DE2414838A1

DE2414838A1 - Schaltungsanordnung zur bildung eines mittelwertsignals

Info

Publication number: DE2414838A1
Application number: DE2414838A
Authority: DE
Inventors: Estan Laurent
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-03-27
Filing date: 1974-03-27
Publication date: 1975-10-16
Also published as: DE2414838B2; SE396488B; SE7502979L

Description

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Siemens' Aktiengesellschaft Erlangen, 25. März 1974

' . ■ Henkestrasse 127

VPA 74/5902 Lst/Bd

Schaltungsanordnung zur Bildung eines Mittelwertsignals

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Bildung eines elektrischen Ausgangssignals, das dem Mittelwert eines Eingangssignals entspricht mit einem Mittelwertbildner, dessen Zeitkonstante an die durchschnittliche Frequenz des Eingangssignals angepasst ist. ■"■■" ' ·

Durch den Mittelwertbildner erfolgt bei einer Schaltungsanordnung dieser Art ein Ausgleich der Welligkeit des Eingangssignals. Die Welligkeit wird dabei um so besser ausgeglichen, je grosser die Zeitkonstante des Mittelwertbildners, der z.B. ein RC-Glied sein kann, ist.. Eine verhältnismässig grosse Zeitkonstante hat aber den wesentlichen Nachteil, dass das Ausgangssignal des Mittelwertbildners dem Mittelwert des Eingangssignals nur mit einer verhältnismässig grossen Verzögerung folgt. Diese Verzögerung hängt ■unmittelbar von der Zeitkontante des Mittelwertbildners ab.

Der,Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der einerseits

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die Welligkeit der Eingangsspannung weitgehend ausgeglichen : ist, d.h., bei der eine gute Mittelwerfbildung erzielt ist, bei

der aber andererseits das Ausgangssignal dem Mittelwert des ; Eingangssignals mit verhältnismässig geringer Verzögerung folgt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dem Mittelwertbildner ein zweiter Mittelwertbildner parallel geschaltet ist, dessen Zeitkonstante kleiner als die Zeitkonstante des ersten Mittelwertbildners ist, und dass die Ausgangssignale beider Mi'ttelwertbildner einem Vergleichen zugeführt sind, durch . den Schaltmittel.betätigbar sind, derart, dass eine Umladung : der Ladung eines Mittelwertbildners auf den anderen dem Verlauf des Eingahgssignals entsprechend erfolgt, während die Differenz der Eingangssignale des Vergleichers einen vorbestimmten Wert überschreitet. . ' i ..

Es kann auch der Quotient der beiden Eingangssignale des Vergleichers als Kriterium für die Betätigung der Schaltmittel herangezogen werden, wie dies im Anspruch 2 wiedergegeben ist..

Bei der erfindungsgemassen Schaltungsanordnung- bestimmt die Zeitkonstante des ersten Mittelwertbildners die Welligkeit der AusgangsSpannung. Da der zweite Mittelwertbildner eine kleinere Zeitkonstante besitzt, folgt seine Ausgangsspannung den Änderungen des Mittelwertes schneller als die Ausgangsspannüng des ersten Mittelwertbildners. Durch Umladung kann daher erreicht werden, dass auch die Ausgangs spannung des ersten Mittelwertbildners dem Mittelwert schneller folgt, als dies seine Zeitkonstante erlaubt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel und aus den Unteransprüchen. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung, und

'Fig. 2 bis 4 einen beispielsweisen zeitlichen Spannungsverlauf an verschiedenen Stellen der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Mittelwertbildner 1, der hier ein RC-Glied ist, bestehend, aus dem Widerstand 2 und dem Kondensator 3. Der Mittelwertbildner 1 ist mit einem zweiten Mittelwertbildner 4₅ ebenfalls einem RC-Glied,- bestehend aus dem Widerstand 5 und dem Kondensator 6, parallel geschaltet. Die Kondensatoren 3, 6 haben einen gemeinsamen Pol 7. Die Ausgangssignale beider Mittelwertbildner 1, 4 sind einem Vergleicher 8 zugeführt, der seinerseits einen Schalter 9 betätigt.

Der Mittelwertbildner 1 hat eine Zeitkonstante, die an die durchschnittliche Frequenz eines über die Leitung 10 zugeführten Eingangssignals angepasst ist. Der zweite Mittelwertbildner 4 hat im Vergleich zum Mittelwertbildner 1 eine kleinere Zeitkonstante.

Bei konstantem Mittelwert des Eingangssignals bleibt der Schalter geöffnet (Ruhelage). Das Ausgangssignal auf der Leitung 11 verkörpert den jeweiligen Mittelwert. Wenn sich der Mittelwert verändert, tritt zwischen den dem Vergleicher 8 zugeführten Ausgangssignalen der Mittelwertbildner 1, 4 eine Differenzspannung auf, weil die Zeitkonstanten der Mittelwertbildner unterschiedlich sind und ihre Ausgangssignale dem Eingangssignal mit unterschiedlichen Verzögerungen folgen. Wenn die Differenzspannung einen vorbestimmten Wert erreicht, schliesst der auf einen bestimmten Schwellenwert eingestellte Vergleicher 8 den Schalter 9, sodass der Kondensator mit der jeweils höheren Spannung auf

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den Kondensator mit der jeweils niedrigeren Spannung umgeladen wird. Der Kondensator 3 weist z.B. bei einer Senkung des Mittelwertes die höhere Spannung auf und wird über den Schalter 9 auf den Kondensator 6, der eine niedrige Spannung hat, derart umgeladen, dass ein Spannungsausgleich erfolgt. Wenn die Differenz der Eingangssignale des Vergleichers 8 die Schwelle wieder unterschreitet, wird der Schalter 9 wieder geöffnet. Das Mittelwertsignal am Ausgang 11 folgt daher dem Mittelwert des Eingangssignals mit einer geringeren Verzögerung als durch die Zeitkonstante des Mittelwertbildners 1 festgelegt. Beim Ansteigen des Mittelwertes steigt die Spannung am Kondensator 6 schneller als am Kondensator 3 an. Beim·Erreichen der Schwelle des Vergleichers 8 wird wieder der Schalter 9 geschlossen und der Kondensator 3 wird vom Kondensator 6 des Mittelwertbildners 4 aufgeladen. Das Mittelwertsignal auf der Leitung 11 folgt auch in diesem Falle dem Mittelwert schneller, als es die Zeitkonstante des Mittelwertbildners 1 erlaubt.

In Fig. 2 ist ein Eingangssignal der Schaltungsanordnung (Leitung 10) beispielsweise dargestellt, das eine Absenkung des Mittelwertes aufweist. Die Kurve in Fig. 3 zeigt das Ausgangssignal des Mittelwertbildners 4 am Eingang 12 des Vergleichers 8. Dieses Signal besitzt wegen der verhältnismässig kleinen Zeitkonstante des Mittelwertbildners 4 noch eine grosse Welligkeit. Die Kurve in Fig. 4 zeigt das Ausgangssignal auf der Leitung 11 und damit am Eingang 13 des Vergleichers 8. Diese Kurve hat eine kleine Welligkeit wegen der grossen Zeitkonstante des Mittelwertbildners 1. Die Absenkung des Mittelwertes hat die Schliessung des Schalters 9 bewirkt, und die Ladung des Kondensators 3 des Mittelwertbildners 1 wird schnell auf den Kondensator 6 des Mittelwertbildners 4 umgeladen. Beim Ansteigen des Mittelwertes erfolgt in der geschilderten Weise eine Umladung der Ladung des Kondensators 6 auf den Kondensator 3.

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Diese Schaltungsanordnung kann vorzugsweise zum Verarbeiten eines Signals verwendet werden, das den Blutdruck (systolisch und diastolisch) eines Patienten verkörpert.

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Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung zur Bildung eines elektrischen Ausgangssignals, das dem Mittelwert eines Eingangssignals entspricht, mit einem Mittelwertbildner, dessen Zeitkonstante an die durchschnittliche Frequenz des Eingangssignals angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mittelwertbildner (1) ein zweiter Mittelwertbildner (4) parallel geschaltet ist, dessen Zeitkonstante kleiner als die Zeitkonstante des ersten Mittelwertbildners (1) ist, und dass die Ausgangssignale beider Mittelwertbildner (1, 4) einem Vergleicher (8) zugeführt sind, durch den Schaltmittel (9)'betätigbar sind, derart, dass eine Umladung der Ladung eines Mittelwertbildners auf den anderen dem Verlauf des Eingangssignals entsprechend erfolgt, während die Differenz der Eingangssignale des Vergleichers (8) einen vorbestimmten Wert überschreitet.
2. Schaltungsanordnung zur Bildung eines elektrischen Ausgangssignals, das dem Mittelwert eines Eingangssignals entspricht, mit einem Mittelwertbildner, dessen Zeitkonstante an die durchschnittliche Frequenz des Eingangssignals angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mittelwertbildner (1) ein zweiter Mittelwertbildner (4) parallel geschaltet ist, dessen Zeitkoristante kleiner als die Zeitkonstante des ersten Mittelwertbildners (1) ist, und dass die Ausgangssignale beider Mittelwertbildner (1, 4) einem Vergleicher (8) zugeführt sind, durch den Schaltmittel (9) · betätigbar sind, derart, dass eine Umladung der Ladung eines Mitte lwertbildners auf den anderen dem Verlauf des Eingangssign als entsprechend erfolgt, während der Quotient der Eingangssignale des Vergleichers (8) eine vorbestimmte Differenz von eins überschreitet.

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3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelwertbildner (1, ^) zwei RC-Glieder mit unterschiedlichen Zeitkonstanten sind und dass durch den Afergleicher (8) ein Schalter (9) betätigbar ist, der die Umladung des Kondensators (3, 6) mit der jeweils höheren Spannung auf den anderen Kondensator (3,'6) bewirkt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsspannung dem ersten Anschluss zweier Widerstände (2, 5) zugeführt ist, deren zweiter Anschluss mit je einem Kondensator (3» 6) verbunden ist, dass die Kondensatoren. (3, 6) einen gemeinsamen Pol (7) haben und dass zwischen_den. zweiten Anschlüssen der Widerstände (2, 5) ein Schalter (9) liegt, der vom Vergleicher (8) betätigbar ist.

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