DE2621849C2 - Funktionsgenerator zur Bildung einer logarithmischen Funktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Funktionsgenerator zur Bildung einer logarithmischen Funktion gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Allgemein sind analoge logarithmische Funktionsgeneratoren, bei denen z. B. die logarithmische Spannungs-Strom-Kennlinie von Dioden zur Bildung einer Ausgangsspannung mit einer logarithmischen Beziehung zur Eingangsspannung ausgenutzt wird, sowie digitale logarithmische Funktionsgeneratoren, bei denen logarithmische Funktionen näherungsweise in Abhängigkeit von Reihenentwicklungen gebildet werden, bekannt. Bei analogen logarithmischen Funktionsgeneratoren besteht aufgrund der Ungleichförmigkeit der Diodenkennlinien grundsätzlich die Schwierigkeit, gleichförmige Eigenschaften zu gewährleisten, wobei ein weiterer Nachteil durch das Temperaturverhalten der Dioden gegeben ist, durch das die erhaltene logarithmische Funktionsspannung häufig instabil wird.

Bei digitalen logarithmischen Funktionsgeneratoren ist hingegen eine komplizierte Rechenschaltung für die notwendigen Reihenentwicklungen erforderlich, so da0 zur Gewährleistung eines hohen Genauigkeitsgrades der Schaltungsaufbau meist außerordentlich aufwendig ist

So ist z. B. bereits ein Funktionsgenerator vorgeschlagen worden (DE-OS 24 46 629), der eine nichtlineare Zeitfunktionsspannung im wesentlichen dadurch erzeugt daß die dem Widerstand eines .RC-Gliedes zugeführte Eingangsspannung zur Bildung der gewünschten Funktionsspannung entsprechend gesteuert wird. Hierbei wird keine Änderung der Zeitkonstante des ÄC-GIiedes vorgenommen, sondern der nichtlineare Verlauf der Funktionsspannung über eine Eingangsspannungssteuerung mittels einer Operationsverstärkerschaltung und einer Ablaufsteuerschaltung erzielt Eine solche Spannungssteuerung weist jedoch den bereits vorstehend erwähnten Nachteil einer störenden Temperaturabhängigkeit und damit einer instabilen Funktionsspannungsbildung auf.

Ferner ist aus der Literaturstelle »Internationale elektronische Rundschau«, 1972, Nr. 6, Seite 127 bis 130, ein Funktionsgenerator zur Erzeugung von Spannungen

mit speziellem zeitlichen Verlauf bekannt der hauptsächlich eine Grundschaltung zur Erzeugung einer Sägezahnspannung aufweist Diese Grundschaltung arbeitet im wesentlichen mit zwei, jeweils aus Transhtoifin bestehenden Stromgenerator-Zweipolen,

die als Auflade- und Entladezweipol für eine Kapazität zur Bildung der gewünschten ansteigenden und abfallenden Kurventeile dienen und über gegensinnig geschaltete Dioden mittels einer Rechteck-Steuerspannung durchgeschaltet bzw. gesperrt werden. Sowohl der

hierbei angestrebte Kurvenverlauf des Ausgangsfunktionssignals als auch die spezielle Schaltungsanordnung zur Realisierung dieses Kurvenverlaufs vermitteln jedoch keine Hinweise zur Ausbildung einer möglichst genauen logarithmischen Kennlinie.

Darüber hinaus ist aus der DE-AS 23 05 204 eine im wesentlichen für Pegelmessungen vorgesehene Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines Eingangssignals in einen logarithmischen Wert bekannt, bei der das Verhältnis zweier zu vergleichender Spannungssignale mitteis eines ÄC-Gliedes, eines Vergleichers und eines von einem Impulsgenerator gesteuerten Zweirichtungszähler über einen aus sechs Schaltern bestehenden Steuerkreis in eine logarithmische Ausgangsgröße umgesetzt wird. Hierzu wird aus dem Verhältnis der

so Eingangssignale mit Hilfe der nichtlinearen Kennlinie des ÄC-Gliedes ein Zeitabschnitt ermittelt dessen einem logarithmischen Wert entsprechende Dauer von dem Zweirichtungszähler mit Hilfe der Taktsteuerung durch den Impulsgenerator bestimmt wird. Nach komplizierten Umschaltvorgängen mit Hilfe der Schalteranordnung ergibt sich sodann das gewünschte ausgangsseitige logarithmische Spannungsverhältnis. Es werden somit nicht Kennlinien logarithmischer Funktionen erzeugt, sondern lediglich ein einem Eingangssignalverhältnis entsprechender logarithmischer Wert gebildet was bedeutet daß bei konstantem Verhältnis der Eingangssignale auch nur ein einziger konstanter logarithmischer Ausgangswert erhalten wird, nicht jedoch eine logarithmische Funktion bzw. Kennlinie.

Der Erfindung liegt daher d*ie Aufgabe zugrunde, einen Funktionsgenerator zur Bildung einer logarithmischen Funktion gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart auszugestalten, daß eine logarithmische

Kennlinie mit größtmöglicher Genauigkeit durch eine einfach aufgebaute, weitgehend temperatur- und bau-elemente-unabhängige Schaltungsanordnung ausgebildet werden kann.

Disse Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst

Durch die erfindungsgemäße Lösung, die im wesentlichen in die Vereinigung der Vorteile einer digitalen Änderung der Zeitkonstanten einer ÄC-Schaltungsanordnung und der analogen Erzeugung von Kennlinit aabschnitten besteht, ohne daß der gewünschte Genauigkeitsgrad de- logarithmischen Funktion mit Hilfe einer aufwendigen Schaltungsanordnung durch Reihenentwicklung erzielt werden muß, lassen sich die Kennlinien beliebiger logarithmischer Funktionen mit hoher Genauigkeit durch eine einfache Schaltungsanordnung annähern, die darüber hinaus den Vorteil aufweist, daß sie von Schwankungen der Umgebungstemperatur und den Toleranzen der verwendeten Bauelemente weitgehend unabhängig ist Da die Zeitkonstante der erfindungsgemäßen ÄC-Schaltungsanordnung in Einheitszeitabständen mittels eines Binärzählers geändert wird, läßt sich direkt eine zeitabhängige Ausgangsspannung mit logarithmischem Verlauf zyklisch annähern, und zwar auch dann, wenn die anliegenden Eingangssignale konstant sind.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Kennliniendiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Funktionsgenerators zur Bildung einer logarithmischen Funktion,

Fig.2 eine zeitabhängige Spannungs-Kennlinie zur Erläuterung der Arbeitsweise des Funktionsgenerators,

F i g. 3 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Funktionsgenerators und

Fig.4 einen Signalplan zur Erläuterung der Wirkungsweise des Funktionsgenerators.

Zunächst wird die Arbeitsweise der Funktionsgenerators unter Bezug auf die Kennliniendiagramme gemäß F i g. 1 und 2 beschrieben. Bei der in F i g. 1 gezeigten logarithmischen Funktion V=Jt · log f (bei der V und t Variable und /reine Konstante sind) ist ersetzt wird, wobei der Wert des festen Werts to ausreichend klein ist, kann jede der Tangenten durch die Ladekurve einer ÄC-Schaltung angenähert werden, die

dV_ dt

Wenn sich die Variable f um einen festen Wert fo zu to, 2to, 3fo, · · ·. nto verändert (wobei η eine ganze Zahl ist), läßt sich die Steigung der Tangente zu der Kurve an jedem der entsprechenden Punkte Au A₂, Az, ..., A_n bestimmen. Gibt M\ die Steigung der Tangente an dem Punkt A\ an, so sind die Steigungen der Tangenten an den Punkten A\, A₂, Ai,..., A_n durch Mi, My₂, M\n, ■ ■ ·, Μυη gegeben, was umgekehrt proportional zu der Varibaleniist

Wenn diese Tangenten miteinander verbunden werden, ergibt die erhaltene Knicklinie eine Näherung für die logarithmische Funktion V= k ■ log t, wobei die Genauigkeit der Annäherung an eine logarithmische Funktion mittels einer solchen Knicklinie um so größer wird, je kleiner der Betrag des festen Werts to ist.

Nachstehend wird näher auf die Bildung der Tangenten eingegangen. Wenn gemäß Fig.2 bei der logarithmischen Funktion V=Jt · log t die Variable t durch die Zeit und die Variable Vdurch eine Spannung V - E

-exp -

entspricht In dieser Gleichung ist E eine konstante Spannung, R der Widerstandswert eine= Widerstands und C der Kapazitätswert eines Kondensators. Die Steigung der Tangente der durch die vorstehend genannte Gleichung gegebenen i?C-Ladekurve ist durch

AV

— = E ■ exp (- tiRC)IRC dt

gegeben, so daß bei RC> t die Steigung der Tangente mit

dV dt

1
RC

angenähert werden kann. Diese Gleichung hat die gleiche Form wie die Tangentensteigungsgleichung

dV , 1

für die logarithmische Funktion V= k · log f. Um die Ladekurve an jede der Tangenten der logarithmischen Funktion V= k ■ log f anzupassen, die in F i g. 1 jeweils durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, ist es folglich notwendig, die Zeitkonstante in der Gleichung

stufenweise auf RC, 2RC, 3RC, ..., nRC zu erhöhen, wenn die Zeit fin der Gleichung V=Ic ■ log ί auf to, 2 to, 3 to.-., nfo um eine Einheitszeit fo erhöht wird, so daß eine Kurve erzeugt wird, die sich der Knicklinienannäherung an die logarithmische Funktion V= k · log t annähert.

In Fig.3, die ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Funktionsgenerators zeigt, bezeichnet 1 eine Zeitkonstanten-Einstellschaltung für die Erzeugung eines der Anzahl von Eingangsimpulssignalen entsprechenden Einstellsignals und 2 eine ÄC-Schaltungsanordnung, deren Zeitkonstante sich in Abhängigkeit von dem Einstellsignal der Zeitkonstanten-Einstellschaltung 1 ändert. Die Schaltungsanordnungen sind folgendermaßen aufgebaut: Die Zeitkonstanten-Einsiellschaltung 1 enthält einen Binärzähler 11, Inverter Via, YIb, 12cund 12c/, die jeweils an die Ausgänge Qi, Q₂, Q und Q₄ für die erste bis vierte Stelle des Binärzählers It angeschlossen sind, ein NAND-Glied 13, das als Eingangssignale das Ausgangssignal Q der dritten Stelle und das Ausgangssignal Qs der fünften Stelle des Binärzählers 11 erhält, einen Inverter 14 zum Invertieren des Ausgangssignals des NAND-Glieds 13, ein D-Flipflop 15 zum Verzögern des Ausgangssignals des NAND-Glieds 13 und Anlegen des Ausgangssignals an einen Rücksetzeingang R des

Binärzählers 11 und einen Inverter 16, der an einen Takteingang CL des Binärzählers 11 angeschlossen ist. Die i?C-Schaltungsanordnung 2 besitzt eine Reihenschaltung aus Widerständen 21a und 2lb mit einem

Widerstandswert R, einem Widerstand 21c mit einem Widerstandswert 2R, einem Widerstand 21c/mit einem Widerstandswert 4Ä und einem Widerstand 2\e mit einem Widerstandswert SR, Analogschalter 22a, 226, 22c und 224 die jeweils an die Endanschlüsse der Widerstände 216, 21c, 21c/ und 21e angeschlossen und derart angeordnet sind, daß ihre Steuereingänge jeweils die Ausgangssignale der Inverter 12a bis 12c/ erhalten, einen Kondensator 23 mit einem Kapazitätswert Q der an das Ende des Widerstands 21 e angeschlossen ist, und einen dem Kondensator 23 parallelgeschalteten Analogschalter 24, dem das Ausgangssignal Qs der fünften Stelle des Binärzählers 11 als Steuersignal zugeführt wird. Die Bezugszeichen 6, 7 und 8 bezeichnen Anschlüsse, an die jeweils eine Voreinstellung V/, eine Konstantspannung V_c und Taktsignale min einer vorgegebenen Frequenz angelegt werden. Gemäß F i g. 3 sind bei diesem Ausführungsbeispiel ferner ein Vergleicher 3, ein R-S-Flipflop 4 und ein UND-Glied 5 derart geschaltet, daß ein Impulssignal mit einer Dauer erzeugt wird, die in einem logarithmischen Verhältnis zu der an dem Anschluß 6 anliegenden Voreinstellspannung V, steht.

Nachstehend wird die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Fig.4 näher beschrieben. Wenn das in F i g. 4(d) gezeigte Rücksetzsignal an den Rücksetzeingang R des Binärzählers 11 angelegt wird, wird dieser rückgesetzt, so daß alle Ausgangssignale Q\ bis Q₅ einen niedrigen Pegel annehmen (der nachstehend vereinfacht mit dem logischen Symbol »0« bezeichnet ist) und alle Ausgangssignale der Inverter 12a bis 12t/ einen hohen Pegel annehmen (der nachstehend vereinfacht mit dem logischen Symbol »1« bezeichnet ist). Wenn dagegen ein Steuereingan.gssignal »1« an den Steuereingangsanschluß c der jeweiligen Analogschalter 22a bis 22c/ angelegt wird, tritt Leitung zwischen deren Eingangsanschlüssen / und deren Ausgangsanschlüssen ο auf, während bei Anlegen eines Steuereingangssignals »0« an die jeweiligen Steuereingangsanschlüsse c die Leitung zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen ; und ο beendigt wird. Wenn der Binärziihler 11 rückgesetzt wird, werden somit die Analogschalter 22a bis 22c/ sämtlich durchgeschaltet und nur der Analogschalter 24 sperrt Hierbei ist der Widerstaiidswert zwischen dem Anschluß 7 und einem Schaltpunkt X in Fig.3 gleich R, so daß das Potential an dem Schaltpunkt X gemäß Fig.4(e) entsprechend der Funktion V= VC ■ (l-exp(-f/RQ) ansteigt Wenn die an den Binärzähler 11 angelegten Taktsignale bei einer vorgegebenen Frequenz gemäß F i g. 4 (a) eine Periode to besitzen, wird nach Ablauf der Einheitszeit to nach dem Anleger, des Rücksctzsignais der Zählstand des Binärzählers 11 um »eins« weitergerückt, so daß das Ausgangssignal Qi für die erste Stelle den Wert »1« annimmt während die anderen Ausgangssignale Q₂ bis Q₅ den Wert »0« annehmen. Folglich sperrt der Analogschalter 22a, während die Analogschalter 226 bis 22c/ durchgeschaltet bleiben, wobei der Analogschalter 24 gleichfalls sperrt was zur Folge hat daß der Widerstandswert zwischen dem Anschluß 7 und dem SchaltungspiHikt Xza2R wird. Auf diese Weise beginnt das Potential an dem Schaltpunkt X nach Ablauf der Zeit to gemäß Fig.4(e) mit einer Zeitkonstante 2RC anzusteigen. Danach wird jeweils mit Ablauf der Einheitszeit to die Zeitkonstante der .RC-Schaltungsanordnung 2 proportional zu der abgelaufenen Zeit erhöht wobei die Zeitkonstante von ÄCauf 2RQ 3RQ ΪΓ»ΠΛΤ1 Δ. „.._ — ..^ .„,..„,. . _D

Q-Ausgangssignal gemäß Fig.4(f) auf »1« übergeht Wenn dann die Spannung an dem Schaltpunkt X ansteigt und höher als die an dem invertierenden Eingang des Vergleichers 3 anliegende Voreinstellspannung Vj wird, geht das Ausgangssignal des Vergleichers 3 von »0« auf »1« über. Dies hat zur Folge, daß das R-S-FIipflop 4 rückgesetzt wird und sein Q-Ausgangssignal auf »0« übergeht wodurch die in Fig.4(f) gezeigte Impulsdauer erzeugt wird. Das Q-Ausgangssignal des R-S-Flipflops 4 und das Ausgangssignal des NAND-Glieds 13 werden an das UND-Glied 5 derart angelegt, daß die Dauer h des Stellimpulses von der in Fig.4(f) gezeigten Impulsdauer subtrahiert und am Ausgang des UND-Glieds 5 der in Fig.4(g) gezeigte Impuls mit der Impulsdauer f<? erzeugt wird. Hierbei

..., 16ÄC ansteigt. Auf diese Weise besteht gemäß Fig.4(e) die an dem Schaltpunkt X erzeugte Spannungskurve aus 16 miteinander verbundenen Ladekurven mit unterschiedlichen Zeitkonstanten, wobei gemäß vorstehender Beschreibung diese Spannungskurve die Knicklinienannäherung an die logarithmische Funktion realisiert, die in F i g. 1 durch die gestrichelten Linien dargestellt ist.

Danach nehmen nach Ablauf von 16 Zeitperioden to

ίο nach dem Rücksetzsignal sämtliche Ausgangssignaie Q< bis (?4 des Binärzählers 11 den Wert »0« an, während gemäß F i g. 4 (c), das Ausgangssignal Qs für die fünfte Stelle den Wert »1« annimmt. Folglich werden die Analogschalter 22a bis 22c/ und 24 sämtlich durchgeschaltet und die in dem Kondensator 23 gespeicherte Ladung entladen, wodurch das Potential an dem Schaitpunkt X gemäß F i g. 4 (e) augenblicklich auf 0 Volt abfällt. Wenn danach weitere vier Taktsignale dem Binärzähler 11 zugefügt werden, nimmt das Ausgangssignal Qi für die dritte Stelle des Binärzählers 11, das in Fig.4(b) gezeigt ist, den Wert »1« an und das Ausgangssignal des NAND-Glieds 13 geht auf »0« über. Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 13 wird mittels des Inverters 14 invertiert, um eine Taktperiode oder Einheitszeit to verzögert und dann an den RücksetzanschluD R des Binärzählers 11 angelegt Hierdurch wird der Binärzähler 11 rückgesetzt wobei sämtliche Ausgangssignale Q\ bis Qs auf »0« übergehen und die ursprünglichen Bedingungen wieder hergestellt werden, so daß die ÄC-Schaltungsanordnung 2 erneut den Ladevorgang mit den Zeitkonstanten RQ 2RQ 3RC usw. beginnt Beim Ausführungsbeispiel ist der Inverter 16 an den Takteingang CL des Binärzählers 11 angeschlossen, um die Phasenbeziehung zwischen dem Binärzähier 11 und dem D-Flipfiop 15 einzustellen, da § der Binärzähier 11 die angelegten Taktsignale an deren abfallenden Flanken zählt, während das D-Flipflop 15 seinen Zustand in Abhängigkeit von den ansteigenden Flanken der Taktsignale ändert.

Der Schaltpunkt X ist ferner an den nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers 3 angeschlossen, der die Spannung an dem Schaltpunkt X mit der Voreinstellspannung oder Sollspannung V, vergleicht, die an den invertierenden Ausgang des Vergleichers angelegt ist Da der Ausgang des Vergleichers 3 an einen Rücksetzeingang R des R-S-Flipflops 4 und der Ausgang des Inverters 14 an einen Setzeingang S des R-S-Flipflops 4 angeschlossen sind, geht das Ausgangssignal des Inverters 14 auf »1« über, wenn der Zählwert

so des Binärzählers 11 den Wert »20« erreicht so daß das Ausgangssignal Q3 für die dritte Stelle und das Ausgangssignal Qs für die fünfte Stelle zu »1« werden

besteht eine die Gleichung Vi= k · log ί<? (wobei Jt eine Konstante ist) annähernde Beziehung zwischen der Zeitdauer tQ und der Voreinstellspannung Vi. Das R-S-Flipflop 4 dient dazu, das Auftreten von Flattererscheinungen bei dem Ausgangssignal des Vergleichers 3 aufgrund der Einwirkung der Erfassungsgenauigkeit oder der Ansprecheigenschaften des Vergleichers 3 zu verhindern. Das heißt, liegt ein Signal »1« an dem Rücksetzeingang R des R-S-Flipflops 4 an, so daß dessen (?-Ausgangssignal auf »0« übergeht, behält das Q-Ausgangssignal diesen Zustand bei, bis ein Signal »1« an den Setzeingang S angelegt wird. Auf diese Weise läßt sich ein im Ausgangssignal des Vergleichers 3 erzeugtes »Flattern« oder »Prellen« unterdrücken.

Während bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Ladezeitkonstante für jedes Intervall proportional zu der Zeit f vergrößert wird, ist aufgrund der Tatsache, daß ein Spannungsanstieg V_n _ ι bis zu dem Ende des vorhergehenden Intervalls als Anfangsladung hinzuaddiert wird, das Potential V_n an dem Schaltpunkt X für das n-t Intervall durch folgende Gleichung gegeben:

V_n=(V_c- V_n.,) · [l-expi-t/nRQ]+ V_n-,

Eine Umformung der vorstehenden Gleichung ergibt:

dVn/dt=(Vc- V_n-X) ■ exp{-t/nRC)/nRC

Damit ist die Tangenten-Steigung nicht länger umgekehrt proportional zu der Zeit und die Steigungen weichen allmählich von der durch die gestrichelten Linien in F i g. 1 dargestellten Knicklinie ab. Es wurde jedoch ermittelt, daß bei Wahl der Frequenz der Takt-Signaie und der Konstantspannung V_c zu 4096 Hz bzw. 6 V mit einer vorgeschriebenen Zeitkonstante die sich ergebenden Annäherungsfehler in bezug auf die errechneten Werte in einem Bereich von 200 μ - 5 < t_Q<3£ m · s kleiner als ±3% werden, was die Bildung einer logarithmischen Funktionsspannung mit einer Zeitdauer als Variable mit ausreichend hoher Genauigkeit ermöglicht Wenn ferner die Taktsignalfrequenz erhöht wird, kann die erwünschte Annäherungsgenauigkeit selbst dann erreicht werden, wenn die vorbestimmte Zeitkonstante vermindert wird, wobei die gleiche Annäherungsgenauigkeit dadurch erzielt werden kann, daß die Frequenz und die Zeitkonstante in entgegengesetzter Weise eingestellt werden. Weiterhin ist es auch möglich, die vorstehend genannten Abweichungen mit dem Ablauf der Zeit so zu korrigieren, daß die erwünschte Annäherungsgenauigkeit über einen breiten Bereich von Intervallen sichci^gesieili ist

Bei dem vorstehend beschriebenen Funktionsgenerator sind die Bauelemente, die zu Schwierigkeiten hinsichtlich der Ungleichförmigkeit ihrer Eigenschaften oder ihrer Temperaturabhängigkeit führen könnten, lediglich die Widerstände 21a bis 21 e und der Kondensator 23, die die ÄC-Schaltungsanordnung 2 bilden. Es sind jedoch gewöhnliche Widerstände wie Metallfilmwiderstände erhältlich, die mit einer Abweichung von ungefähr ±1% und einem Temperaturkoeffizienten von ±50 ppm/⁰ C stabil und außerordentlich genau sind. Es sind auch gewöhnliche Kondensatoren wie beispielsweise keramische Kondensatoren und Polyesterfilmkondensatoren erhältlich, deren Temperaturkoeffizienten nahezu Null sind. Ferner ist die Ungleichförmigkeit bei der Kapazität von Kondensatoren gleicher Art bereits in der Konstante k der logarithmischen Funktion V= k · log r berücksichtigt und auf einfache Weise einstellbar. Auf diese Weise ist es möglich, einen stabilen und sehr genauen logarkhmisehen Funktionsgenerator zu schaffen, bei dem Abweichungen bei den Eigenschaften der Bauelemente oder die Auswirkungen der Temperatureigenschaften kaum ins Gewicht fallen.
Da auf einfache Weise ein Impuls mit der Dauer fp erzeugt werden kann, ist es auch möglich, auf einfache Weise die der Ausgangsimpulsdauer ίς> proportionale Anzahl von Taktimpulsen zu erhalten, indem die Anzahl der während der Impulsdauer f<? angelegten Taktsignale gezählt und der Funktionsgenerator damit der Arbeitsweise von Analog-Digital-Umsetzern angepaßt wird.

Während ferner bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die erwünschte logarithmische Funktionsspannung mittels 16 ÄC-Ladekurven mit unterschiedlichen Zeitkonstanten angenähert wird, ist es auch möglich, durch Erhöhung äer Anzahl von Binärstellen in dem Binärzähler ϊί und Zufügen einer gewünschten Anzahl von Analogschaltern und Widerständen zu den Analogschaltern 22a bis 2Zd und den Widerständen 21a bis 21 e die erwünschte logarithmisehe Funktionsspannung mit erhöhter Genauigkeit mittels einer Knicklinie anzunähern, die eine größere Anzahl von Segmenten enthält

Ferner kann durch Erden des Schaltpunkts X, Einfügen des Analogschalters 24 zwischen den Konstantspannungs-Eingangsanschluß 7 und den Widerstand 21a und Verbinden des Verbindungspunkts des Analogschalters 24 und des Widerstands 21a Ober den Kondensator 23 mit Masse du Potential an dem Verbindungspunkt des Analogschalters 24, des Widerstands 21a und des Kondensators 23 als Spannung, die logarithmisch als Variable der Zeit abfällt, oder als Annäherungskurve V= -jfc · log f erhalten werden (wobei Α eine Konstante ist).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

230234/221

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Funktionsgenerator zur Bildung einer logarihtmischen Funktion, mit einer Spannungsquelle, mit einer von einem Signal der Spannungsqueile beaufschlagten ÄC-Schaltungsanordnung und mit einer mit der ÄC-Schalti'ngsanordnung verbundenen Steuerschaltung, die die Erzeugung eines zeitabhängigen Ausgangssignals an der Kapazität der ÄC-Schaltungsanordnung entsprechend dem Signal der Spannungsquelle steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die ÄC-Schaltungsanordnung (21a bis 2Ie, 23) eine Anzahl in Reihe geschalteter, binär gewichteter Widerstände (216 bis 21 e) aufweist und daß die Steuerschaltung (1) einen auf Taktimpulse einer festen Impulsfolgefrequenz ansprechenden Binärzähler (11) zur Ansteuerung der binär gewichteten Widerstände aufweist, dessen Ausgänge mit einer den Widerständen zugeordneten Schalteranordnung (22a bis 22d) verbunden sind, die durch Einschalten der Widerstände beim Hochzählen des Binärzählers die Zeitkonstante der ÄC-Schaltungsanordnung in linearer Progression inkremental derart ändert, daß das Ausgangssignal der ÄC-Schaltungsanordnung eine logarithmische zeitabhängige Spannungsfunktion ist

2. Funktionsgenerator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vergleichsschaltung (3,4,5) zum Vergleichen des Ausgangssignals der ÄC-Schaltungsanordnung (2) mit einer Voreinstellspannung (Vi) zur Erzeugung eines Impulses mit einer Dauer (to), die in logarithmischer Beziehung zu der Voreinstellspannung steht.

3. Funktionsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Rücksetzeinrichtung (13, 14,15), die mit dem Binärzähler (11) zum Rücksetzen des Zählstandes in Intervallen mit einer vorgegebenen Zeitdauer verbunden ist.

4. Funktionsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Enthdungssteuereinrichtung (24), die mit der Kapazität (23) der ÄC-Schaltungsanordnung (2) und dem Binärzähler (11) zur Steuerung der Entladung der Kapazität in Abhängigkeit von dem Zählstand des Binärzählers verbunden ist