DE2414838C3

DE2414838C3 - Schaltungsanordnung zur Bildung eines Mittelwertsignals

Info

Publication number: DE2414838C3
Application number: DE19742414838
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München ErI: Laurent, Estan, Lidingö (Schweden)
Filing date: 1974-03-27
Publication date: 1978-01-05

Description

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 größer die Zeitkonstante des Mittelwertbildners, der z. B. ein ÄC-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 Zeitkonstante des Mittelwertbildners ab.

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

ίο schaffen, bei der einerseits die Welligkeit der Eingangsspannung weitgehend ausgeglichen ist, d. h. bei der eine gute Mittelwertbildung erzielt ist bei der aber andererseits das Ausgangssignal dem Mittelwert des Eingangssignals mit verhältnismäßig geringer Verzöge-

is rung 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 Ausgsngssignale beider Mittelwertbildner einem Vergleicher zugeführt sind, durch den Schaltmittel 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 einen vorbestimmten Wert überschreitet

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

jo Anspruch 2 wiedergegeben ist.

Bei der erfindungsgemäßen 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 Ausgangsspannung des ersten Mittelwertbilderns. Durch Umladung kann daher erreich« werden, daß auch die Ausgangsspannung des ersten Mittelwertbildners dem Mittelwert schneller folgt, als dies seine Zeitkonstante erlaubt

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, und

Fig.2 bis 4 einen beispielsweisen zeitlichen Spannungsverlauf an verschiedenen Stellen der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1.

F i g. 1 zeigt einen Mittelwertbildner 1, der hier ein KC-Glied ist, bestehend aus dem Widerstand 2 und dem Kondensator 3. Der Mittelwertbildner 1 ist mit einem zweiten Mittelwertbildner 4, ebenfalls einem RC-GWed, bestehend aus dem Widerstand 5 und dem Kondensator

ss 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 / 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 Miuelwertbildner 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 Vergleiche 8 den Schalter 9, so daß der Kondensator mit der jeweils höheren Spannung auf den Kondensator mit der jeweils niedrigeren Spannung umgeladen wird. Der Kondansa- ι ο tor 3 weis· 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 Eingangssignal mit einer geringeren Verzögerung als durch die Zeitkonstante des Mittelwertbildners 1 ftjtgelegt 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 Mittelwertsigna] auf der Leitung 11 folgt auch in diesem Falle dem Mittelwert schneller, als es die Zeitkonstante des Mittelwertbildners 1 erlaubt

In F i g. 2 ist ein Eingangssigna] der Schaltungsanordnung (Leitung 10) beispielsweise dargestellt, das eine Absenkung des Mittelwertes aufweist Die Kurve in F i g. 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 F i g. 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.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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 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 Schaltmittei (9) betätigbar sind, derart, daß eine Umladung der Ladung eines Mittelwertbildners auf den anderen dem Verlauf des Eingangssignais entsprechend erfolgt, während der Quotient der Eingangssignale des Vergleichers (8) eine vorbestimmte Differenz von eins überschreitet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwertbildner (1, 4) zwei ffC-Glieder mit unterschiedlichen Zeitkonstanten sind und daß durch den Vergleicher (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.