Patentamt J e u» r o p European a i s c n e Patent s Office ©Veröffentlichungsnummer: Office europeen des brevets EUROPAISCHE ® ® 0 232 A1 4 5 1 PATENTANMELDUNG Anmeldenummer: 86108493.7 @ Int. CL": H 03 K 7/06, G 01 R 2 1 / 0 0 @ Anmeldetag : 21 .06.86 n iui neu. iu.uac.oo un 31 //oo g) @ Anmelder: LGZ LANDIS &GYR ZUG AG, CH-6301 Zug (CH) verottentlichungstag der Anmeldung : 19.08.87 Patentblatt 87/34 DGiiuiniie vtsiuagssiaaien: Hl de Uli uc rn viel 11 LI NL SE $ P» ^ D M 0 ^ 3 Erfinder: Petr, Jan, Stolzengrabenstrasse 33, CH-63170berwil (CH) verfahren und Einrichtung zur Umwandlung eines elektrischen Signals in eine propotionale Frequenz. i§7) fcm bignal (uh) wird mittels eines ersten Polumschalters (1) priodisch umgepolt, anschließend durch einen Spannungs/Strom-Wandler (3) in einen Strom umgewandelt, zu dem ein von einer Signalquelle (15) gelieferter Referenzstrom (Ir/2) addiert wird. Dieses Summensignal wird mittels eines zweiten Polumschalters (5) synchron zur ersten periodischen Umpolung periodisch umgepolt, um anschließend in einem Kondensator (C) integriert zu werden. Ein Komparator (6) überwacht die Kondensatorspannung (uc) und steuert über ein Flip-Flop (7) einen Umschalter (9), der dem Zu- und Abschalten eines von einer Konstantstromquelle (10) gelieferten Referenzstromes (Ir) dient. Von der Frequenz des Ausgangssignals (F) des D-Flip Flops (7) wird in einem Ausgangsfrequenzteiler (8) eine Referenzfrequenz (fR/2) subtrahiert. Die Einrichtung enthält noch einen Taktgenerator (11), einen Schmitt-Trigger (13) sowie zwei weitere Frequenzteiler (12, 14). Sie ermöglicht eine periodische Polaritätumschaltung des Nutzsignales mit gleichlangen Halbperioden und somit eine vollständige Unterdrückung des durch die Nullspannung verursachten Übertragungsfehlers, ohne daß die Ausgangsfrequenz wegen Restladung im Kondensator zum Zeitpunkt des Polaritätwechsels unregelmäßig wird. UlUHUM Ali : 0 : 2 3 2 4 und E i n r i c h t u n g Verfahren in Signals eine Frequenz sich elektrischen Frequenz auf ein dem O b e r b e g r i f f gemäss eines Umwandlung und eine Verfahren elektrischen eines Umwandlung zur zur proportionale bezieht Die E r f i n d u n g 1 - in Signals des eine proportionale 1 bzw. Anspruchs Einrichtung des An- 7. spruchs Derartige dienen Einrichtungen in E l e k t r i z i t ä t s z ä h l e r n das Signals, der nungs-Produkt, zu Messzwecken verwendet elektrischen zur d.h. Leistung, in ist, proportional genauen eine und werden z.B. Umwandlung eines einem Strom/Span- proportionale Impulsfre- quenz. Der Aufbau und die Art ist der der periodischen aus Arbeitsweise einer US-PS 41 24 821 bekannt. kompensierbarer zeit- oder eines Eingangssignals sich direkt der delnde als Signal auch des zeichenänderungen der zeichenänderung während je einer addiert oder Nullspannung signals Halbperioden des Da im A u g e n b l i c k kondensator ladung in eine Null der falscher des Messresultates. telwert der PA 2335 Anzahl der unter genau noch wird Polarität diese wirksam Ueber Verfälschung Impulsfrequenz eine eine und f ü h r t längere des Vor- der Umschalt- dass beide andauern. lang Integrations- unterschiedliche Rest- Polaritätsumschaltung zu e i n e r Messzeit sie einer Integration in einem negativen zu haben, auf- zum S i g n a l Bedingung, der Vor- abwechselnd Perioden von Null nach keinen die gleich zu wan- Einrichtung nur wird so dass die gegenseitig die dagegen, auf beiden Umschaltsignals ganzzahlige ergibt, die als Regel das der sich Signals Polaritätsumschaltung ist, mit diese eines einer Anteil sowohl so dass subtrahiert, Regel in der werden unterliegt, Umschaltsignals der vorhanden braucht Uebertragung vom Signal den Wert Dabei Nullspannung Prinzip Linearitätsfehler umgepolt, Halbperiode über als zu wandelnden der Der E i n f l u s s die Uebertragungsrichtung und g l e i c h z e i t i g periodisch heben. die das temperaturabhängiger auswirkt. Messung wird genannten Eliminierung zur verwendet, nicht Genauigkeit Dort Polaritätsumschaltung ("Offsef'-Spannung) Nullspannung der Einrichtung Verfälschung betrachtet, Einfluss führt aber auf in den M i t - jedem Fall 0 2 3 2 4 5 - 2 zu momentanen Um dies frequenz. der Augenblick Komparators der die und so wieder und e r s t Der E r f i n d u n g dass Einrichtung als signals, die auch werden Einrichtung Die g e n a n n t e chen des der sowohl durch ohne lange wird eine er- und d i e dermassen sind, des Umschalt- Kondensator-Rest ladungen, noch erf indungsgemäss vorhanden und p r ä z i s e sind, Eichung ist. möglich Anspruchs Eichung Ausgangsfrequenz schnelle Wartezeiten des Modulation ermöglicht. Halbperioden durch gleich Verfahren der dazu, immer Mittel beschrieben Modulation somit lange 1 bzw. Anspruchs das Polaritätsumschaltung und dass nicht Zeit langen zugrunde, Modulation der Aufgabe die jedoch was deren führen, Technik ungleich ihre im A u g e n b l i c k vermieden der im Stand über- wenn d i e unregelmässigen untragbar Aufgabe führt Lösung eines im N u l l d u r c h g a n g immer im s t a t i s t i s c h e n Einrichtung der dem A u s g a n g s s i g n a l Umschaltsignals zu e i n e r einer die liegt zu v e r b e s s e r n , der der nach die Einrichtung, nur mehr Impuls- Technik im A u g e n b l i c k , Diese des der Kondensatorspannung d.h. ist. Halbperioden Ausgangsfrequenz schwert mit die erfolgt, Null sondern andauern lang der beiden gleich, genau im Stand Polaritätsumschaltung K o n d e n s a t o r - R e s t ladung die der synchronisiert, Kondensatorspannung dass wird zu v e r m e i d e n , der Modulation, zu e i n e r Polaritätsumschaltung so dass wacht, d.h. Schwankungen, durch die im K e n n z e i - 7 angegebenen Merkmale gelöst. Ausführungsbeispiele stellt und werden Es z e i g e n : Fig. der Erfindung im f o l g e n d e n 1 ein sind näher in der Zeichnung darge- beschrieben. Blockschaltbild einer ersten einer zweiten Variante einer dritten Variante Variante der Einrichtung, Fig. 2 ein der Fig. 3 ein der Blockschaltbild Einrichtung, Blockschaltbild Einrichtung, Fig. 4 zur ersten Fig. 5 ein Blockschaltbild Variante gehörige eines Zeitdiagramme, Ausgangsfrequenztei- lers, ./. 3A 2335 :1 0 . 2 3 2 4 5 1 - 3 Fig. 6 ein Blockschaltbild Fig. 7 ein Schaltbild des Elektrizitätszählers, einer Eingangsteils Schal- und tung einer Blockschaltbild 8 ein Fig. eines Variante vierten der Einrichtung. Gleiche in allen der Figuren Zeichnung Tei l e . gleich Alle bezeichnen Bezugszahlen der Komponenten beschriebenen VQD und e i n e r Speisegleichspannung -I V s s l g e s p e i s t , die die beide Die S p e i s e g l e i c h s p a n n u n g e n eines Netzgleichrichters dann und werden aufgebaut CMOS-Technologie sind Einrichtungen von e i n e r negativen Masse als in z.B. positiven Speisegleichspannung besitzen. Bezugspotential VDQ und - |vss| werden z.B. mit H i l f e auf an sich bekannte Weise von e i n e r In der Zeichnung sind der N e t z u^ a b g e l e i t e t . g l e i c h r i c h t e r und die S p e i s e g l e i c h s p a n n u n g e n VDD und _|VSS| , obwohl immer v o r h a n d e n , aus Gründen der b e s s e r e n Ü b e r s i c h t l i c h - Netzwechsel Spannung keit nicht In der dargestellt. und Komponenten mit sind Zeichnung gestrichelt symbolisch rend alle werden, mit mit symbolisch Das zu wandelnde elektrische gnal, wie Produkt Signal Spannung, z.B. aus eine einem richtung sind PA 2335 einem elektrische ähnlich Kaskadenschaltung mit u^ i s t oder ein 1 bis eines Schaltung 2. ein ersten wäh- gesteuert sind. z.B. eine Si- abgeleitetes. bekanntlich dem entspricht. drei Varianten bestehen Polumschalters Die S c h a l t u n g Zeich- versehen und u n t e r s c h e i d e n Varianten der Messsignal, die Spannung in Flanken von M e s s s i g n a l e n Leistung, die gekennzeichnet, Dreieck schwarzen 3 dargestellten aufgebaut sind Dreieck entweder Verbindungen Takteingänge, negativgehenden und e i n e r Die drei Eingangsteil. schalteten je Strom Die in den Figuren ihrem die Takteingänge, Alle werden, gesteuert einem weissen je vorhandenen gezeichnet. Flanken positivgehenden nung fakultativ alle 2 enthält sich der 1 und e i n e r in allen in nur jeweils Ein- aus einer nachgeFällen 0 2 3 2 4 5 - 4 eine 3 einen Strom-Wandlers Polumschalter einem D-Flip schalter einem einer 9, allen der Fällen des Eingang (siehe einem 7, einem A u s g a n g s f r e q u e n z t e i l e r fakultativ 13 und einem einem vorhandenen fakultativ einem 12, 6, Komparator 8, zwei- einem Um- einem T a k t g e n e r a t o r 10, Konstantstromquelle Die 2 bildet. 1) aus Fig. C, einem Kondensator Spannungs/ Schaltung 5, Taktfrequenzteiler Trigger ler Flop der wobei Signaleingang in 4 besteht Schaltung 3 und e i n e r Spannungs/Strom-Wandlers 4, Schaltung nachgeschalteten ten eines Kaskadenschaltung vorhandenen 11, Schmitt- Umschaltfrequenztei- 14. In der noch Variante ersten eine weitere Pol erster mit (siehe nicht positiven In der zweiten noch eine ster Pol gang Variante einem während den i s t , des der ersten ihr 2) 18 in Kaskade in 19 und einem Kaskade eines Pol deren nicht Ein liegenden Addier- des Ausgang liegenden Ein- zweiter an Masse der er- 17 v e r b u n - Addiergliedes liegt. 2 Schaltung des Eingangspol ist. 3 geführt ist 3) Fig. geschaltet, des zweiter Signalquelle, während Schaltung die enthält 16 als an Masse ihr deren VDD l i e g t . einen 2 dar, (siehe 1 und der Polumschalter stärker Variante während an Masse 17 s t e l l t nicht einen dritten Pol zweiter Spannungs/Strom-Wandlers In der Ausgangspol ist, Fig. Eingang Schaltung 17 auf gliedes (siehe Addiergliedes Eingangspol liegenden Speisegleichspannung K o n s t a n t s p a n n u n g s q u e l le mit Signalquelle, 3 verbunden Spannungs/Strom-Wandlers an der an Masse 2 Schaltung 15 als Konstantstromquelle einem die 1) e n t h ä l t Fig. ein 2 zusätzlich der z.B. nachgeschalteten dem e r s t e n zwischen aus Hochpassver- einem Verstärker 20 b e - Hochpassfilter steht. In den drei ter wobei Varianten 1 und 5 sowie je ein Polumschalters schalters des sind Ein- und Ausgänge 5 an Masse einen des der 3 alle Spannungs/Strom-Wandlers Eingangspol 5 bildet die Spannungs/Strom-Wandlers liegt. Der z w e i p o l i g e zweipoligen Eingang der Pol Umschalzweipolig, 3 und d e s Eingang des Schaltung Polum4. ./. PA 2335 1 0 2 . 3 2 4 5 - 5 bein zweipoliger sen erster gang des ters 9 mit ist, während renden Pol zusätzlich einem ist, nung _|vss\ 9 auf des seits einen auf auf einen führt des erster des auf einen negativen Umschal- 10 v e r b u n d e n einen invertie- Ruhekontakt 6 ist dessen Umschalters des Ein- des 10 g e - Speisegleichspan- Komparators des Signaleingang mit einem einer- Q-Ausgang 9 und a n d e r s e i t s Ausgangsfrequenzteilers teilers 12 v e r b u n d e n , auf lers sein einem 8 verbunden, signal T der des ist während mit 8 ge- einem dritter ansteht, Der f ü n f t e E der raktsignal z.B. des Ausgang in verwendet. des des einen Frequenz D-Flip Ausgangsfrequenztei- Ausgang, auf L Taktsignal ist. an dem ein zweiten Sein Taktein- vierter ist 2fR a n s t e h t , 12, Ausmit 8 verbun- Ausgangsfrequenzteilers Taktfrequenzteilers Takt- an dem e i n fR/32 a n s t e h t , i s t f a k u l t a t i v v o r h a n d e n der Fig. 6 d a r g e s t e l l t e n E l e k t r i z i t ä t s z ä h - dem in Er i s t mit 21 der :ine Wechselsteuerspannung einem ^echselspannung, speist ichmitt-Triggers 13, N, z.B. eine fakultativ dessen 14 verbunden der fakultativ vorhandenen Taktaus- 2 verbunden. Schaltung iteuereingänge fD/2 R Ausgangsfrequenz- Frequenz jang T e q u e n z t e i lers Frequenz Takteingang 8 geführt Y der des des Takt- besitzt. Ausgänge P der des Eingang an dem ein Takteingang fR/128 Takteingang sechs Ausgang, Ausgangsfrequenzteilers »inem d r i t t e n z.B. einem Signaleingang sein Taktsignal mit Taktsignal zweiter ersten Frequenz an dem ein jnd wird zweiten fR a n s t e h t , 7 und mit 7lops der an dem ein einen 8 geführt, der Frequenz 11 i s t Taktgenerators Ausgang, ist ansteht, .er an der Steuereingang des Konstantstromquelle 7 verbunden, Flops noch 6 und über der des- ist. Sein gang, Arbeitskontakt Konstantstromquelle Pol Pol C geführt, nichtinvertierenden zusätzlich Der Ausgang D-Flip frequenzteilers den. zweiter ersten Der Ausgang jang der Pol einem einen Komparators liegt. D-Eingang Pol den e r s t e n deren den K o n d e n s a t o r noch mit zweiter des Eingang führt ersten sein auf 6 und über Komparators Umschalters ist Ausgang beiden zweipolig Ausgang ist. 50 Hz- oder mit den Pol Umschalter Eingang dem Eingang Die m i t e i n a n d e r 60 H z - N e t z des des Umschalt- verbundenen 1 und 5 werden entweder ./. A 0 2 3 2 4 5 - 6 des vom Ausgang A oder gnal einem das vom s e c h s t e n Zwei 13 und der der vier zeitig die einem dieser ein beiden beiden welches steht, welches einem einem ein erster einen pole ist als zweiten gangspol zweiten (siehe 1 und 5 sind Fig. ihrer auch ihrer über beitskontakte Der U m s c h a l t e r mit einen ihrer über einen dem e r s t e n 9 ist einpolig in Halbleiter-Analogschalter Der T a k t f r e q u e n z t e i l e r z.B. mit baut und e r m ö g l i c h e n Zahl 2X, wobei Hilfe Diese 11 i s t wird z.B. z.B. mit und z.B. an- und b e s t e Hilfe 1 und 5) mit CMOS-Technologie einem zweiter Ein- mit zweiten auch mit über Ausgangs- Ruhekontakte einen be- aufgebaut ihrer ihr Ausgangspole dem ihrer verbunden Hilfe Ar- ist. bekannter aufgebaut. Umschaltfrequenzteiler synchrone x ganzzahlig Taktimpulse Frequenz ihrer Binärzähler eine z.B. Arbeitskontakte über uu e n t - Signal 1 und 5 sowohl ihrer auch 12 und der bekannter Der T a k t g e n e r a t o r eckförmige als Ausgangspole mit zweiten steht 22a, aufgebaut während An 2. u^ e n t s p r i c h t . einem e r s t e n verbunden, Ausgangspole sowohl ihrer Ruhekontakte gleich- Signals in den Blöcken Polumschalter ersten des in CMOS-Technologie Symbole werden. Schaltung Signals der Schmitt- 8 sind 22b ein gleich Falls der am Ausgang Wert Umschalter, 1, der Eingangspol ersten nämlich Wert des Halbleiter-Analogschalter Dabei natürlich 22a und 22b der Signalausgang zweipoligen 12 m i t 14 e i n g e s p a r t positiven negativen hen je ist. einem Umschaltsi- gespeist. Ausgangsfrequenzteilers am anderen Polumschalter kannter können wird, Signalausgänge, Die beiden aus Drahtverbindung Signalausgänge während spricht, des einem Taktfrequenzteilers Umschaltfrequenzteiler Ausgänge M an, Signal eine B verwendet Umschaltsignal des Ausgang B über Umschaltsignal Trigger 14 mit Umschaltfrequenzteilers in CMOS-Technologie Frequenzteilung durch 14 s i n d aufgeeine ist. quarzstabilisiert der Frequenz 2 und e r z e u g t Hz = 32,768 recht - kHz. im n a c h g e s c h a l t e t e n T a k t f r e q u e n z t e i l e r 12 z.B. durch m g e t e i l t , wobei m die Werte 24, 25, 26, 210, 211 und 12 11 2 b e s i t z t , zur Erzeugung der Frequenzen 2f„ = 2 Hz des T a k t in Q S i g n a l s Y, fR = 21U Hz des T a k t s i g n a l s L, fR/2 = 2 Hz des T a k t ./. 3A 2335 0 2 3 2 4 5 1 - 7 P, Signals des = 2 fR/32 Umschaltsignals Hz des T a k t s i g n a l s E, fR/64 = 2 Hz = 16 Hz B und fR/128 = 23 Hz des T a k t s i g n a l s T. Die W e c h s e l s t e u e r s p a n n u n g N wird periodisches rechteckförmiges umgewandelt. Die beiden sind vorzugsweise teten ses 14 wird 2 dann besitzt, 15 Hz des und 5 werden Hz oder die n geteilt, zur einer Frequenz B) vom g l e i c h e n des der somit Nullspannung in Reihe zusammen In a l l e n stalt drei 7 wird Varianten mit Umschaltfreder Takt- Steuerschaltung A bzw. B der zur beiden Praxis eine unver- UQ, die in den F i g u r e n durch eine S p a n n u n g s q u e l l e einem ideale 3b b i l d e n mit wird negativgehenden ein umschalters 1 zugeführt, der Polumschalter ide- Spannungs/Strom-Wandler Spannungs/Strom-Wandler z.B. eines Eingangspol Die S p a n - Spannung Der B gesteuert 3b. elektrischen ist. 12,5 16 Hz (Um- 11 und t e i l w e i s e eine 1 Frequenz A bzw. Spannungs/Strom-Wandlers einer ert der Frequenz in der wurde ist geschaltet 3a und der Flop 3 besitzt dargestellt den n i c h t i d e a l e n Das D-Flip Hz 12,5 von 13 und der zusammen n z.B. ("Offsef'-Spannung) nul I s p a n n u n g s l o s e n nungsquelle wobei die- 1 und 5 . 1 und 2 s y m b o l i s c h alen, der Umschaltsignals Der S p a n n u n g s / S t r o m - W a n d l e r die Umschaltfre- Polumschalter mit Umschaltsignal Taktgenerator periodischen Pol Umschalter mit Schmitt-Trigger 12 b i l d e n frequenzteiler Erzeugung Der T4 bzw. quenzteiler meidbare A. Die beiden und p e r i o d i s c h der 60 Hz- Frequenz durch A) bzw. 13 den N u l l d u r c h g ä n g e n Impulssignals synchron Frequenz im n a c h g e s c h a l - Umschaltung bei ein Schmitt-Triggers 50 Hz- bzw. Erzeugung 13 in gleichen Im n a c h f o l g e n d e n z.B 15 Hz ( U m s c h a l t s i g n a l und u m g e s c h a l t e t . des die 14 genau Umschaltsignals somit schaltsignal 3a, dass N erfolgt. rechteckförmigen den Wert bzw. Schaltschwellen so g e w ä h l t , Wechselsteuerspannung der Impulssignal Umschaltfrequenzteiler quenzteiler im S c h m i t t - T r i g g e r zu wandelndes zweipolig das Signal Flanken Signal A oder gesteuert. uu in dem Eingang vom U m s c h a l t s i g n a l 1 polt 3. des GePol- B gesteu- uH p e r i o d i s c h um. ./. 3A 2335 0 2 3 2 4 5 1 - 8 Während z.B. allen A bzw. gnals ungeradzahligen B erscheint 1 und während ters das allen des Halbperioden Signal +u^ am Ausgang geradzahligen Umschaltsides Polumschal- das Halbperioden Signal -uH. In der te ersten proportionalen Signalstrom und noch nungs/Strom-Wandlung wird am Ausgang IR/2 als Wandler des konstantes In der zweiten periodisch Wandlers mit Stromsignal +uH+UR/2 wird in ein proportionales Gleichstrom wird In der strom des addiert Gleichstrom den S p a n n u n g s / S t r o m zwecks 2) wird Fig. 17 a d d i e r t . im n a c h f o l g e n d e n Bildung eines 15 e r z e u g t dabei dagegen zuerst zum Stromsignal der Gleichspannung und der zweiten Polumschalters dem Signal UR/2. Summen3 Dabei +u^ und d e r Die G l e i c h s p a n n u n g UR/2 16 e r z e u g t . Variante 5 ein so e r h a l t e n e s umgewandelt. +i^+IR/2 wieder +i^ Ein Spannungs/Strom-Wandler K o n s t a n t s p a n n u n g s q u e l le ersten 3 ein Integration Signal Stromsignal IR/2 von der nachfolgenden zum durch +i^ (siehe Addiergliedes das einer Span- +uH am Eingang des S p a n n u n g s / S t r o m G l e i c h s p a n n u n g UR/2 als k o n s t a n t e s R e f e r e n z s i g n a l signal entspricht Nach d i e s e r umgewandelt. Die K o n s t a n t s t r o m q u e l le Variante umgepolten des 3 in e i - 1^/2. 3 eine Hilfe Spannungs/Strom-Wandler Spannungs/Strom-Wandlers +iH+IR/2. den G l e i c h s t r o m umgepol- +i^ vor das periodisch Referenzsignal 3 erzeugten Summensignals 1) wird Fig. +u^ im n a c h g e s c h a l t e t e n Signal nen (siehe Variante ist somit dem so e r h a l t e n e n der Eingangs- Summensignal +uH+UR/2 bzw. +iH+IR/2 p r o p o r t i o n a l e s Signal +iH+IR/2. Der Polums c h a l t e r 5, der zwischen dem S p a n n u n g s / S t r o m - W a n d l e r 3 und dem Kondensator C angeordnet chron zur periodischen disch um, so dass dauernd disch einen Strom umgepolte, im K o n d e n s a t o r Da der der ist, Umpolung des Kondensator i H+IR/2 nachfolgend polt dieses Signal syn- u^ e b e n f a l l s p e r i o C vom P o l u m s c h a l t e r 5 h e r geliefert zu u^ p r o p o r t i o n a l e Signals bekommt. Signal Das zweimal i^ wird perio- schliesslich C integriert. Spannungs/Strom-Wandler 3, wie b e r e i t s erwähnt, an s e i n e m ./. PA 2335 0 2 3 2 4 5 1 - 3 - w..,3v...a ... nCyci chic iiui lipcirinung uq D e s i t z t , der am Ausgang des S p a n n u n g s / S t r o m - W a n d l e r s 3 ein p r o p o r t i o n a l e r Strom I e n t s p r i c h t , i s t der E i n g a n g s s t r o m des P o l u m s c h a l t e r s 5 in W i r k l i c h k e i t n i c h t ideal g l e i c h +i"H+IR/2, sondern in beiden V a r i a n t e n gleich +iH+IR/2+IQ. Der Wert des «lert von der des Referenzsignals IR und muss nes Konstantstromquelle gleichzeitig I erfüllen. [R/2>l±iH+I0 :en R e f e r e n z s i g n a l s m den E i n f l u s s ier Addition iisch der die Anders UR/2 bzw. UQ bzw. Wert Signals 10 g e l i e f e r t e n Bedingung IR/2 ist +uH+U ^ b z w . Der Wert des k o n s t a n - grösser Amplitude +u„ bzw. Referenzstro- UR/2>1 Nullspannung der dem h a l b e n entspricht IR/2 ausgedrückt: IQ der vorhandene umgepolten »er Wert UR/2 bzw. zu wählen UQ e r h ö h t e , uH bzw. als der am O r t iH des perio- +iu. UQ im V e r g l e i c h zum Wert des S i g n a l s iH bzw. der Wert des Stromes IQ im V e r g l e i c h zum Wert des S t r o m e s i s t in der Re9el sehr k l e i n , so dass nur ein sehr k l e i n e r T e i l H es A u s s t e u e r u n g s b e r e i c h s der E i n r i c h t u n g vom Strom I belegt ird. Nullspannung In k r i t i s c h e n Anwendungen, wo der maximale Wert des S i g n a l s im V e r g l e i c h zur N u l l s p a n n u n g H UQ sehr k l e i n i s t , kann der f ü r as Signal uH v e r b l e i b e n d e A u s s t e u e r u n g s b e r e i c h im V e r h ä l t n i s um maximal möglichen A u s s t e u e r u n g s b e r e i c h UR/2 bzw. IR/2 u n z u k l e i n ässig werden. Daher i s t es v o r t e i l h a f t , zur Verbesserung er Dynamik gemäss der dritten Variante (siehe Fig. 3) das perioim H o c h p a s s v e r s t ä r k e r 18 w e c h s e l s p a n +uH ungsmässig zu v e r s t ä r k e n , bevor es der S c h a l t u n g 2 zur w e i t e r e n e r a r b e i t u n g z u g e l e i t e t wird, wodurch das V e r h ä l t n i s des Signaltromes iR zum Strom bzw. des S i g n a l s IQ uR zur NtTl l Spannung U ° s r b e s s e r t wird. Der H o c h p a s s v e r s t ä r k e r 18 hat keine oder nur ine sehr n i e d r i g e G l e i c h s p a n n u n g s v e r s t ä r k u n g , was z.B. durch d a s Drhandensein des H o c h p a s s f i l t e r s 20 im H o c h p a s s v e r s t ä r k e r 18 jrwirklicht wird. Die Z e i t k o n s t a n t e des H o c h p a s s v e r s t ä r k e r s 18 isch jss umgepolte genügend :kförmige Signal klein gewählt werden, damit das verstärkte, recht- Signal ±uR mit a u s r e i c h e n d k l e i n e r V e r z e r r u n g ü b e r -agen wird. In der d r i t t e n V a r i a n t e hat die S c h a l t u n g 2 e n t w e d e r in in der Fig. 1 oder den in der Fig. 2 d a r g e s t e l l t e n A u f b a u . ./. Q 2 3 2 4 5 1 - 3 und der Der S p a n n u n g s / S t r o m - W a n d l e r tor C bilden tor 3;C, die wobei gangsteil in zusammen dessen zwecks uc, von der Konstantstromquelle stromes IR bei unter Ueber- dass Fall, das Nu II Spannung stellt. weils Fall sich unter 7 gesteuerte Referenzstromes sich Minuszeichen auf bzw. B bezieht. Flops 7 einen Umschalter "0" Logikwert in die des Umschaltsignals der die in dessen das der 4 darge- Fig. uc einen säge- Neigungen Flanken 9 dient alle je- Strom des der der an Masse und d a s F des D-Flip der zu Anfang ein. Dann Halbperioden ungeraden Polumschalter Position liegendem A Umschaltsignals Position der dem ge- i^+IR/2+Ig nimmt 1 dargestellte B, während wird ungeradzahlige dann 10 während dem Zu- und erwähnt, Ausgangssignal 1 dargestellte Fig. momentan ein auf besitzt, Fig. A bzw. der 5 her Halbperioden Konstantstromquelle ebenfalls u^ i s t für den i s t und dass d i e Wie b e r e i t s IR. Pluszeichen Wenn zu Beginn ist nur mit das geradzahlige 9 die Referenz- Ausgangsimpulse. konstante Umschalter C vom Pol U m s c h a l t e r wobei des verlaufen. parallel Abschalten liefert, Kon- Schwellwertes und n e g a t i v g e h e n d e n positiv- die und A b s c h a l t e n s eines alle Ein- nachgeschaltete Kondensatorspannung Flanken dessen nämlich rechteckförmiger die in konstanten Kondensatorspannung Flop Kondensator 3;C Zu- Unterschreitung Der vom D-Flip des des 10 g e l i e f e r t e n , hat Integra- 16 j e w e i l s Ausgangsspannung, dessen Verlauf, und dessen einen u^ k o n s t a n t und p o s i t i v i s t , in der zweiten Z e i l e UQ null zahnföYmigen besitzen der Signal In diesem 15 bzw. Erzeugung Verlauf Varianten Steuerung bzw. gleichzeitiger Der z e i t l i c h e drei Kondensa- nachgeschaltete Der dem I n t e g r a t o r ist. 6 überwacht densatorspannung allen Signalquelle angeordnet Komparator 10 - einnimmt, Anschluss 5 immer verbunden. Der R e f e r e n z s t r o m Masse und kann IR der K o n s t a n t s t r o m q u e l l e 10 f l i e s s t in d i e den K o n d e n s a t o r C n i c h t laden. Während e i n e r j e d e n ungeradzahligen Hatbwelle der C nur Kondensator i^+IR/2+IQ te Spannung einen geladen. des Umschaltsignals vom P o l u m s c h a l t e r Dadurch steigt u^. am K o n d e n s a t o r Eingangsschwellwert die C an. von 0 Volt. A bzw. 5 her mit B wird somit dem S t r o m vom Komparator Der Komparator Ueberschreitet 6 überwach- 6 besitzt die z.B. Spannung ./. PA 2335 . 0 2 3 2 4 5 - 11 ur den t i n g a n g s s c n w e i i w e r t K seinen Ausgangssignal wert "1". rators in der Flanke tivgehenden 7 dient 6 mit der Verlauf zeitliche D-Flip die Position strom des D-Flip K wird mit KompaDie nächsten L in das 7 übernommen. Flop Logik- K des der Taktsignals nega- den Das D - F l i p K des Ausgangssignal des vierten Dadurch der ersten Kompa- steuert wird der F des Die Hilfe des der um, 1 dargestellte Fig. 10 durch Konstantstromquelle mit diesen zustätzlich jetzt und 4 dargestellt. Fig. 9 und s c h a l t e t in Zeile Ausgangssignals Wertänderung von der entgegengesetzte IR der Zeile F den U m s c h a l t e r einnimmt. in der rechteckförmigen 7 übernommene Flop L ist Taktsignals Verlauf Ausgangssignals jetzt einen 4 dargestellt. Fig. rechteckförmige 7 in der Flops vom D-Flip auf dessen dem r e c h t e c k f ö r m i g e n T a k t s i g n a l L, dessen F r e q u e n z , 10 e r w ä h n t , z.B. 2 Hz b e t r ä g t , zu s y n c h r o n i s i e r e n . Der wie b e r e i t s zeitliche der hochfrequenten das "0" ändert Ausgangssignals Ausgangssignals des dazu, des Zeile 6 nachgeschaltete Komparator rators Verlauf dann 6, Komparators vom Logikwert dritten des Zustandsänderung Flop Wert Der z e i t l i c h e 6 ist des der Referenz- den K o n d e n s a t o r C f Mes- sen. Der Ladestrom des Kondensators d.h. iH-IR/2+IQ, der jedoch, wie b e r e i t s ist der resultierende )ie Spannung Term C ist hat IR/2 die erwähnt, damit sein gleich: Vorzeichen Bedingung Ladestrom iH+IR/2+I0"IR= Da geändert. \ gi l t s I R / 2 > |iH+I negativ. ;chwellwert uc am K o n d e n s a t o r C s i n k t und, wenn sie den E i n g a n g s des Komparators 6 u n t e r s c h r e i t e t , nimmt dessen Aus- jangssignal K wieder iiese Wertänderung :lanke des führt, :ion einnimmt, dass sich der so o f t , •enzstromesIR wieder durch Umschalter ein bis A bzw. F entspricht ursprünglichen L in das so dass Imschaltsignals inals wird Taktsignals iazu lerholt seinen dabei eine nächste Flop seine Zyklus beginnen ungeradzahlige ist. einzige, Entladung Jedem mit des negativgehende was ursprüngliche kann. Dies Halbperiode Impuls Hilfe Auch an. 7 übernommen, 9 wieder die B beendet durchgeführte D-Flip neuer dass die "0" Logikwert des des Kondensators Posiwiedes Ausgangssi- RefeC. ./. A 0 2 3 2 4 5 - 1 - 12 Am Ende e i n e r jeden A bzw. gnals B werden A bzw. schaltsignal die entgegengesetze einnehmen. der ungeradzahligen Durch Kondensator 10 umgepolt. der Fig. den Polen ter der beiden umgeschaltet, von der der das auch ist die Kondensator i h-Ir/2-Iq dass des in die der als so dass des der zu Beginn sie Polumschalters der 5 wird B der in den b e i - 9 z.B. wird der dem S t r o m 10 her mit Konstantstromquelle Un- geradzahligen einnimmt, 5 her mit in Betrieb. Umschalter Position vom P o l u m s c h a l t e r sowohl der 9 mit nun beginnenden 1 dargestellte Position 10 bei und somit A bzw. beide Konstantstromquelle Umschalters C verbunden von der 1 und 5 vom Um- Konstantstromquelle Position Fig. auch des Umschaltsi- 1 dargestellte Fig. Einfluss Umschaltsignals C sowohl Referenzstrom Der t o t a l e der Kondensators Annahme, in Umschalten C als Diesmal des Polumschalter B synchron 1 dargestellten Halbperiode wieder die des Halbperiode dem IR g e l a d e n . Ladestrom ist somit: v v ^ o + v v y z - v Die K o n d e n s a t o r s p a n n u n g u^ s t e i g t an und, wenn sie den E i n g a n g s Komparators 6 ü b e r s c h r e i t e t , ä n d e r t dessen A u s - schwel Iwert des gangssignal K seinen "1". Diese dazu, dass der 10 mit C verbunden Polumschalter ist, Umschalter da die 5 her auf beschriebene C wird gilt. die Anschluss jetzt Weise Konstant- des Kondensa- nur mehr vom geladen, iH-IR/2-IQ i R/2> \ +IH+IQ| den L o g i k w e r t und dadurch liegenden dem Strom auf bereits Der K o n d e n s a t o r mit Bedingung die 9 umschaltet dem an Masse wird. "0" vom L o g i k w e r t führt Wertänderung stromquelle tors Wert der negativ Die K o n d e n s a t o r s p a n - uc nimmt ab und, wenn sie den E i n g a n g s s c h w e l l w e r t des r a t o r s 6 u n t e r s c h r e i t e t , dann ä n d e r t dessen A u s g a n g s s i g n a l Kompa- nung Wert zurück seine auf den L o g i k w e r t Ausgangsposition Zyklus beginnen ungeradzahlige kann. "0", wodurch zurückgeschaltet Dies Halbperiode wiederholt des der wird, sich Umschalter so dass so o f t , Umschaltsignals bis A bzw. ein seinen 9 in neuer dass die B beendet ist. ./. PA 2335 io - Während bzw. einer B wird bzw. der einer B wird Strom Kondensator Vorzeichen die Art des Stromes ihrer jnd da das Vorzeichen ialbperioden und mit der iine ganzzahlige )der bei Einfluss einer )ie Ladung, i her dauernd des ährend durch einer wird sich IQ und d a m i t 7. unger a d in QR = i /f das gleichzei- Quantum pro die kleinen, durch unter Impulses B vom P o l u m s c h a l t e r 10 entzogen Die Ladung, geradzahligen jeden fortlaufend Ladungsmengen rechteckförmigen Flops einer Uber Zeit. lange iH+IR/2+IQ ihm j e w e i l s Konstantstromquelle jeden besitzen aufeinanderfolgenden genügend den Strom definierten D-Flip zwei C während einem A und B d u r c h Halbperioden eliminiert eine dem K o n d e n s a t o r eines mit UQ bei e i n e r I n t e g r a t i o n des U m s c h a l t s i g n a l s A bzw. über A iH-IR/2-IQ e n t l a d e n . somit nur durch d a s sich IQ in ist, Perioden zuf M e s s t , der Umschaltsignals Strom lange Strom Nullspannung Anzahl genau Abgabe -Ausgang Stromes Integration die instanten, iger der Halbperiode uschalten des einem entladen. Umschaltsignale gleich genau mit abwechslungsweise einem Da die des A Umschaltsignals iH-IR/2+IQ unterscheiden unterschiedlich luch eligen C dagegen IQ. Erzeugung Strom Halbperiode Kondensator i H + I R / 2 - I 0 geladen Arten H a l b p e r i o d e n Beide einem geradzahligen der des Halbperiode C abwechslungsweise und mit geladen iH+IR/2+IQ Während ungeradzahligen am dem K o n d e n s a t o r Halbperiode durch C den S t r o m H ~ V 2 - I 0 vom P o l u t n s c n a l t e r 5 her dauernd e n t z o g e n wird, w i r d hm j e w e i l s f o r t l a u f e n d in k l e i n e n , k o n s t a n t e n , genau d e f i n i e r t e n adungsmengen QR durch das Z u s c h a l t e n der K o n s t a n t s t r o m q u e l l e 10 ieder zugeführt, so dass der totale Ladestrom des Kondensators em. Summenstrom uch diesmal jantum ir am Q-Ausgang Impulse ist idungsquantum, Zornes jng des des somit das IR entzogen Kondensators D-Flip ein Mass Flops für dem Kondensator bzw. zugeführt C ist die 7 abgegeben das kleine, C mit wird. Polarität genau Hilfe Bedingt des wird. des Jeder die- definierte Referenz- durch die Umpo- Ladestromes {+lR/2+lQ u n v e r ä n d e r t und somit wird die zur Zeit der P e r i o d i ken Umpolung im Kondensator C noch a n s t e h e n d e Restladung ./. I ww\J sj C ( i H " I R / 2 - I 0 ) + I R = iH+IR/2-IQ e n t s p r i c h t , wobei wieder g l e i c h z e i t i g ein r e c h t e c k f ö r m i g e r Impuls p r o 0 2 3 2 4 5 1 - 14 in der nachfolgenden so dass rücksichtigt, tion der Hilfe der dem Summenstrom dem Wert des P. Taktsignals die ten, nur dem Signal in der des zeitig teilt ferenz fp-fR/2 teilers 8 ist Der in der aus einem einem Flip ter ten einem dritten fünften zweiten Und-Gatter zählt, wenn an seinem ansteht. Alle D-Flip Flip k. Der Aufbau der des Eindie und Gleich- Frequenzdif- Ausgangsfrequenz- einem 23, ersten ersten Flip einem einem zweiten vierten Zähler 34. ein an seinem 26 bis 32, zweiten Und-Gat30d, einem Der e r s t e der 24, Und-Gatter Inverter Inverter Vorwärts/RUckwärts-Zähler, U/D-Eingang zweiten ersten dritten einem 26, einem einem 30c, Und-Gatter Flop 30a, 31, 8 besteht Ausgangsfrequenzteiler Und-Gatter Flop eines indem dort 8 noch die 28, wenn Hilfe werden. gezählt des fR/2 7 vorwärts Flops Flop 33 und einem zählt, mit Frequenz 8 am Ausgang Flip Inverter binärer rückwärts einem Und-Gatter ein auch n u r 5 ersichtlich. dritten 25 i s t der Zahl Fig. 25, einem zu e r h a l - und damit geschieht des Impulse Einrichtung i^ die Die F r e - entspricht. der P rückwärts 5 dargestellte Zähler 27, einem einem eine der Frequenz darstellt, rechteckförmigen Dies F des Exklusiv-Oder-Gatter Flop 30b, aus proportio- konstante Frequenz IR/2 Ausgangsfrequenzteiler durch Fig. der ist Vorwärts/Rückwärts-Zählers, Taktsignals der ersten 29, UR/2 bzw. werden. Ausgangssignals des diejenigen um eine die Aus- rechteckförmigen Impulse Ausgangsfrequenzteilers vorhandenen richtung Impulse des dieser dem S i g n a l s t r o m P subtrahiert Gestalt 6 erzeugte u^ i s t , muss somit noch von der F die k o n s t a n t e R e f e r e n z f r e q u e n z des A u s g a n g s s i g n a l s Taktsignals aus Ausgangsfrequenz proportional proportional fp Um eine Modula- bedingte Komparators fR/2 Frequenz be- kann. fp Frequenz die auch Rest ladung und damit i^+IR/2 Polarität richtigen 7 besteht Frequenz Referenzsignals ist quenz fR/2 die und des Flops wenn die zu g r o s s , fR/2 der entstehen D-Flip Die m i t t l e r e Impulsen. durch Integration F des gangssignal nal keine Ausgangsfrequenz Das mit mit Halbperiode z.B. sechs- Zähler vorwärts Logikwert "1" ansteht, U/D-Eingang ein Logikwert 28 sind z.B. D-Flip Flop. und "0" Das Und./. PA 2335 ;.0 - 15 Gatter 33 und der Multivibrator 26 und des und die mit Zähler 35. Flip 27 werden Flops des Takteingänge Flip Flanken 30a und der der Flip Zählers Multivibrator die 34 z . B . das 28, Flop Flops Flanken positivgehenden Das Flip 28;30a;35, des Und- 35 b i l d e n eine Leer- insbesondere bei Ver- Elektrizitätszähler Bedeu- von ist. tung Der e r s t e einem des Signaleingang ersten wird des Eingang F des Oder-Gatters D-Eingang einer ist Signaleingang auf 23, des Flip Frequenz ters Inverter den Eingang des dem T a k t e i n g a n g Y mit Es sind des - der des der des des "Carry Out"-Ausgang des Und-Gatters auf einen - der 26, Und-Gatters des 29, 30a, Q-Ausgang >A 2335 CO des des L mit ist auf Aus- Und-Gat- Eingang des der einen Freersten T mit vom T a k t s i g n a l ist Takteingang und wird mit des auf einen des Zählers auf mit vom T a k t - einem einen zweiten Ein- Takteingang Flops 29 mit Flops einem einen Takteingang Flip RE des 25 mit auf des ersten PE des Zählers 34, 27 mit den D-Eingang zweiten Flip 28 g e f ü h r t einem dem Ladeeingang Flip 23 mit Ausgang Q-Ausgang Und-Gatters dem R ü c k s t e l l e i n g a n g - der des ist, dessen Takteingang Ausgang dessen 24, 25 g e f ü h r t Flops P mit 2fR g e s p e i s t . Exklusiv-Oder-Gatters Zählers Flip einen verbunden: Und-Gatters des dritter 26 verbunden Flops Frequenz Eingang Takteingang Sein Exklusiv- vom T a k t s i g n a l ersten und wird Sein des Takteingang einem und 25 und auf vom T a k t s i g n a l 33 g e f ü h r t Flip miteinander - Der Ausgang gang zweiter gespeist. fR/128 Zählers ersten 32 mit 23 verbunden Eingang Er wird einem Er wird Sein Und-Gatters Frequenz signal mit 29 v e r b u n d e n . fR g e s p e i s t . des Der e r s t e angesteuert. 8 ist quenz zweiten 27 g e f ü h r t . gangsfrequenzteilers Und-Gatters einen mit 7 angesteuert. Flops den U/D-Eingang fR/2 24 und über D-Flip auf Flops 8 ist Ausgangsfrequenzteilers Exklusiv-Oder-Gatters vom A u s g a n g s s i g n a l zweiter der mit monostabilen 25, 28 und des Flops in einem Einrichtung Zählers gesteuert. lauf-Verhinderungsschaltung wendung des z.B. monostabile einen zusammen Die T a k t e i n g ä n g e negativgehenden Gatter 34 b i l d e n 2.3=245.1 Eingang Flops 27 und ist, Eingang Zählers des 25 und m i t Paralleleingängen P1 ./. 0 2 3 2 4 5 - 16 Dis P4 ües Zahlers 30b sowie Zählers über den Und-Gatters des 34, Gatters Flip Und-Gatters 28 g e f ü h r t des Flip kann, müssen gnals P, 33 mit gleichzeitig des Impulse 8 erscheinen, 23 e l i m i n i e r t des werden. Dies Zählers 25, wenn die Das U n d - G a t t e r sowieso beiden 24 d i e n t der A u s g a n g s i m p u l s e des T a k t s i g n a l s des des einen S des und d e r j e n i g e n'gnal beilers Zeile W sind auf 8 geführt. Jnd-Gatters des des Eingang des als Zäh- Hilfe hat keinen In der des Einfluss negativen Null 23 e r s c h e i n t der und ein rück- ergeben würden. nur die ein der fünften Zeile, derjenige Ausgang 25 z ä h l t die Taktsignal zeitliche der P und das 24 i n Ausgangs- Ausgangsfrequenz- Ausgangsimpulse P, des sechsten Und-Gatters des sind. diejenige 4 sind 23 in Logik- Impulsdauer 23 auf W des Aus- Exklusiv-Oder- vorwärts- Das T a k t s i g n a l wenn das Taktsi-' Fig. weiteren Der Z ä h l e r 24 v o r w ä r t s , F und des des Zählwert Ausgangssignals einen zählen Signaleingängen mit des M und M1 a n s t e h e n . Exklusiv-Oder-Gatters dargestellt. Die A u s - Ausgänge und r ü c k w ä r t s vor- Exklusiv-Oder-Gatters des je beiden Signale Impulsformer, P in der "1". F und P u n t e r s c h i e d l i c h Signale L reduziert. Taktsignals Uisgangssignals siebten zweiten Logikwert die da ein Exklusiv-Oder-Gatters des ein an den beiden \m Ausgang der und Ausgangssignals Impuls feile ist, Eingang einem T a k t e i n g a n g liegt tfärtsgezählter /erlauf einen an dem die gleichzeitig auf den Z ä h l w e r t 28 8, 25 n i c h t alle die "1", zweiten je 30b und 30c b i l d e n gangsfrequenzteilers nert Eingang ist. Flops Und-Gatter Zähler Satters einem auf Ausgang 30b und 30c g e f ü h r t Ausgangsfrequenzteilers Da der dem e r s t e n Q ^ - A u s g a n g auf einen zweiten Eingang des Und33 und auf einen i n v e r t i e r e n d e n R ü c k s t e l l e i n g a n g d e s Am D-Eingang der 30d mit P5 d e s dessen Flops gänge Und-Gatters dem P a r a l l e l e i n g a n g 28 mit Flops dessen des Ausgang lers Inverter Flip 30a, Und-Gatter - der den 31 mit des Eingang 30c, Q-Ausgang der Inverter 25 und über Und-Gatters - der db und dem e r s t e n das des an s e i n e m 1 ansteht, U/D-Eingang wenn das Taktsignal gehenden Impulse sten positive wird Rauschen L auf oder des 11111 te der reicht wurde des Flip des T a k t s i g n a l s dessen Q-Ausgang, des Z ä h l e r s = "1" P3, eine Satters 29 Zählers lädt mit 25 und eine stellt einen erscheinen, der, wieder in -lip Flop in dessen juls des 26 übernommen Q-Ausgang sinern Logikwert legativgehende rlops 26, "1" 29. der des das war, "1" wenn der vor- Aus- wodurch wird, = 16 oder Hilfe P5, des der 28 noch dies jetzt Und- Rückstell- in des das Ausgangsimnicht mit durch des 28 nun das die Flip Und./. A Z55S CO Impuls am Q-Ausgang Flops P4, Ausgang verzögert, auch P Anfangswert an dessen Flop Ausgangsimpulses bei des den p o s i t i v e n endet Flip er- Der Ladevorgang leicht Flip Mit- Logikwert PE diesen mit geschieht des der (P = " 1 " ) . Flanke 10000 zurück. Dadurch Q-Ausgang wurde Ausgangsimpuls und dadurch Falls geladen Flanke wodurch wird 31 = Wert Paralleleingänge Jeder Regel Vor- Paral lel - L a d e v o r g a n g e s Binärzahl Logikwert der beendet. Und-Gatters eines gleichzeitig erneut in 15 = 01111, 27 übernommen Null beim anstehende Ladeeingangs 34 auf einem erreicht = 15 an die lässt der beim R ü c k w ä r t s z ä h l e n gerade Flop des bei positivgehenden 26 der 25 u,,, H Anfangszähl- annähernd einem Wert 25 a n l e g t . RE den Zähler singangs 00000 bei Flip Hilfe S i q3n a l s dem Maximalwert jeder 01111 des gleich oder P = "0" Polarität z.B. d.h. Da wegen Beispiel Vorbereitung Binärzahl in den Zähler Zählers bei 25, P1 des P2, zur invertierten 0 = 00000 Zustand P in das Impulsdauer Impulsformer. wird 26 als verzögert beschränkt, Impulsen sondern näch- Flop gleich nämlich Flops Flip Ihre des der üblich gewählt, indem mit geschieht, Hilfe kann, beim V o r w ä r t s z ä h l e n 11111 gangsirnpulse ändern wie gelegt, (P = "0"), 26. als mit Y in das Flops wechselnden unserem vorher wenn Zustand Dies in Zählbereichs 16 = 10000, her zeitweise 25 werden leicht 29 mit ebenfalls 25 n i c h t bzw. Flip Die n e g a t i v - Regel von dessen beim R ü c k w ä r t s z ä h l e n des des vorübergehend Zählers wärtszählen Dauer Zählers in der Und-Gatter die aufweist. Taktsignals somit 29 a r b e i t e t Zählrichtung wert des am "Q-Ausgang im n a c h f o l g e n d e n Und-Gatter die Flanke und e r s c h e i n e n Taktsignals CO des und r ü c k w ä r t s , besitzt, "0" Logikwert am Ausgang Impulse "1" Logikwert P einen positivgehenden übernommen das einen 0 2 3 2 4 5 : 1 . 17 - batter der düa f r e i g i b t . Da aber des Ausgangsimpuls nicht gangsimpuls lers da das 8, Gatters des 29 b e d i n g t , "1" Logikwert des 34 die der Zähler puls des 34 in Zwischenzeit Und-Gatters 29 auf Null ein Logikwert "0" einerseits das Flip 28 auf seits das lers Flop Und-Gatter 34 b e e n d e t . Aus- Ausgangsfrequenztei- zu spät wird. freigegeben den Ausgangsimpuls 29 b e e n d e t rechteckförmigen der dieser des Und- Q ^ - A u s g a n g des Z ä h l e r s 34 e i n e n das U n d - G a t t e r 33 f r e i g i b t . Sobald d e r bis lange, ihn 34 durch Und-Gatters des Impulse des erreicht erwähnt, der der annimmt, Ausgangimpuls 30a für Zählers dass 29 e n d e t , Ausgänge Und-Gatter wie b e r e i t s gleichzeitig, Und-Gatters mehr die Die R ü c k s t e l l u n g 0 2 3 2 4 S 1 18 - nicht durch einen zurückstellt Wird Ausgangsim- dann zählt er und der den Zähl Vorgang soder erscheint, Q^-Ausgang und damit Zähler T zu z ä h l e n . zurückgestellt, Null der beginnt Taktsignals an seinem 33 s p e r r t ist, anderdes Zäh- Ein Logikwert "0" e r s c h e i n t am Q ^ - A u s g a n g d e s Z ä h l e r s 34 nach 212"1 = 211 P e r i o d e n der Dauer 128/fR des T a k t s i gnals T, d . h . nach 218/fD Sekunden, was mit fn = 210 Hz e i n e 8 Dauer von 2 = 256 Sekunden e r g i b t . Die L e e r l a u f - V e r h i n d e r u n g s s c h a l t u n g ein nach Zählers das das Einrichtung wird ansteht, 26 e r s c h e i n e n d e Flops Flop negativgehende dessen 28, zwar für die alle Tatsache, den Zäher stellt. Flanke Dadurch jeder Ablauf wird erneut lädt einen das Impulse. neue Null ersten an die Flip zurückImpuls Ausgänge Letzeres des jedoch in das Flip 30a f r e i g i b t , und "1" Logikwert Und-Gatter ist des wieder 34 immer wieder zu b e g i n n e n , Null (Anfangsfehler), Ausgangsimpuls Zähler das u^ am Eingang d e r am TJ-Ausgang des F l i p nicht von 256 Sekunden der bei erste Impuls damit Q-Ausgang dass der Ausgangsfre- 34 auf jeden Signal 8 weitergegeben nachfolgenden 34 vor Zählvorgang somit positive Ausgangsfrequenzteilers seine 30a für wenn ein des 256 Sekunden Zählers CO d e s am Ausgang Ausgänge Da nach des Und-Gatter Im N o r m a l b e t r i e b , gesperrt. wird. Ausgangssignal ist wird, an die dass verhindert, t > 256 Sekunden, Impuls 8 weitergegeben 28 durch gestellt mit t, 25 e r s c h e i n e n d e r quenzteilers Flop Zeit längerer 28;30a;35 so dass bedingt durch Und-Gatters auf Null gezwungen, nie ein 29 zurückseinen Logik./. : 0 2 3 2 4 S ; - 1 - 19 wert "O" an seinem Flip Flop Gatters 28 auf Null 30a d a u e r t Ablauf der somit 29 und des des Und-Gatters Im L e e r l a u f dagegen, ist ansteht, Impuls reicht teilers alle weitere ihr zeitlicher als grösser vor sehr Abstand 256 Sekunden den Impuls sehr die auf sich der lassen, damit Fall Und-Gatter zeitig vor des des von sehr ist. auch er- Jedoch immer be- genügend erscheinen zurückstellt nächsten da jedesmal, wird, "0" auch nicht, Impuls 34 hat zurückgestellt klei- Ausgangfrequenz- und zum e r s t e n des Dieser Ausgänge Der Zähler Einrich- schliesslich 30a g e s p e r r t Erscheinen dem u^. der 29 e r z e u g t . diese Aus- Und-Gatters proportional Zeit lange vor der Frequenz dem Signal Q ^ - A u s g a n g einen Logikwert jedesmal das Flip Flop 28 auf Null jedesmal mehr Impuls 26, Ausgänge D.h: Null Und- Integration erreichen ist. des uH am Eingang die Und-Gatter unter Die F r e i g a b e Flops Und-Gatters Impulse das um an seinem Zeit, zu und das Impulses 30a s p e r r t . Das A u s g a n g s s i g n a l das dass des da das Flip Signal Leer l a u f - Impulse durch er eine ersten 8 nicht, kein nie Die m i t t l e r e proportional es m ö g l i c h , am Ausgang wie a l l e auch auch kein in diesem ist wenn über nen S t ö r s i g n a l e n einen 30a bis an, des 25, und damit i^ lange erscheint. Zählers Signalstrom tung so und somit wird. zurückgestellt 256 Sekunden gangsimpulse erscheint Q^-Ausgang des Flip 27 z e i g t Flops an, welche Polarität uH b e s i t z t . Bei p o s i t i v e n Werten des S i g n a l s uH g i b t U n d - G a t t e r 30b f r e i , so dass das A u s g a n g s s i g n a l des Und- Signal es das Gatters 30a als reicht. Bei Und-Gatter 30a diesmal Signal negativen 30c f r e i , als Signal M den Ausgang Werten des so dass das des Und-Gatters Signals uH gibt es A u s g a n g s s i g n a l des M^ den Ausgang des 30b e r dagegen das Und-Gatters Und-Gatters 30c e r - reicht. Im F a l l e eines Elektrizitätszählers eines ein der zähler besteht aus u^ p r o p o r t i o n a l u^« i L , E n e r g i e v e r s o r g u n g s n e t z e s und i ^ Fig. 6 d a r g e s t e l l t e E l e k t r i z i t ä t s - wobei u^ die Netzspannung L a s t s t r o m i s t . Der in ist dem P o l u m s c h a l t e r 1, einem Multiplikator 36, ./. 3A 2335 •: 0 2 . 3 - 2 4 5 - 20 einer üer bereits vorhandenen beschriebenen weiteren Frequenzteiler einem S c h r i t t m o t o r 38, Leuchtdiode einer 39, symbolisierten einer 37, einem 2, Schaltungen fakultativ Interfaceschaltung 40 und e i n e r Anzeige durch Schnittstelle. optischen u^ e r r e i c h t j e w e i l s z w e i p o l i g den Eingang 1 und d e n j e n i g e n Eingang der S c h a l t u n g 2, der Die N e t z - spannung des ters von der sel S t e u e r s p a n n u n g proportionale des mit 36, dessem 2 geführt, Schaltung Miteinander 21 der Ausgang des Ausgang der Ausgang mit ansteht, Eingang Pol U m s c h a l t e r s ist. 1 Der Ausgang den S i g n a l e i n g a n g an Masse 2 mit der liegt. einem des Takteingang Rückstel leingang elektrischen Anzeige der Fre- Interfaceschal- Schaltung Ausgang dessen Falls ist ssen. Statt Inter- der der der des dem M u l t i p l i k a t o r des der Polumschalters Schrittmotors Ein Anode an die der positive Elektrizitätszähler Pol U m s c h a l t e r 22b der 1, wie 36 v o r a u s z u s c h a l t e n , 36 n a c h g e s c h a l t e t sein. In beiden Ausgang der den der die der In- Leuchtdiode Speisegleichspannung nur positive Schaltung in mit 39 v e r b u n d e n , Kathode der kann Fig. er Fällen Energie 2 nicht anzuschlie- 6 dargestellt, auch ist dem M u l t i p l i das Eingangsder S c h a l t u n g 2 p r o p o r t i o n a l dem Produkt +uN« i'L- Der +uH M u l t i p l i k a t o r 36 i s t z.B. ein H a l l e l e m e n t . Der F r e q u e n z t e i l e r 37 signal ist z.B. programmierbar. ./. A Zööb B 1. 38 i s t zusätzlicher mit A bzw. Umschaltsignal Interfaceschaltung einpolig Signalausgang den einem S i g n a l e i n g a n g an dem das 2, antreibt. 38 i s t terfaceschaltung misst, der 38 und 40 m e c h a n i s c h VDD l i e g t . einem T a k t e i n g a n g 37 mit Frequenzteilers Anschlüssen D^ v e r b u n d e n , 2 mit Schaltung dem S t e u e r e i n g a n g zweipoliger kator auf iL 38, Interfaceschaltung Ein Pol Schaltung 37 und einem faceschaltung - der verbunden ersten 38, tung - der des Ausgang Wech- dem L a s t s t r o m einen zweipolig Eingang ein Eine Polumschal- sind: 22a der quenzteilers soll. zweipolig wobei verbunden - Der Ausgang - der zweiten 36 i s t Multiplikators werden uL e r r e i c h t während der Spannung Multiplikators zweipolig des N gespeist eine - n uer Koiumscnaiter 1 wandelt 0:23:-245-t: der gemäss 6 die Fig. Netzspannung uN in die p e r i o d i s c h umgepolte Spannung +uN um, die im M u l t i p l i kator 36 mit der Spannung uL m u l t i p l i z i e r t wird, so dass am E i n gang der S c h a l t u n g 2 eine Spannung +uH e n t s t e h t , die p r o p o r t i o n a l dem Produkt +u^ . iL und damit p r o p o r t i o n a l der e l e k t r i s c h e n L e i ist. stung zur Die Spannung einer Bildung schen 2 erscheinenden Die Frequenz rechteckförmigen nachfolgenden Zahl jeden einen vorwärts. Schritt schaltet Impulses Nach e i n e r z.B. 300 S c h r i t t e , Eins inkrementiert. Statt kann auch elektronische eine stall-Anzeige motor voll ein im Rhythmus deren werden, der der in e i n e r bevorzugten der Fig. 7 dargestellt im Detail dargestellt, Schaltung 2 nur in der 15 sowie quellen bestehen effekttransistor Jert des en i s t aus während ist. einem jeweils aus Schritt- und muss blinkt benutzt Schaltung ist Rest des der einem den Wert derartiger in Aufbau des 10 und 15 der Konstantstromquellen 3 enthaltene je Stromeinem Feld- wobei der Ausgangsstromes der Widerstand, des 2 wird wie Eingangsteils Operationsverstärker, je statt unverlierbaren Konstantstromquellen Die beiden Der Aufbau bekannt der Ausführung Insbesondere der 40 zu m e s s e n . integrierten 3 und der um Flüssigkri- D1 i h r e r s e i t s M und kann dazu 1 dargestellten Fig. aufgebaut. je einem Wert Anzeige können 38 w e g f a l l e n Signals optisch und m i n d e s t e n s bestimmt. an sich Fall im S p a n n u n g s / S t r o m - W a n d l e r Widerstandes Stromquelle des monolytisch angedeutet Schritte, Die L e u c h t d i o d e Impulse Spannungs/Strom-Wandlers Beim 40 a n g e z e i g t e oder so 39 um Anzahl Leuchtdioden- mit Weise können. e l e k t r o m e c h a n i sehen In diesem in d e r bekannte Schrittmotor Anzeige Frequenzteiler werden. im F r e - so e r h a l t e n e n 39 s t e u e r n der Interfaceschaltung Impulsfrequenz Der E i n g a n g s t e i l 10 und einer und die vorgegebenen von der werden. zusätzlicher verwendet Speicher der verwendet 39 und s e i n e dessen z.B. wird fakultativ an sich den S c h r i t t m o t o r Empfang eines Schaltung und s p a n n u n g s m ä s s i g 38 auf Interfaceschaltung sie wird Impulse elektri- 22a der am Ausgang zeit- der proportional h geteilt, werden Impulse dass aufbereitet, eine 2 integriert Schaltung die der rechteckförmigen 37 durch quenzteiler in der Ausgangsfrequenz, ist. Leistung +uH wird Präzisions-Stromquel- dem Buch Advanced Electronic ./. 1 0 2 3 : 2 4 - zz netze uircuits, 63. Drei der una bcnenk, in der eine gemeinsame Volt, deren positiver und deren VDD l i e g t den Eingang ist. der Pol an die drei dessen 42, transistors Ausgang auf 45 g e f ü h r t ist, während Speisegleichspannung Anschluss des 10 und Kondensators des C geführt. sinem W i d e r s t a n d 48. Konstant S t r o m q u e l l e 10 i s t 50 i s t 49 und zwei 55 und einem Feldeffekt- Anschluss des invertierenden einen Eingang Widerstand 46 mit der Widerstand aus des 15 b e s t e h t aus 54, Die Kon- mit der positiven lasse und d e r j e n i g e stand 59 mit statt mit lasse liegende 55 über identisch ist der VDD, sondern Feldeffekttransistors Speisegleichspannung 57, 59 b e s t e h t . 58 über -|vss| wie zweite den W i d e r s t a n d Speisegleichspannung ei- während Operationsverstärker allerdings licht 44, Die S t r o m - 56 z u s a m m e n g e s e t z t , einem eine einem F e l d e f f e k t - 10, Feldeffekttransistors negativen 53. 50 und 51 i s t des positiven 50 und 51. 49, \nschluss des 47 und 3 enthält 15, Konstantstromquelle 56 mit den W i d e r verbunden, Speisegleichspannung Eingangspol Constantstromquelle Pol 58 und einem W i d e r s t a n d der der einen Feldeffekttransistor Operationsverstärker Stromquellen 9 auf dem O p e r a t i o n s v e r s t ä r k e r derjenige der auf Stromquellen aus 51 i h r e r s e i t s aller 5 sowie Der A u s - ID. den Umschalter 52 und einem W i d e r s t a n d äinem F e l d e f f e k t t r a n s i s t o r des eines Der S p a n n u n g s / S t r o m - W a n d l e r einem aus Stromquelle lingang zweiter über einem 43, lem F e l d e f f e k t t r a n s i s t o r Der Aufbau dem O p e r a t i o n s v e r s t ä r - Die K o n s t a n t s t r o m q u e l l e 49 b e s t e h t stantstromquelle iie 43 und 44 v e r b u n d e n den R e f e r e n z s t r o m Polumschalters dem O p e r a t i o n s v e r s t ä r k e r transistor 42, einem liefert Konstantstromquelle Ausgangspol quelle nichtinvertieren- VD[). verbunden i s t . Ein d r i t t e r F e l d e f f e k t t r a n s i s t o r s 45 b i l d e t den Ausgang d e r Konstant S t r o m q u e l l e einen mit 1,235 einem aus ein 42 und über positiven gang je Gate-Anschluss 45 d i r e k t Operationsverstärkers der mit 10 b e s t e h t einen benö- Speisegleichspannung Operationsverstärker Feldeffekttransistors des positive Pol negativer 57 b i s Konstantstromquellen K o n s t a n t s p a n n u n g s q u e l le 41 von z.B. Die K o n s t a n t s t r o m q u e l l e ker Seiten 1978, Verlag, 7 verwendeten Fig. tigen Springer 49 sind der VD[). Der n i c h t an 2 und der Ausgang d e r Schaltung jeweils Operationsverstärkers auf einen 54 bzw. n i c h t in v e r t i e r e n d e n 57 g e f ü h r t . Der n i c h t ./. 5 1 ' ;02 - 23 invertierende dem über nung einen des Widerstand Referenzstrom 60 an der der 50 auf stärkers den 57 g e f ü h r t in einen fliesst von der lers der des Eingang 50 wird in der Stromquelle des von diesem IR e r z e u g t , der am Ausgang Stromquelle Der Ausgang zusammen den zweipoligen 3 und sind mit dem z w e i p o l i g e n der am Ausgang IR s u b t r a auch geforderte Strom des Strom- 59 den 51 und damit am 51 und die Stromquelle Ausgang sub- im W i d e r s t a n d 3 der der Span- Signal wird, Referenzstrom Spannungs/Strom-Wandlers entsteht. die 51, als Referenzstrom 15 g e l i e f e r t IR/2+i'H der +uH im W i d e r s t a n d 56 der Konstantstromquelle Eingang Operationsver- anstehende Strom den Ausgang 50 a r b e i t e t Spannung Differenzstrom tiH + IR/2 bilden als Dieser so dass Piusgang das wird. Referenzstrom hiert, der 15 l i e f e r t +iH umwandelt, und im F e l d e f f e k t t r a n s i s t o r 55 vom halben trahiert quelle während Die S t r o m q u e l l e ausser- Speisegleichspan- dem i n v e r t i e r e n d e n invertierenden proportionalen der IR/2, mit 54 verbunden, ist. nungs/Strom-Wandler, negativen liegt Konstantstromquelle und i s t IR/2 Operationsverstärkers Stromquelle 57 Operationsverstärkers | . Der Ausgang -jvss halben des tingang 4 22 Masse Spannungs/Strom-Wanddes Eingang Polumschalters 5 verbunden. Die in der ist annähernd zweite sinen 8 dargestellte Fig. gleich Variante, Regler nur ias lers der aus värts-Zähler um die .og-Wandler 64, jeschaltet sind, Reglers die wobei UQ des ersetzt UR/2. Gatter angegebenen zwischen ist. ersetzt ist. Die dabei 16 und i s t 61, Der Regler einem 61;62;63;64 Vorwärts/Rück- 63 und einem Reihenfolge Digital/Ana- in K a s k a d e dem V o r w ä r t s / R ü c k w ä r t s - Z ä h l e r 63 e i n e r s e i t s vorhanden 16 d u r c h Spannungs/Strom-Wand- und zwischen 63 und dem D i g i t a l / A n a l o g - W a n d l e r )atenbus-Verbindung 2 dargestellte Fig. 61;62;63;64 Zwischenspeicher in der Einrichtung K o n s t a n t s p a n n u n g s q u e l le Exklusiv-Oder jnd dem Z w i s c h e n s p e i c h e r speicher Spannungsquelle Referenzspannung einem in der der K o n s t a n t s p a n n u n g s q u e l le Nullspannung einem 62, als UR/2 der 3 reduzierten gesteht die UR/2-UQ des Referenzsignal jleich dass Variante wie die aufgebaut 61;62;63;64 \usgangsspannung vierte dem Z w i s c h e n - 64 a n d e r s e i t s Der Ausgang der je eine Schaltung ./. A £36$ 62 4, - et 0 2 3 2 4 5 1 - ' » ' » ^ i m n - a i y i i a i n u^.w. d a n s t e n t , i s t mit einem e r s t e n Eingang des E x k l u s i v - O d e r - G a t t e r s 61 und mit einem Takteingang des Z w i s c h e n s p e i c h e r s 63 v e r b u n d e n . Die in der Schaltung 4 v o r - handenen Signale Variante zusätzlich Zählers W und P ( s i e h e 62 bzw. auf auf einen ters 61 g e f ü h r t (siehe ters 61 i s t einem mit wärts-Zählers In der der 8). Eingang die wird die vierten der nur ters während Variante Nullspannung jen, iinen die des während die Exklusiv-Oder-GatVorwärts/Rück- wird Einflusses Einrichtung noch Frequenzmodulation eliminiert. arbeitet 8 (siehe ähnlich wie d e r 5) mit Fig. dem Un- des Exklusiv-Öder-Gatters der ungeradzahligen Während e i n e r des ist umgekehrt Halbperioden ungeradzahliger Vorwärts/Rückwärts-Zählers und während - ( f H - f Q ) • T/2, Umschaltsignals einer geradzahligen so dass A bzw. B ein während einer der Der V o r - Vorhandenseins Halbperioden an- zusätzlich Vorwärts/Rückwärts-Zäh- Zählung Zählwert der dagegen UQ v e r u r s a c h t e des des B gilt. (fH+fQ) • T/2 ide T des des Zählrichtung geradzahligen A bzw. ;rgibt /ert dank die jnals dass der Exklusiv-Oder-Gat- Ausgangsfrequenz 25 im A u s g a n g s f r e q u e n z t e i l e r 62, des Mittelwert M und M1 der E i n r i c h t u n g « r ä r t s / R ü c k w ä r t s - Z ä h l e r 62 ( s i e h e Fig. 8) terschied, vierten Vorwärts/Rückwärts-. U/D des Ausgangssignale Zähler dieser des Der Ausgang "Up/Down"-Eingang UQ auf In der durch zweiten Fig. Variante Nullspannung eine Takteingang bei 62 v e r b u n d e n . zweiten nulliert. einen 1) sind Fig. 61, von d e r j e n i - des Umschaltsi- Halbperiode 62 einen Zähl- Halbperiode Peri- ganzen Zähl w e r t - ( f H - f Q ) - T/2 = 2fQ - T/2 = fQ- T e r m i t t e l t wird. Daei i s t fH der A n t e i l der Frequenz fp, der dem Signal uH e n t p r i c h t , und fQ der A n t e i l der Frequenz fp, der der N u l l s p a n n u n g 0 e n t s p r i c h t . Der Z ä h l w e r t f Q . T i s t somit p r o p o r t i o n a l der N u l l pannung UQ. Er wird am Ende e i n e r jeden P e r i o d e T mit den p o s i t i nsgehenden Flanken des U m s c h a l t s i g n a l s A bzw. B in den ZwischenfH+f0).T/2 peicher 63 g e l a d e n , og-Wandlers eschwungenen ieser um a n s c h l i e s s e n d 64 in einen Zustand Analogwert des Analogwert mit umgewandelt Regelkreises am Ausgang des Hilfe des Digital/Ana- zu werden. 17;3;4;61;62;63;64 D i g i t a l /Ana log- Wandlers Im e i n ist 64 ./. 0 2 3 2 4 5 1 - 25 gleich ist UR/2-UQ. mit dem e r s t e n Ausgangsstrom dert ler des proportional wobei Der Analogausgang die zweite 3 in die Eingang PA 2335 Digital/Analog-Wandlers Addiergliedes Spannungs/Strom-Wandlers der Summenspannung Nullspannung Schaltung Spannungs/Strom-Wandlers spannung des des 3 ist IL mehr v o r h a n d e n . wird. somit 3 ist somit +uh+Ur/2-Uq+U0 Uq durch eingeführt 17 v e r b u n d e n . 64 Der wie g e f o r - = ±uH+UR/2, den S p a n n u n g s / S t r o m - W a n d Im Ausgangsstrom ideal kein Anteil des der Null- - 26 - 02 3-2 (uH) in P A T E N T A N S P R U E C H E 1. Verfahren eine Umwandlung e i n e s zur proportionale des Signals Signals Frequenz einer (uH), in einem (±uH) erhaltenen eines eines gung r e c h t e c k f ö r m i g e r entzieht oder zu einem tionalen Signal addiert IR/2) mes (IR) ebenfalls synchron von der die subtrahiert 2. der Frequenz des so e r z e u g t e n noch eine dass vor der (+uu) nach Anspruch (UR/2) Signal eine (+uH) 1, dadurch proportionales 3. Verfahren Sum- Signals (u^), zu w e r d e n , Aus- rechteckförmigen Referenzfrequenz IR/2) addiert Stromsignal nach Anspruch 2, ist, und dass wird, das entspricht, durch eine gekennzeichnet, Nullspannung (UQ) eines Strom-Wandlers (3) reduzierte Spannung (UD/2-U ) i s t . K 0 Referenzsignal (IR/2) nungs/Strom-Wandlung ein des 1, dadurch Gleichstrom periodisch nach- (±uu +Un/2) H R umgewandelt w i r d . um eine nach Anspruch das zum p e r i o d i s c h eine Verfahren dass Summensignal (+iH +IR/2) dadurch die Gleichspannung >A 2335 (UR/2, Stromsignal gekennzeichnet, Gleichspannung Spannungs/Strom-Wandlung ein 4. Inte- Referenzstro- integriert (UR/2, (Q) propor- dem so e r h a l t e n e n konstante Referenzsignals Erzeu- Ladungsmenge Wert des um dann wird, bzw. Referenzstrom Umpolung des periodischen Zu- und Ab- Referenzsignal proportionales so wird. Referenzsignal folgende ein des Ueber- Signal dem halben ±iH +IR/2) anschliessend Verfahren umgepolten Wert umgepolt dem Wert konstantes nachfolgend zur periodisch gangsimpulse (fR/2), dass (+uH +UR/2, (±1'H+IR/2), +iH) dessen wird, entspricht, mensignal und dass (+uH, der konstante umgepolten ein des gleichzeitiger gekennzeichnet, dem p e r i o d i s c h umgepolten bei (IR) wobei eine jeweils dadurch zuführt, gration unter Umpolung Ueberwachung Steuerung Referenzstromes Schwellwertes (C) periodischen einer zwecks Signals Signals periodisch (C), Ausgangsimpulse, dem K o n d e n s a t o r (IR) einer des Kondensator konstanten Unterschreitung mit (fp) Integration integrierten schaltens elektrischen der umgepolten nach die Spannungs/ gekennzeichnet, ist, dass in dass einer Signals das Span- (+uu) zum ri ./. 4 5-1 0 : 2 3 . 2 4 - 27 - Bildung des signals (±iH + IR/2) . 5. einem dass die (P) Taktsignals ersten nachgeschalteten Integrator (3;C), der grierten Signals (6) Komparator (7) nachgeschalteten Flip Flop Umschalter (9), der gesteuerten des Referenzstromes die den R e f e r e n z s t r o m (IR) eines 11; 12) zur Erzeugung bzw. B) für den Polumschalter 15), 64, 61; 62; angeordnet 63; ist den und e i n e r 15) im E i n g a n g s t e i l des des Erzeugung und A b s c h a l t e n Signalquelle dass die (1), zwischen einem Integrators Referenzsignals im I n t e g r a t o r (3;C) nungs/Strom-Wandler (3) und dem Kondensator und dass der Einrichtung vorhanden am Ausgang ist zur Subtraktion der (10), ein (13; 14 (A (C) (16, 61; Signalquelle (3;C) (UR/2, UD/2-U , ID/2) d i e n t , dass ein z w e i t e r P o l u m s c h a l t e r K O K g l e i c h e n U m s c h a l t s i g n a l (A, B) g e s t e u e r t i s t wie der schalter dem vom F l i p Umschaltsignals gekennzeichnet, und zur einem (6), Steuerschaltung dadurch 64, inte- Konstantstromquelle periodischen (1) des einem (7), (C) Kondensator dem Zu- einer liefert, bzw. 63; einer dient, (IR) (1), Polumschalter Komparator nachgeschalteten (uc) der einem nach Ueberwachung zur eines Frequenz Verfahrens einem (3;C) gekenn- ist. mindestens dem I n t e g r a t o r wird. dadurch 5, mit einem (16, des wechselspan- (±uH) die (fR/2) Impulse Durchführung 6, enthält, 62; 1 bis Ansprüche Referenzfrequenz zur 1 bis Ansprüche Flop der rechteckförmiger Einrichtung einem einem Strom- gekenn- verarbeitet es w e i t e r bevor wird, dadurch 4, Signal umgepolte zwecks proportionalen 1 bis Ansprüche wird addiert (+iH) (+uH +UR/2) periodisch nach dass zeichnet, 7. das Verfahren der einem verstärkt nungsmässig 6. Sumrnensignal nach Verfahren zeichnet, Stromsignal proportionalen so e r z e u g t e n der (5), vom Polum- erste enthaltenen Spanist, angeordnet Vorwärts/Rückwärts-Zähler konstanten Referenzfrequenz (fR/2). 8. Einrichtung die Signalquelle nach (15, Anspruch 16) eine 7, dadurch gekennzeichnet, Spannungsquelle ist dass und mit einem ./. PA 2335 - to dm t i n g a n g n u u i c i y t i c u vi/; vorhanden i s t . 9. eine Spannungsquelle 10. die aes nach Anspruch Einrichtung spannungs/btrom-wandlers Spannungsquelle dadurch 8, ein Exklusiv-Oder-Gatter Regler (61), einem Z w i s c h e n s p e i c h e r dadurch 8, (63) und einem Einrichtung die Signalquelle nach Anspruch (15) eine 12. nach Einrichtung kennzeichnet, dass 13. ier der zwischen Spannungs/Strom-Wandler tet (3) einem Ansprüche ein ist Hochpassverstärker (18) 12, 7 bis Hochpassfilter 14. nach Einrichtung cennzeichnet, dass Ixklusiv-Oder-Gatter 17) und zwei einem der (1) (18) einen (24, 29) nach Anspruch Ier A u s g a n g s f r e q u e n z t e i l e r ung (28; 6. Einrichtung 30a; 35) Verstärker (8) und dem geschal- (19) dass und e i n e m besteht. der Ansprüche n'n V o r w ä r t s / R ü c k w ä r t s -Zähl er Einrichtung (20) ge- gekennzeichnet, 7 bis Ausgangsfrequenzteiler (23), Und-Gatter einem aus dass dadurch 11, Polumschalter dadurch (64) ist. Hochpassverstärker nach Anspruch Einrichtung (62), und am Ausgang ist. lachgeschalteten 15. vorhanden dem e r s t e n (3) einem aus gekennzeichnet, Konstantstromquelle des S p a n n u n g s / S t r o m - W a n d l e r s der ist, dass Digital/Analog-Wandler dadurch 7, die ist. V o r w ä r t s / R ü c k w ä r t s -Zähl er besteht. 11. (16) dass gekennzeichnet, (61;62;63;64) einem (3) gekennzeichnet, K o n s t a n t s p a n n u n g s q u e l le nach Anspruch Einrichtung 0 2 3 2 4 - Zähler (25), enthält, 13, (8) ge- mindestens zwei wobei dadurch der Flip ein Flop (26, Zähler (25) gekennzeichnet, dass ist. 14, eine dadurch Leer lauf - V e r h i n d e r u n g s s c h a l - enthält. nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , d a s s lie L e e r l a u f - V e r h i n d e r u n g s s c h a l t u n g (28; 30a, 35) aus einem mono- @29 - 17. ier 19. Einrichtung kennzeichnet, einem nach der dass 51) 50, nach einem jede 56, 47, 59) 52, 48, 20. Elektrizitätszähler PA 2335 7 bis Und-Gatter und (33) der Ansprüche 7 bis dadurch 17, (3) drei ge- Stromquel- 19. der Ansprüche (10, Stromquelle (42, 55, 43, 58) 44, 54, 7 bis 15, 18, 49, 57), und m i n d e s t e n s 50, einem dadurch 51) ge- aus mit einer Einrichtung ei- Feldeffekt- einem W i d e r s t a n d besteht. (46, Ansprüche 53, einem enthält. dass (45, aus Spannungs/Strom-Wandler nem O p e r a t i o n s v e r s t ä r k e r transistor (35) dass gekennzeichnet, besteht. (34) Einrichtung (49, Und- und einem (28) Flop dadurch 16, Anspruch Multivibrator monostabile <ennzeichnet, len nach Einrichtung äinem Zähler 18. Flip 4 5 1 besteht. (30) Satter einem (35), Multivibrator stabilen 52 32 nach einem der F i g . H-—m F i g . w 4 n n - n n M n j i _ n _ x 3 f r F i g . 5 0 2 3 2 4S 1 3/5 3 2 3 2 4 5 1 4 / 5 0 2 3 . 2 4 5 . 1 5/5 F i g . 8 0 2 3 2 4 5 1 i Europäisches Patentamt » Nummer der Anmeldung EUROPÄISCHER R E C H E R C H E N B E R I C H T EP EINSCHLÄGIGE DOKUMENTE Kennzeichnung des Dokuments mit Angabe, soweit erforderlich, der maßgeblichen Teile Kategorie D,A D E - A - 2 642 GYR ZUG) 397 (LGZ LANDIS & * Figuren Seite 1,2; 7, Z e i l e Seite Zeile Seite 12, 5; Zeilen 10-32 * 7 15, Betrifft Anspruch I, 4 , 7 , II, 1 5 , 16,18, 20 ME SURE S. REGULATION AUTOMAT I S M E , B a n d 50, Nr. 7, 2. Mai 1 9 8 5 , Seiten 69-71,73, Paris, FR; J . P . " R e h a b i Ii t o n s la FESTE: conversion tension-f requence" * Seite Figuren 2 a , 2b, 3; 71, rechte Z e i l e 20 Seite Spalte, 34 * Zeile 73, r e c h t e Spalte, 4,7 E.D.N. ELECTRICAL DESIGN NEWS, B a n d 30, Nr. 16. Mai 1 9 8 5 , 11, Seiten 153-162,164, Boston, Massachusetts, US; J. W I L L I A M S : extend "Design t e c h n i q u e s V/F-converter Performance" * Seite 156, Figuren c,d * 4, 1 0 D E - B - 2 632 191 (LGZ LANDIS & GYR ZUG) * 1,2,6,7; 2, Figuren Spalte 60 - S p a l t e Zeile Zeile 28; 3, Zeile 27 - S p a l t e 5, 6, Spalte 68 * Zeile I, 4 , 7 , II, 20 86 10 8493 KLASSIFIKATION DER ANMELDUNG (Int Cl.4) H 03 G Ol K R 7/06 21/00 RECHERCHIERTE SACHGEBIETE (lnt.CI.4) H 03 G 01 K R -/- Der vorliegende Recherchenbericht wurde für alle Patentansprüche erstellt. D Ab^c^lußd^um^e^g^cherche KATEGORIE DER GENANNTEN DOKUMENTE E X : von besonderer Bedeutung allein betrachtet Y: von besonderer Bedeutung in Verbindung mit-einer D anderen Veröffentlichung derselben Kategorie L A : technologischer Hintergrund O : nichtschriftliche Offenbarung P : Zwischenliteratur & T : der Erfindung zugrunde liegende Theorien oder Grundsätze hartbergW, j. älteres Patentdokument, das jedoch erst am oder nach dem Anmeldedatum veröffentlicht worden ist in der Anmeldung angeführtes Dokument • aus andern Gründen angeführtes Dokument Mitglied dergleichen Patentfamilie, übereinstimmendes Dokument J » turopaiscn.es Patentamt 0 2 3 2 4 5 1 Nummer der Anmeldung EUROPAISCHER R E C H E R C H E N B E R I C H T EP EINSCHLÄGIGE DOKUMENTE rvemuetcnnung aes uoKumems mn Angaoe, soweit ertoraerlicn, der maßgeblichen Teile D E - B - 2 416 330 (LANDIS & GYR ZUG) * Figuren 1,2; S p a l t e 4, Z e i l e - S p a l t e 8, Z e i l e 31 * 86 10 Seite Betnfft Anspruch 8493 2 KLASSIFIKATION DER ANMELDUNG{Int. Cl.4j 4,7,19 RECHERCHIERTE SACHGEBIETE (Int. CIA) jki vumeyenae necnercnenoencni wurae lur aue Patentansprüche erstem. ercne IV\ ICUU1-IIC LIEH UtNANN l EN UUKUMtN 11 t : < : von besonderer Bedeutung allein betrachtet f : von besonderer Bedeutung in Verbindung mit- einer D: anderen Veröffentlichung derselben Kategorie L: V: technologischer Hintergrund D: nichtschriftliche Offenbarung 3 : Zwischenliteratur &: r : der Erfindung zugrunde liegende Theorien oder Grundsätze HARTBERGER6,' J. älteres Patentdokument, das jedoch erst am oder lach dem Anmeldedatum veröffentlicht worden ist n der Anmeldung angeführtes Dokument @ aus andern Gründen angeführtes Dokument Mitglied dergleichen Patentfamilie, überein»timmendes Dokument