DE3711978A1 - Elektrizitaetszaehler mit einem hall-sensor und einem spannungs-frequenz-wandler fuer sehr niedrige spannungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrizitätszähler mit einem Hall-Sensor und einem Spannungs-Frequenz-Wandler für sehr niedrige Spannungen, wie eine Ausgangsspannung des Hall- Sensors.

Bei den analog-digitalen Elektrizitätszählern wird eine strenge Linearität der Umwandlung der Ausgangsspannung der Sensorschaltung in die Frequenz gefordert, was bei sehr niedrigen Ausgangsspannungen des Hall-Sensors und dazu noch auf einem breiten Messbereich besonders dringend erscheint.

Es sind Spannungs-Frequenz-Wandler aus der Patentanmeldung YU P-757/75 und der daraus hervorgegangenen DE 26 12 764 sowie aus DE 26 42 397 bekannt. Der Einfluss der Eingangsspannungswanderung des Intergrieroperationsverstärkers wird darin durch eine Umpolung der Eingangsspannung des Integrators herabgesetzt, der Einfluß des Integrierkondensators wird jedoch durch die Anwendung eines genau festgelegten Kompensationsstromimpulses beseitigt.

Da die Dauer der Anschlußzeiten der Spannungen verschiedener Vorzeichen nicht gleich ist, wird eine von der Eingangsspannungswanderung des Integrieroperationsverstärkers stammende Ungenauigkeit der Umwandlung nicht behoben. Ein derartiger Wandler ist demnach für niedrige Eingangsspannungen, besonders noch für niedrige Eingangsspannungen in einem breiten Messbereich ungeeignet. Seine weitere Unzulänglichkeit besteht im grossen Einfluss des Verlustwinkels bei einer begrenzten Verstärkung des Operationsverstärkers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einfluss der Eingangsspannungswanderung des Integrierverstärkers und den Einfluss der mangelhaften Beständigkeit des Integrierkondensators restlos zu beseitigen sowie für den Hall-Sensor eine Sensorschaltung mit der grösstmöglichen, das Vorzeichen ändernden Ausgangsspannung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs festgelegten Merkmalen gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltung des erfindungsgemässen Elektrizitätszählers in Grundausführung,

Fig. 2 einen Zeitverlauf der integrierten Spannung U _i und der Steuersignale für die Schaltung in Fig. 1,

Fig. 3,4 eine weitere Ausführung der erfindungsgemässen Zählerschaltung, einen analogen Teil der Schaltung bzw. eine Steuerschaltung,

Fig. 5 einen (K, F; Z) Frequenzkomparator,

Fig. 6 einen Zeitverlauf der integrierten Spannung U _i , der Ausgangsspannung U _H einer Sensorschaltung und der Steuersignale sowie die Schwellenpegel für drei verschiedene Spannungsamplituden U _H , alles für die Schaltung in Fig. 3,4, und

Fig. 7,8 Ausführungen der Sensorschaltung.

Der erfindungsgemässe Elektrizitätszähler in Grundausführung umfasst eine Sensorschaltung S _H , einen Integrator B 1, eine Steuerschaltung CO und eine Kompensationsschaltung B 3 (Fig. 1).

Zwischen der Eingangsklemme der Schaltung S _H und dem Ausgang eines Operationsverstärkers 1 sind ein Widerstand 5, ein Schalter 6, ein Hall-Sensor 4 mittels seiner Stromklemmen und ein Schalter 8 reihengeschaltet. Der Schalter 6 und der Sensor 4 sind durch einen Schalter 9, der Sensor 4 und der Schalter 8 durch einen Schalter 7 überbrückt. Die Schalter 6,8 werden mit einem Umpolungssignal P, die Schalter 7,9 mit einem Umpolungssignal gesteuert. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 1 ist an die Masse und der invertierende Eingang an die erste Spannungsklemme des Sensors 4 angeschlossen, dessen andere Spannungsklemme an die Ausgangsklemme der Schaltung S _H angeschlossen ist.

An den Ausgang eines Integrieroperationsverstärkers 2, an dessen nichtinvertierenden Eingang der Ausgang der Schaltung S _H angeschlossen ist, sind ein Schalter 13, ein Integrierkondensator 22, ein Schalter 11 und ein Widerstand 20 reihengeschaltet. Der Schalter 13 und der Kondensator 22 sind durch einen Schalter 10, der Kondensator 22 und der Schalter 11 durch einen Schalter 12 überbrückt. Die Schalter 11,13 werden mit dem Signal P, die Schalter 10,12 mit dem Signal gesteuert. Die gemeinsame Klemme der Schalter 11,12 und des Widerstandes 20 ist an den invertierenden Eingang des Verstärkers 2 angeschlossen.

Die Eingänge des Komparators B 2 sind an die Klemmen des Kondensators 22 angeschlossen. Vom Ausgang des Komparators B 2 wird ein Komparatorsignal C an den D-Eingang eines D-Flipflops 21 in der Steuerschaltung CO geleitet. An den Takteingang des Flipflops 21 wird von einer Schaltung 24 ein z. B. in einem Quarzoszillator erzeugtes Taktsignal CL zugeführt. Von der Schaltung 24 werden auch die Umpolungssteuersignale P, , deren Periode eine Mehrfachperiode des Signals CL ist, und ein kurzzeitiges Signal S, das zwischen den aufeinanderfolgenden Signalen P, den logischen Zustand 1 annimmt, gebildet. Ein Kompensationssignal Q erscheint am Q-Ausgang des Flipflops 21.

In der Schaltung B 3 sind Klemmen für Referenzspannungen U, U über Schalter 14 bzw. 15 an die gemeinsame Klemme des Widerstandes 20 und eines Schalters 16, der an die Masse angeschlossen ist, angeschlossen. An je einen Eingang der UND-Tore 17, 18 werden die Signale P, und an den gemeinsamen Eingang das Signal Q zugeführt. Die Ausgangssignale der Tore 17, 18 steuern die Schalter 14, 15. Der Schalter 16 wird mit dem Ausgangssignal eines NOR-Tores 19, an dessen Eingänge die Signale Q, S zugeleitet werden, gesteuert.

An die Eingangsklemme der Sensorschaltung S _H ist eine an der elektrischen Schaltung, deren Verbrauch oder Erzeugung der elektrischen Energie vom Elektrizitätszähler gemessen wird, herrschende Spannung angeschlossen. Dem Strom in der genannten Schaltung ist die Magnetfelddichte an der Stelle des Hall-Sensors 4 proportional. Die Ausgangsspannung U _H der Schaltung S _H ist daher der elektrischen Leistung dieser Schaltung proportional.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Elektrizitätszählers wird anhand Fig. 2 erläutert. Die Umpolung der Ausgangsspannung U _H der Schaltung S _H fällt mit der Umpolung der Klemmen des Kondensators 22 zusammen. Die integrierte Spannung U _i am Kondensator 22 fällt deswegen gleichmässig bis zu einem Schwellenpegel U _o des Komparators B 2 ab, wonach am Komparatorausgang das Signal C erscheint. Die Schaltung 24 erzeugt gleichdauernde Signale P, , d. h. t ₂ - t ₁ = t ₃ - t ₂. Gerade deswegen werden die Beiträge der Spannungswanderung am Eingang des Verstärkers 2 und der Unbeständigkeit des Kondensators 22 zur integrierten Spannung U _i jeder einzelne in sich kompensiert. Der erste Impuls CL nach dem Erscheinen des Signals C löst einen Impuls des Signals Q aus. Mittels Steuerung der Schalter 14, 15 wird die Ladungskompensation aus zwei Referenzquellen ein Einklang mit der Umpolung des Kondensators 22 gebracht. Der Widerstand 20 hat den Masseanschluss über den Schalter 16, ausgenommen während des Impulses Q und während des Impulses S, wodurch bei der Umpolung des Kondensators 22 jeder Strom zum Verstärker 2 vermieden wird.

Eine weitere Ausführung des erfindungsgemässen Elektrizitätszählers umfasst eine Sensorschaltung S _H , die an die Eingangsklemme eines Integrators B 1 angeschlossen ist, einen Komparator B 2, eine Kompensationsschaltung B 3 und einen Detektor B 5 der Energieflussrichtung (Fig. 3) und eine Steuerschaltung CO (Fig. 4).

Der Komparator B 2 ist mit einem Folgeverstärker versehen, bei dem der nichtinvertierende Eingang eines Operationsverstärkers 130 an eine Klemme eines Integrierkondensators 122 im Integrator B 1 angeschlossen ist, während die andere Klemme des Kondensators 122 an einen Kondensator 127, dessen andere Klemme an die Masse angeschlossen ist, und an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 132 angeschlossen ist. Der Verstärker 132 mit Rückkopplungswiderständen 133, 134, 137 und einem Widerstand 131, der an den Ausgang des Verstärkers 130 und an seinen nichtinvertierenden Eingang angeschlossen ist, bildet einen Schmitt-Trigger. Durch die Ueberbrückung einzelner Widerstände mit Schaltern 135, 136, die mit Signalen Z 1, Z 2 gesteuert sind, werden unterschiedliche obere und untere Schwellenpegel U _Hn , U _Ln gebildet.

Die Schaltung B 3 ist mit einer einzigen Referenzspannungsklemme U ausgeführt, an die ein Schalter 114, der durch ein Signal Q gesteuert ist, angeschlossen ist. Die andere Klemme des Schalters 114 ist an einen Schalter 116, der an die Masse angeschlossen und durch das invertierte Signal Q gesteuert ist, und an den Eingang eines Folgeverstärkers B 3′ angeschlossen, dessen Ausgang an einen Integrierwiderstand 120 angeschlossen ist.

Der Detektor B 5 ist mit einem Operationsverstärker 141 ausgeführt. An seinen nichtinvertierenden Eingang sind ein Rückkopplungswiderstand 142 und ein Widerstand 140 angeschlossen, dessen andere Klemme an einen Ausgang eines Verstärkers 102 angeschlossen ist. An den invertierenden Eingang des Verstärkers 141 ist eine Kette aus Widerständen 143-146 angeschlossen, die an einer Seite an eine Spannungsklemme U⁺ und an der anderen Seite an die Masse angeschlossen ist und in welcher einzelne Widerstände durch Schalter 147, 148 überbrückbar sind. Diese Schalter sind durch Signale Z 1, Z 2 gesteuert und mit ihrer Hilfe wird jeweils ein einziger Schwellenpegel des Detektors B 5 festgelegt. Ein invertiertes Ausgangssignal des Verstärkers 141 wird an die Steuerklemme eines Schalters 117, der den Kondensator 122 überbrückt, und an den Takteingang eines Flipflops 150 geführt. Der D-Eingang des Flipflops 150 und sein -Ausgang sind miteinander verbunden. Am Q-Ausgang des Flipflops 150 wird ein invertiertes Signal S′ gebildet.

Das invertierte Komparatorsignal C wird an ein UND-Tor 152 in der Steuerschaltung CO geleitet. Das Ausgangssignal eines Multiplexers C 4 wird an den anderen Eingang des Tores 152 geleitet. Der Ausgang des Tores 152 ist an den D-Eingang eines D-Flipflops 154 angeschlossen, an dessen Takteingang ein Taktsignal CL vom Ausgang einer phasengesteuerten Schaltung 153 geleitet wird. An den Eingang der Schaltung 153 wird ein Signal N geführt, das ein invertiertes Ausgangssignal eines an die Netzspannung angeschlossenen Nulldetektors 165 ist. Am Q-Ausgang des Flipflops 154 wird ein Signal Q gebildet, das an eine Signalklemme X der Schaltung B 3, an den Eingang eines Multiplexers C 3 und an den Takteingang eines D-Flipflops 156 geleitet wird. Der -Ausgang des Flipflops 156 ist an seinen D-Eingang angeschlossen. An seinem -Ausgang wird ein Signal Q′ gebildet, das an den Eingang eines Frequenzteilers 157 geführt wird, dessen Ausgangssignal Q″ und das Signal Q′ an den Eingang eines Frequenzkomparators C 1 geleitet werden.

Der Frequenzkomparator C 1 ist mit zwei (K,F;Z) Frequenzkomparatoren 191, 192 hergestellt. Die Schaltung des (K,F;Z) Komparators ist in Fig. 5 dargestellt. Sie mit mit zwei Frequenzteilern a, b mit einem Teilungsverhältnis J bzw. L ausgeführt, wobei der Rückstelleingang des Teilers a an den Zähleingang des Teilers b angeschlossen ist und den K-Eingang des (K,F;Z) Komparators darstellt und der Rückstelleingang des Teilers b and den Zähleingang des Teilers a angeschlossen ist und den F-Eingang des (K,F;Z) Komparators darstellt und die Ausgänge der Teiler a, b an den R-Eingang und an den S-Eingang eines RS-Flipflops c angeschlossen sind, dessen Ausgang den Z-Ausgang des (K,F;Z) Komparators darstellt. An die K-Eingänge der Komparatoren 191, 192 ist ein Signal N und an die F-Eingänge sind die Signale Q′, Q″ zugeführt. Das Signal Z 1 am Ausgang des Komparators 192 wechselt von logisch 0 auf logisch 1 über, wenn die Frequenz des Signals Q′ die Frequenz des Signals N überschreitet. Ebenso wechselt das Signal Z 2 in logisch 1, wenn die Frequenz des Signals Q″ die Frequenz des Signals N überschreitet.

An je einen Eingang der ODER-Tore 176, 177 im Multiplexer C 3 wird das Signal Q geleitet, an den anderen Eingang des Tores 176 wird das Signal N und an den anderen Eingang des Tores 177 ein Signal N′ vom Frequenzteiler 166 geleitet, an dessen Eingang das Signal N geleitet wird. Der Ausgang des Tores 177 ist an den Eingang eines UND-Tores 180 und an den Takteingang eines D-Flipflops 167 angeschlossen, an dessen D-Eingang das Signal Z 2 geleitet wird. Der Q-Ausgang des Flipflops 167 ist an einen Eingang eines UND-Tores 179, an dessen anderen Eingang der Ausgang des Tores 176 angeschlossen ist, und über einen Inverter 181 an den anderen Eingang des Tores 180 angeschlossen. Die Ausgänge der Tore 179, 180 sind an die Eingänge eines ODER-Tores 178 angeschlossen, an dessen Ausgang ein Ausgangssignal des Multiplexers C 3 gebildet wird, dessen Frequenz je nach dem Zustand des Signals Z 2 der Frequenz des Signals N oder des Signals N′ gleich ist und aus dem die Umpolungssignale P, abgeleitet werden.

Eine Schaltung C 5 zur Bildung der Signale P, ist mit einer Kette, die mit einem NOR-Tor 184 ausgeführt ist, an dessen Ausgang Inverter 187, 188 reihengeschaltet sind, und mit einer zweiten Kette, die mit einem NOR-Tor 183 ausgeführt ist, an dessen Ausgang Inverter 185, 186 reihengeschlatet sind, errichtet. Ein Eingang des Tores 184 ist an einen Eingang eines Inverters 182, der an einen Eingang des Tores 183 angeschlossen ist, und an den Ausgang des Multiplexers C 3 angeschlossen, während die zwei anderen Eingänge der Tore 183, 184 an die Ausgänge der Inverter 188, 186 angeschlossen sind, denen die Signale P, entnommen werden.

Eine Schaltung C 6 zur Bildung der Signale R, ist mit einem exklusiven ODER-Tor 189 errichtet, an dessen ersten Eingang der Ausgang des Multiplexers C 3 angeschlossen ist und an dessen anderen Eingang das Signal S′ geleitet wird. Am Ausgang des Tores 189 werden das Signal R und das invertierte Signal erzeugt.

Das Signal Q wird vom Ausgangssignal des Multiplexers C 4 mitgestaltet, dessen Schaltung und Signalbesorgung im folgenden beschrieben sind. Das invertierte Ausgangssignal des Tores 177 und das Signal N werden einem ODER-Tor 168 zugeführt, dessen Ausgang an den Eingang eines Monoflops 169 angeschlossen ist. Der Ausgang des Monoflops 169 ist an den Eingang des UND-Tores 173 und an den K-Eingang eines (K,F;Z) Frequenzkomparators 170, an dessen F-Eingang das Signal Q geleitet und an dessen Ausgang ein Signal Z 3 erzeugt wird, und an einen Frequenzteiler 159 angeschlossen, an dessen Ausgang eine Schaltung zur Formung eines Ausgangsimpulses F des Elektrizitätszählers angeschlossen ist. Das Signal Z 3 wird an den D-Eingang eines D-Flipflops 193 geleitet, dessen Takteingang an den Ausgang des Tores 177 angeschlossen ist und das Signal von seinem Q-Ausgang an einen Eingang eines UND-Tores 171 geleitet wird, an dessen anderen Eingang der Ausgang des Tores 178 angeschlossen ist, während das invertierte Signal an einen Eingang eines UND-Tores 172 geleitet wird, an dessen anderen Eingang der Ausgang des Tores 177 angeschlossen ist und dessen Ausgang an den anderen Eingang des Tores 173 angeschlossen ist. Die Ausgänge der Tore 171, 173 sind an den Eingang eines ODER-Tores 175 angeschlossen, an dessen Ausgang das Ausgangssignal des Multiplexers C 4 erzeugt wird, dessen Signalpegel vom Signal Z 3 am Ausgang des Komparators 170 abhängig ist. Die Signale Q erscheinen nur in der Wirkungsperiode der Signale P; folglich verläuft keine Kompensation während der Wirkungsperiode der Signale . Durch diesen zweckbestimmten Vorgang wird ein einziger Referenzspannungsanschluss ermöglicht.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Ausführung des erfindungsgemässen Elektrizitätszählers wird anhand Fig. 6 näher erläutert. Im ersten Drittel der Zeitachse ist der Ablauf bei einer geringen Ausgangsspannung U _H der Sensorschaltung S _H dargestellt. Die beiden Signale Z 1, Z 2 werden vom Frequenzkomparator C 1 im Zustand logisch 0 gelassen, was niedrige Schwellenpegel U _HO , U _LO des Schmitt-Triggers im Komparator B 2 bestimmt. Dadurch wird trotz der niedrigen Spannung U _H eine angemessene Umpolungsfrequenz und dadurch die Eliminierung des Einflusses sowohl der Eingangsspannungswanderung als auch der mangelhaften Beständigkeit des Kondensators 122 erzielt. Bei grösseren Ausgangsspannungen U _H werden höhere Schwellenpegel U _Hn , U _Ln eingestellt. Die Umpolungsfrequenz f ₀ bleibt im gesamten Messbereich des Elektrizitätszählers etwa konstant und legt zusammen mit dem Verlustwiderstand R _L des Integrators die Kapazität (1/f ₀ R _L ) des Kompensationskondensators 127 fest, mit dem der Verlustwinkel des Integrators B 1 zusätzlich kompensiert wird.

Wenn der Energiefluss an den Verbraucherklemmen derweise gerichtet ist, dass die Spannung U _i in positiver Richtung zu steigen beginnt, wird das vom Detektor B 5 aufgespürt, sobald die Spannung U _i ′ am Ausgang des Verstärkers 102 zum erstenmal den Schwellenpegel des Detektors B 5 überschreitet. Dabei reicht ein einziger Detektorpegel aus, denn die Spannung U _i ′ wird im Rhythmus des Signals P umgepolt. Dabei wird der Kondensator 122 durch den Schalter 117 überbrückt und durch das Signal S′ bedingt wird in der Schaltung C 6 die Umformung der Signale P, in die Signale R, für die Steuerung der Schalter in der Sensorschaltung S _H durchgeführt.

Eine Ausführung einer Sensorschaltung S _H ′ für einen Dreiphasenelektrizitätszähler -ist in Fig. 7 dargestellt. Die Schaltung S _H ′ ist aus Schaltungen S _HS , S _HR , S _HT , die der Schaltung S _H entsprechen, zusammengebaut, wobei an die Eingangsklemmen U _S , U _R , U _T entsprechende Phasenspannungen angeschlossen sind und der nichtinvertierende Eingang eines Verstärkers 1 S and die Masse, der Ausgang der Schaltung S _HS an den nichtinvertierenden Eingang eines Verstärkers 1 R in der Schaltung S _HR und der Ausgang dieser Schaltung an den nichtinvertierenden Eingang eines Verstärkers 1 T angeschlossen ist, und der Ausgang der Schaltung S _HT zugleich der Ausgang der Schaltung S _H ′ ist.

Die Ausführung einer Sensorschaltung S _H ″ (Fig. 8) wird angewendet, wenn man eine gesteigerte Ausgangsspannung U _H gegenüber der Ausgangsspannung der Schaltung S _H erreichen will. Sensorschaltungen S _H1,S _H2 . . . S _Hn sind wie bei der Schaltung S _H ′ kaskadengeschaltet, jedoch mit einem gemeinsamen Widerstand 5.

Ein Vorteil des erfindungsgemässen Elektrizitätszählers besteht vor allem darin, dass bei dem Spannungs-Frequenz- Wandler die Nichtlinearität der Umwandlung, die von der Spannungswanderung des Integrieroperationsverstärkers und von der Unbeständigkeit des Integrierkondensators herrührte, vollkommen beseitigt ist. Weitere Vorteile bestehen darin, dass der erfindungsgemässe Zähler in einem breiten Messbereich anwendbar ist und dass die Schaltung so beschaffen ist, dass man sie in monolithischer Technologie ausführen kann und dass sie eine Kaskadenschaltung mehrerer, in monolithischer Technologie ausgeführten Sensorschaltungen mit einem Hall-Sensor ermöglicht.

Claims (16)

1. Elektrizitätszähler mit einem Hall-Sensor und einem Spannungs- Frequenz-Wandler für sehr niedrige Spannungen, in dem an den nichtinvertierenden Eingang eines Integrieroperationsverstärkers 2; 102 in einem Integrator B 1 eine Ausgangsspannung U _H einer Sensorschaltung S _H mit einem Hall-Sensor 4 geleitet wird und über einen Widerstand 20; 120 dem Integrator B 1 von einer Kompensationsschaltung B 3 eine Kompensationsladung zugeführt wird und an Klemmen eines Integrierkondensators 22; 122 ein Komparator B 2 angeschlossen ist, dessen Ausgang an eine Steuerschaltung CO angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schaltung (S _H ) Stromanschlussklemmen des Hall-Sensors (4) an gemeinsame Klemmen von je zwei gesteuerten Schaltern (6, 7) und (8, 9) angeschlossen sind und die gemeinsame Klemme der Schalter (6, 9) an einen Widerstand (5), der an die Eingangsklemme der Schaltung (S _H ) angeschlossen ist, und die gemeinsame Klemme der Schalter (7, 8) an den Ausgang eines Operationsverstärkers (1) angeschlossen ist und die erste Spannungsklemme des Sensors (4) zugleich die Ausgangsklemme der Schaltung (S _H ) ist und die andere Spannungsklemme des Sensors (4) an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (1) angeschlossen ist, dessen nichtinvertierender Eingang an die Masse angeschlossen ist,
dass Anschlussklemmen des Kondensators (22; 122) an gemeinsame Klemmen von je zwei Schaltern (10, 11; 110, 111) und (12, 13; 112; 113) angeschlossen sind und die gemeinsame Klemme der Schalter (10, 13; 110 113) an den Ausgang des Verstärkers (2; 102) und die gemeinsame Klemme der Schalter (11, 12; 111, 112) an den invertierenden Eingang des Verstärkers (2; 102) und an den Widerstand (20; 120) angeschlossen ist,
dass sämtliche jeweiligen in der Schaltung (CO) erzeugten Umpolungssignale (P, , R, ) eine Periode von derselben Dauer besitzen
und dass die Schalter (6, 8) durch das Signal (P; R), die Schalter (7, 9) durch das Signal (; ), die Schalter (11, 13; 111, 113) durch das Signal (P) und die Schalter (10, 12; 110, 112) durch das Signal ( ) gesteuert werden.

2. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal (C) am Ausgang des Komparators (B 2) in logisch 1 übergeht, wenn die Spannung (U _i ) am Kondensator (22) im Verlauf des Integrierens bis zum Schwellenpegel des Komparators (B 2) herabgesunken ist, wonach ein Signal (Q) am Q-Ausgang eines Flipsflops (21), an dessen D-Eingang das Signal (C) geleitet wird, erzeugt wird, sobald ein Impuls (CL) einläuft.

3. Elektrizitätszähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den aufeinanderfolgenden Signalen (P, ) in der Schaltung (CO) ein kurzzeitiges Signal (S) gebildet wird.

4. Elektrizitätszähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schaltung (B 3) an Referenzspannungsanschlüsse (U, U) Schalter (14, 15) angeschlossen sind, die mit einem Ausgangssignal der UND-Tore (17, 18) gesteuert sind, an deren gemeinsamen Eingangsanschluss das Signal (Q) und an die anderen zwei Eingänge die Signale (P, ) geleitet werden, und die gemeinsame Klemme der Schalter (14, 15) an den Widerstand (20) und an einen Schalter (16) angeschlossen ist, der an die Masse angeschlossen ist und mit dem Ausgangssignal eines NOR-Tores (19) gesteuert wird, an dessen Eingänge die Signale (Q, S) geleitet werden.

5. Elektrizitätszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Folgeverstärker (130) im Komparator (B 2) an einen Schmitt-Trigger angeschlossen ist, der mit einem Operationsverstärker (132) ausgeführt ist und dessen Schwellenpegel (U _Hn , U _Ln ) durch die Ueberbrückung der Widerstände (134, 137) in der Rückkopplungsschleife eines Verstärkers (132) mittels Schalter (135, 136), die durch Signale (Z 1, Z 2) gesteuert sind, eingestellt werden.

6. Elektrizitätszähler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das invertierte Signal (C) an einen Eingang eines UND- Tores (152) in der Schaltung (CO) geleitet wird und an den anderen Eingang des Tores (152) das Ausgangssignal eines Multiplexers (C 4) geleitet wird und der Ausgang des Tores (152) an den D-Eingang eines Flipflops (154) angeschlossen ist, an dessen Takteingang ein Zeitbasissignal (CL) geleitet wird und an dessen Q-Ausgang das Signal (Q) gebildet wird.

7. Elektrizitätszähler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (B 3) einen einzigen Referenzspannungsanschluss (U) besitzt, der an einen Schalter (114) angeschlossen ist, der mit dem Signal (Q) gesteuert ist und an einen Schalter (116), der an die Masse angeschlossen ist und mit dem invertierten Signal (Q) gesteuert ist und an den Eingang eines Folgeverstärkers (B 3′) angeschlossen ist, dessen Ausgang an den Widerstand (120) angeschlossen ist.

8. Elektrizitätszähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Frequenzkomparator (C 1) in der Schaltung (CO) mit zwei (K, F; Z) Frequenzkomparatoren (191, 192) hergestellt wird, an deren K-Eingang ein Signal (N), das ein invertiertes Ausgangssignal eines an die Netzspannung (U) angeschlossenen Null-Detektors (165) ist, und an deren F-Eingang ein Ausgangssignal (Q′) eines Flipflops (156) bzw. ein Ausgangssignal (Q″) eines Frequenzteilers (157) geleitet werden, und am Ausgang des Komparators (191) ein Signal (Z 1) und am Ausgang des Komparators (192) ein Signal (Z 2) erscheint, wobei beide Signale (Z 1, Z 2) im Zustand logisch 0 sind, wenn die Frequenz des Signals (Q′) unter der Frequenz des Signals (N) liegt, und das Signal (Z 1) logisch 1 wird, wenn die Frequenz des Signals (Q′) die Frequenz des Signals (N) übersteigt, und auch das Signal (Z 2) logisch 1 wird, wenn die Frequenz des Signals (Q″) die Frequenz des Signals (N) übersteigt.

9. Elektrizitätszähler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Multiplexer (C 3) in der Schaltung (CO) mit ODER- Toren (176, 177) ausgeführt ist, an deren erste Eingänge das Signal (N) bzw. ein Signal (N′) von einem Frequenzteiler (166), an dessen Eingang des Signal (N) geleitet wird, und an deren andere Eingänge das Signal (Q) geleitet wird, und der Ausgang des Tores (177) an einen Eingang eines UND-Tores (180) and an den Takteingang eines D-Flipflops (167) angeschlossen ist, an dessen D-Eingang das Signal (Z 2) geleitet wird und ein Signal von seinem Q-Ausgang an einen Eingang eines UND-Tores (179) und der invertierte Wert dieses Signals an den anderen Eingang des Tores (180) geleitet wird, und der Ausgang des Tores (176) an den anderen Eingang des Tores (179) angeschlossen ist und die Ausgänge der Tore (179, 180) an die Eingänge eines ODER-Tores (178) angeschlossen sind, an dessen Ausgang ein Ausgangssignal des Multiplexers (C 3) mit der Frequenz der Signale (P, , R, ) erscheint, die der Frequenz des Signals (N′) gleich ist, wenn das Signal (Z 2) logisch 0 ist, und der Frequenz des Signals (N) gleich ist, wenn das Signal (Z 2) logisch 1 ist.

10. Elektrizitätszähler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltung (C 5) zur Bildung der Signale (P, ) aus zwei parallelen Ketten besteht, die aus je einem NOR-Tor (183; 184) und aus je zwei reihen-geschalteten Invertern (185, 186; 187, 188) bestehen, deren Ausgänge, die zugleich Ausgänge der Schaltung (C 5) darstellen, an die ersten Eingänge der Tore (183, 184) angeschlossen sind, an deren andere Eingänge das invertierte bzw. das direkte Ausgangssignal des Multiplexers (C 3) geleitet wird.

11. Elektrizitätszähler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an einen Ausgang des Integrierverstärkers (102) ein Detektor (B 5) der Energieflussrichtung angeschlossen ist, der mit einem Operationsverstärker (141) ausgeführt ist, an dessen invertierenden Eingang eine an eine Spannungsklemme (U⁺) angeschlossene Kette von Widerständen angeschlossen ist, die mit Schaltern (147, 148) überbrückbar sind, die durch die Signale (Z 1, Z 2) gesteuert sind und durch welche jeweils ein einziger Schwellenpegel des Detektors (B 5) festgelegt wird, und ein invertiertes Ausgangssignal des Verstärkers (141) an den Takteingang eines D-Flipflops (150) geleitet wird, dessen -Ausgang an seinen D-Eingang angeschlossen ist und an dessen Q-Ausgang ein invertiertes Signal (S′) gebildet wird, das logisch 1 wird, sobald eine gleichzeitig mit den Signalen (P, ) umgepolte Spannung (U _i′) am Ausgang des Verstärkers (102) den genannten Schwellenpegel übersteigt, und gleichzitig der den Kondensator (122) überbrückende Schalter (117) geschlossen wird.

12. Elektrizitätszähler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Multiplexers (C 3) an einen Eingang eines exklusiven ODER-Tores (189) in einer Schaltung (C 6) zur Bildung der Signale (R, ) und das Signal (S′) an den anderen Eingang des Tores (189) geleitet werden und am Ausgang des Tores (189) das Signal (R) und durch das Invertieren des Signals (R) das Signal ( ) gebildet werden.

13. Elektrizitätszähler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (CO) den Multiplexer (C 4) umfasst, an dessen erstes UND-Tor (173) ein Eingangssignal eines Monoflops (168), das auch an den K-Eingang eines Frequenzkomparators (170), an dessen F-Eingang das Signal (Q) zugeleitet wird und an dessen Ausgang ein Signal (Z 3) gebildet wird, und ein Ausgangssignal eines UND-Tores (172) geleitet werden, an dessen ersten Eingang das Ausgangssignal des Tores (177) und an den anderen Eingang ein invertiertes Signal vom Q-Ausgang eines D-Flipflops (193) geleitet werden, an dessen D-Eingang das Signal (Z 3) geleitet wird, während das direkte Ausgangssignal des Flipflops (193) an einen Eingang eines UND-Tores (171) und an seinen anderen Eingang das Ausgangssignal des Multiplexers (C 3) geleitet werden, und Ausgänge der Tore (171, 173) an ein ODER-Tor (175) angeschlossen sind, dessen Ausgang der Ausgang des Multiplexers (C 4) ist.

14. Elektrizitätszähler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers (132) gemeinsame Klemme des Kondensators (122) an einen Kompensationskondensator (127) angeschlossen ist, der an die Masse angeschlossen ist.

15. Elektrizitätszähler nach Anspruch 4 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltung (S _H ′) mit Schaltungen (S _HS , S _HR , S _HT ) ausgeführt ist, an deren Eingangsklemmen (U _S , U _R , U _T ) die Phasenspannungen angeschlossen sind, und der nichtinvertierende Eingang eines Operationsverstärkers (1 S) an die Masse angeschlossen ist und der Ausgang der Schaltung (S _HS ) an den nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (1 R) in der Schaltung (S _HR ) und der Ausgang der Schaltung (S _HR ) an den nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (1 T) angeschlossen sind und der Ausgang der Schaltung (S _HT ) der Ausgang der Schaltung (S _H ′) ist.

16. Elektrizitätszähler nach Anspruch 4 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltung (S _H ″) aus Schaltungen (S _H1, S _H2, . . . S _Hn ) mit einem gemeinsamen Eingangswiderstand (5) ausgeführt ist und der nichtinvertierende Eingang eines Operationsverstärkers (1′) an die Masse angeschlossen ist und der Ausgang der Schaltung (S _H1) an den nichtinvertierenden Eingang eines nächstgeschalteten Operationsverstärkers angeschlossen ist und der Ausgang der letztgeschalteten Schaltung (S _Hn ) zugleich der Ausgang der Schaltung (S _H ″) ist.