

ü strom ebenfalls für jeden Ladekondensator an dem Trimmpotentiometer mit gleichem Index gesondert abgleichen. Der Verstärker V₃ arbeitet mit einer extrem harten Rückkopplung als Elektrometerimpedanzwandler, dessen Eingangswiderstand sich theoretisch aus dem Produkt des Differenzeingangswiderstandes und der Leerlaufverstärkung des Verstärkers ergibt. So ist gewährleistet, daß sich der Meßkondensator bis zum Ende der Meßperiode nicht meßbar entladen oder die Linearität des Spannungsanstiegs beeinflussen kann.

■*> Zu beachten ist noch, daß die Erweiterungseingänge CX und C2 für Frequenzen unter 10 Hz nur in Stellung St 4 des Stufenschalters Sts zugeschaltet werden. Für die dargestellte Schaltung werden als npn-Transistoren 2 N 3904 und als pnp-Transistoren 2 N 3906-Transisto-

V) ren verwendet.

Fig.5 zeigt die in Fig. 1 mit III bezeichneten Funktionsgruppen für die Signalaufbereitung und -ausgabe. Das wesentlichste Glied dieser Schaltung ist der integrierte Schaltkreis V₅ (und entsprechend V& im

"·"· Kanal B), dessen Funktionsweise in der Application-Note ICAN-6668 von RCA beschrieben ist.

Der Verstärker V₇ arbeitet dabei in Elektrometerschaltung, so daß an Pin 2 und Pin 3 nahezu gleiche Spannungen liegen. Die Kathode von Dn liegt so um die

"" Zenerspannung höher als der Quellenanschluß 7V Damit bleibt U_Ds von T₉ stets konstant (LOs= 3,9 V-0,7 V=3,2 V). Der Strom durch T₉ wird durch die Konstantstromquelle Tu ebenfalls konstant auf ein mA gehalten. Durch diese Maßnahmen wird

*>"> erzwungen, daß LOs immer einem exemplarabhängigen, aber festen negativen Wert gleichbleibt Der Ausgang von V7 bildet dadurch den Ladezustand des Kondensators Cn exakt ab. Die zeit- und spannungsabhängige.

rein additive Konstante Lfcs wird mit Hilfe des Potentiometers Pu eliminiert. Für die Konstafilstromquelle mit Tw wird zur Kompensation der Temperaturdrift der gleiche Transistortyp BF 245 wie für Ά vorgesehen.

An Pin 6 von V₉ liegt das Signal SH1 gemäß F i g. 2 mit einer maximalen Amplitude von 10 V. Es ist nicht "ofort zu erkennen, Wie dieses Signal ohne Begrenzung ü'ber die antiparallel gegen Masse geschalteten Dioden Dia und D₂I in die Ausgabeeinheit mit Kn und Vi₂ gelangt.

Ist beispielsweise der Transistor 7Is durchgeschaltet, das Potentiometer B₁₁ in Mittelstellung und beispielsweise eine positive Gleichspannung Ua ι gleich oder kleiner als 10 V an Pin 6 von Vq. so liegt über die Diode D\q 2i deren Durchlaßspannung auch an Pin 2 von Verstärker V11. Die Spannung an Pin 6 vom Verstärker Vi ι sinkt «.omit so weit ins Negative ab, bis das Potential vnn pin ? tthgr R 59 Uno !/2 P 13 2uf Nu!! !1SrEb⁰CZO⁰Cn wiederkehrende Vorgänge der Signalreihe vermessen, wie z. B. Verschlußzeiten bei Filmkameras oder Telefonwählimpulse. Entsprechend können Signalreihen, deren Impulslängen oder Periodendauern fnodu-

liert sind, mit dem vorgelegten Gerät mit extrem hoher Auflösung demodulieft werden.

Mit dem Gerät nach der Erfindung können die zeitlichen Abstände der Impulse zweier Impulsfolgen anhand der verschiedensten Untersuchungen gemessen

in werden. So konnten beispielsweise bereits die Gleichlaufschwankungen eines Tonbandgerätes mit dem Ergebnis gemessen werden, daß bei einer Bandgeschwindigkeit von 19cm/sec die wiedergegebene Tonfrequenz um bis zu 0,58% schwankte. Ferner konnte die Schlicßzeit eines gepolten Relais, d. h. die Zeit vom Anlegen der Betriebsspannung an die Spule bis zum Schließen des Kontakts, gemessen werden. Dabei wurde das Relais auch mechanischen Schwingungen ausgebet»» iyebei Schwankungen der

ist. Das ist genau dann der Fall, wenn die Spannung an Pin 6 von V_n= -Uu ist. Die Geschwindigkeit des Abfalls wird durch den Kondensator Cn begrenzt, der so auch ein Überschwingen vermeidet.

Die Transistoren Γ₎₅ und 7It, werden abwechselnd je eine Periodendauer lang geöffnet und geschlossen, so daß jeweils das in der Haltephase der Halteschaltung im Kondensator Gi bzw. Cn festgeheltene Meßergebnis an Pin 6 von Vn invertiert erscheint. Mit dem Potentiometer Pu können nun ungleichmäßige Verstärkungen und Anstiegsgeschwindigkeiten der Spannung an den Meßkondensatoren eliminiert werden.

Der Verstärker Vu arbeitet als wiederinvertierender Verstärker, der gleichzeitig Rückwirkungen von der Ausgangsbuchse her verhindert und die Meßergebnisse beider Kanäle niederohmig und kurzschlußfest ausgibt. Am Potentiometer Pu läßt sich seine Verstärkung im Verhältnis von 1 :10 ändern.

Mit Hilfe des Pulsabstand-Spannungswandlers nach der Erfindung lassen sich beispielsweise Gleichlaufuntersuchungen von Oszillatoren und äußerst genaue Drehzahlregelungen durchführen. Das Gerät eignet sich ferner beispielsweise zur Untersuchung sich schnell ändernder Winkelgeschwindigkeiten, wie z. B. an torsionsschwingenden rotierenden Wellen, an Wobblern oder am unrunden Lauf von Zahnradgetrieben. Das Gerät nach der Erfindung erlaubt somit die Erfassung von Unregelmäßigkeiten in der Aufeinanderfolge sich wiederholender Ereignisse. Dementsprechend eignet es sich auch besonders zu extrem empfindlicher Phasendemodulation.

Werden beide Eingangssignale von einer Signalreihe abgeleitet, so lassen sich Impulslängen, Periodendauern oder andere in der zeitlichen Länge veränderliche.

auftrater.. Ferner konnte die Frequenz der Unruh eines Reiseweckers selbst unter dem Einfluß von Schwingungen gemessen werden. Die Schwingungsdauer der Unruh wich dabei in einzelnen Perioden um maximal 55% von der mittleren Schwingungsdauer ab.

Das Gerät nach der Erfindung konnte ferner zur Ermittlung der Fehler eines Stroboskops verwendet werden, wobei die Frequenz des die Blitzfolge steuernden Sägezahngenerators sowie die Regelmäßig keit der l.ichtblitzfolge geprüft wurde. Es ergaben sich verschiedenartige Fehler der Phasenlage der Lichtblitze, welche Sprünge bis zu 60° machten.

Ein weiteres Anwendungsgebiet bei dem eingangs aufgeführten Prinzip ergibt sich für die Messung der Dauer der Lichtblitze einer Stroboskoplampe, der Messung der Bildfrequenz einer Schmalfilmkamera oder beispielsweise der Messung des Gleichlaufs eines Fernschreibmotors. Anhand dieser Aufzählung läßt sich bereits der große Anwendungsbereich des Pulsabstand-Spannungswandlers nach der Erfindung erkennen. Besonders vorteilhaft ist es. daß beim Vergleich zweier Wechselspannungen mit dem Pulsabstand-Spannungswandler nach der Erfindung für jede Periode der Referenzspannung eine neue Messung vorgenommen wird. Die Meßbereiche lassen sich nach niedrigen Frequenzen hin unbegrenzt erweitern, indem an dafür vorgesehenen Anschlußbuchsen Kondensatoren angeschlossen werden. Allerdings wird hierbei die Empfindlichkeit herabgesetzt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß das Meßverfahren pro Periode der Referenzfrequenz ein von der Vorperiode unabhängiges Meßergebnis liefert Die Meßgenauigkeit wird dabei von Phasensprüngen nicht beeinflußt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Impulsabstand-Spannungswandler zur Auswertung von elektrischen Eingangssignal-Impulsen, die sich aus definierten und sich wiederholenden gleichen Zuständen von Eingangssignalen ableiten lassen, mit zwei parallelen, gleich aufgebauten Kanälen, die auf einen gemeinsamen Ausgang arbeiten, wobei jeder Kanal ein als Kondensator mit linearer Aufladung ausgebildetes Zeitmeßglied, einen Entladeschalter für den Kondensator und einen zum Durchschalten des erreichten Ladepotentials dienenden Schalter enthält, mit einer Speicherschaltung und mit einer Steuereinrichtung zum wechselweisen Zuführen zeitlich aufeinanderfolgenden Eingangssignal-Impulse in Form von Steuerbefehlen zu je einem der beiden Kanäle, welche Impulse jeweils über die zugehörigen Schalter das Laden des entsprechenden Kondensators starten iowie beenden, das Durchschalten des erreichten Ladepotent/als zu der Speicherschaltung veranlasten und das Entladen des Kondensators bewirken, derart, daß während des Ladens des Kondensators in einem Kanal im anderen Kanal im Regelfalle nach Halten des erreichten Ladepotentials das Durchschalten desselben und das Entladen des dort vorhandenen Kondensators erfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Kanal eine sich an das Zeitmeßglied (6,7) anschließende Abtast- und Halteschaltung (10, 11) vorgesehen ist, die nach einem Übernahmebefehl laufend den im Kondensator erreichten Wert des Ladepotentials übernimmt, daß das Durchschalten zv> 'jenen jeweils dieser Abtast- und HalteschaL'ung (10, ti) über den dieser nachgeordneten Schalter (1Γ 13) in eine den gemeinsamen Ausgang bildende Ausgabe-Einheit (14) erfolgt, und daß die Übernahmebefehls für die Abtast- und Halteschaltungen (10, 11), die Durchschaltbefehle (in 12, 13) und die Entladebefehle für die Kondensatoren (in 6, 7) in Abhängigkeit von den Eingangssignal-Impulsen in der Steuereinrichtung (I) für beide Kanäle wechselweise erzeugt werden, und zwar - insbesondere zur Phasenmessung - unn-τ Steuerung durch ein von einem Meß-Eingangssignal unabhängiges Referenz-Eingangssignal, wobei die Impulse des Meß-Eingangssignals wechselweise die Kondensatoraufladevorgänge anhalten, oder insbesondere zur Impulslängenmessung - unter Steuerung durch dasselbe Meß-Eingangssignal.

2. Impulsabstand-Spannungswandler nach An Spruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (I) zur Ansteuerung der Kanäle einen Kanalschalter (3) aufweist, der als Flip-Flop-Schaltung ausgebildet ist.

3. Impulsabstand-Spannungswandler nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (I) Impulsformerstufen (1 bzw. 2) aufweist, die auf die Nulldurchgänge der Eingangssignale ansprechen.

4. Impulsabstand-Spannungswandler nach Anspruch 1,2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß jede Abtast- und Halteschaltung (10,11) einen leistungs* los steuerbaren Spannungsfolger aufweist.