DE3232444C2

DE3232444C2 -

Info

Publication number: DE3232444C2
Application number: DE19823232444
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8520 Erlangen De Kuenecke
Original assignee: Gossen 8520 Erlangen De GmbH
Current assignee: Gossen 8520 Erlangen De GmbH
Priority date: 1982-09-01
Filing date: 1982-09-01
Publication date: 1990-08-09
Also published as: DE3232444A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für analog speichernde Blitzbelichtungsmesser zur Addition von kleinen Ladungsmengen während einer kurzen Meßzeit, wobei die Ladungsmengen von einer auf Blitzlicht reagierenden Stromquelle (Photodiode) erzeugt und während der Meßzeit auf einem Ladekondensator integriert werden und der über dem Ladekondensator liegende Spannungswert auf einer Anzeigevorrichtung (Anzeigeinstrument) anzeigbar ist, sowie eine Anwendung einer solchen Schaltungsanordnung.The invention relates to a circuit arrangement for analogue flash exposure meter for addition of small amounts of charge during a short measuring time, taking the amount of charge from one to flash reacting current source (photodiode) generated and integrated on a charging capacitor during the measuring time and the one above the charging capacitor Voltage value on a display device (display instrument) can be displayed, and an application of such a circuit arrangement.

Bei einer derartigen Schaltungsanordnung handelt es sich um internen Stand der Technik der Anmelderin. Dabei besteht im Falle von kleineren zu messenden Strömen bzw. Ladungsmengen das Problem, daß das Potential des Ladekondensators gering ist und daß ferner Leckströme der Schalter und Offset-Ströme von angeschlossenen Operationsverstärkern zu Störungen führen, wobei aber auch die abgebbare Meß- bzw. Nutzspannung nur sehr gering ist.Such a circuit arrangement is the applicant's internal state of the art. There is in the case of smaller currents to be measured or charge quantities the problem that the potential of the Charging capacitor is low and that further leakage currents the switch and offset currents from connected Operational amplifiers lead to interference, however the measurable or useful voltage that can be output is also very low is low.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schaltungsanordnung der wie oben definierten Art zu schaffen und diese Schaltungsanordnung insbesondere dahingehend weiterzubilden, daß Störungen durch Leckströme verhindert oder zumindest erheblich reduziert werden können, um hierdurch eine präzise Addition von aufeinanderfolgenden, zeitlich auseinanderliegenden Meßstromimpulsen bzw. Ladungsmengen zu ermöglichen.The present invention is based on the object an improved circuit arrangement of how to create the type defined above and this circuit arrangement in particular to further train that Interference from leakage currents prevented or at least can be significantly reduced to a precise addition of successive, temporal separated measuring current pulses or charge quantities to enable.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Jeweils vorteilhafte, weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Eine besondere Anwendung einer solchen Schaltungsanordnung ist Gegenstand des Anspruchs 8.This task is characterized by the characteristics of the Part of claim 1 solved. Each advantageous, further refinements of the invention Circuit arrangement can be found in the subclaims. A special application of such a circuit arrangement is the subject of claim 8.

Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Schaltungsanordnung wird eine hohe Meßempfindlichkeit erreicht, während andererseits nur eine geringe Empfindlichkeit gegen Leckströme besteht, da der Meßpegel auf die Kapazität des dem Ladekondensator nachschaltbaren Speicherkondensators übertragen, dort gespeichert und der Meßwert von dort aus während der Speicherzeit durch die sodann zugeschaltete, potentialhaltende Rückkopplung über die Rückkopplungsleitung dem Ladekondensator aufgeprägt wird. Da überdies die Kapazität des Speicherkondensators gegenüber der Kapazität des Ladekondensators wesentlich größer ist, wird auch ein hoher Eingangsspannungshub über der relativ kleinen Kapazität des Ladekondensators erzielt, während andererseits aufgrund der Größe der Kapazität des Speicherkondensators der Meßwert gegen Leckströme praktisch unempfindlich ist.By the circuit arrangement designed according to the invention high sensitivity is achieved, while on the other hand only a low sensitivity against leakage currents, since the measuring level on the Capacitance of the switchable capacitor Storage capacitor transferred, stored there and the measured value from there during the storage period the potential feedback which is then switched on imprinted on the charging capacitor via the feedback line becomes. Since, moreover, the capacitance of the storage capacitor versus the capacitance of the charging capacitor is much larger, there is also a high input voltage swing over the relatively small capacity of the Charging capacitor achieved while on the other hand due the size of the capacitance of the storage capacitor Measured value is practically insensitive to leakage currents.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung für analog speichernde Blitzbelichtungsmesser zur Addition von kleinen Ladungsmengen während einer kurzen Meßzeit zeigt.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing schematically an embodiment of a circuit arrangement for analog flash exposure meters for adding small amounts of charge during one shows short measuring time.

Als eine auf Blitzlicht reagierende Stromquelle dient hierbei eine von einer Betriebsspannungsquelle 1 mit ihrer Ausgangsspannung U _B gespeiste Photodiode 2, die über einen ersten Schalter 8 (S₁) und einen hierzu parallel liegenden Widerstand R mit einem Ladekondensator 15 verbunden ist. Dieser Ladekondensator 15 ist mit dem Eingang eines 1 : 1-Operationsverstärkers 13 (Spannungsfolger) verbunden, dessen Ausgang über einen zweiten Schalter 9 (S₂) mit einem Speicherkondensator 16 sowie mit dem Eingang eines weiteren 1 : 1- Operationsverstärkers 15 verbunden ist.As a current source reacting to flash light, a photodiode 2 fed by an operating voltage source 1 with its output voltage U _{B is used} , which is connected to a charging capacitor 15 via a first switch 8 (S ₁) and a resistor R lying in parallel therewith. This charging capacitor 15 is connected to the input of a 1: 1 operational amplifier 13 (voltage follower), the output of which is connected via a second switch 9 (S ₂) to a storage capacitor 16 and to the input of a further 1: 1 operational amplifier 15 .

Der Ausgang dieses Operationsverstärkers 14 ist einerseits mit einem Anzeigeinstrument 18 verbunden, andererseits über einen weiteren, in einer Rückkopplungsleitung 17 liegenden Schalter 11 (S₃) mit dem Ladekondensator 15.The output of this operational amplifier 14 is connected on the one hand to a display instrument 18 , and on the other hand via a further switch 11 (S ₃) in a feedback line 17 to the charging capacitor 15 .

Parallel zu dem Speicherkondensator 16 liegt noch ein Entladeschalter 12 (S₄).In parallel to the storage capacitor 16 there is also a discharge switch 12 ( S ₄).

Eine monostabile Kippstufe 5 dient zur Steuerung der Schalter 8, 9 und 11, wobei diese Kippstufe 5 über ein Differenzierglied, das aus einem Kondensator 3 und einem Widerstand 4 besteht, im Falle des Eintreffens eines Blitzes auf die Photodiode 2 durch den damit hervorgerufenen Meßstromimpuls und den entsprechenden Spannungsabfall an dem Widerstand 4 getriggert wird. Ein auf die zum Festlegen des Meßzeit dienende Kippstufe 5 folgendes Flip-Flop 6 wird vor Beginn eines jeden Meßvorganges mit einer Ein-Taste 7 gesetzt und später zu Beginn der Meßzeit durch die monostabile Kippstufe 5 zurückgesetzt. Vor Beginn des Meßvorganges wird durch das gesetzte Flip-Flop 6 der Entladeschalter 12 geschlossen und hierdurch der Speicherkondensator 16 entladen. Hierbei sind gleichzeitig die Schalter 8 und 9 geöffnet, wobei über den Operationsverstärker 14 und den ebenfalls geschlossenen Schalter 11 das Potential des Ladekondensators 15 ebenfalls auf 0 Volt gehalten wird.A monostable multivibrator 5 is used to control the switches 8 , 9 and 11 , this multivibrator 5 via a differentiating element, which consists of a capacitor 3 and a resistor 4 , in the event of the occurrence of a flash on the photodiode 2 by the measurement current pulse thus caused and the corresponding voltage drop across the resistor 4 is triggered. A flip-flop 6 following the flip-flop 5 used to set the measurement time is set with an on button 7 before the start of each measurement process and is reset later by the monostable flip-flop 5 at the start of the measurement time. Before the start of the measuring process, the discharge switch 12 is closed by the set flip-flop 6 and the storage capacitor 16 is thereby discharged. Here, the switches 8 and 9 are opened at the same time, the potential of the charging capacitor 15 also being kept at 0 volts via the operational amplifier 14 and the likewise closed switch 11 .

Wird nun durch einen auf die Photodiode 2 auftreffenden Lichtblitz ein Meßstrom erzeugt, so wird über den Kondensator 3 die monostabile Kippstufe 5 getriggert, deren Zeitkonstante die Meßzeit (Belichtungszeit) festlegt.If a measuring current is now generated by a flash of light striking the photodiode 2 , the capacitor 3 triggers the monostable multivibrator 5 , the time constant of which determines the measuring time (exposure time).

Infolgedessen wird das Flip-Flop 6 rückgesetzt, d. h. der Entladeschalter 12 wird geöffnet und verbleibt in diesem geöffneten Zustand solange, bis ein weiterer Meßvorgang durch Betätigung der Ein-Taste 7 gestartet wird. Die Schalter 8 und 9 werden nun geschlossen, während der Schalter 11 geöffnet wird. Während der eingestellten Meßzeit werden nun die von der Photodiode 2 erzeugten Ladungsmengen (Photostrom) auf dem Ladekondensator 15 integriert.As a result, the flip-flop 6 is reset, ie the discharge switch 12 is opened and remains in this open state until a further measurement process is started by pressing the on button 7 . Switches 8 and 9 are now closed while switch 11 is opened. During the set measuring time, the amounts of charge (photocurrent) generated by the photodiode 2 are now integrated on the charging capacitor 15 .

Da die Kapazität des Ladekondensators 15 verglichen mit der Kapazität des Speicherkondensators 16 sehr klein ist, wird ein sehr hohes NutzsignalSince the capacitance of the charging capacitor 15 is very small compared to the capacitance of the storage capacitor 16 , a very high useful signal is generated

erhalten.receive.

Diese Meßspannung wird jetzt über den Operationsverstärker 13 und den Schalter 9 auf den Speicherkondensator 16 übertragen.This measuring voltage is now transmitted to the storage capacitor 16 via the operational amplifier 13 and the switch 9 .

Nach Ablauf der Meßzeit werden die Schalter 8 und 9 wieder geöffnet, während die Meßspannung auf dem Speicherkondensator 16 gespeichert bleibt. Wegen der Größe der Kapazität dieses Speicherkondensators 16 ist der Meßwert unempfindlich gegen Leckströme. Damit für die weiteren additiven Messungen der Wert der Spannung auf dem Ladekondensator 16, der gegen Leckströme empfindlich ist, ebenfalls unverfälscht erhalten bleibt, wird während der Wartezeit auf einen weiteren Blitz, d. h. den Beginn eines weiteren Integrationsvorganges, der Schalter 11 geschlossen. Dadurch wird die Spannung des Ladekondensators 15 auf dem gleichen Wert wie bei dem Speicherkondensator 16 gehalten.After the measurement time has elapsed, the switches 8 and 9 are opened again, while the measurement voltage remains stored on the storage capacitor 16 . Because of the size of the capacitance of this storage capacitor 16 , the measured value is insensitive to leakage currents. In order that the value of the voltage on the charging capacitor 16 , which is sensitive to leakage currents, is also preserved in an unadulterated manner for the further additive measurements, the switch 11 is closed during the waiting time for a further flash, ie the beginning of a further integration process. As a result, the voltage of the charging capacitor 15 is kept at the same value as in the storage capacitor 16 .

Ein weiterer bei der Photodiode 2 eintreffender Lichtblitz startet nun den im Vorangehenden erläuterten Ablauf von neuem, wobei jedoch der zusätzliche Fotostrom während der erneuten Meßphase oder Meßzeit rein additiv wirkt.Another flash of light arriving at the photodiode 2 now starts the process explained in the foregoing anew, but the additional photocurrent has a purely additive effect during the renewed measurement phase or measurement time.

Zu bemerken ist schließlich noch, daß nach dem Betätigen der Ein-Taste 7 alle weiteren Steuerabläufe dieser Schaltungsanordnung automatisch erfolgen. Durch einfache Beschaltung der monostabilen Kippstufe 5 kann jede gewünschte Meßzeit festgelegt werden. Der automatische Steuerablauf der additiven Meßvorgänge ist durch die praktisch wahlweise erfolgende Zu- und Abschaltung des potentialhaltenden Rückkopplungszweiges 17 durch den Schalter 11 gewährleistet.Finally, it should be noted that after pressing the on button 7, all further control sequences of this circuit arrangement take place automatically. By simply wiring the monostable multivibrator 5 , any desired measuring time can be set. The automatic control sequence of the additive measuring processes is ensured by the switch 11 , which is practically optionally switched on and off of the potential-maintaining feedback branch 17 .

Claims

1.Circuit arrangement for an analog storage flash exposure meter for the addition of small amounts of charge during a short measuring time, the amounts of charge being generated by a current source which responds to flash light (photodiode 2 ) and integrated during the measuring time on a charging capacitor ( 15 ) and which is above the charging capacitor ( 15 ) lying voltage value can be displayed on a display device (display instrument 18 ), characterized by the following features:
A storage capacitor ( 16 ) can be connected downstream of the charging capacitor ( 15 ) via a first amplifier circuit (operational amplifier 13 )

- Compared to the charging capacitor ( 15 ) has a much larger capacity,
- Is charged to the same voltage value as the charging capacitor ( 15 ) during the measuring time and
- After the end of the measuring time, a feedback line ( 17 ) can be connected to the charging capacitor ( 15 ) to maintain the voltage.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a further amplifier circuit (operational amplifier 14 ) is arranged in the feedback line ( 17 ).

3. A circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the display instrument ( 18 ) is connected downstream of the output of the further amplifier circuit (operational amplifier 14 ).

4. Circuit arrangement according to one of claims 1-3, characterized in that a depending on the from the measuring current source (photodiode 2 ) emitted measuring current via a differentiator ( 3, 4 ) triggered, monostable multivibrator ( 5 ) is provided, which for fixing serves the measuring time.

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the flip-flop ( 5 ) for actuating a parallel to the storage capacitor ( 16 ) lying discharge switch ( 12 ) via a flip-flop ( 6 ) is used, each before the start of a measuring process by means of a switch ( A button 7 ) can be set and reset at the beginning of the measuring time by the monostable flip-flop ( 5 ).

6. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that in the feedback line ( 17 ) a further switch ( 11 ) is arranged which can be actuated by the monostable multivibrator ( 5 ).

7. Circuit arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized in that one in the input circuit of the first amplifier circuit (operational amplifier 13 ) lying with the measuring current source ( 2 ) on the one hand and the charging capacitor ( 15 ) on the other hand connected first switch ( 8 ) and an im Input circuit of the further amplifier circuit (operational amplifier 14 ) lying second switch ( 9 ) can be actuated together by the monostable multivibrator ( 5 ).

8. Application of the circuit arrangement according to one of claims 1-7, for multiple addition of charge quantities during several successive short measuring times, the respective additional measuring currents emitted by the measuring current source (photodiode 2 ) having an additive effect.