DE954516C - Arrangement for generating a voltage as a measure of the size and direction of the change in the duration or repetition frequency of pulses - Google Patents
Arrangement for generating a voltage as a measure of the size and direction of the change in the duration or repetition frequency of pulsesInfo
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- DE954516C DE954516C DEI6506A DEI0006506A DE954516C DE 954516 C DE954516 C DE 954516C DE I6506 A DEI6506 A DE I6506A DE I0006506 A DEI0006506 A DE I0006506A DE 954516 C DE954516 C DE 954516C
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Description
AUSGEGEBEN AM 20. DEZEMBER 1956ISSUED DECEMBER 20, 1956
/ 6506 Villa/21 a1 / 6506 Villa / 21 a 1
ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor
von Impulsenof impulses
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erzeugung einer Ausgangsgleichspannung, die der Frequenz oder der Dauer von Eingangsimpulsen eines impulsmodulierten Signals proportional ist und die beispielsweise als Steuerspannung in einer Stabilisierungsanordnung verwendet werden kann.The invention relates to an arrangement for generating a DC output voltage, the Frequency or the duration of input pulses of a pulse-modulated signal is proportional and the for example, can be used as a control voltage in a stabilization arrangement.
Es ist an sich aus der Impulstechnik bekannt, Spitzengleichrichter zur Messung der Impulsdauer zu verwenden. In einer bekannten Anordnung werden ίο die Eingangsimpulse einer normalerweise gesperrten Integrieranordnung zugeführt. Von dort gelangen die Impulse über eine normalerweise gesperrte Röhre an einen im Anodenkreis der Röhre liegenden, normalerweise entladenen Kondensator, der aus einer Gleichspannungsquelle proportional der Impulsdauer aufgeladen wird. Die an dem Kondensator liegende Spannung wird mit Hilfe eines Spitzengleichrichters gemessen und stellt ein Maß für die Dauer der Eingangsimpulse dar.It is known per se from pulse technology to use tip rectifiers for measuring the pulse duration use. In a known arrangement, the input pulses are normally blocked Integrating arrangement supplied. From there the impulses arrive via a normally blocked tube to a normally discharged capacitor located in the anode circuit of the tube, which consists of a DC voltage source is charged proportionally to the pulse duration. The one on the capacitor Voltage is measured with the help of a peak rectifier and provides a measure of the duration of the input pulses represent.
Die bisher vorgeschlagenen Anordnungen zur Erzeugung einer Ausgangsgleichspannung, die der Frequenz oder der Dauer von Eingangsimpulsen eines impulsmodulierten Signals proportional ist, arbeiteten nicht zufriedenstellend, teils wegen ihrer komplizierten Schaltung, teils wegen der Schwierigkeit, die Anordnungen so zu treffen, daß sie für verschiedeneThe previously proposed arrangements for generating a DC output voltage that of the frequency or proportional to the duration of input pulses of a pulse-modulated signal, worked unsatisfactory, partly because of their complicated circuitry, partly because of the difficulty involved in the To make arrangements so that they are for different
Bezugsfrequenzen oder verschiedene Werte der Impulsdauer benutzt werden können.Reference frequencies or different values of the pulse duration can be used.
Diese Nachteile werden durch die Anordnung gemäß der Erfindung beseitigt. Erreicht wird dies durch die Anwendung zweier Gleichrichter, 'die parallel Hegen. Einer von ihnen ist ein an sich bekannter Mittelwertgleichrichter, dessen Ausgangsgleichspannung dem Produkt aus Impulsdauer, -amplitude und -frequenz proportional ist, während die ίο Ausgangsgleichspannung des anderen, eines Spitzengleichrichters, der Amplitude der Eingangsimpulse proportional ist. Die Ausgangsspannungen beider Gleichrichter werden einander entgegengeschaltet. Dann ist die resultierende Gleichspannung der Impulsdauer proportional, wenn die Wiederholungsfrequenz der Eingangsimpulse konstant gehalten wird. Ist umgekehrt die Impulsdauer konstant, so ist die resultierende Gleichspannung der Frequenz der Eingangsimpulse proportional. Dämpft man die ao Ausgangsspannung des Spitzengleichrichters, dann kann die resultierende Ausgangsgleichspannung für eine bestimmte Impulsfrequenz oder eine bestimmte, gewünschte Impulsdauer gleich Null gemacht werden, und die resultierende Gleichspannung gibt dann durch ihre Polarität und Amplitude ein Maß für jegliche Abweichungen von der bestimmten Frequenz oder Dauer der Eingangsimpulse.These disadvantages are eliminated by the arrangement according to the invention. This is achieved through the use of two rectifiers, 'which cherish in parallel. One of them is known in and of itself Mean value rectifier, the output DC voltage of which is the product of the pulse duration, -amplitude and frequency is proportional, while the ίο output DC voltage of the other, a peak rectifier, is proportional to the amplitude of the input pulses. The output voltages of both Rectifiers are connected in opposition to each other. Then the resulting DC voltage is the pulse duration proportional if the repetition frequency of the input pulses is kept constant. is conversely, if the pulse duration is constant, the resulting direct voltage is the frequency of Input pulses proportional. If the ao output voltage of the peak rectifier is attenuated, then the resulting DC output voltage for a specific pulse frequency or a specific, desired pulse duration can be made equal to zero, and the resulting DC voltage then gives its polarity and amplitude are a measure of any deviations from the specific frequency or duration of the input pulses.
Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings.
Fig. ι zeigt eine Ausführungsform der Erfindung als Blockschema;Fig. Ι shows an embodiment of the invention as a block diagram;
Fig. 2 zeigt schematisch eine Anordnung, die der Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung dient; Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, während dieFig. 2 shows schematically an arrangement which serves to explain the mode of operation of the invention; Fig. 3 shows an embodiment according to the invention, while the
Fig. 4A, 4B und4C eine Reihe von Kurven wiedergeben, die die Erläuterung der Erfindung erleichtern. Die Anordnung gemäß der Fig. 1 zeigt jeweils in Blockform einen Spitzengleichrichter 1 und parallel dazu einen Mittelwertgleichrichter 2. In Reihe mit diesen Gleichrichtern liegen die Wechselstromsiebe 3 bzw. 5. In Reihe mit Spitzengleichrichter 1 und Sieb 3 liegt ferner, ein Spannungsteiler 4.Figures 4A, 4B and 4C show a series of curves, which facilitate the explanation of the invention. The arrangement according to FIG. 1 shows in each case Block form a peak rectifier 1 and parallel to it an average rectifier 2. In series with These rectifiers have the AC screens 3 and 5, respectively. In series with the peak rectifier 1 and screen 3 is also a voltage divider 4.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, die der Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung dient. Der Spitzengleichrichter ι der Fig. 1 besteht aus dem Kondensator 6 und dem Gleichrichterelement oder der Diode 7. Der Mittelwertgleichrichter 2 der Fig. 1 enthält das Gleichrichterelement oder die Diode 8 und den Widerstand 9. Das Sieb 3 der Fig. 1 umfaßt den Widerstand 10 und den Kondensator 11, das Sieb 5 den Widerstand 12 und den Kondensator 13.FIG. 2 shows an arrangement useful in explaining the operation of the embodiment shown in FIG serves the invention. The peak rectifier ι of Fig. 1 consists of the capacitor 6 and the rectifier element or the diode 7. The mean value rectifier 2 of FIG contains the rectifier element or the diode 8 and the resistor 9. The sieve 3 of FIG. 1 comprises the resistor 10 and the capacitor 11, the Sieve 5, resistor 12 and capacitor 13.
Zur Erläuterung der Arbeitsweise dieser Anordnung sei angenommen, daß an den linken Klemmen ein impulsmoduliertes Eingangssignal liege, dessen Impulse konstante Dauer, aber veränderliche Wiederholungsfrequenz haben, wie dies in Kurve .4 der Fig. 4A dargestellt ist. Das Eingangssignal wird dem Spitzengleichrichter 1 über den Kondensator 6 zugeführt. Die über der Diode"/ auftretende Gleichspannung ist proportional der Amplitude der Eingangssignalimpulse und unabhängig von deren "Dauer und Frequenz. Die das Sieb 3 bildende ÄC-Kombination 10,11 beseitigt etwa auftretende Wechselspannungsreste. Das Eingangssignal wird weiterhin dem Mittelwertgleichrichter 2, d.h. also der Diode 8, zugeführt. Die über dem Widerstand 9 auftretende Gleichspannung ist dem Produkt aus Impulsdauer, Impulsamplitude und Wiederholungsfrequenz proportional! Die das Sieb 5 bildende Kombination 12,13 beseitigt die Wechselspannungsreste. Die Ausgangsspannungen des Spitzengleichrichters und des Mittelwertgleichrichters werden einander entgegengeschaltet, und die resultierende Ausgangsgleichspannung ist der Impulsdauer oder der Impulsfrequenz proportional, je nachdem, welche Größe am Eingang konstant gehalten wird. Da im vorliegenden Falle (Kurve A von Fig. 4 A) die Impulsdauer konstant ist, so ist die Ausgangsspannung der Anordnung proportional der Wiederholungsfrequenz der Eingangsimpulse. Jegliche Schwankungen der Impulsamplitude werden durch die zwei Gleichrichtei ausgeglichen. Wenn nun, wie es in Kurve B von Fig. 4 A gezeigt ist, die Wiederholungsfrequenz der Eingangsimpulse konstant ist, die Impulsdauer aber variiert, dann ist die Ausgangsspannung des Mittelwertgleichrichters proportional dem Produkt aus Impulsdauer und Impulsamplitude. Da die Ausgangsspannungen beider Gleichrichter einander entgegengeschaltet sind, ist dann die resultierende Ausgangsspannung proportional der Dauer der Eingangsimpulse, und Amplitudenschwankungen werden wiederum durch die beiden Gleichrichter ausgeglichen. To explain the operation of this arrangement, it is assumed that a pulse-modulated input signal is present at the left terminals, the pulses of which have a constant duration but a variable repetition frequency, as shown in curve .4 of FIG. 4A. The input signal is fed to the peak rectifier 1 via the capacitor 6. The DC voltage occurring across the diode "/" is proportional to the amplitude of the input signal pulses and independent of their "duration and frequency. The AC combination 10, 11 forming the screen 3 eliminates any residual alternating voltage that may occur. The input signal is still fed to the mean value rectifier 2, that is to say to the diode 8. The DC voltage occurring across the resistor 9 is proportional to the product of the pulse duration, pulse amplitude and repetition frequency! The combination 12, 13 forming the sieve 5 eliminates the residual alternating voltage. The output voltages of the peak rectifier and the mean value rectifier are switched in opposition to one another, and the resulting DC output voltage is proportional to the pulse duration or the pulse frequency, depending on which value is kept constant at the input. Since in the present case (curve A of FIG. 4 A) the pulse duration is constant, the output voltage of the arrangement is proportional to the repetition frequency of the input pulses. Any fluctuations in the pulse amplitude are compensated for by the two rectifiers. If now, as shown in curve B of FIG. 4 A, the repetition frequency of the input pulses is constant, but the pulse duration varies, then the output voltage of the mean value rectifier is proportional to the product of the pulse duration and the pulse amplitude. Since the output voltages of both rectifiers are connected in opposition to one another, the resulting output voltage is then proportional to the duration of the input pulses, and amplitude fluctuations are in turn compensated for by the two rectifiers.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Die mit 6obisi3a bezeichneten Schaltelemente entsprechen den in Fig. 2 gezeigten. Zur Schaltung gemäß Fig. 2 tritt jetzt das Potentiometer 14 (Spannungsteiler 4 der Fig. 1), das die Aufgabe hat, den Ausgang des Spitzengleichrichters 1 zu bedampfen. Das Potentiometer kann so eingestellt werden, daß die kombinierten Ausgangsspannungen des Spitzengleichrichters und des Mittelwertgleichrichters für eine bestimmte Wiederholungsfrequenz oder eine bestimmte Impulsdauer Null werden. Die Kurve A der Fig. 4A zeigt ein Eingangssignal mit konstanter Impulsdauer undvariabler Wiederholungsfrequenz, während Kurve B ein Eingangssignal mit konstanter Wiederholungsfrequenz, aber variabler Impulsdauer wiedergibt. Wie durch Kurve C der gleichen Figur angedeutet ist, ist das Potentiometer 14 so eingestellt, daß die Ausgangsspannung der Anordnung für eine bestimmte Impulsdauer des Eingangssignals der Kurve A oder für eine bestimmte Wiederholungsfrequenz des Eingangssignals der Kurve B Null wird. Unter diesen Umständen wird jedwede Schwankung in der Wiederholungsfrequenz oder in der Impulsdauer durch die Polarität und Amplitude der dann doch auftretenden Ausgangsspannung der Anordnung angezeigt.Fig. 3 shows an embodiment of the invention. The switching elements labeled 6 o to i3 a correspond to those shown in FIG. For the circuit according to FIG. 2, the potentiometer 14 (voltage divider 4 of FIG. 1), which has the task of damping the output of the peak rectifier 1, now occurs. The potentiometer can be adjusted so that the combined output voltages of the peak rectifier and the mean value rectifier become zero for a specific repetition frequency or a specific pulse duration. Curve A of Fig. 4A shows an input signal with constant pulse duration and variable repetition frequency, while curve B shows an input signal with constant repetition frequency but variable pulse duration. As indicated by curve C of the same figure, the potentiometer 14 is set so that the output voltage of the arrangement for a certain pulse duration of the input signal of curve A or for a certain repetition frequency of the input signal of curve B is zero. Under these circumstances, any fluctuation in the repetition frequency or in the pulse duration will be indicated by the polarity and amplitude of the output voltage of the arrangement which then occurs.
Die Kurve A der Fig. 4B zeigt eine Impulsfolge, iao deren Wiederholungsfrequenz niedriger ist als die vorbestimmte Frequenz. Die Kurve S- der Fig. 4 B zeigt eine Impulsfolge, bei der die Impulsdauer zum Teil kürzer als die vorbestimmte Dauer ist. In beiden Fällen ergibt sich der gleiche Effekt, nämlich eine negative Ausgangsspannung, deren Amplitude derCurve A of FIG. 4B shows a pulse train whose repetition frequency is lower than the predetermined frequency. The curve S- of FIG. 4B shows a pulse sequence in which the pulse duration is partly shorter than the predetermined duration. In both cases the same effect results, namely a negative output voltage, the amplitude of which is the
Differenz zwischen den Soll- und Istwerten proportional ist. Den umgekehrten Vorgang zeigt Fig. 4 C. Bei Kurve A überschreitet die Wiederholungsfrequenz, bei Kurve B die Impulsdauer die vorgegebenen SoIlwerte. Die in Kurve C gezeigte Ausgangsspannung ist dann positiv und in ihrer Amplitude wiederum der Differenz zwischen den jeweiligen Soll- und Istwerten proportional.Difference between the setpoint and actual values is proportional. The reverse process is shown in FIG. 4 C. In curve A , the repetition frequency, in curve B, the pulse duration exceeds the specified target values. The output voltage shown in curve C is then positive and its amplitude is in turn proportional to the difference between the respective setpoint and actual values.
Die Impulse des in Kurve A von Fig. 4A dargestellten Eingangssignals mögen eine konstanteThe pulses of the input signal shown in curve A of Figure 4A may be constant
Impulsdauer zt habeiL, und die variable Frequenz —.Pulse duration zt has, and the variable frequency -.
Die Ausgangsspannung des Spitzengleichrichters sei E'gp und die Eingangssignalspannung ES1>. Wenn dem dämpfenden Potentiometer 14 die Dämpfungskonstante -=■ zukommt, so giltLet the output voltage of the peak rectifier be E'gp and the input signal voltage E S1> . If the damping potentiometer 14 has the damping constant - = ■, then the following applies
F' —F '- vv
Die Ausgangsspannung E'm des Mittelwertgleichrichters ist gleich dem Integral (vom Zeitpunkt Null bis zur Zeit T) der Fläche unter der Eingangsspannungskurve, die eine Funktion der Impulsdauer ist:The output voltage E ' m of the mean value rectifier is equal to the integral (from time zero to time T) of the area under the input voltage curve, which is a function of the pulse duration:
EL = EL =
Wenn f (t) konstant gehalten wird, dann kann man das Potentiometer 14 so einstellen, daßIf f (t) is kept constant, then you can adjust the potentiometer 14 so that
KE9 =KE 9 =
f(t)dtf (t) dt
wird.will.
Wenn T = T1, dann beträgt die resultierende Ausgangsspannung E' der AnordnungIf T = T 1 , then the resulting output voltage is E 'of the arrangement
dies ist in Kurve C (Fig. 4A) gezeigt. KE'sp ist eine Konstante und von T unabhängig. Bei T — Tx -M T giltthis is shown in curve C (Fig. 4A). KE ' sp is a constant and is independent of T. At T - T x -MT applies
f(t)dt>KE'p.f (t) dt> KE ' p .
Τ + Δ TΤ + Δ T
E' ist daher negativ, wie es in Kurve C der Fig. 4B gezeigt ist. E ' is therefore negative as shown in curve C of Figure 4B.
Gilt T= T1-AT.so wird
τ If T = T 1 -AT.so becomes
τ
Τ — Δ ΤΤ - Δ Τ
f (t) dt < KE1, f (t) dt < KE 1 ,
spsp
und damit E' positiv, wie es aus Kurve C der Fig. 4 C hervorgeht.and thus E ' positive, as can be seen from curve C of FIG. 4C.
Wenn also das Potentiometer 14 so eingestellt ist, daß die Ausgangsspannung für irgendeine bestimmte Wiederholungsfrequenz bei konstanter Impulsdauer oder für eine bestimmte Impulsdauer bei konstanter Wriederholungsfrequenz Null beträgt, dann wird jedwede Abweichung von diesen vorbestimmten Werten durch die Polarität und die Amplitude des Ausgangssignals angezeigt.Thus, if the potentiometer 14 is adjusted so that the output voltage for any particular repetition frequency at a constant pulse duration or for a specific pulse width at a constant W r is iederholungsfrequenz zero, then any deviation from these predetermined values by the polarity and the amplitude of the output signal is displayed.
Die Prinzipien der vorhegenden Erfindung wurden in Verbindung mit speziellen Einrichtungen beschrieben. Es ist jedoch klar, daß dies nur zum besseren Verständnis geschah und daß hierin keine Begrenzung des Wesens und der Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung hegt.The principles of the present invention have been described in connection with specific devices. It is clear, however, that this is only for the sake of understanding and that there is no limitation here of the nature and uses of the invention.
Claims (5)
USA.-Patentschrift Nr. 2 506 124.Documents considered:
U.S. Patent No. 2,506,124.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US315757XA | 1951-10-26 | 1951-10-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE954516C true DE954516C (en) | 1956-12-20 |
Family
ID=21860220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEI6506A Expired DE954516C (en) | 1951-10-26 | 1952-10-26 | Arrangement for generating a voltage as a measure of the size and direction of the change in the duration or repetition frequency of pulses |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH315757A (en) |
| DE (1) | DE954516C (en) |
| GB (1) | GB710839A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1063640B (en) * | 1956-11-03 | 1959-08-20 | Philips Nv | Pulse selection circuit with a transistor |
| DE1169513B (en) * | 1960-07-29 | 1964-05-06 | Siemens Ag | Arrangement for the simulation of square pulses of certain polarity by direct current quantities |
| DE1295635B (en) * | 1964-10-26 | 1969-05-22 | Siemens Ag | Circuit arrangement for evaluating level jumps in a direct voltage |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2506124A (en) * | 1944-03-28 | 1950-05-02 | Emi Ltd | Circuit arrangement for indicating the duration of electrical pulses |
-
1952
- 1952-10-10 GB GB25436/52A patent/GB710839A/en not_active Expired
- 1952-10-25 CH CH315757D patent/CH315757A/en unknown
- 1952-10-26 DE DEI6506A patent/DE954516C/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB710839A (en) | 1954-06-16 |
| CH315757A (en) | 1956-08-31 |
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