DE2833556A1

DE2833556A1 - Rechenwerk

Info

Publication number: DE2833556A1
Application number: DE19782833556
Authority: DE
Inventors: Fumio Sugiyama; Isao Tashiro
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-07-30
Filing date: 1978-07-31
Publication date: 1979-02-01
Also published as: GB2002938B; DE2833556C2; US4224671A; GB2002938A; CH632606A5

Description

- 5 -Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

ΤΟΚΪΟ SHIBAURA DENKI KABUSHIKI KAISIIA Möhlstraße37

„ , . , . _ ' D-8000 München 80

Kawasaki-shi, Japan

Tel.: 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkld Telegiamme: ellipsoid

53P311-3

3 1. Juli 1978

Rechenwerk

Die Erfindung betrifft ein Rechenwerk zum kumulativen Aufaddieren von Produkten, die durch aufeinanderfolgende Multiplikation zweier Eingangssignale erhalten werden. Ein solches Rechenwerk kann beispielsweise ein Wattstundenmeßgerät oder ein Telefon-Nachricht-Meßregister (telephone message register) sein. Einrichtungen zur Bestimmung der kumulativ aufaddierten Summe von Multiplikationsprodukten von Signalen können ebenso in der Datenverarbeitung durch verschiedene Arten von Verarbeitungssteuersystemen verwendet werden. Solche bekannten Rechenwerke führen die Analog-Digital-Wandlung (nachfolgend kurz "A-D-Wandlung" genannt) von zwei Signalen aus, multiplizierendie durch die sich ergebenden Digitalsignale repräsentierten Werte beispielsweise mittels eines Mikrocomputers und zähfen mittels eines Zählers das Produkt besagter Multiplikation in Form eines Digitalsignals. Jedoch das herkömmliche Rechenwerk der vorstehend angegebenen Art weist den Nachteil auf, daß die jeweiligen Teile eine komplizierte Anordnung erfordern, wobei die Anlage insgesamt unhandlich und sperrig wird, woraus hohe Ilerstellungs- bzw. Gestehungskosten resultieren. Des weiteren modulieren die Rechenwerke nach dem Stande der Technik mit einem Doppelintegrator ein erstes Eingangssignal mit einem Multiplikant-Wert in Form

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einer Pulsbreite und integrierenein zweites Eingangssignal mit einem Multiplikatorwert bezüglich des ersten Eingangssignals für ein Zeitintervall, das der modulierten Pulsbreite entspricht, wobei ein Produkt bestimmt wird, das durch Multiplikation des ersten, als Multiplikant verwendeten Eingangssignals mit dem zweiten, als Multiplikator verwendeten Eingangssignal erhalten wird, unterzieheneinen Integrationswert, der dem Produkt der Multiplikation entspricht, der Umkehrintegration durch Anlage eines Referenzsignals , bis der Integrationswert auf Null verkleinert ist, und berechnenden Integrationswert durch Zählen bzw. Bestimmung eines Zeitintervalls, das für die Umkehrintegration erforderlich ist. In diesem Fall werden die Integration und die Umkehrintegration in jedem Sampling-Intervall wiederholt. Oft entsteht ein Fehler beim Zählen der Zeit der Umkehrintegration, entsprechend der Frequenz eines Referenz-Zeitimpulses, der das Sampling-Intervall festlegt. Wenn es erwünscht ist, die kumulativ aufaddierte Summe der Multiplikationsprodukte jeder der zwei Eingangssignale zu bestimmen, die nachfolgend während einer Vielzahl von Sampling-Intervallen angelegt werden, werden in den jeweiligen Sampling-Intervallen auftretende Fehler schließlich zu einem beträchtlich großen Wert akumuliert, wobei es dadurch nicht möglich ist, die Messung mit hoher Präzision auszuführen.

Weitere Nachteile gewöhnlicher Rechenwerke bestehen darin, daß bei der Integration und der Umkehrintegration wechselweise die Bestimmung einer kumulativ aufaddierten Summe der Multiplikationsprodukte jeder der zwei, aufeinanderfolgend angelegten Eingangssignale gebildet wird, dann das ursprünglich erwünschte Verfahren der Multiplikation von zwei Eingangssignalen zeitlich während der Durchführung der Unikehrintegration unterworfen wird.

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Demgemäß besteht ein Ziel dieser Erfindung in der Bereitstellung eines Rechenwerks einfachen Aufbaus, das die Nachteile bei jenem nach dem Stande der Technik vermeidet und fähig ist, mit hoher Genauigkeit eine kumulativ aufaddierte Summe der Multiplikationsprodukte jeder von zwei nacheinander angelegten EingangsSignalen zu bestimmen.

Durch vorliegende Erfindung wird ein Rechenwerk bereitgestellt, das gekennzeichnet ist durch Einrichtungen zur Modulation eines ersten Eingangssignals mit einem Multiplikatorwert in Form einer Pulsbreite für jedes vorherbestimmte Sampling-Intervall während der ganzen Rechenoperationszeit, in welcher ein erstes Betriebsintervall der Einheit, das aus einer Vielzahl von Sampling-Intervallen besteht, und ein zweites Betriebsintervall der Einheit, das in gleicher Weise aus einer Vielzahl von Sampling-Intervallen besteht, wechselweise sich wiederholen; erste Integrationseinrichtungen, die während des ersten Betriebsintervalls der Einheit das zweite, als Multiplikator für das Zeitintervall verwendete zweite Eingangssignal empfängt, das der jeweiligen, durch das erste Eingangssignal modulierten Pulsbreite entspricht und progressiv das zweite Eingangssignal integriert; erste Umkehrintegrationseinrichtungen zur Ausführung der Umkehrintegration eines Integrätionswertes, der von der ersten Integrationseinrichtung erhalten wird, mit einem Referenzsignal während eines Betriebsintervallls der Einheit, das dem ersten Betriebsintervall der Einheit folgt; zweite Integrationseinrichtungen zum progressiven Integrieren des zweiten Eingangssignals für ein Zeitintervall, das der modulierten Pulsbreite des ersten Eingangssignals entspricht; zweite Umkehrintegrationseinrichtungen zur Ausführung der Umkehrintegration eines Integrationswertes, der während des ersten Betriebsintervalls erhalten wird, mit einem Referenzsignal; Zähleinrichtungen zur Bestimmung eines Zeitintervalls, das für die durch die ersten und zweiten Umkehrintegrationsein-

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richtungen fortzusetzende Umkehrintegration solange erforderlich ist, bis ein Integrationswert auf Null verkleinert ist, durch Abzählen einer Anzahl von Referenzzeitimpulsen, die während eines dem Zeitintervall der Unikehrintegration entsprechenden Zeitintervalls abgegeben werden; und durch Anzeigeeinrichtungen zur Anzeige einer kumulativ aufaddierten Summe der Multiplikabionsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals von dem durch die Zähleinrichtung durchgeführten Zählen.

Bei dieser Erfindung kehren eine Vielzahl von Betriebsintervallen der Einheit, von denen jede aus einer Vielzahl von Sampling-Intervallen besteht, wechselweise in vorherbestimmten Intervallen mit jedesmal umgekehrter Polarität wieder. Während eines vorgegebenen Betriebsintervalls der Einheit \tfird das zweite Eingangssignal bezüglich des ersten Eingangssignals während der betreffenden Sampling-Intervalle durch einen Integrator integriert. Der auf diese Weiseerhaltene Integrationswert wird dann während des nachfolgenden Betriebsintervalls mit umgekehrter Polarität mit einem Referenzsignal umgekehrt integriert. Anders als bei Rechenwerken nach dem Stande der Technik, in denen die Integration und die Umkehrintegration wachselweise in jedem Sampling-Intervall wiederholt werden, werden deshalb durch das Rechenwerk gemäß dieser Erfindung mögliche Fehler in den in jedem Sampling-Intervall bestimmten Integrationswerten vom Erscheinen während der Umkehrintegrationswerte für jedes Sampling-Intervall

gehindert, wobei dann die Zähl-Zeitimpulse eine sehr viel höhere Frequenz als jene der Sampling-Zeitimpulse aufweisen müssen. Gemäß vorliegender Erfindung werden jedoch die Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals, die während den jeweiligen Sampling-Intervallen erhalten werden, kumulativ während eines Betriebsintervalls der Einheit aufaddiert. Der resultierende Inte-

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grationswert wird während des nachfolgenden Betriebsintervalls der Einheit umkehrintegriert. Deshalb können die Zeitimpulse zum Zählen eines dem Zeitintervall der Umkehrintegration entsprechenden Wertes eine niedere Frequenz und dadurch den Vorteil aufweisen, daß eine IG-Version eines Rechenwerks bereitgestellt werden kann.

Des weiteren wird während eines zweiten Betriebsintervalls ein zweites Eingangssignal an einen zweiten Integrator gelegt, während ein erstes Eingangssignal umkehrintegriert wird. Auf diese Weise werden die Multiplikationsprodukte des pulsbreitenmodulierten ersten Eingangssignals und des zweiten Eingangssignals kumulativ aufaddiert, wobei kontinuierlich ein Integrationswert während einer vorherbestimmten Anzahl von Betriebsintervallen der Einheit bereitsteht, ohne daß ein Eingangssignal während irgendeines der Betriebsintervalle der Einheit ausgelassen wird. Demgemäß kann das Rechenwerk gemäß vorliegender Erfindung in weiten Anwendungsgebieten bei verschiedenen Arten von Multiplikationsanordnungen, beispielsweise einem Integrations-Amperemeter und einem Telefonregister, eingesetzt werden.

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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung mehrerer, in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsformen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Rechenoperations-Anlage - nachfolgend Rechenwerk genannt gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung;

Fig. 2 die tatsächliche Anordnung einer Steuerschaltung, die in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform verwendet ist;

Fig. 3(a)insgesamt ein Zeitablaufdiagramm der Betriebsbis 5(i) weise des Rechenwerks gemäß Fig. 1 mit den

verschiedenen Signalformen der verwendeten

Signale;

Fig. 4- ein Blockdiagramm eines Rechenwerks gemäß einer anderen Ausführungsforra dieser Erfindung;

Fig. 5 die konkrete Anordnung einer Steuerschaltung, die bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 4 verwendet wird.

Fig.6(a) insgesamt ein Zeitablaufdiagramm der Betriebsbis 6(r) weise des Rechenwerks gemäß Fig. 4-, in welchem

die Signalformen der verschiedenen verwendeten

Signale dargestellt sind;

Fig.7(a) jeweils ein Zeitablaufdiagramm, in dem die

bis 7(d) Wirkung der zweiten Ausführungsform dieser

und 8(a) Erfindung dargestellt sind, bis 8(h)

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In Pig. 1 ist das Blockschaltbild eines Rechenwerks zur Verwendung als Wattstunden-Meßgerät dargestellt. Ein erstes Eingangssignal mit einem Spannungswert V wird an einen Pulsbreitenmodulator 3 (nachfolgend als "PWM" abgekürzt) über einen Spannungsanzeiger (PT) 2 angelegt, der mit einer Meßspannungsleitung 1 verbunden ist. Der PWM 3 moduliert das erste Eingangssignal V^, nach Erhalt eines Steuersignals von einer Steuerschaltung 4 während einer vorgeschriebenen Anzahl von Entnahmezeitintervallen (sampling periods) für das Betriebsintervall jeder Einheit in die Form einer Pulsbreite. Das pulsbreitenmodulierte Ausgangssignal des PWM wird wieder zu der Steuerschaltung 4 geleitet. Zu dieser Zeit gibt die Steuerschaltung 4 als Anweisung an eine Schalteranordnung 6 für einen speziellen Kontakt derselben zur Verwendung ab. Die Zuführung eines Eingangssignal zu und die Erzeugung eines Ausgangssignals von der Steuerschaltung werden durch einen Ausgangszeitimpuls von einem Zeitimpulsgenerator 5 mit einer Referenzfrequenz gesteuert. Die Schalteranordnung 6 weist zwei Eingangsanschlüsse auf, von denen einer mit einem zweiten Eingangssignal mit einem Stromwert V über einen Stromdetektor 7 versorgt wird, der mit der Netzspannungsversorgungsleitung 1 verbunden ist, wohingegen der zweite der Anschlüsse ein Referenzsignal erhält, auf dessen Basis die später beschriebene Umkehrung (reverse) ausgeführt wird. Die Schalteranordnung 6 weist erste und zweite Schalter SW,., SW~ auf, die wechselweise mit Bezug auf das zweite Stromsignal mit jeweils einem Stromwert V_ und das Referenzsignal V_f geschlossen werden. Der erste Schalter SW^ ist mit einem ersten Integrator 8 verbunden und der zweite Schalter SWg ist mit einem zweiten Integrator 9 verbunden. Die ersten und zweiten Integratoren 8 und 9 sind beide von einem Rechenwerk-(Operations-)Verstärker 10 und einem Kondensator 11 gebildet, der als Rückkopplungsschleife des Verstärkers 10 angeschlossen ist, der als Integrations-

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element verwendet wird. Die Ausgangssignale, die den von den ersten und zweiten Integratoren 8, 9 gelieferten Integrationswert zeigen, werden zu entsprechenden Yergleichern 12, 13 geführt, um mit einem Signal mit einem Referenzspannungswert V _f, beispielsweise Erdpotential verglichen zu werden. Die das Ergebnis des Vergleichs angebenden Ausgangssignale, die von den Komparatoren 12, 13 abgegeben werden, werden der Steuerschaltung 4 zugeführt, von dem ein Ausgangssignal die Betriebsweise des Tors eines AND-Gatters 14 steuert. Dieses AND-Gatter 14 erlaubt den Durchgang des Zeitimpulses mit einer Referenzfrequenz, die von dem Zeitimpulsgenerator 5 während eines Zeitintervalls abgegeben wird , das einem Zeitintervall der umgekehrten Integration (reverse integration) entspricht» Ein Zähler 15 zählt die Zeitimpulse durch die Torschaltung des AND-Gatters 14. Der Zähler zählt wechselweise während einer Zeit der umgekehrten Integration, die jeweils durch die ersten und zweiten Integratoren 8, 9 ausgeführt werden, wobei es möglich gemacht xcLrd, kumulativ die Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals V kontinuierlich während einer Reihe einer vorherbestimmten Anzahl von Betriebsintervallen der Einheit aufzuaddieren. Eine kumulativ aufaddierte Summe dieser Multiplikationsprodukte wird auf einer Anzeigeeinheit 17 über einen Ansteuerdekoder 16 angezeigt.

Jeder der ersten und zweiten Integratoren 8, 9 führen wechselweise die Integration und Umkehr-Integration (reverse integration) während einer Reihe erster und zweiter Zeitintervalle des Betriebs der Einheit aus, von denen jedes aus einer vorherbestimmten Anzahl von Probe-Entnahme-Zeitintervallen - nachfolgend kurz Sampling-Intervall genannt besteht.

Das Umschalten der Kontakte der ersten und zweiten Schalter

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SW,,, SWp der Schalteranordnung 6 wird durch den Ausgang der Steuerschaltung 4 gesteuert, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Fig. 3(a) bis Fig. 3(i) geben insgesamt ein Zeitablaufdiagramm der Betriebsweise der Steuerschaltung 4 an und stellen die Signalformen verschiedener verwendeter Signale dar. Diese Steuerschaltung 4 weist einen Freuquenzteiler 40 auf, der die Frequenz des Zeitimpulses einer von dem Zeitimpulsgenerator 5 abgegebenen Referenzfrequenz, wie in Fig. 3(a) dargestellt, teilt, und ein Signal abgibt, das für den PWM 3 eine Frequenz des Sampling-Intervalls (Fig. 3(b)) festlegt. Dieser PWM 3 entnimmt eine Probe des Spannungswerts des ersten Eingangssignals nach Ankunft des das Samplingintervall festlegenden Signals und erzeugt ein Signal (Fig. 3(c)), mit einer modulierten Pulsbreite entsprechend dem so entnommenen Spannungswert. Ein Frequenzteiler 41 ist an den Zeitimpulsgenerator 5 angeschlossen und an eines der Tore eines AND-Gatbers 42 (Fig. 2) mit einem in der Polarität umgekehrten Ausgangssignal (Fig. 3(d)) zur Bestimmung der jeweiligen Einheit-Intervalle angelegt, in denen die Integration durch die ersten und zweiten Integratoren 8, 9 ausgeführt wird. Der Wert "1" des Signals gemäß Fig. 3(d) bezeichnet das erste Zeitintervall für den Betrieb der Einheit und der Wert "0" sbellt das zweite Betriebsintervall der Einheit dar. Das andere Tor des AND-Gatters 42 wird mit einem von dem ersten PWM 3 gelieferten Eingangssignal V versorgt, dessen Pulsbreite moduliert worden ist. Während des ersten Betriebsintervalls der Einheit T^, das durch das Ausgangssignal von dem Frequenzteiler 41 festgelegt ist, ist der stationäre Kontakt des ersten Schalters SW^ der Schalteranordnung 6 mit einem Eingangskontakt zur Aufnahme des zweiten Eingangssignals V verbunden, das von dem Stromdetektor (OC) 7 während eines der modulierten Pulsbreite eines Ausgangssignals von dem PWM 3 (Fig. 3(θ)) entsprechenden Zeitintervalls abgegeben wird. Der Wert "1" des Signals

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gemäß Pig. 3(e) bezeichnet das Zeitintervall (supply period) des zweiten Eingangssignals V , in welchem der erste Schalter SW. leitend ist. Der Wert "2" des Signals gemäß Fig. 3(e) zeigt das Zeitintervall (supply period) des Referenzsignals V_f der Umkehrintegration, während der erste Schalter SW. betrieben wird. Eine Anweisung des AND-Gatters 42 für den ersten zu betreibenden Schalter SW. bewirkt, daß das zweite Eingangssignal V durch den ersten Integrator 8 (-Pig. 3(f)) während eines Zeitintervalle integriert wird, das der modulierten Pulsbreite eines Ausgangssignals des PWM 3 während des ersten Betriebsintervalls der Einheit T^ entspricht. Der Frequenzteiler 41 ist an den Setzeingang eines Flipflops 44 über einen Inverter 43 angeschlossen. Wenn der Betriebsausgang (operation output) einen umgekehrten Wert , wie in Fig. 3(d) zu Ende des ersten Betriebsintervalls T^ der Einheit einnimmt, erzeugt der Inverter 43 ein Ausgangssignal, das das Flipflop 44 setzt. Ein Ausgangssignal des gesetzten Flipflops 44 bewirkt die Betriebsweise des ersten Schalters SW., daß dieser umgeschaltet wird, um ein Referenzsignal V^, wie in Fig. 3(e) dargestellt, zu erhalten. Zu dieser Zeit wird das Ausgangssignal des Flipflops 44 ebenfalls an ein Tor des AND-Gatters 14 über ein ODER-Gatter 45 angelegt. Das andere Tor de3 AND-Gatters 14 wird mit νο,α dem Zeitimpulsgenerator 5 abgegebenen Zeitimpulsen versorgt. Der erste Integrator 8 beginnt die Umkehrintegration, wie in Fig. 3(f) dargestellt ist, mit dem Referenzsignal V„. Die Umkehrintegration wird fortgeführt, bis die Spannung des Ausgangssignals des ersten Integrators 8 einen Referenzspannungswert, nämlich das Erde-Potential erreicht. Dieser Zeitpunkt wird durch den Komparator 12 bemerkt bzw. nachgewiesen. Bei Ankunft eines Ausgangssignals von dem Komparator 12, das das Ergebnis des Vergleichs darstellt, wird durch einen in der Steuerschaltung 12 vorhandenen Flankendetektor 46 (beispielsweise eine Differenzierschaltung) sicherge-

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stellt, daß das vorstehend genannte Ausgangssignal des ersten Integrators 8 einen Referenzspannungswert, nämlich das Erd-Potential erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt wird das Flipflop 44 zurückgesetzt, der Schalter SW_x, wird geöffnet, damit er seine ursprüngliche Stellung einnimmt, und der Zähler 15 hört auf zu zählen. Demgemäß zählt der Zähler 15 eine Anzahl von Zeitimpulsen, entsprechend der Länge der zur Umkehrintegration erforderlichen Zeit, wie in Fig. 3(i) dargestellt ist. Eine Anzahl von Zeitimpülsen, die solchermaßen gezählt worden sind, werden auf der Anzeigeeinheit 17 über den Dekoder-Treiber 16 angezeigt. Wenn der Inverter 43 ein Ausgangssignal zu Ende des ersten Betriebsintervalls der Einheit abgibt, beginnt der erste Integrator 8 die Umkehrintegration. Zu dieser Zeit wird ein das Betriebsintervall der Einheit festlegendes, von dem Frequenzteiler 41 abgegebenes Ausgangssignal ebenso an eines der Tore des AND-Gatters 47 angelegt. Wenn das andere Tor mit einem von dem PWM 3 abgegebenen pulsbreitenmodulierten Signal versorgt wird, wird eine Anwe ung (Fig. 3(g)) von dem AND-Gatter 47 für den stationären Kontakt des zweiten Schalten SWo abgegeben, um an einen Eingangskontakt zur Aufnahme des zweiten Eingangssignals V_ verbunden zu werden. Der Wert "1" des Signals gemäß Fig. 3(g) zeigt das Zeitintervall (supply period) des zweiten Eingangssignals, bei welchem der zweite Schalter SW~ leitend ist. Der Wert "2" des Signals zeigt das Zeitintervall (supply period) des Referenzsignals V„ zur Umkehrintegration an, bei welchem der zweite Schalter SWo in Betrieb gesetzt wird. Wenn der zweite Schalter 8W2 eingeschaltet ist, integriert der zweite Integrator 9 das zweite Eingangssignal V (Fig. 300) für ein Zeitintervall das der modulierten Pulsbreite des Ausgangssignals des PWM entspricht. Wenn zu Ende des zweiten Betriebsintervalls der Einheit an den Setzanschluß des Flipflops 48 ein Ausgangssignal des Frequenzteilers 41 angelegt wird, das das folgende Betriebsintervall der Einheit mit umgekehrter Polarität

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festlegt, dann wird das Ausgangssignal des gesetzten Flipflops 48 den stationären Kontakt des zweiten Schalters SWg an einen Eingangskontakt desselben zur Aufnahme eines Referenzsignals V für die Umkehrintegration anschalten. Demgemäß beginnt der zweite Integrator 9 die Umkehrintegration. Das Ergebnis dieser Umkehrintegration wird durch einen gesetzten Ausgang des Flipflops 48 nachgewiesen,das an eines der Tore des AND-Gatters 14 über das ODER-Gatter 45 angelegt wird, wobei durch den Zähler 15 durch das andere Tor des AND-Gatters 14 eine Anzahl von Zeitimpulsen gezählt werden, die von dem Zeitimpulsgenerator 5 abgegeben werden. Die Umkehr-Integration wird solange fortgesetzt, bis das Flipflop 48 zurückgesetzt ist, nämlich wenn der zweite Komparator 13 feststellt, daß die Spannung eines Ausgangssignals von dem zweiten Integrator 9 einen Referenzspannungswert oder ein Erd-Potential erreicht, und wobei ein Ausgangsnachweissignal von dem zweiten Komparator 13 durch einen Flankendetektor 49 nachgewiesen wird, der von der Steuerschaltung 14 eingeschlossen wird.

Wie vorstehend angegeben, wird ein Integrationswert des Produkts des ersten und zweiten Eingangssignals, das während des ersten Betriebsintervalls der Einheit erhalten wird, umgekehrt während des nachfolgenden zweiten Betriebsintervalls der Einheit integriert. In gleicher Weise wird ein Integrationswert des Produkts des ersten und zweiten Eingangssignals, das während des zweiten Betriebsintervalls der Einheit erhalten wird, umgekehrt während des ersten Betriebsintervalls der Einheit integriert (es sei angemerkt, daß die ersten und zweiten Betriebsweisen der Einheiten wechselweise während einer vorherbestimmten Reihe wieder- bzw. zurückkehren). Auf diese Weise wird ein integrierter Wert des ersten und zweiten Ausgangssignals sukzessiv von einer Betriebsweise der Einheit zu einer anderen umgekehrt

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integriert· Das Zeitintervall, das für die Umkehrintegration erforderlich ist, wird durch den Zähler 15 gezählt. Deshalb kann eine kumulativ aufaddierte Summe der integrierten Werte des ersten und zweiten Signals, das während einer vorherbestimmten Reihe der aufeinanderfolgend wiederkehrenden ersten und zweiten Betriebsintervalle der Einheit erhalten werden, von einer Anzahl durch den Zähler 15 gezählten Zeitimpulse bestimmt werden.

Nämlich wenn der PWM 3 ein Zeitbreitensignal entsprechend dem ersten Eingangssignal V_ erzeugt und das zweite Eingangssignal

•λ.

V während eines Zeitintervalls integriert wird, das dem Zeitbreitensignal entspricht, dann stellt der Integrationswert ein Multiplikationsprodukt des ersten und zweiten Eingangssignals dar. Bei T zur Bezeichnung der Zeitbreite, wird der Integrationswert VV ausgedrückt durch folgende Gleichung:

Auf diese Weise wird der Integrationswert V₁ proporational zum Multiplikationsprodukt V χ V . Infolgedessen ist eine Anzahl von Zeitimpulsen (Fig, 3>(i;)» die während des ersten oder zweiten Betriebsintervalls der Einheit abgegeben werden, proportional zu einer kumulativ aufaddierten Summe der Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals, die an jeweiligen Entnahmestellen (sampling points) während des ersten oder zweiten Betriebsintervalls der Einheit erhalten werden und die unmittelbar dem vorstehend genannten zweiten oder ersten Betriebsintervall der ^pinheit vorhergehen.

Mit dem arithmetischen Rechenwerk dieser Erfindung treten Fehler in den Zähl-Zeitimpulsen, die während der Umkehrin-

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tegration abgegeben werden, die während jeden Zeitintervalls (sampling period) beim Stande der Technik durchgeführt worden ist, im wesentlichen während des Betriebsintervalls der Einheit nicht mehr auf, in welchem die Umkehrintegration ausgeführt wird.

Insbesondere, wo bei arithmetischen Rechenwerken nach dem Stande der Technik das Multiplikationsprodukt des ersten und zweiten Eingangssignals durch Ausführung der Umkehrintegration des Multiplikationsprodukts für jedes Intervall (sampling period) ausgeführt wird, wird anschließend das Multiplikationsprodukt durch einen Zeitimpuls von einer Dauer von 0,1 ,us gezählt, wenn ein Zeitintervall, das für die Umkehrintegration des Multiplikationsprodukts erforderlich ist, oder eine Pulsbreite zu 0,1 ms und die Meßgenauigkeit zu 0,1 % gemacht wird. In diesem Pail ist es notwendig, daß die abgegebenen Zeitimpulse eine Frequenz von 10 MIIz aufweisen. Im Gegensatz dazu, werden bei vorliegendem arithmetischen Rechenwerk die Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals kumulativ aufaddiert, dann beträgt das Zeitintervall, das für die Umkehrintegration einer kumulativ aufaddierten Summe der Multiplikationsprodukte erforderlich ist, oder eine Pulsbreite 0,5 ms, wenn ein Betriebsin.tervall der Einheit aus 5 Intervallen (sampling periods) besteht. Des weiteren ist es bei einer Meßgenauigkeit von 0,1 % ausreichend, die Messung bei Zeitimpulßen von einer Dauer von 0,5 /us bzw. einer Frequenz von 2 MHz auszuführen. Wenn ein Betriebsintervall der Einheit aus 100 Zeitintervallen (sampling periods) besteht, ist es ausreichend, Zeitimpulse mit einer Frequenz von 100 KHz zu verwenden. Aufgrund dieser Tatsache ergibt sich ein großer Fortschritt indem das arithmetische Rechenwerk als IC-Version hergestellt wird. Wenn die Messung mittels Zeitimpulsen mit einer Frequenz von 10 MHz anstelle von 100 KHz durchgeführt wird, wird die

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Meßgenauigkeit auf 0,001 % angehoben.

Gemäß dieser Erfindung führen die ersten und zweiten Integratoren 8, 9 wechselweise die Integration der Produkte durch, die durch Multiplizierung des pulsbreitenmodulierton ersten Eingangssignals mit dem zweiten Eingangssignal erhalten werden, und die Umkehrintegration einer kumulativ aufaddierten Summe der integrierten Werte von einem Betriebsintervall der Einheit zum nächsten während eines vorgegebenen Betriebsintervalls, in welchem der erste Integrator 8 das zweite Eingangssignal integriert, der zweite Integrator 9 die Umkehrintegration der kumulativ aufaddierten Summe der integrierten Werte des zweiten Eingangssignals ausführt, die während des nachfolgenden Betriebsintervalls der Einheit erhalten werden. Demgemäß führt der zweite Integrator während eines vorgegebenen Betriebsintervalls der Einheit, in welchem der erste Integrator 8 die Umkehrintegration durchführt, die kumulative Addition der integrierten Werte des zweiten Eingangssignals während eines Zeitintervalls aus, das der jeweiligen modulierten Pulsbreite des ersten Eingangssignals entspricht. Deshalb können die ersten und zweiten Eingangssignale gemäß der Erfindung nacheinander integriert werden, nämlich die Multiplikationsprodukte dieser Signale werden kumulativ während einer vorherbestimmten Reihe von wechselweise wiederkehrenden Betriebsintervallen der Einheit aufaddiert, wobei die Nachteile arithmetischer Rechenwerke nach dem Stande der Technik vermiedenwerden, wobei die Multiplikation des ersten und zweiten Eingangssignals zeitmäßig aufgeschoben werden,mit einem sich ergebenden Zeitverlust.

In der vorstehenden Beschreibung, waren sowohl das erste Eingangssignal V_x, als auch das zweite Eingangssignal V als positive Spannung angenommen und das Referenzsignal V_f

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als negative Spannung bezeichnet worden. Im allgemeinen können jedoch das erste und das zweite Eingangssignal V , V sowohl positive als auch negative Werte annehmen. In diesem Fall wird ein zweites Eingangssignal £v und ein Referen7,signal -V„ bereitgestellt werden, wobei bei einem positiven Wert des Eingangssignals V ein zweites positives Eingangssignal +V an den Integrator 8 oder 9 angelegt wird, itfohingegen bei negativem ersten Eingangssignal V ein negatives zweites Eingangssignal -V an den Integrator 8 oder 9 angelegt wird, wobei eine Summe der Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals, die während eines Betriebeintervalls einer Einheit kumulativ aufaddiert werden, einen positiven Wert hat, ein negatives Referenzsignal -V\. an den Integrator 8 oder 9 zu legen, und bei negativen Werten der Summe ein positives Referenzsignal +V„ an den Integrator 8 oder 9 zu legen, und bei positiven Werten der Summe den Zähler 15 aufwärts, und bei negativen Werten den Zähler 15 abwärts zählen zu lassen. In dem vorstehend erwähnten Fall, ist es notwendig, die Polarität des ersten Eingangssignals und die Ausgangssignale von den Integratoren 8, 9 festzustellen.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird ein zweites Eingangssignal während eines Zeitintervalls integriert, das der modulierten Pulsbreite eines ersten Eingangssignals entspricht. Integrationswerte werden kumulativ während eines Betriebsintervalls der Einheit aufaddiert. Diese kumulativ aufaddierten integrierten Werte werden während des nachfolgenden Betriebsintervalls der Einheit bei einem Referenzsignal umkehr-integriert. Wenn ein Eingangssignal einen extrem niedrigen Spannungswert aufweist, ist ein Komparator zur Anzeige der Polarität eines Ausgangssignals von dem Integrator dafür verantwortlich, daß ein fehlerhaftes Verhalten auftritt. Ein Referenzsignal zur Umkehrintegration weist die entgegengesetzte Polarität zu

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einem Eingangssignal auf, das integriert werden soll. Wenn ein Eingangssignal einen sehr geringen Integrationswert aufweist, bestimmt der Komparator manchmal die Polarität eines Ausgangssignals des Integrators aufgrund dessen begrenzter Kapazität· Wenn der Komparator fälschlich einen Integralwert eines Eingangssignals annimmt, daß dieses nämlich von negativer, anstelle von postiver Polarität ist, dann geschieht es, daß während des nachfolgenden Betriebsintervalls der Einheit mit umgekehrter Polarität die Integration mit einem Referenzsignal positiver Polarität durchgeführt wird, obgleich ein Referenzsignal negativer Polarität verwendet werden sollte, und infolgedessen wird die Integration anstelle der Umkehrintegration während zwei aufeinanderfolgender Betriebsintervalle der Einheit ausgeführt, wobei die Umkehrintegration fehlt. Unter Bezugnahme auf Pig· 4- wird ein arithmetisches Rechenwerk gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die das fundamentale Ziel und die Wirkung der Erfindung erreicht υπή stets genau die Umkehrintegration ausführt, selbst wenn die Polarität eines Eingangssignals, wie vorstehend beschrieben, falsch bestimmt wird, so daß stets ein genauer Tntegrationswert erhalten wird. Ein erstes Eingangssignal weist einen Spannungswert V auf und ist an einen Pulsbreitenmodulator PWM 22 über eine erste Schalteranordnung 21 zur Pulsbreitenmodulation angelegt. Das pulsbreitenmodulierte Signal ist an eine Steuerschaltung 23 geleitet· Die Schalteranordnung 21 weist einen ersten Schalter S,, zur Aufnahme eines ersten Eingangssignals V , einen zweiten Schalter S_x,, zur Aufnahme eines ersten Referenzsignals +V_E^ mit derselben Polarität wie der Integrationswert des ersten Eingangssignals, um die zusätzliche Integration des Referenzsignals +V™ für ein vorherbestimmtes Zeitintervall unmittelbar nach der Integration des ersten Eingangssignals auszuführen, und einen dritten Schalter S_x,

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zur Aufnahme eines zweiten Referenzsignals -V-^ mit entgegengesetzter Polarität bezüglich des ersten Referenzsignals +VjM auf, um die Umkehrintegration eines Werts der vorstehend genannten zusätzlichen Integration auszuführen. Der PWM 22 weist eineiIntegrator 24- auf, der aus einem Rechen (Operations-)Verstärker OP^ und einem Kondensator Gy, besteht, der in einer Rückkopplungsschleife an den Verstärker OP^ angeschlossen ist, und einen Komparator 25 auf zur Bestimmung der Polarität eines Ausgangssignals von dem Integrator 24. Das pulsbreitenmodulierte erste Eingangssignal mit einem Spannungswert V wird an die Steuerschaltung 23 angelegt. Das zweite Eingangsstromsignal mit einem Stromwert V wird an einen ersten Integrator 27 über die zweite Schalteranordnung 26 angelegt. Diese zweite Schalteranordnung 26 weist einen ersten Schalter S^ zur Aufnahme des zweiten Eingangssignals V , einen zweiten Schalter Sp-u zur Aufnahme eines dritten Referenzsignals +Vpp mit derselben Polarität wie ein Integralwert des zweiten Eingangssignals V , um die zusätzliche Integration des dritten Re-

ferenzsignals +V_Ep für ein unmittelbar nach der Integration des ersten Eingangssignals folgenden Zeitintervalls durchzuführen, und einen dritten Schalter Sp zur Aufnahme eines vierten Referenzsignals -V^ auf, welches bezüglich des dritten Referenzsignals +V-^q entgegengesetzte Polarität besitzt, um die Umkehrintegration des integrierten Wertes des ersten Eingangssignals und des zusätzlich integrierten Werts des dritten Referenzsignals +V_Ep auszuführen. Der erste Integrator 27 weist einen arithmetischen (Operations-) Verstärker OP^ und einen Kondensator C2 auf, der als Rückkopplungsschleife desselben geschaltet ist. Ein Ausgangssignal mit einem Wert der Umkehrintegration, die von dem ersten Integrator 27 durchgeführt worden ist, wird an den Steuerschaltkreis 23 über einen Komparator 28 angelegt.

Während des Betriebsintervalls der Einheit mit umgekehrter

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Polarität, das einem vorgegebenen vorhergehenden Betriebsintervall der Einheit folgt, wird das zweite Eingangssignal V zu einem zweiten Integrator 30 über eine dritte Schalteranordnung 29 nach dem Umwechseln der Betriebsweise der zweiten Schalteranordnung 26 umgeschaltet, um für ein Zeitintervall integriert zu werden, das der modulierten Puls- . breite des ersten Eingangssignals V entspricht. Die dritte Schalteranordnung 29 weist einen ersten Schalter S- zum Empfang des zweiten Eingangssignals V , einen zweiten Schalter S-,^ zur Aufnahme des dritten Referenzsignals +Vp₀ und einen dritten Schalter S, zur Aufnähme des vierten Referenzsignals -Vgo &^uf· Der zweite Integrator 30 weist einen arithmetischen (Operations-)Verstärker OP, und einen Kondensator Cχ auf, der als dessen Rückkopplungsschleife angeschlossen ist. Ein den Wert der Umkehrintegration anzeigendes Ausgangssignal wird an die Steuerschaltung 23 über einen Komparator 31 abgegeben.

Der Steuerschaltkreis 23 wird in Betrieb gesetzt nach Aufnahme des pulsbreitenraodulierten ersten Eingangssignals V , das von dem Komparator 25 abgegeben worden ist; und das Ergebnis des Vergleichs anzeigende Ausgangssignale,die von den Komparatoren 28, 31 geliefert worden sind und eine Anweisung für die Jeweiligen Schalter der Schalteranordnungen 21, 26, 29 abgegeben worden sind, die selektiv in Betrieb gesetzt werden. Demgemäß erzeugt die Steuerschaltung 23 ein Ausgangssignal mit einer Pulsbreite, die der kumulativ aufaddierten Summe der Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals V , V entspricht.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird nun die konkrete Anordnung des Steuerschaltkreises 23 beschrieben und mit Bezug auf die Fig. 6A(a) bis 6B(r) die Betriebsweise der Jeweiligen Teile derselben. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, weist die Steuer-

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schaltung 23 einen Hochgeschwindigkeitszeitimpulsgenerator

50 auf, der beispielsweise einen Quarz-Oszillator aufweist. Ein von diesem Hochgeschwindigkeitsimpulsgenerator 50 abgegebenes Impulssignal wird zu einem 1/128 Frequenzteiler

51 zur Frequenzteilung angelegt. Der Frequenzteiler 51 stellt Sampling-Signale t_Q bis t mit einem vorherbestimmten Zeitintervall her, wie in Fig. 6A(a) dargestellt ist. Ein Ausgangssignal von dem Hochgeschwindigkeitsimpulsgenerator 50 wird zu dem CK Anschluß des verzögerten Flipflops (nachfolgend als "D-FF" bezeichnet) 32 geleitet. Der D-Anschluß des D-FF 32 wird mit dem Ausgangssignal eines Komparators 33 versorgt, der die Polarität des ersten Eingangssignals V feststellt. Der logische Wert eines Ausgangssignals von dem D-FF 32 wird von dem Wert "1" zu "0" oder umgekehrt geändert, und zwar zu federn Zeitpunkt, wenn die Polarität des ersten Eingangssignals umgedreht wird. Ein Ausgangssignal Q oder (^ , nämlich A oder Ä" als Ausgangs signal des D-FF 32 definiert die Länge eines Betriebsintervalls T^ oder T^ der Einheit. Wenn ein erstes Eingangssignal V ein Sj-innungssignal darstellt, dessen Polarität umgekehrt für jedes Zeitintervall, das der Hälfte der Frequenz den Spannungssignals entspricht, dann kann der A oder Ά" Ausgang genommen werden, um die vorstehend genannte Halbperiode festzulegen, in der die Polarität des ersten Eingangsspannungssignals V als Be-

triebsintervall der Einheit umgekehrt ist. Zur Vereinfachung der folgenden Beschreibung sind jedoch die Zeitintervalle (sampling periods), die den Jeweiligen Zeitintervallen entsprechen, zu denen die aufeinanderfolgenden Samplingsignale t_Q, t^ , t₂, wie in Fig. 6A(a) angegeben, abgegeben werden, als Betriebsintervall T^ einer Einheit genommen werden (Fig.A(c)). In gleicher Weise werden drei Zeitintervalle (sampling periods), entsprechend den jeweiligen Intervallen, zu denen die aufeinanderfolgenden Samplingsignale t?, tn, ttabgegeben werden, als Betriebsintervall T₂ der Einheit (^Fig. 6A(c)) betrachtet.

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Wenn der erste Schalter S^ _a der ersten Schalteranordnung 21 aufgrund des Erhalts einer Anweisung von dem Steuerschal tkreis angeschaltet wird, dann wird der FWM 22 mit dem ersten Eingangssignal, wie in Fig· 4 angegeben, versorgt. Der Steuerschaltkreis 23 weist einen ersten Zähler 52 (Fig. 5) zum Zählen der Zeitimpulse, die von dem Hochgeschwindigkeitszeitimpulsgenerator 50 abgegeben werden auf. Zum Betrieb des ersten Schalters S_x, der ersten Schalteranordnung 22 wird in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des ersten Flipflops 52 gesteuert, das mit dem ersten Zähler 52 verbunden ist, der ebenso durch ein Ausgangszählsignal des ersten Zählers 52 gesteuert ist. Der erste Zähler 52 weist eine Kapazität für einen maximalen Zählerstand von zumindest "128" auf, und wird an einen vorherbestimmten Anfangswert durch ein Ausgangssignal des Frequenzteilers 51

ff ν zurückgesetzt. Wenn der erste Zähler 52 0 gezahlt hat, wird das erste Flipflop 53 gesetzt, um den ersten Schalter S,, zu schließen, durch den seinerseits das erste Eingangssignal V_v an den PWM 22 (Fig. 4) angelegt wird, bis der Zähler "48" zählt (Fig. 6A(e)). In der Zwischenzeit wird das erste Eingangssignal V durch den ersten Integrator 24 (ί-'Ίρ;. 6A(d)) integriert. Wenn der erste Zähler 52 "48" gezählt hat, wird das Flipflop 53 zurückgesetzt, wobei der erste Schalter ^1a S^eo'-ffnet wird, um die Integration zu unterbrechen. Zu dieser Zeit wird ein zweites Flipflop 54 gesetzt. Das gesetzte Ausgangssignal von diesem schließt den zweiten Schalter S^_b der ersten Schalteranordnung 21, die ihrerseits das erste Referenzsignal +V^ an den Integrator 24 (Fig. 6A(f)) anlegt. Das erste Referenzsignal +V™ weist dieselbe Polarität wie das erste Eingangssignal V auf, und wird ebenso als eine Addition zu der Integration des ersten Eingangssignals V (Fig. 6A(d)) integriert. Diese zusätzliche Integration wird solange fortgeführt, bis das Zählen durch den ersten Zähler 52 von "48" bis "5?" fortgeschritten ist und das zweite

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Flipflop 54- zurückgesetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das dritte Flipflop 55 gesetzt. Dessen gesetzter Ausgang schließfc den dritten Schalter S_x, der ersten Schalteranordnung 21, die ihrerseits das zweite Referenzsignal -V_p^ an den ersten Integrator 24 anlegt, der nun die Umkehrintegration des Integrationswerts des ersten Eingangssignals V und den zusätzlich integrierten Wert des ersten Referenzsignals +V^ ausführt. Diese Umkehrintegration wird solange fortgeführt, bis der Komparator 25 kein Ausgangssignal abgibt. Wenn das Zählen durch den ersten Zähler 52 von "52" bis "56" fortschreitet während der oben genannten Umkehrintegration, dann setzt ein Ausgangssignal des ersten Zählers 52, das den fortgeschrittenen Zählerstand "56" bezeichnet, das vierte Flipflop 56, dessen gesezter Ausgang über ein AND-Gatter 57 ^als Anweisung zum Schließen des ersten Schalters Sp der zweiten Schalteranordnung 26 leitet. Das zweite Eingangssignal V , das zugeführt wird, wenn der erste Schalter

j
Sp geschlossen wird, wird durch den ersten Integrator 27 integriert. Ein Zeitintervall, das für die Umkehrintegration durch den Integrator 24- erforderlich ist, der in dem PWM angeordnet ist, wird festgelegt, wenn der Flankendetektor 58 des Steuerschaltkreises 23 anzeigt, daß der Komparator 25 kein Ausgangssignal abgibt. Ein Ausgangssignal von dem Flankengenerator 58 setzt das dritte Flipflop 55 zurück, um zu verhindern, daß das zweite Referenzsignal -V™ zur Umkehrintegration (Fig. 6A(g)) abgegeben wird. Das vierte Flipflop 46 wird ebenso durch ein Ausgangssignal des Flankendetektors 58 zurückgesetzt, wobei verhindert wird, daß eine Anweisung zum Anlegen des zweiten Eingangssignals V weiter von dem AND-Gatter abgegeben wird, und setzt den ersten Schalter So der zweiten Schalteranordnung 26 außer Betrieb (Fig. 6A(h)). Während das erste Referenzsignal +Vj-,. zugeführt 'wird, nämlich während des Zeitintervalls, in der das dritte Flipflop 55 von "gesetzt" zu "rückgesetzt" geführt

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worden ist, wird das Zählen durch den ersten Zähler 52 von "48" bis "52" weitergeführt. Ein Zeitintervall, das sich von einem Zeitpunkt, zu dem die Umkehrintegration begonnen hat, bis zu einem Zeitpunkt erstreckt, an dem das zweite Eingangssignal V zugeführt wird, nämlich einem Zeitintervall, in dem das Zählen durch den ersten Zähler 52 von "52" bis "56" fortgeführt wird, entspricht einem Zeitintervall, in welchem das erste Referenzsignal +v™ fortwährend zugeführt wird.

Demgemäß wirdin dertZeitintervall, in welchem das Zählen durch den ersten Zähler 52 weiter von "56" durchgeführt wird, das vierte Flipflop 56 von "gesetzt" zu "rückgesetzt" umgeschaltet, wobei der Integrationswert des ersten Eingangssignals V zu jedem Samplingzeitpunkt bezeichnet wird, der durch Subtraktion eines Zeitintervalls erhalten wird, das für die Umkehrintegration des vorstehend beschriebenen zusätzlich integrierten Werts des ersten Referenzsignals Vg^ erforderlich ist, nämlich ein Zeitintervall, das erforderlich ist, für die ursprünglich gewünschte Umkehrintegration. Deshalb kann die jeweilige Pulsbreite, die in Fig. 6A(h) dargestellt ist, als Darstellung des von dem PWM 22 gelieferten pulsbreitenmodulierten ersten Eingangssignal V angesehen wer den. Ein Ausgangssignal von dem vierten Flipflop 46 geht durch ein AND-Gatter 57 während des vorhergehenden Betriebsintervalls Ty, (Fig. 6A(c)) hindurch, um den ersten Schalter Sp der zweiten Schalteranordnung 26 zu betätigen, und ist durch das AND-Gatter 59 während des nachfolgenden halben Betriebsintervalls To geleitet, um den ersten Schalter S^ der dritten Schalteranordnung 29 leitend zu schalten. Während des vorhergehenden halben Betriebsintervalls T^, ist der erste Schalter So der zweiten Schalteranordnung 26 eingeschaltet, so daß das zweite Eingangssignal V zur Integration für ein Zeitintervall zugeführt werden kann, das der modulierten Puls breite des ersten Eingangssignals V_v (Fig. 6A(i)) entspricht.

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Ein Integrationswert des ersten und zweiten Eingangssignals nimmt progressiv von einem Saraplingzeitintervall zum anderen zu. Ein an jedem Samplingpunkt erhaltener Integrationswert ist das Ergebnis der Multiplikation des ersten Eingangssignale

V mit dem zweiten Eingangssignal V . Ein Gesamtwert der Integration an dem Samplingpunkt t^ stellt die Summe der Produkte besagter Multiplikationen dar, die an den Jeweiligen Samplingpunkten bzw. Stellen t_Q, t/j, t^ ausgeführt werden.

Wenn das vorhergehende Betriebsintervall T* zu dem nachfolgenden Betriebsintervall Tp mit umgekehrter Polarität eines betriebsintervall-definierenden Signals durchgeführt wird, dann stellt der Flankendetektor 60 die Zeit der Umkehrung aufgrund des Anlegens des resultierenden (^ Ausgang des D-FF 32 fest. Ein Nachweisausgang von dem Flankendetektor 60 wird durch ein ODER-Gatter 61 durchgeleitet, um einen zweiten Zähler 62 zurückzusetzen, um eine mit diesem durchgeführte Zählung zu löschen. Dieser zweite Zähler 62 zählt Zeitimpulse, die von dem Hochgeschwindigkeitsimpulsgenerator 50 abgegeben werden, mit progressiver Zunahme von Zählungen. Wenn der zweite Zähler 62*θ"gezählt hat, wird das fünfte Flipflop 63 gesetzt. Dessen gesetztes Ausgangssignal wird über ein AND-Gatter 64 als Anweisung zum Schließen des zweiten Schalters So, der zweiten Schalteranordnung 26 hindurchgeleitet, die ihrerseits ein drittes Referenzsignal ⁺^F2 ^akgib"fc. Dieses dritte Referenzsignal +V_Eo bei dem nachfolgenden Betriebsintervall To der Einheit wird zusätzlich sofort nach der Integration des ersten Eingangssignals

V integriert (Fig. 6A(i)). Diese zusätzliche Integration wird solange fortgeführt, bis der zweite Zähler 62 "50" zählt, wobei ein Zählerausgang von diesem das fünfte Flipflop 63 zurücksetzt, um zu verhindern, daß ein Eingangssignal an das Tor des AND-Gatters 64 und den zweiten Schalter Sp_b der zweiten Schalteranordnung 26 geöffnet wird

* gelangt

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(Fig. 6B(J)). Wenn des fünfte Flipflop 63 zurückgesetzt wird, dann wird das sechste Flipflop 65 nach Erhalt eines Zählerausgangssignals beim Zählerstand "50" von dem zweiten Zähler 62 gesetzt. Das Ausgangssignal des gesetzten sechsten Flipflops 65 wird durch ein AND-Gatter 76 geschickt und ist eine Anweisung um den dritten Schalter Sp der zweiten Schalteranordnung 26 zu schließen. Wenn dieser dritte Schalter Sp geschlossen wird, wird das vierte Referenzsignal -Vpo zugeführt. Eine Summe der Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals V , V werden kumulativ während des Betriebsintervalls der Einheit T^ aufaddiert und ein durch die zusätzliche Integration des dritten Referenzsignals +V_Ep erhaltener Wert werden umgekehrt mit dem vierten Referenzsignal -V-^p integriert. Wenn der zweite Zähler 62 "100" zählt währendder Umkehrintegration, setzt ein Zählerausgang ein siebtes Flipflop 67» das ein Ausgangssignal erzeugt (Fig. 6B(I)). Die auf dem vierten Referenzsignal -v"_Ep basierende Umkehrintegration wird solange fortgeführt, bis der Komparator 28 irgendein Ausgangssignal des zweiten Integrators 27 feststellt. Derzeitpunkt, an welchem der Komparator 28 aufhört, irgendein Ausgangssignal abzugeben, wird durch den Flankengenerator 68 nachgewiesen, der in der Steuerschaltung 23 gemäß Fig. 3 enthalten ist. Ein Flankennachweisausgangssignal von dem Flankendetektor 68 wird an den Rücksetzeingang des sechsten Flipflops 65 über ein AND-Gatter 69 und ein ODER-Gatter 70 zugeführt, um zu verhindern, daß ein Eingangssignal an das Tor des AND-Gatters 66 gelangt. Deshalb wird der dritte Schalter Sp der zweiten Schalteranordnung 26 außer Betrieb gesetzt, die zur Versorgung des vierten Referenzsignals -Vgp für die vorstehend genannte Umkehrintegration verwendet wird (Fig. 6B(Ic)). Zu diesem Zeitpunkt wird ein Ausgangssignal von dem Flankendetektor 68 zur Rücksetzung des sechsten Flipflops 67 verwendet, um zu verhindern, daß es ein Axisgangssignal abgibt (Fig. 6B(I)).

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Ein Zeitintervall, in welchem das fünfte Flipflop 63 von dem gesetzten zu dem rückgesetzten Zustand geändert wird, nämlich ein Zeitintervall, in welchem das dritte Referenzsignal +Vpp fortwährend angelegt wird, entspricht einem Zeitintervall, das von einem Zeitpunkt, zu welchem das sechste Flipflop 65 für die Uinkehrintegration gesetzt ist, sich bis zu einemZeitpunkt erstreckt, zu welchem das siehte Flipflop 67 während dieser Umkehrintegration gesetzt ist. Das bedeutet, daß eine Pulsbreite (Fig. 6B(I)), die ein Zeitintervall darstellt, in welchem das siebte Flipflop 67 von einem gesetzten zu einem rückgesetzten Zustand geändert wird, dem Gleichgewicht (balance) der Gesamtzeit entspricht (Fig. 6(k)), die für die vorstehend beschriebene gesamte Umkehrintegration der Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals, die während des Betriebsintervalls T^ der Einheit kumulativ aufaddiert wird, und einen zusätzlich integrierten Wert des dritten Referenzsignals +Vpp erforderlich ist, der durch Subtraktion eines Zeitintervalls erhalten wird, der für die Uinkehrintegration des zusätzlich integrierten Werts des dritten Referenzsignals +Vpp von jenem, der für die genannte gesamte Umkehrintegration erforderlich ist.

Vorstehende Beschreibung dient dazu, weil der Absolutwert des dritten Referenzsignals +V^p gleich jenem vierten Referenzsignal -Vp₂ ist, was durch die Formel +V_£p = ~^pp ausgedrückt werden kann. Die Pulsbreite des Ausgangssignals des gesetzten siebten Flipflops 67 bezeichnet ein wirkliches Zeitintervall, was für die Umkehrintegration der Multiplikationsprodukte der ersten und zweiten -Eingangssignale V , V erforderlich ist, dde kumulativ während des vorstehend

^x j
genannten Betriebsintervalls T^, da?Einheit aufaddiert wird.

Wenn das vorhergehende Betriebsintervall T.,, in welchem die

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Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals V , V kumulativ aufaddiert werden durch den ersten χ y

Integrator 27, zu dem nachfolgenden Betriebsintervall T₂ der Einheit überführt wird, in welchem die Polarität des das Betriebsintervall festlegenden Signals umgekehrt ist, dann wird ein Ausgangssignal von dem vierten Flipflop 56 über das AND-Gatter 59 als Anweisung zum Schließen des ersten Schalters S, der dritten Schalteranordnung 29 abgegeben. Demgemäß integriert der Integrator 30 das zweite Eingangssignal V "(Pig. 6B(h)) für ein Zeitintervall, das der entsprechenden Pulsbreite des ersten Eingangssignals V entspricht, und addiert kumulativ die Werte der Integration während des nachfolgenden Betriebsintervalls Tp der Einheit auf.

Wenn das Betriebsintervall T₂ der Einheit weiter zu dem nachfolgenden Betriebsintervall fortgeführt wird, in welchem die Polarität des die Betriebsweise definierenden Signals wieder umgekehrt ist, und ein Q-Ausgangssignal von dem Flipflop abgegeben wird, dann wird das Q-Ausgangssignal durch einen Flankendetektor 71 nachgewiesen. Ein Nachweisausgangssignal von diesem wird durch das ODER-Gatter 61 zu dem Rücksetzeingang des zweiten Zählers 62 geleitet. Wenn dieser zweite Zähler 62 zurückgesetzt wird, so daß sein Zählerstand gelöscht wird, wird das fünfte Flipflop 63 wieder gesetzt. Ein Ausgangssignal des gesetzten Flipflops wird über ein AND-Gatter 72 als Anweisung zum Schließen des zweiten Schalters S₅,, der zweiten Schalteranordnung 29 abgegeben. Als Ergebnis wird das dritte Eeferenzsignal +V^₂ durch den Integrator 30 als Summe bzw. zusätzlich zu den integrierten Werten des ersten und zweiten Eingangssignals ?_χ, V integriert, die kumulativ während des Betriebsintervalls T₂ der Einheit aufaddiert sind. Die vorstehend erwähnte Integration des dritten Referenzsignals +V_E2 wird solange fortgeführt

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(Pig. 6B(o)), bis der zweite Zähler 62 "50" zählt und das fünfte Flipflop 63 zurückgesetzt ist. Wenn dieses zurückgesetzt ist, wird das sechste Flipflop 65 entsprechend gesetzt. Ein Ausgangssignal des gesetzten sechsten Flipflops 65 wird über ein AND-Gatter 73 als Anweisung zum Schließen des dritten Schalters S^ der dritten Schalteranordnung 29 abgegeben. Demgemäß wird die Umkehrintegration des zuvor genannten zusätzlich integrierten Werts des dritten Referenzsignals +Vn-o weitergeführt, bis der Komparator 31 aufhört, ein Ausgangssignal auszugeben, nämlich solange, bis der Flankendetektor 74-, der in der Steuerschaltung 23 angeordnet ist, einen Zeitpunkt feststellt, zu welchem kein Ausgangssignal von dem Komparator 31 erzeugt worden ist, und ein NachweisauRgangssignal des Flankendetektors 74· setzt das sechste Flipflop 65 über ein AND-Gatter 75 und ein ODER-Gatter 70 (Fig_e 6B(p)) zurück. Wenn der zweite Zähler 62 "100" während der vorstehend genannten Umkehrintegration zählt, wird das siebte Flipflop 67 gesetzt und gibt ein Ausgangssignal solange ab, bis es zur selben Zeit, wenn das

sechste Fldpflop 65 zurückgesetzt wird (Fig. 6B(q)), zurückwirft,
gesetzt Während den entsprechenden Betriebsintervallen der Einheit, in welchen die Polarität eines das Betriebsintervall festlegenden Signals umgekehrt ist, gibt die Steuerschaltung 23 einen Zeitimpuls ab (Fig. 6B(r)), dessen Breite der kumulativ aufaddierten Summe der Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals V , V entspricht. Der Zähler 15 (Fig· 1) zählt Zeitimpulse, die von dem Zeitimpulsgenerator 5 über das AND-Gatter 14- für ein Zeitintervall abgegeben werden, das der vorstehend genannten Pulsbrei be eines Siprnals entspricht, das die kumulativ aufaddierten Integralwerte des ersten und zweiten Eingangssignals V , V darstellen. Ein solchermaßen durchgeführtes Zählen wird auf der Anzeigeeinheit 17 über den Dekoder-Treiber 16 angezeigt. In diesem Falle, kann der Zeitimpulsgenerator 5 gemäß Fig. 1 von derselben Art wie der Hochge-

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schwindigkeitszeitimpulsgenerator 50 gemäß -^ig. 5 sein. Bei der vorstehend erwähnten Ausführungsform ist es erforderlich, daß der Absolutwert der Spannung +V^ des ersten Referenzsignals +V-g-i » das zusätzlich zu dem Integrationswert des ersten Eingangssignals V integriert ist, gleich dem Absolutwert der Spannung -V™ des zweiten Referenzsignals -V^ ist, der bei der Umkehrintegration verwendet wird. Wenn die Erfindung unter der Bedingung verwendet wird, daß beispielsweise +V-cM. a 2 -VnM ist, dann ist es erforderlich, zweimal ein Zeitintervall abzuziehen, in welchem das erste Referenzsignal +V-ijM umgekehrt integriert wird. Dann ist es möglich, das gewünschte Ziel der Erfindung zu erhalben.

Bei vorstehender Ausführungsform sind zwei Integratoren vorgesehen. Jeder von diesen wird wechselweise die kumulative Addition des zweiten Integralwertes der Produkte des ersten und zweiten Eingangssignals für jedes Betriebsintervall der Einheit ausführen. Jedoch ist es möglich, wahlweise eine Vielzahl von Integratoren zu verwenden. In diesem Falle wird eine Integration während eines vorgegebenen Betriebsintervalls der Einheit durch einen Integrator durchgeführt, und die Umkehrintegration während der zwei aufeinanderfolgenden Zeitintervalle der Einheit mit einem zweiten Integrator, der während des ersten der zwei aufeinanderfolgenden Intervalle verwendet wird^und einem dritten Generator während des letzten Zeitintervalls der beiden ausgeführt wird. Mit dieser Anordnung können Messungen mit höherer Präzision als es bislang möglich gewesen ist, ausgeführt werden.

Mit der Ausführungsform gemäß den Fig. 4- und 5» werden ein Integralwert des ersten Eingangssignals V oder Integralwerte des Produkts des ersten und des zweiten Eingangssignals V , V , die kumulativ während eines Betriebsintervalls aufaddiert sind, nicht sofort der Umkehrintegration unterzogen. Anstatt dessen wird ein Referenzsignal, das die-

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selbe Polarität wie das erste Eingangssignal V aufweist, zusätzlich sofort nach der kumulativen Addition der Integralwerte des ersten Eingangssignals V integriert. Alle Inte-

X.

gralwerte werden urakehrintegriert mit einem anderen Referenzsignal, das die entgegengesetzte Polarität bezüglich des vorstehend genannten zusätzlich integrierten Referenzsignals aufweist. Ein Zeitintervall, das für die Umkehrintegration der. zusätzlich integrierten Werts des erstgenannten Referenzsignals erforderlich ist, wird von der Gesamtlänge der Zeit abgezogen, die für die vorstehend genannte gesamte Umkehrintegration erforderlich ist. Diese Anordnung macht es möglich, genau die Pulsbreite des ersten Eingangssignals V oder eine kumulativ aufaddierte ßumme der Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals V, V selbst dann zu bcstimmen, wenn die Polarität des ersten und zweiten Einganprssignals V_x, V falsch bestimmt worden ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 7a bis 7<i und die Fig. 8a bis 8h wird beschrieben, warum die vorstehend genannte vorteilhafte Wirkung dieser Erfindung erhalten werden kann.

Ein Komparator zur Bestimmung des Spannungswerts eines Ausgangssignals von einem Integrator neigt im allgemeinen zu fehlerhaftem Verhalten, wenn das Ausgangssignal einen extrem niedrigen Spannungswert hat. Nachfolgend wird der Fall diskutiert werden, wenn ein Eingangssignal eine Pulsbrei te aufweist, die in Fig. 7(a) gezeigt ist, integriert wird, um einen Integrationswert X bereitzustellen, wobei dieser mit einem Referenzsignal der Umkehrintegration unterzogen wird, das entgegengesetzte Polarität zu dem Eingangssignal aufweist. Wenn in diesem Fall der Integrationswert X des Eingangssignals genügend hoch ist, ist es leicht, die Polarität des Integrationswertes X zu bestimmen, wobei die unter normaler Bedingung auszuführende Umkehrintegration durchgeführt

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werden kann. Wo jedoch das Eingangssignal einen sehr niedrigen Integrationswert Y aufweist, wie in gestrichelten Linien in Fig. 7(b) angegeben ist, dann wird die Polarität eines solchen niedrigen Integrationswertes Y leicht aufgrund der begrenzten Kapazität des Komparators falsch bestimmt. Es sei angenommen, daß der Integrationswert Y eine positive Polarität aufweist, wobei der Integrationswert X der Umkehr— integration unterzogen und bei dem Eingangssignal fälschlich angenommen wird, daß es eine negative Polarität hat, wobei das Zeitintervall D_-- der in Fig. 7(d) gezeigten Umkehrintegration nicht gezählt wird. In solch einem Fall wird ein Referenzsignal mit einer positiven Polarität fälschlich als eine Basis bei der Umkehrintegration verwendet. Dann wird ein Integrationswert Z,in einer strichpunktierten Linie in Fig. 7(b) angegeben, sich ergeben, wobei ein gewünschter Wert der Umkehrintegration nicht bereitgestellt wird.

Gemäß dieser Erfindung wird zunächst ein Eingangssignal mit einer Pulsbreite, die in Fig. 8(a) dargestellt ist, integriert und danach ein Referenzsignal mit derselben Polarität wie das Eingangssignal zusätzlich für eine vorherbestimmte Zeitlänge (Fig. 8(b)) integriert. Der Wert der Gesamtintegration wird, wie in Fig. 8(c) gezeigt, erhalten. Dieser Wert wird der Umkehrintegration mit einem anderen Referenzsignal mit bezüglich des zusätzlich integrierten Referenzsignals entgegengesetzter Polarität unterzogen. Jener Teil (Fig. 8(e)) des Zeitintervalls der gesamten Umkehrintegration, der dem zusätzlich integrierten Referenzsignal entspricht, wird abgezogen. Das sich ergebende Gleichgewicht (Fig. 8(f)) wird in einem Zeitintervall gezählt, das gegenwärtig für die Umkehrintegration des Integrationswertes des Eingangssignals erforderlich ist. Wenn das vorstehend genannte Verfahren gemäß dieser Erfindung unter der Voraussetzung ausgeführt wird, daß die Polarität eines Eingangssignals aufgrund seines sehr

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wird geringen Integrationswertes falsch bestimmt wird, infolgeclessen ein Integrationswert eines Referenzsignale mit entgegengesetzter Polarität bezüglich des Eingangssignals umgekehrt während eines Zeitintervalls (Fig. 0(b)) integriert wie gestrichelt in Fig. 8(c) angegeben, anstelle zusatz Lieh integriert zu werden. Deshalb wird die Integration wie strichpunktiert in Fig. 8(c) durch Anlage eines Referenzsignals m:it derselben Polarität wie das Eingangssignal ausgeführt,, obgleich die Umkehrintegration normalerweise mit einem Referenzsignal mit bezüglich des Eingangssignals als Basis bzw. Grundlage entgegengesetzter Polarität ausge-

werden sollte,
führt Deshalb xst ein Zeitintervall in Form einer in Fig.

8(g) dargestellten Pulsbreite angegeben, das für die ursprünglich unternommene Gesamtumkehrintegration einer ]aimulativ aufaddierten Summe der Integrationswerte des Eingangssignal s und des zusätzlich integrierten Wertes eines Referenzsignals erforderlich ist. Wenn ein Zeitintervall (Fig. 8(e)), das für die Umkehrintegration des zusätzlich integrierten Wertes eines Referenzsignals erforderlich ist, von dem Zeitintervall abgezogen wird, das der vorstehend genannten Pulsbreite gemäß Fig. 8(g) entspricht, dann wird als Gleichgewicht bzw. Ergebnis(balance) von negativer Länge erhalten werden. Ein Absolutwert dieses negativen Ergebnisses wird als IL· , wie in Fig. 8(h) angegeben, ausgedrückt. Dies bedeutet, daß selbst bei fehlerhaft bestimmtem Integrationswert X eines Eingangssignals durch die vorliegende Erfindung ein Zeitintervall wird, das für die gesamte Umkehrintegration einer kumulativ aufaddierten Summe der integrierten Werte des ersten und zweiten Eingangssignals und die zusätzlich integrierten Werte eines Referenzsignals erforderlich ist, so genau wie in dem Fall erhalten wird, wo die Polarität eines Eingangssignals nicht fehlerhaft bestimmt worden ist. Wie vorstehend gemäß der Ausführungsform dieser Erfindung erwähnt, werden eine Vielzahl von Sampling-Intervallen als

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Betriebsintervall der Einheit genommen. Die Multiplikationsprodukte des ersten und zweiten Eingangssignals, die während den ,jeweiligen Sampling-Intervallen erhalten werden, werden kumulativ während besagten Betriebsintervalls der Einheit aufaddiert. Während des nachfolgenden Betriebsintervalls der Einheit, in welchem die Polarität eines das Betriebs-: Intervall bestimmenden Signals umgekehrt ist, werden eine kumulativ aufaddierte Summe der Integralwerte des Produkts des ersten und zweiten Eingangssignals umgekehrt integriert. Diese kumulativ aufaddierte Summe wird während eines Zeitintervalls gezählt, das für die Umkehrintegration erforderlich ist, wobei die Messung mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann. Des weiteren werden die Integration und die Umkehrintegration wechselweise durch jeden einer Vielzahl von Integratoren von einem Betriebsintervall der Einheit zu dem anderen ausgeführt. Deshalb wird die Integration von Eingangssignalen ununterbrochen während einer vorherbestimmten Reihe von Betriebsintervallen der Einheit durchgeführt, wobei nacheinander die Integrationswerte von Eingangssignalen bereitgestellt werden. Des weiteren können wie voi'stehend beschrieben, Integralwerte von Eingangssignalen immer genau gemessen werden, selbst wenn ein Komparator ein fehlerhaftes Verhalten aufgrund der Falschbestimmung der Polarität eines Eingangssignals aufgrund dessen geringen Inteprationswertes zeigt. Infolgedessen kann das Rechenwerk dieser Erfindung nicht nur für Wattstunden-Meßgeräte, sondern auch zur Verarbeitung von Daten mittels verschiedener Arten von Prozeßsteuerungen wirksam verwendet werden.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Anstelle von zwei Komparatoren, die mit Ausgangosignalen von den ersten und zweiton Integratoren ,jeweils versorgt werden, kann ein einziger Komparator verwendet werden, dor so ausgebildet ist, durch Einrichtungen zur Zeitunterteiiunp; bzw. durch Zeit-Multiplox-Verfahreri (time division) gesteuert -mi werden. Wenn dio Iläifto

RO '3 Il Il Γ) / 1 0 B ν

des vorstehend beschriebenen Intervalls eines Spannungssignals als Betriebsintervall· der Einheit genommen wird, in welchem die Polarität; eines das Betriebsintervall· festlegenden Signals jedesmal umgekehrt ist, dann ist es unnötig, die Umkehrung der Poiarität eines an den Integrator angeiegten Referenzsignais zu steuern, wodurch die Anordnung des Rechenwerks und die Steuerung der Schaiter bzw. Steuerungsschal·tung (switching circuit) vereinfacht werden. Insbesondere im Fail eines Integraoonswattraeters ist das erste Eingangssignal V ein sinusförmiges Spannungssignal· mit einer Frequenz von beispieisweise 50 Hz. Das zweite Eingangssignal· V ist im ailgemeinen ein sinusförmiges Spannungssignal· mit einer bezügiich des ersten Eingnngssignais V verschiedener Phase. Wenn in diesem Fall·, die Wiederholungsfrequenz der ersten und zweiten Betriebsintervalle der Einheit als 50 Hz (1/20 ms) angenommen werden, v/eist der Wert der integrierten Wattstunde während des halben ZeitinterVa^s (10 ms) einen positiven Wert auf. Zu diesem Zeitpunkt wird ein puisbreitenmoduiiertes Signal· von dem ersten Eingangssignal· V erhaben. Das zweite Eingangssignal· wird durch das PWM-Signal· in den Integratoren 8, 9 integriert. Wenn der Integrationswert bei dem Referenzspannungssignal -V„ umkehrintegriert wird, muß der Zcihier immer nur aufwärts zähien, weil· die Multiplikationsprodiücte des ersten und zweiten Eingangssignals einen positiven Wert aufweisen, die kumulativ während des halben Intervalls aufaddiert worden sind.

Wenn die Hälfte des beschriebenen Intervalls eines Spannun^ssignals al·Ξ Betriebsintervall der Einheit angenommen wird, ist es möglich, die Systems.ynchronisation mittels einoo PLL-ScJialtkreises (phase locked loop) sicherzustellen. Des weiteren kann die Polarität und der Wert des Referents ip.nalr> in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit dfm i'linrakterintikon des errs ton und zwoi ton Kinfyingissignals V , V und auch

der Spezifikation der mit dem Rechenwerk verbundenen Einrichtungen bestimmt werden.

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Claims

Patentansprüche

Rechenwerk gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung eines Zeitimpulses mit einer Referenzfrequenz; Einrichtungen zum Teilen der Frequenz der Zeitimpulse, die von der die Zeitimpulse erzeugenden Einrichtung abgegeben werden, die ein Sampling-Signal zum Festlegen eines Sampling-Zeitintervalls abgeben; Einrichtungen zur Modulation eines ersten Eingangssignals, das als Multiplikator in die Form einer Pulsbreite für ,jedes Sampling-Intervall verwendet wird, und zur Herstellung eines Pulsbreitensignals; erste Integrationseinrichtungen zur Aufnahme eines zweiten Eingangssignals, das als Multiplikant für ein Zeitintervall verwendet wird, das der durch das erste Eingangssignal modulierten Pulsbreite entspricht und kumulativ die integrierten Werte des zweiten Eingangssignals während eines ersten Betriebsintervalls der Einheit addiert, bestehend aus einer-Vielzahl von Sampling-Intervallen, die bei einem zweiten Betriebsintervall der Einheit wechselweise wiederkehren, das in gleicher Weise aus einer Vielzahl von Sampling-Inbervallen zur Bildung einer vorherbestimmten Reihe besteht; erste Umkehrintegrationseinrichtungen zur Ausführung

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der Umkehriritegratiori der Integrationswerte des zweiten Eingangssignals, das kumulativ durch die ersten Integrationseinrichtungen durch Anlage eines Referenzsignale aufaddiert sind, das die entgegengesetzte Polarität der. Integrationswertes des zweiten Eingangssignals während des zweiten Betriebsiritervalls der Kinheit au Twoj nt, das dem ersten Betriebsintervall der Einheit unmittelbar folgt; zweite Integrationseinrichtungen zur Aufnahme des zweiten Eingangssignals durch eine Umschaltoperation und zur Integration des zweiten Eingangssignals während eines Zeit-

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Intervalls, das durch das erste Eingangssignal modulierten Pulsbreite entspricht; zweite Umkehrintegrationseinrichtungen zur Ausführung der Umkehrintegration einer kumulativ aufaddierten Summe der Integrationswerte des zweiten Eingangssignals, die von den zweiten Integrationseinrichtungen durch Anlage eines Referenzsignals mit bezüglich des Integrationswertes des zweiten Eingangssignal^ während des ersten Betriebsintervalls der Einheit «-ntgegengesetzter Polarität erhalten werden, wobei das erste Betriebsintervall unmittelbar dem zweiten Betriebsintervall der Einheit folgt, in welchem die zweiten Integrationseinrichtungen die Integration ausführen; Zähleinrichtungen zum Zählen von Zeitimpulsen, die von einer Einrichtung zur Erzeugung von Zeitimpulsen abgegeben werden, zur Bestimmung eines Zeitintervalls, das zum kumulativen Aufaddieren der Integrationswerte des zweiten, durch die ersten und zweiten Umkehreinrichtungen zu löschenden zweiten Eingangssignals erforderlich ist. und Anzeigeeinrichtungen zur Anzeige einer kumulativ aufaddierten Summe von Integrationswerten, die durch Multiplikation der ersten und zweiten Eingangssignale miteinander erhalten werden.
2. Rechenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betriebsintervall einer Einheit, das in

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einem vorherbestimmten Intervall der Polarität eines das Betriebsintervall festlegenden Signals wiederholt wird, jedesmal umgekehrt wird, damit die ersten und zweiten Integrationseinrichtungen wechselweise die Integration und die Umkehrintegration ausführen, und durch ein AND-Gatter und einen Frequenzteiler zur Teilung der Frequenz der Zeitimpulse bestimmt wird, die von dem Zeitimpulsgenerator abgegeben werden, die zur Festlegung einer Anzahl von Pulsbreiten verwendet werden, die von dem ersten Eingangssignal durch den Pulsbreitenmodulator mo- duliert werden, die einer Vielzahl von Sampling-Signalen zur Bestimmung des Sampling-Intervalls entsprechen.
3. Rechenwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Betriebsintervall der Einheit, das in einem vorherbestimmten Tntervall mit der umgekehrten Polarität eines das Betriebsintervall festlegenden Signals, das jedes Zeitintervall umgekehrt wird, damit jede der ersten"und zweiten Integrationseinrichtungen wechselweise die Integration und Umkehrintegration ausführen, wiederholt wird, durch die Signalform der Wechselspannung bestimmt wird, dessen Polarität für jedes halbe Zeitintervall des ersten oder zweiten Eingangsspannungssignals umgekehrt wird.

4·. Rechenwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß Einrichtungen zur Modulation des ersten Eingangssignals in eine Pulsbreitenform einen Integrator aufweisen, der aus einem Rechen-(Operations-)Verstärker und einem Kondensator besteht, der als dessen Rückkopplungsschleife geschaltet ist; ein Komparator zur Bestimmung der Polarität eines Ausgangssignals von dem Integrator und des weiteren Steuereinrichtungen vorgesehen sind, die zur Integration des

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ersten Eingangssignals in jedem Sampling-Intervall, zum kumulativen Aufaddieren der solchermaßen erhaltenen Integrationswerte und zur zusätzlichen Integration eines ersten Referenzsignals mit derselben Polarität wie die kumulativ aufaddierten Integralwerte des ersten Eingangssignals, zur Umkehrintegration eines Gesamtwertes der Integration durch Anlage eines zweiten Referenzsignals mit bezüglich des ersten Referenzsignals entgegengesetzter Polarität, solange der Gesamtintegralwert auf Null verkleinert ist, zur Subtraktion eines Zeitintervalls, das für die Umkehrintegration des zusätzlich integrierten Werts des ersten Referenzsignals erforderlich ist, von der Gesamtzeit der Umkehrintegration, und zur Festlegung des sich ergebenden Zeitunterschieds als eine Pulsbreite, die durch das erste Eingangssignal moduliert ist, ausgebildet sind; und Steuereinrichtungen für jede der ersten und zweiten Integratoren zur Aufnahme des zweiten Eingangssignals für ein Zeitintervall vorgesehen sind, das der durch das erste Eingangssignal durch die ersten Steuereinrichtungen modulierten Pulsbreite entspricht, zur Integration des zweiten Eingangssignals während des wechselweise wiederkehrenden ersten und zweiten Betriebsintervalls der Einheit, zur zusätzlichen Integration eines dritten Referenzsignals mit derselben Polarität wie die kumulativ aufaddierte Summe, der Integralwerte des zweiten Eingangssignals, zur Umkehrintegration eines Gesamtintegrationswertes durch Anlage eines vierten Referenzsignals mit entgegengesetzter Polarität zu dem dritten Referenzsignal, bis der Gesamtintegrationswert auf Null verkleinert ist, zur Subtraktion eines Zeitintervalls von der Gesamtumkehrintegrationszeit, das für die Umkehrintegration des zusätzlich integrierten Werts des dritten Referenzsignals erforderlich ist, und zur Festlegung der sich ergebenden Zeitdifferenz (balance of time) als Zeitintervall, das für die Umkehrintegration der Integrationswerte der ersten und zweiten Eingangssignale erforderlich ist, die kumulativ während des gesamten ersten Betriebsintervalls der Einheit aufaddiert werden. 303 8 85/1067