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Vorrichtung zum Speichern von Signalen
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Stand der Technik Die zrfindllng geht aus von einer Vorrichtung zur
Spitzenwertwpeicherung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Spitzenwertspeicher sind bereits aus der Literatur bekann. Aus der
Elektronik 1980, Heft 16, Seite 67 ist bereits eine digitale Sample- und Hold-Schaltung
bekannt geworden, mit der quasi analog Spitzenwerte abspeicherbar sind. Weiterhin
sind eine Vielzahl von analogen Spitzenwertspeichern bekannt, die einen Kondensator
als Speicherglied verwenden. Die bekannten Anordzungen haben den Nachteil, daß Störimpulse,
die beispielsweise beim Abschalten eines Gerätes auftreten, zu einer Verfälschung
des abgespeicherten Signals führen. Es wurde versucht, dieser Eigenschaft dadurch
entgegenzuwirken, daß die Spitzenwertschaltung nur zu gewissen Zeitabständen, zu
denen das Maximum des Signals erwartet wird, aktiviert ist. Diese Vorgehen hat jedoch
den Nachteil, daß Spitzenwerte, die zu einem anderen Zeitpunkt auftreten, nicht
erfaßt werden können.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß die
Abschaltung des Spitzenwertspeichers in Abhängigkeit von Schaltvorgängen im zu messenden
Gerät erfolgt. Dadurch erübrigen sich die Maßnahmen, die ein Abspeichern falscher
Signale verhindern sollen.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltungsanordnung
möglich. Besonders vorteilhaft ist es, das Signal des Komparators in einem Flipflop
abzuspeichern. Durch die:e Maßnahme wird erreicht, daß die Vorrichtung zur Spitzenwertspeicherung
nicht nur kurzfristig whrend der erwarteten Überhöhung des Signals ausgeschaltet
wird, sondern der zuletzt angelegte Spitzenwert abgespeichert bleibt und die Vorrichtung
zur Spitzenwertspeicherung sich in einem abgeschalteten Zustand befindet. Weiterhin
ist es günstig, einen Rücksetzeingang vorzusehen, durch den sowohl das Flipflop
als auch das Speicherglied rücksetzbar ist. Durch diese Maßnahme ist die Spitzenwertspeicherung
automatisch oder manuell wiedereinschaltbar. Die vorgeschlagene Vorrichtung ist
besonders vorteilhaft bei digitalen Vorichtungen zur Spitzenwertseich#:rung anwendbar.
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Die zusätzliche Belastung durch die Komparatorschaltung führt dann
nicht zu einer ungewollten Entladung und damit Verfälschung des Speicherwertes.
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Zei hnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnunrl
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.
1 ein Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung, Fig. 2 ein Diagramm
zur Erläuterung des Aiis führungsb ei spiels .
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Fig. 1 weis einen Eingang
11 auf, an dem das analoge Signal anliegt, dessen Spitzenwert gespeichert werden
soll. Vom Eingang 11 führt eine Leitung zum nicht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers
1 und eines Operationsverstärkers 9. Der Ausgang des Operationsverstärkers 1 führt
zu einem Eingang eines UND-Gliedes 14. Ein weiterer Eingang des UND-Gliedes 14 ist
mit einem Taktgenerator 15 verbunden. Der Ausgang des UND-Gliedes 14 führt zu einem
Schaltkreis 2, der einen Zähler 4 nd einen Digital-Analog-Wandler 3 aufweist. Ein
solcher Schaltkreis ist beispielsweise der integrierte Baustein ZN425 der Firma
Ferranti. Mit dem ftusgangssignal tes Operationsverstärkers 1 wird der Zähler 4
gesteuert. Vom Leiternetzwek 3 gelangt; ein Signal zu einem Verstärker 5 an dessen
Ausgang 12 der Spitzenwert abgreifbar ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 5
wird dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 1 zugeführt. Weiterhin
ist am Ausgang des Verstärkers 5 eine Diode 6 angeschlossen, der ein Widerstand
7 und ein Widerstand 8 folgen. Der Widerstand ist mit der gemeinsamen Masseleitung
verbunden. Ein Abgriff zwischen den Widerständen 7 llnd 8 führt zum invertierenden
Eingang des Operation.';verstärkers 9.
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Der Ausgang des Operationsverstärkers 9 steht mit einem flankengesteuerten
Setzeingang eines Flipflops 10 in Verbindung. Der Ausgang des Flipflops 10 wirkt
auf den Strobe-Eingang des Operationsverstärkers 1 ein Ein Rücksetzeingang 13 ist
mit dem flankengesteiterten
Rücksetzimpulseingang des Flipflops
10 verbun(len. Des weiteren führt eine Leitung zum ?>chaltkreis 2 und führt dort
zum Rücksetzingang d<s Zählers Il.
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Die am Eingang 11 anliegende Spannung setzt den als Komparator geschalteten
Operationsverstärker 1, so daß an seinem Ausgang ein logisches 1-Signal anliegt.
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Diees logische 1-Signal bewirkt über das UND-Gatter und den Taktgenerator,
daß der Zähler 4 die Taktimpulse zu zählen beginnt und dabei das Netzwerk des D/A-Wandlers
3 schaltet. Am Ausgang des integrierten SchaltkreLses 2 tritt eine um so höhere
Spannung auf, je höher der Zählerstand ist. Hierzu wird das Leiternetzwerk, das
im wesentlichen aus Widerständen besteht, von einer Konstantspannungsquelle gespeist,
und dem Zählerstand des Zählers 4 entsprechende Schalter geschlossen.
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Das am Ausgang des Schaltkreises 2 anliegende analoge Signal wird
durch den Verstärker 5 verstärkt und steht am Ausgang 12 zur Verfügung. Die Rückkopplung
vom Ausgang des Verstärkers 5 zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
1 bewirkt, daß der Operationsverstärker 1 dann umschaltet, und dadurch den Zählvorgang
am Zähler 4 zum Stoppen bringt, wenn am Ausgang des Operationsverstärkers 5 durch
das Leiternetzwerk 3 eine solche Spannung erzeugt wird, die genau der Singangsspannung
entspricht. Dieser Wert ist dann am Ausgang 2 abgreifbar. Sinkt die Spannung ab,
bleibt der Zähler in seiner vorgegebenen Stellung, d. h. der letzte Spitzenwert
ist am Ausgang 12 abgreifbar. Steigt die Spannung weiter an, schaltet der Operationsverstärker
1 wieder um, der Zähler 4 erhöht seinen Zählerstand, bis die Ausgang spannung am
Ausgang 12 den neuen Spitzenwert erreicht hat.
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Dieser Vorgang ist in Fig. 2 dargestellt. Hierbei ist in durchgezogenen
Linien das Eingangssignal am Eingang 11 daigestellt, während in gestrichelen Linien
das Ausgangssignal am Ausgang 12 abgebildet ist. Geräte, an welchen der
Spitzenwert
abgenommen wird, beispielsweise ein Drehmoment-Erfassungssystem, können beim Abschalten
Prell-oder Schwingeffekte zeigen, die den Wert des abgespeicherten Spitzenwertes
übersteigen. Dieser höhere Spitzenwert, der beim Abschalten auftritt, kann nun das
Meßergebnis verfälschen, wenn es nicht ausgeblendet wird.
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Hierzu ist der Komparator 9 vorgesehen.
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Durch das Teilerverhältnis der Widerstände 7 und 8 sowie er Diode
# wird festgelegt, bei welcher Eingangsspannung der als Komparator arbeitende Operationsverstärker
9 schalten soll. Unterschreitet nämlich die Eingangsspannung einen bestimmten Prozentsatz
der maximalen Ausgangsspannung, die durch den Wert der Widerstände 7 lnd 8 festgelegt
ist, so wird da Flipflop 10 gesetzt, das den Strobe-Eingang des Oprationsverstärkers
1 ansteuert und diesen dadurch sperrt. Die Diode 6 dient dabei dazu, um am Spannungsteiler
mit den Widerständen 7 und 8 erst nach dem Überschreiten eines Schwellwertes eine
Spannung abgreifen zu können.
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Das Meßergebnis am Ausgang 12 kann nunmehr in Ruhe abgelesen werden,
ohne daß Abschaltspitzen das Meßergebnis verfälschen konnten. Durch den Rücksetzeinrang
ist tLas Flipflop 10 rücksetzbar, so daß der Eingang wieder freigegeben ist. Gleichzeitig
wird der #ähler k durch ein Signal am Rücksetzeingang 13 zurückgesetzt.
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Sollen bei Spannungszusammenbrüchen nur die daraufhin folgenden Spiten
asgeblendet werden, ist es möglich, dem Operationsverstärker 9 ein Mono-Flop anstatt
des RS-Flipflops nachzuschalten, das nur während einer vorge geben Zeit den Strobe-Eingang
des Operationsverstärkers 1 sperrt. Durch ein Widerstandskondensatornetzwerk kann
die Zeitkonstante in weiten Grenzen bestimmt werden. In diesem Fall erfolgt eine
Sperrung des Spitzenwertspeichers
nur während des Schaltvorgangs.
Auch diese Maßnahme ist geeignet, Störeffekte bei Schaltvorgängen zu unterdrücken.
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Wesentlich ist dabei, daß die Eingangsspannung eine vorgegebene Spannung,
die ein Teil des in Fig. :' strichpunktiert eingezeichneten Wertes beträgt, untersehreiet.