DE2949941C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßschaltung mit einer
Integrationsstufe zum Integrieren elektrischer Signale,
wobei der Eingang der Integrationsstufe abwechselnd mit
einer Detektorstufe, die der Integrationsstufe einen für
das zu messende Signal repräsentativen Aufladestrom
zuführt, und mit einer Entladungsstufe verbunden ist, die
der Integrationsstufe einen Entladestrom während der
Schließzeit eines Entladeschalters zuführt, welcher den
Ausgang der Entladungsstufe mit dem Eingang der Integrationsstufe
verbindet und von einer an den Ausgang der
Integrationsstufe angeschlossenen Steuerstufe gesteuert
wird.
Die Detektionsstufe liefert der Meßschaltung einen Strom,
der für das zu messende Signal repräsentativ ist, während
die Entladungsstufe der Meßschaltung mit einem Rückstellstrom
beliefert wird. Dieser Rückstellstrom wird zugeführt,
bis eine Pegeldetektionsstufe anspricht und die
Entladung unterbricht, wenn sie nahezu beendet ist.
Es sind Meßschaltungen bekannt, in denen die Entladungskurve
exponentiell verläuft, was den folgenden Nachteil
hat: Die Entladung (Rückstellung) dauert ziemlich lange
und ist keineswegs vollständig. Dieser Entladungstyp
beschränkt also die Verwendung der Meßschaltung auf die
Detektion von Signalen, deren Dauer kurz genug ist, um die
Entladung zwischen zwei Messungen zu ermöglichen. Die nach
einer Messung festgestellte Restladung kann außerdem die
späteren Messungen stören. Es ist übrigens klar, daß eine
derartige Meßschaltung einen Datenverlust verursacht, der
umso größer wird, wenn die mittlere Dauer zwischen
aufeinanderfolgenden zu messenden Signalen kürzer wird.
Daher sind Anwendungen derartiger Meßschaltungen
beschränkt.
Ein anderer Schaltungstyp, der es ermöglicht, eine
verhältnismäßig schnelle Entladung zu verwirklichen, ist
in der DE-OS 27 50 651 (entspricht der FR 23 70 959)
beschrieben. Diese Anmeldung bezieht sich auf ein Meßgerät,
in dem die Meßschaltung mit einem Zähler ausgerüstet
ist. Wenn die Entladung nicht zum Zeitpunkt des
Ablaufs einer Zählphase beendet ist, die zum gleichen
Zeitpunkt startet wie die erwähnte Entladung, wird die
Geschwindigkeit der erwähnten Entladung um den Faktor k
durch eine Parallelschaltung des ersten Entladungsstromwegs
und eines zweiten Entladungsstromwegs multipliziert.
Die Arbeitsgeschwindigkeit dieser Schaltung ist jedoch
nach wie vor mit der Amplitude des integrierten Signals zu
dem Startzeitpunkt der Entladung verknüpft und schwankt
also gleichzeitig mit der erwähnten Amplitude: Die
Arbeitsgeschwindigkeit sinkt bei sicher vergrößernder
Amplitude ab, wodurch es nötig ist, einen Kompromiß
einerseits zwischen den maximal zu erwartenden Amplituden,
bei denen die in der erwähnten Patentanmeldung
beschriebene Meßschaltung normal arbeiten kann, und zum
anderen der gewünschten Entladungsgeschwindigkeit zu
finden.
Auch sind Systeme bekannt, beispielsweise aus der DE-OS
22 60 120, in der die Entladung auf lineare Weise mit
einem Konstantstrom erfolgt, dessen Polarität durch
die Bestimmung der Polarität des zu messenden Signals
bestimmt wird. Das erwähnte Signal fordert einerseits
jedoch den erwähnten Kompromiß zwischen der Arbeitsgeschwindigkeit
der Meßschaltung und zum anderen einen
Kompromiß bezüglich der maximalen Amplitude der zu
messenden Signale.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßschaltung
zum Integrieren elektrischer Signale zu schaffen, bei
der in der Meßschaltung ein derartiger Kompromiß dadurch
vermieden wird, daß die Entladungsgeschwindigkeit der
Integrationsstufe der Schaltung gewährleistet ist, sei die
Amplitude des zu messenden Signals noch so groß.
Die Aufgabe wird bei einer Meßschaltung nach der Erfindung
dadurch gelöst, daß sie eine Verzögerungsleitung enthält,
die zwischen dem Ausgang der Integrationsstufe und dem
Eingang der Entladungsstufe angeordnet ist, wobei das
verzögerte Ausgangssignal der Integrationsstufe die Größe
des Entladungsstroms bestimmt.
Die auf diese Weise verwirklichte Verbindung zwischen der
Integrationsstufe und der Entladungsstufe ist dem
Parallelschalten des Integrationskondensators und einer
Gegenkoppelschleife gleichwertig, in welcher der von der
Entladungsstufe gelieferten Entladungsstrom der Ausgangsspannung
der Integrationsstufe zwar proportional ist, aber
eine bestimmte von der Verzögerungsleitung bestimmte
Verzögerung aufweist. Wenn der Ladevorgang des Integrationskondensators
beendet ist, wird die erwähnte Ausgangsspannung
für eine bestimmte Zeit bis zu dem Zeitpunkt
konstant gehalten, an dem die Entladung startet. Wenn die
von der Verzögerungsleitung bewirkte Verzögerung kürzer
als die erwähnte Zeit ist, und wenn die Entladungsschaltung
derart aufgebaut ist, daß die Entladungszeit
kleiner als oder gleich der erwähnten Verzögerung ist, ist
die Intensität des Entladungsstroms proportional einer
Konstantspannung und somit ebenfalls konstant. Des
weiteren ist bei größerer, in der Integrationsstufe
gespeicherter Ladung die Stärke des Entladungsstroms
größer: Die Entladungszeit ist somit nicht von der
Amplitude des zu messenden Signals abhängig. Da
schließlich die Intensität des Entladungsstroms konstant
ist, durchläuft die Entladungsspannung an den Anschlüssen
des Integrationskondensators den Nullwert: Die Entladung
ist vollständig und es wird in der Integrationsstufe keine
Restladung zum Zeitpunkt einer neuen Messung mehr festgestellt.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe einen
Komparator und eine Begrenzungsschaltung zum Begrenzen der
Auflade- und Entladezeiten der Integrationsstufe enthält,
wobei die Begrenzungsschaltung einen monostabilen
Multivibrator zur Begrenzung der Aufladezeit, einen
monostabilen Multivibrator zur Begrenzung der Entladezeit
und ein UND-Gatter enthält, dessen erster Eingang direkt
mit dem Ausgang der in Serie geschalteten monostabilen
Multivibratoren verbunden ist. Auf diese Weise kann das
Ende des Entladevorganges beim Ablauf eines als
Grenzwert angenommenen Zeitintervalls gesteuert werden.
Wenn die Begrenzung der Zeit des Aufladevorgangs und des
Entladungsvorgangs der Meßschaltung derart ist, daß die
Ausgangsspannung der Integrationsstufe keinen Konstantwert
hat erreichen können, bei dem die erwähnte Ausgangsspannung
für eine Zeit ungefähr konstant bleibt, die
zumindest gleich der von der Laufzeitleitung bewirkten
Verzögerung ist, ist es möglich, der Meßschaltung ein
Zeitglied zuzuordnen, in dem die erwähnte Ausgangsspannung
einstweilen gespeichert werden kann. Nach der Unterbrechung
des Ladevorgangs z. B. durch das Öffnen eines
Schalters, der in Serie zwischen dem Ausgang der Aufladestufe
und dem Eingang der Integrationsstufe angeordnet
ist, ist es durch die Verwendung des erwähnten Zeitglieds
in der Kombination mit der Zeitbegrenzungsschaltung
möglich, das Schließen des Entladeschalters in bezug auf
den Zeitpunkt des Ablaufs des Ladevorgangs später auftreten
zu lassen. Der Verzögerungszeit ist ein solcher
Wert zugeordnet, der zumindest gleich der Zeit ist, die
während des Entladevorgangs benötigt wird, um die
Ausgangsspannung der Integrationsstufe ein erstes Mal den
Nullwert unter dem Einfluß des konstanten Entladungsstroms
durchlaufen zu lassen. Auf diese Weise bleibt die
Ausgangsspannung der Integrationsstufe für eine
ausreichende Zeit vor dem Anfang des Entladevorganges
konstant. Ebenfalls bleibt die Größe des Entladungsstroms
für eine ausreichende Zeit konstant, da der Entladungsstrom
der für die erforderliche Zeit konstant
gehaltenen Spannung direkt proportional ist.
Zur Verbesserung der erfindungsgemäßen Meßschaltung dient
eine Schaltung, die den Entladeschalter
öffnet, bevor das Ausgangssignal der Integrationsstufe
Null wird. Auf diese Weise wird die
Übertragungszeit der Steuersignale auf den erwähnten
Entladeschalter berücksichtigt und der Öffnungszeitpunkt
dieses Schalters fällt mit dem Zeitpunkt zusammen, bei dem
die Ausgangsspannung der Integrationsstufe zum ersten Mal
den Nullwert durchläuft.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Meßschaltung, in der der
Grundgedanke der Erfindung angewandt ist,
Fig. 2a und 2b die Entladungskurven ohne und mit
Verzögerungsleitung zwischen dem Ausgang der Integrationsstufe
und dem Eingang der Entladungsstufe,
Fig. 3 das Verhältnis zwischen der Ausgangsspannung der
Steuerstufe und der Ausgangsspannung der Integrationsstufe,
Fig. 4, 6 und 8 erste, zweite bzw. dritte besondere
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Meßschaltung, und
Fig. 5, 7 und 9 die Ausgangssignale der wichtigsten
Elemente der Meßschaltungen nach Fig. 4, 6 und 8.
Die in Fig. 1 dargestellte Meßschaltung enthält zunächst
eine Detektionsstufe 1, die die aufeinanderfolgenden zu
messenden Signale empfängt und sie in einen für diese
Signale repräsentativen elektrischen Speisestrom
umwandelt, eine Integrationsstufe 2, die im wesentlichen
einen Operationsverstärker 3, dessen negativer Eigang den
Ladungsstrom empfängt, und einen Kondensator 4 enthält,
eine Steuerstufe 5, deren Eingang mit dem Ausgang der
Integrationsstufe 2 verbunden ist, eine Entladungsstufe 6,
die der erwähnten Stufe einen Entladungsstrom während der
Schließzeit eines von der Steuerstufe 5 gesteuerten
Schalters 7 zuführt, und eine Verzögerungsleitung 8, die
zwischen dem Ausgang der Integrationsstufe 2 und dem
Eingang der Entladungsstufe 6 angeordnet ist. Die in der
Stufe 1 ankommenden und zu messenden Signale entstammen
einer an sich bekannten Anordnung, die eine zu messende
Größe in ein entsprechendes elektrisches Signal
umwandelt. Die erwähnte Anordnung ist z. B. eine Photovervielfacherröhre
in einer Gammakamera, die aus hervorgerufenem
Szintillationslicht elektrische Impulse generiert.
Die Schaltung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Durch die
Verzögerungsleitung 8, die dem Entladestrom eine
Verzögerung erteilt, die zumindest gleich der Entladungszeit
ist, wird der Entladungsstrom, dessen Intensität mit
der verzögerten Ausgangsspannung U s der Integrationsstufe
2 verknüpft ist, nicht durch den absinkenden Wert
der erwähnten Spannung U s während der Entladung
beeinflußt. Die Intensität bleibt konstant, weil sie
während der Entladungszeit mit einer Konstantspannung
verknüpft ist. Es ist so, daß durch die Verwendung der
Gegenkopplungsschleife mit der Verzögerungsleitung 8
zwischen dem Wert dU s /dt, der dem Wert des Entladungsstromes
J D proportional ist, und dem Wert der
Spannung U s folgender Zusammenhang besteht:
In dieser Formel ist t R die von der Verzögerungsleitung 8
bewirkte Verzögerung, R der Widerstandswert des
Innenwiderstands R des Stromgenerators 6′, der durch die
Entladungsstufe 6 gebildet wird, und C die Kapazität
des Integrationskondensators 4 der Integrationsstufe 2. Die Lösung
der oben angegebenen Differentialgleichung liefert eine
Kurve von dem in Fig. 2b dargestellten Typ, wobei der
erste Nulldurchgang der Ausgangsspannung U s nach einer
Zeit T s auftritt.
Zum Vergleich ist in Fig. 2a die Entladungskurve
vom herkömmlichen Typ ohne Verzögerungsleitung dargestellt:
Da die Ausgangsspannung der Integrationsstufe 2
während der Entladung absinkt und da der Entladungsstrom
mit dieser Spannung verknüpft ist, verläuft die
Entladung gedämpft exponentiell und die Entladung ist
nicht vollständig (die Intensität des Entladungsstroms
durchläuft den Nullwert nicht).
Da bei der Meßschaltung nach der Erfindung
die Spannung U s für eine Zeit t R konstant ist, die dem
Zeitpunkt des Entladungsanfangs vorangeht, ist die Intensität
des Entladungsstroms somit ebenfalls konstant
und dies zumindest bis zum Zeitpunkt T s des ersten
Nulldurchgangs der erwähnten Intensität. Zu diesem
Zeitpunkt T s spricht die Steuerstufe 5 an und bewirkt
das Öffnen des Schalters 7 und das Ende der Entladung
(siehe Fig. 3, in der die Ausgangsspannung U s der Integrationsstufe
2 und die Ausgangsspannung V₅ der
Steuerstufe 5 dargestellt sind).
Die auf diese Weise gebildete Schaltung ist
also mit einer Gegenkopplungsschleife versehen, in der
die Größe des von der Stufe 7 gelieferten Entladungsstroms
konstant ist, da dieser einer
Konstantspannung proportional ist. Da außerdem die
Größe des Stroms dem Anfangswert der Spannung
U s zu Beginn der Entladung proportional ist,
ist die Entladungszeit nicht von der Amplitude des
zu messenden Signals abhängig. Die Folge davon ist,
daß die Arbeitsgeschwindigkeit der dargestellten Meßschaltung
es ermöglicht,
Messungen in sehr schneller Folge durchzuführen.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform
stellt eine Steuerstufe 5 der Meßschaltung dar, die
insbesondere einen Nulldetektor enthält, der von einem
Komparator 10 gebildet wird, und eine Schaltung zur Begrenzung
der Auflade- und Entladezeiten der Integrationsstufe
2. Die erwähnte Begrenzungsschaltung, die
zwischen dem Ausgang des Komparators 10 und dem Schalter
7 angeordnet ist, enthält nacheinander einen monostabilen
Multivibrator 11, der gleichzeitig mit dem
Komparator 10 anspricht und eine maximale Aufladedauer
bestimmt, einen monostabilen Multivibrator 12, der unter
dem Einfluß des Ausgangssignals des Multivibrators
11 anspricht und eine maximale Entladezeit bestimmt,
sowie ein UND-Gatter 13, dessen einer Eingang direkt
mit dem Ausgang des Komparators 10 und dessen anderer
Eingang mit dem Ausgang des monostabilen Multivibrators
12 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gatters 13 steuert
den Schalter 7.
Ist der Pegel des Signals am Ausgang
hoch ist der Schalter 7 geschlossen; ist er niedrig, ist der
Schalter 7 geöffnet.
Die Wirkung der Schaltung zur Begrenzung von
Zeiten ist in Fig. 5 deutlich veranschaulicht, in der
nacheinander zeitabhängig der Verlauf folgender Parameter
dargestellt ist: Das zu messende elektrische
Signal I₁, die Ausgangsspannung U s der Integrationsstufe
2, die Ausgangsspannung V₁₀ des Komparators 10,
die Ausgangsspannungen V₁₁ und V₁₂ der monostabilen
Multivibratoren 11 und 12, sowie die Ausgangsspannung
V₁₃ des UND-Gatters 13. Im beschriebenen Beispiel
tritt die Entladung des Kondensators 4 der Integrationsstufe
2 ausschließlich dann auf, wenn der Pegel der erwähnten
Spannung V₁₃ hoch ist. Dies ist der Fall zwischen
dem Zeitpunkt, an dem die Spannung V₁₂ (Ausgangsspannung
des monostabilen Multivibrators 12) selbst
hoch wird, und dem Zeitpunkt, an dem
die Spannung V₁₀ (Ausgangsspannung des Komparators 10)
niedrig wird. In Fig. 5 sind ebenfalls die Werte der
Entladungsdauer t c , der der Entladung durch die Laufzeitleitung
8 auferlegten Verzögerung t R , und der Entladungsdauer
t D dargestellt.
Die erwähnte Schaltung zur Begrenzung der
Zeit des Auflade- und Entladezyklus erlaubt die
Steuerung des Endzeitpunkts der Entladung bis zum
Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls t I , das
ebenfalls in Fig. 5 dargestellt ist und als Grenzwert
angenommen wird, z. B. um auf eine weitere Messung umzuschalten.
Wenn die Situation derart ist, daß die
Ausgangsspannung U s der Integrationsstufe 2 keinen
Wert hat erreichen können, von dem ab die erwähnte Spannung
für eine Zeit ungefähr konstant bleibt, die zumindest
gleich t R ist, ist es vorteilhaft, die Meßschaltung
mit einem Zeitglied zu vervollständigen, in dem die
erwähnte Ausgangsspannung U s für die erforderliche
Zeit gespeichert wird.
Das erwähnte Zeitglied, das mit der in Fig. 6
dargestellten Meßschaltung verbunden ist, enthält
zwei monostabile Multivibratoren 14 und 15,
deren Ausgangssignal hoch wird, wenn das Ausgangssignal
des Multivibrators 11 niedrig wird.
Der Zeitpunkt, an dem das Ausgangssignal des Multivibrators
14 niedrig wird, entspricht dem
Ende der Speicherzeit t R der Ausgangsspannung U s der
Integrationsstufe 2; wenn das erwähnte Signal
niedrig wird, wird dadurch das Ausgangssignal des
Multivibrators 12 hoch und bewirkt den Start
der Entladung des Kondensators 4, indem das Ausgangssignal
des UND-Gatters 13 ebenfalls hoch wird.
Es ist so, daß das Ausgangssignal des
Multivibrators 12 auf einen der Eingänge des UND-Gatters
13 übertragen wird, dessen anderer Eingang das
Ausgangssignal des Komparators 10 empfängt. Wenn die
bei der Entladung absinkende Spannung U s den Nullwert
erreicht, wird das Ausgangssignal des Komparators 10
erneut niedrig, was das Ende der Entladung bewirkt.
Das Auftreten des hohen Pegels im Ausgangssignal
des Multivibrators 15 entspricht dem Öffnen
eines Schalters 16, der zwischen dem Ausgang der Aufladestufe
1 und dem Eingang der Integrationsstufe 2
in Serie geschaltet ist. Der erwähnte Öffnungsvorgang
markiert den Anfang des Verzögerungszeitintervalls,
das das Ende des Aufladevorgangs des Kondensators 4
vom Anfang des Entladevorgangs dieses Kondensators
trennt und endet, nachdem das Ausgangssignal des
Multivibrators 12 niedrig wird. Der Schließvorgang
des Schalters 16 tritt am Anfang eines neuen Zyklus
zur Messung des elektrischen Signals auf.
Die oben beschriebene Wirkung des Zeitgliedes
wird ebenfalls in der Fig. 7 klar veranschaulicht, in
der wie in der Fig. 5 hinsichtlich der Schaltung nach
Fig. 4 nacheinander der Verlauf der Ausgangssignale
der Hauptkomponenten der Meßschaltung nach Fig. 6
dargestellt ist, und zwar der Verlauf des zu messenden
Signals I₁, der Ausgangsspannung U s der Integrationsstufe
2, der Ausgangsspannung V₁₀ des Komparators
10, der Ausgangsspannungen V₁₁, V₁₅, V₁₄, V₁₂ der monostabilen
Multivibratoren 11, 15, 14 und 12, und der Ausgangsspannung
V₁₃ des UND-Gatters 13. In Fig. 7 sind
auch die Werte der maximalen Aufladezeit t c der Zeit
t T des Verzögerungsintervalls (Zeit t T zumindest gleich
der Verzögerung t R durch die Leitung 8), der Entladezeit
t D und der maximalen Zeit t I des Auflade- und
Entladezyklus dargestellt.
Zur Berücksichtigung der Übertragungszeiten
der Steuersignale zum Entladeschalter 7 und zum Synchronisieren
des Öffnungsvorgangs des erwähnten
Schalters 7 mit dem entsprechenden Zeitpunkt, an dem
die Ausgangsspannung U s zum ersten Male den Nullwert
durchläuft, wird der an Hand der Fig. 6 beschriebenen
Meßschaltung gemäß Fig. 8 eine Schaltung zugeordnet, die eine
verfrühte Öffnung des Entladungsschalters bewirkt.
Die erwähnte Schaltung, die
mit der Zeitbegrenzungsschaltung, die die monostabilen
Multivibratoren 11 und 12 und das UND-Gatter 13 enthält,
und mit dem Zeitglied verbunden ist, das die
monostabilen Multivibratoren 14 und 15 enthält, enthält
einen Komparator 21 und einen Abschwächer 22. Der erste
Eingang des Komparators 21 empfängt direkt
die Ausgangsspannung U s der Integrationsstufe 2 und
der zweite Eingang eine
Spannung U₂₂, die aus der Spannung U s durch
Verzögerung über eine Zeit t S in der Verzögerungsleitung
8, gefolgt von einer Abschwächung im Abschwächer 22,
abgeleitet wird. Der Abschwächer 22 enthält z. B. ein einstellbares Potentiometer.
Die Ausgangsspannung des Komparators
21 gelangt an den zweiten Eingang des UND-Gatters 13,
dessen erster Eingang wie zuvor mit dem Ausgang des
monostabilen Multivibrators 12 verbunden ist.
Es wird dadurch erreicht, daß durch lineares
Absinken während der Entladung des Kondensators 4 die
Ausgangsspannung U s der Integrationsstufe 2 auf einen
Wert kommt, der gleich dem maximalen (mit dem Potentiometer
einstellbaren) Wert U RA von U₂₂ ist, und daß der
Komparator 21 eine Zustandsänderung erfährt und über
seinen Ausgang ein Befehlssignal zum Öffnen des Entladeschalters
7 abgibt. Die von der Verzögerungsleitung
8 bewirkte Verzögerung t s wird so eingestellt, daß
das Zeitintervall zwischen dem Übergang des Ausgangssignals
des Komparators 21 auf den niedrigen Pegel und
dem ersten Nulldurchgang der Spannung U s gerade gleich
der Fortpflanzungszeit des Signals zum Öffnen des
Schalters 7 ist, wobei die erwähnte Zeit beispielsweise
während vorangehender Versuche bestimmt wird. Auf
diese Weise wird der Schalter 7 zum Zeitpunkt geöffnet,
an dem die Spannung U s genau den Nullwert hat
und die Entladung des Kondensators 4 vollständig ist.
Es besteht keine Gefahr, daß in der Integrationsstufe
2 am Ende eines Auflade- und Entladezyklus
eine Restladung festgestellt wird, die die folgenden
Auflade- und Entladezyklen stören könnte.
Die Wirkung der Schaltung nach Fig. 8 ist
in Fig. 9 dargestellt, in der einerseits der Verlauf
der bereits erwähnten Ausgangssignale (I₁, U s ,
V₁₀, V₁₁, V₁₅, V₁₄, V₁₂) und zum anderen der Verlauf
der nachstehend erwähnten Signale dargestellt wird:
Die Ausgangsspannung U₂₂ des Abschwächers 22 deren
Maximalwert U RA die Schwellenspannung des Komparators
21 darstellt, die Ausgangsspannung V₂₁ des erwähnten
Komparators 21, und die Ausgangsspannung V₁₃ des UND-Gatters
13. Der untere Signalverlauf in Fig. 9 zeigt die
reelle Schließzeit t D des Schalters 7. Im Vergleich dazu ist
im darüberliegenden Signalverlauf eine Zeit t D dargestellt, während der das Ausgangssignal V₁₃ des
UND-Gatters 13 hoch ist.
Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich
nicht auf die in dieser Beschreibung gegebenen
und dargestellten Ausführungsbeispiele.
Bei Meßschaltungen nach Fig. 4, 6
und 8 ist es z. B. möglich, eine Sample- und Hold-Schaltung
zum Ersatz der Verzögerungsleitung 8 zu verwenden.
Wenn die zu messenden Signale sehr
schnell aufeinanderfolgen, ist es möglich, zwei (oder mehrere)
Meßschaltungen nach der Erfindung parallel zu schalten.
Es wird dabei eine Multiplexschaltung für die
alternierende Verteilung der zu messenden Signale
benötigt, so daß nacheinander eine der parallelgeschalteten
Meßschaltungen die Messung eines bestimmten
Signals durchführt, während die andere
Schaltung einen Hinweis auf den Wert des mit der vorangehenden
Messung zusammenhängenden Signals gibt und
umgekehrt.
Auch ist es klar, daß sich die Erfindung
ebenfalls auf ein beliebiges Gerät zur Messung elektrischer
Signale bezieht, dessen Arbeitsprinzip auf
der Integration der dem Eingang eines derartigen Geräts
zugeführten Signale basiert und das mit einer
oder mehreren Meßschaltungen nach der in dieser Beschreibung
angegebenen Erfindung versehen ist.
Claims (4)
1. Meßschaltung mit einer Integrationsstufe (2) zum
Integrieren elektrischer Signale, wobei der Eingang der
Integrationsstufe abwechselnd mit einer Detektorstufe (1),
die der Integrationsstufe einen für das zu messende Signal
repräsentativen Aufladestrom zuführt, und mit einer
Entladungsstufe (6) verbunden ist, die der Integrationsstufe
einen Entladestrom während der Schließzeit eines
Entladeschalters (7) zuführt, welcher den Ausgang der
Entladungsstufe mit dem Eingang der Integrationsstufe
verbindet und von einer an den Ausgang der Integrationsstufe
angeschlossen Steuerstufe (5) gesteuert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung eine
Verzögerungsleitung (8) enthält, die zwischen dem Ausgang
der Integrationsstufe (2) und dem Eingang der Entladungsstufe
(6) angeordnet ist, wobei das verzögerte Ausgangssignal
die Größe des Entladungsstroms bestimmt.
2. Meßschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe (5) einen
Komparator (10) und eine Begrenzungsschaltung zum
Begrenzen der Auflade- und Entladezeiten der Integrationsstufe
(2) enthält, wobei die Begrenzungsschaltung einen
monostabilen Multivibrator (11) zur Begrenzung der
Aufladezeit, einen monostabilen Multivibrator (12) zur
Begrenzung der Entladezeit und ein UND-Gatter (13)
enthält, dessen erster Eingang direkt mit dem Ausgang des
Komparators und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang der
in Serie geschalteten monostabilen Multivibratoren
verbunden ist.
3. Meßschaltung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Zeitglied (14, 15)
enthält, das mit der Schaltung zur Begrenzung der Auflade-
und Entladezeiten der Steuerstufe (5) verbunden ist und
das den Öffnungsvorgang des Entladeschalters (7) verzögert,
wenn der Aufladevorgang beendet ist.
4. Meßschaltung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schaltung (21, 22)
enthält, die den Entladeschalter (7) öffnet, bevor das
Ausgangssignal der Integrationsstufe (2) Null wird.
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