DE1019703B - Device for comparing the instantaneous values of two mutually independent voltages - Google Patents
Device for comparing the instantaneous values of two mutually independent voltagesInfo
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Description
Einrichtung zum Vergleichen der Momentanwerte von zwei voneinander unabhängigen Spannungen Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Vergleichen der Momentanwerte von. zwei voneinander unabhängigen Spannungen, wobei diese Einrichtungen aus einer Vergleichsvorrichtung zur Ableitung einer Steuerspannung, die zu jedem Zeitpunkt von der Differenz zwischen den Momentanwerten der beiden zu vergleichenden Spannungen abhängt, und aus Vorrichtungen bestehen, die auf die Steuerspannung ansprechen, deren Wert jenseits eines vorher bestimmten Wertes liegt.Device for comparing the instantaneous values of two from each other independent voltages The invention relates to means for comparing the Instantaneous values of. two independent voltages, these bodies from a comparison device for deriving a control voltage to each Time of the difference between the instantaneous values of the two to be compared Voltage depends, and consist of devices that respond to the control voltage, whose value is beyond a predetermined value.
In einer bekannten Einrichtung der erwähnten Art liefert ein differenzierender Kreis eine Spannung, die gleich der Differenz zwischen der von einem Entnahmekreis: gelieferten Spannung und der von einem Demodulator gelieferten Spannung ist. Da die Anordnung in solcher Weise arbeitet, daß die von dem Demodulator gelieferte Spannung der von dem Entnahmekreis gelieferten Spannung zu folgen sucht, hat die von dem differenzierenden Kreis gelieferte Differenzspannung nur relativ kleine Amplitude. Eine Begrenzung der abgeleiteten Steuerspannung erfolgt nicht, da die beiden zu vergleichenden Spannungen in einem solchen Abhängigkeitsverhältnis stehen, daß sie nur wenig differieren können. In Fällen, in denen für die Spannungsvergleiche gleiche Empfindlichkeit für alle Werte der zu vergleichenden Spannungen erforderlich ist, reicht die Genauigkeit der bekannten Anordnung für zufriedenstellenden Betrieb nicht aus.In a known device of the type mentioned, a differentiating Circuit a voltage equal to the difference between that of a sampling circuit: supplied voltage and the voltage supplied by a demodulator. There the arrangement operates in such a way that that supplied by the demodulator The voltage seeks to follow the voltage supplied by the extraction circuit The differential voltage supplied by the differentiating circuit is only relatively small Amplitude. The derived control voltage is not limited because the the two voltages to be compared are in such a dependency relationship, that they can differ only a little. In cases where for voltage comparisons the same sensitivity is required for all values of the voltages to be compared is, the accuracy of the known arrangement is sufficient for satisfactory operation not from.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung der erwähnten Art, mit der die Momentanwerte von zwei voneinander unabhängigen Spannungen mit der Genauigkeit verglichen werden können, die bei einem Codiergerät einer Impulscodemodulationsanlage erforderlich ist und die zur Erzeugung eines Impulscodezeichens verwendbar ist.The object of the invention is to provide a device of the type mentioned Way with which the instantaneous values of two independent voltages with the accuracy can be compared with a coding device of a pulse code modulation system is required and which can be used to generate a pulse code character.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Vergleichsvorrichtung die Steuerspannung so: begrenzt, daß der mögliche- Wertebereich der Steuerspannung klein gegen den möglichen Wertebereich der Differenz zwischen den beiden zu vergleichenden Spannungen ist, und daß die auf die Steuerspannung ansprechende Vorrichtung zwei gittergesteuerte Elektronenröhren mit einem gemeinsamen Kathodenwiderstand;, einem Weg zum Zuführen der Steuerspannung an ein Steuergitter einer dieser Röhren und eine Vorrichtung aufweist, um eine gleichmäßige Vorspannung an das Steuergitter der anderen Röhre zu liefern, wobei die Anordnung dieser beiden Röhren so getroffen ist, daß sie einen Kreis mit zwei stabilen Betriebszuständen bilden, der den einen oder anderen dieser Zustände, in deren jedem die eine Röhre leitend und die andere Röhre gesperrt ist, in Abhängigkeit von dem Wert der Steuerspannung zum Zeitpunkt des Vergleichs annimmt und dadurch an seinem Ausgang eine vom Größenverhältnis des Wertes der Steuerspannung und der gleichmäßigen Vorspannun:g der. anderen Röhre abhängige Binäraussage liefert. Die Steuerspannung der darauf ansprechenden Vorrichtung wird über eine Kathodenverstärkerstufe zugeführt. Ein von einer Vorrichtung gelieferter negativ gerichteter Spannungsimpuls, der zur periodischen Überlagerung der Steuerspannung an die Vorrichtung angelegt wird, die auf die Steuerspannung anspricht, wirkt derart, daß die Röhre, an welche die Steuerspannung angelegt ist, bei seinem Auftreten gesperrt wird, während bei dem Aufhören dieses Impulses der Kreis mit zwei Betriebszuständen entweder in diesem Zustand bleibt oder in den anderen Zustand abhängig von dem Wert der Steuerspannung wechselt. Vorzugsweise ist die Röhre, an welche die Steuerspannung angelegt ist, mittels Widerstand und Kapazität derart an das Steuergitter der anderen Röhre angekoppelt, daß der Wechsel aus dem Zustand, in dem die Röhre, an welche die Steuerspannung angelegt wird, gesperrt ist, in den Zustand unterstützt wird, in dem sie leitend ist. Der Widerstands-Kapazitäts-Kopplungsweg zwischen den beiden Röhren der auf die Steuerspannung, ansprechenden Vorrichtung weist vorzugsweise eine Kathodenverstärkerstufe auf. Eine Anordnung der Einrichtung nach der Erfindung wird nun als Beispiel im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben.This is achieved according to the invention in that the comparison device the control voltage so: limited that the possible range of values of the control voltage small against the possible range of values of the difference between the two to be compared Voltages and that the device responsive to the control voltage is two grid-controlled electron tubes with a common cathode resistance ;, a Way of supplying the control voltage to a control grid of one of these tubes and comprises a device to apply a uniform bias to the control grid of the other tube, the arrangement of these two tubes being made in this way is that they form a circle with two stable operating states, the one or other of these states, in each of which one tube is conductive and the other Tube is locked, depending on the value of the control voltage at the time of the comparison and thereby at its output one of the size ratio of the Value of the control voltage and the uniform preload: g der. other tube delivers a dependent binary statement. The control voltage of the responding device is supplied via a cathode amplifier stage. One supplied by a device Negatively directed voltage pulse, which is used to periodically superimpose the control voltage applied to the device responsive to the control voltage acts in such a way that the tube to which the control voltage is applied is blocked when it occurs becomes, while at the cessation of this impulse the circle with two operating states either remains in this state or in the other state depending on the value the control voltage changes. Preferably the tube to which the control voltage is applied is applied, by means of resistance and capacitance in such a way to the control grid of the other Tube coupled that the change from the state in which the tube to which the control voltage is applied, is blocked, is in the state supported, in which it is leading. The resistance-capacitance coupling path between the two Tubing of the device, responsive to the control voltage, preferably has a cathode amplifier stage. An arrangement of the facility according to the invention will now be described as an example in connection with the drawing.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild der Einrichtung, während Fig. 2 zwei Wellenformen darstellt.Fig. 1 shows the circuit diagram of the device, while Fig. 2 shows two waveforms represents.
Die Einrichtung nach Fig.l arbeitet als Zerteilungsteil einer Impulscodemodulationsanlage,wobei die Spannungen parallel zu den beiden Kondensatoren 1 und 2 eine Anzahl von Malen während der Codierungsperiode jeder Prob des Eingangszeichens verglichen werden und bestimmt wird, ob die Spannung an dem Kondensator 1 größer als die Spannung an dem Kondensator 2 ist, oder umgekehrt. Eine Elektrode jedes Kondensators 1 und 2 ist direkt geerdet, während den Kondensatoren 1 und 2 über die Röhren 3 und 4 Strom zugeführt werden kann.The device according to Fig.l works as a dividing part of a pulse code modulation system, wherein the voltages across the two capacitors 1 and 2 a number of times are compared during the coding period of each sample of the input character and it is determined whether the voltage across the capacitor 1 is greater than the voltage on the capacitor 2, or vice versa. One electrode of each capacitor 1 and 2 is directly grounded, while capacitors 1 and 2 are connected to tubes 3 and 4 Electricity can be supplied.
Die spannungführenden Elektroden der beiden Kondensatoren 1 und 2 sind über Gitterdämpfungswiderstände 5 und 6 mit den Steuergittern 7 und 8 einer Doppeltriodenel-ektronenröhre 9 verbunden, die durch zwei einzelne Trioden 11 und 12 gebildet wird, die eine gemeinsame Kathode 13 haben. Eine Pentodienelektronenröhre 14 ist in dem gemeinsamen Kathodenkreis der Trioden 11 und 12 vorgesehen. Selbstverständlich kann die Röhre durch zwei getrennte Trioden ersetzt werden, die einen gemeinsamen Kathodenkreis haben.The live electrodes of the two capacitors 1 and 2 are via grid damping resistors 5 and 6 with the control grids 7 and 8 one Doppeltriodeel-ektronenröhre 9 connected by two single triodes 11 and 12, which have a common cathode 13. A pentodiene electron tube 14 is provided in the common cathode circuit of the triodes 11 and 12. Of course the tube can be replaced by two separate triodes that share a common Have cathode circle.
Die Röhre 9 ist so eingerichtet, daß jede der einzelnen Trioden 11 und 12 einen verhältnismäßig kleinen Anlaufgitterspannungsbereich hat. Mit anderen Worten, bei jeder dieser Röhren 11 und 12 ist unter normalen Betriebsbedingungen die Anlegung einer verhältnismäßig kleinen negativen Vorspannung an ihr Steuergitter 7 bzw. 8 erforderlich, um in den Sperrzustand, zu gelangen. Wenn die beiden Einzelröhren 11 und 12 leitend sind, bewirkt jede relative Spannungsänderung an dem Gitter 7 bzw. 8 eine Spannungsänderung der Kathode 13. jede Änderung der Momentananodenspannung der Röhre 11 erzeugt ein Steuerzeichen, das von der Differenz zwischen den Momentanspannungen an den Kondensatoren 1 und 2 abhängt, wobei diese Röhre einen Anodenbelastungswiderstand 15 hat.The tube 9 is set up so that each of the individual triodes 11 and 12 has a relatively small starting grid voltage range. With others Words, each of these tubes 11 and 12 is under normal operating conditions the application of a relatively small negative bias to their control grid 7 or 8 required to get into the locked state. When the two single tubes 11 and 12 are conductive, any relative voltage change causes the grid 7 or 8 a voltage change of the cathode 13. any change in the instantaneous anode voltage the tube 11 generates a control character that is derived from the difference between the instantaneous voltages depends on capacitors 1 and 2, this tube having an anode load resistor 15 has.
Falls nun die Spannungen parallel zu den Kondensatoren 1 und 2 gleich sind, hat die Anodenspannung der Röhre 11 einen bestimmten Wert, und wenn die beiden Spannungen in gleicher Weise geändert werden, tritt praktisch keine Änderung der Anodenspannung auf, da der gemeinsame Kathodenwiderstand 10 der Röhren 11 und 12 einen verhältnismäßig großen Wert hat. Wenn jedoch z. B. die Spannung an dem Kondensator 1 ansteigt oder die Spannung an dem Kondensator 2 abfällt, ist eine Erhöhung des Span= nungsabfalles an dem Widerstand 15 mit einem sich daraus ergebenden Spannungsabfall der Anode 16 vorhanden.If now the voltages parallel to capacitors 1 and 2 are the same are, the anode voltage of the tube 11 has a certain value, and if the two If voltages are changed in the same way, there is practically no change in the Anode voltage, since the common cathode resistance 10 of the tubes 11 and 12 has a comparatively great value. However, if z. B. the voltage across the capacitor 1 rises or the voltage across capacitor 2 falls, is an increase in the Voltage drop across resistor 15 with a resulting voltage drop the anode 16 is present.
Ein Kondensator 17 ist zwischen die Anode 16 der Röhre 11 und das Steuergitter 18 einer Triodetielektronenröhre 19 geschaltet, die als Kathodenverstärkerstufe arbeitet. Jede Änderung der Anodenspannung der Röhre 11, d. h. die Steuerspannung, wird somit über den Kondensator 17 dem Steuergitter 18 zugeführt. Vermöge ihrer kleinen Gitterbereichkennwerte sucht die Röhre 9 den möglichen Wertebereich der Anodenspannung der Röhre 11 mit dem Ergebnis zu begrenzen, daß sich die Steuerspannung nur über einen viel kleineren Wertebereich ändern kann als die Spannungen an den Kondensatoren 1 und 2. Die Steuerspannung hängt somit von der Differenz zwischen den Spannungen an den Kondensatoren 1 und 2 ab, obgleich sie im wesentlichen von den tatsächlichen Werten dieser Spannungen unabhängig ist. In dem beschriebenen Beispiel können die Spannungen an den Kondensatoren 1 und 2 über Bereiche von 40 bzw. 20 Volt variieren, während sich die Steuerspannung über einen Bereich von nur 2 Volt ändern kann. Wie bereits erwähnt wurde, ist es erforderlich, daß der Widerstand 10 in dem Kathodenkreis der Röhre 9 verhältnismäßig groß ist. Dieser Bedingung wird dadurch genügt, daß die Pentodenelektronenröhre 14 vorgesehen wird, die so geschaltet ist, daß sie als konstante Stromquelle arbeitet. Die Klemme 22, die mit dem Bremsgitter 23 der Röhre 14 verbunden ist, wird normalerweise auf der Spannung der negativen Speiseleitung 23 a. gehalten, aber damit das Codierungsgerät unter allen Bedingungen genau arbeitet, wird die Röhre 14 am Ende jeder Codierungsperiode durch die Anlegung einer negativen Vorspannung an die Klemme 22 nichtleitend gemacht.A capacitor 17 is connected between the anode 16 of the tube 11 and the control grid 18 of a triode electron tube 19 which operates as a cathode amplifier stage. Any change in the anode voltage of the tube 11, ie the control voltage, is thus fed to the control grid 18 via the capacitor 17. Due to its small grid area characteristics, the tube 9 seeks to limit the possible range of values of the anode voltage of the tube 11 with the result that the control voltage can only change over a much smaller range than the voltages on the capacitors 1 and 2. The control voltage thus depends on the Difference between the voltages across capacitors 1 and 2, although it is essentially independent of the actual values of these voltages. In the example described, the voltages on capacitors 1 and 2 can vary over ranges of 40 and 20 volts, respectively, while the control voltage can vary over a range of only 2 volts. As already mentioned, it is necessary that the resistance 10 in the cathode circuit of the tube 9 is relatively large. This condition is satisfied by providing the pentode electron tube 14 which is connected to operate as a constant power source. The terminal 22, which is connected to the brake grid 23 of the tube 14, is normally on the voltage of the negative feed line 23 a. but in order for the coding device to operate accurately under all conditions, the tube 14 is rendered non-conductive by the application of a negative bias to the terminal 22 at the end of each coding period.
Wie bereits erwähnt wurde, wird die Steuerspannung dem Steuergitter 18 einer Triode 19 zugeführt, und eine Diodenelektronenröhre 24 ist zur Wiederherstellung des Gleichspannungsniveaus des Ausgangs von der Kathodenverstärkerstufe vorgesehen, die von der Röhre 19 gebildet wird. Die an einem Widerstand 25 entwickelte Spannung wird der Spannung hinzugefügt, die an dem Widerstand 26 in dem Kathodenkreis der Röhre 19 entsteht, und die resultierende Spannung wird an das Steuergitter 27 einer Pentodenelektronenröhre 28 angelegt. Der Widerstand 25 ist parallel zu einer Diodenelektronenröhre 29 geschaltet und wird von der Sekundärwicklung 31 eines Impulsübertragers 32 gespeist. Die Röhre 28 und eine weitere Pentodenelektronenröhre 33 sind mit einem gemeinsamen Kathodenwiderstand 34 versehen.As mentioned earlier, the control voltage is given to the control grid 18 is fed to a triode 19, and a diode electron tube 24 is for restoration the DC voltage level of the output from the cathode amplifier stage is provided, which is formed by the tube 19. The voltage developed across a resistor 25 is added to the voltage across the resistor 26 in the cathode circuit of the Tube 19 arises, and the resulting voltage is applied to the control grid 27 of a Pentode electron tube 28 applied. The resistor 25 is parallel to a diode electron tube 29 and is fed by the secondary winding 31 of a pulse transformer 32. The tube 28 and a further pentode electron tube 33 are connected to a common Cathode resistor 34 is provided.
Eine Dauervorspannung wird an das Steuergitter 35 der Röhre 33 von einem Potentiometer 36 angelegt, und die Anode 37 der Röhre 28 wird durch Widerstand und Kapazität wirksam an das Gitter 35 angekoppelt. Tatsächlich sind eine Kathodenverstärkerstufe, die von einer Triodenelektronenröhre 38 gebildet wird, und ein Widerstand 39 in diesem Weg zwischen der Anode 37 und dem Steuergitter 35 vorgesehen, wobei eine in ähnlicher Weise wie die Röhre 24 arbeitende Diodenelektronenröhre 41 derart angeordnet ist, daß der positivere Pegel der an das Steuergitter 35 angelegten Spannungswellenform durch das Pot.entiometer 36 bestimmt wird.A permanent bias is applied to the control grid 35 of the tube 33 of a potentiometer 36 is applied, and the anode 37 of the tube 28 is set by resistance and capacitance effectively coupled to grid 35. In fact, a cathode amplifier stage, formed by a triode electron tube 38 and a resistor 39 in FIG provided this path between the anode 37 and the control grid 35, wherein a Diode electron tube 41 operating in a manner similar to that of tube 24 is arranged in this way is that the more positive level of the voltage waveform applied to control grid 35 is determined by the potentiometer 36.
Der durch die Röhren 28 und 33 gebildete Kreis hat zwei Betriebszustände, wobei in jedem dieser Betriebszustände eine der Röhren 28 oder 33 leitet und die andere sperrt. Dieser Stromkreis ist so eingerichtet, daß er den einen oder den anderen seiner beiden Zustände in Abhängigkeit davon annimmt, ob die Steuerspannung, die durch die von der Röhre 19 gebildete Kathodenverstärkerstufe verläuft, größer oder nicht größer als die an das Gitter 35 angelegte Vorspannung ist. Jedesmal, wenn ein Vergleich der Spannungen an den Kondensatoren 1 und 2 bewirkt werden soll, wird ein Abfrageimpuls an die Primärwicklung 42 des Impulsübertragers 32 angelegt. Tatsächlich wird ein Zeichen, daß die Wellenform gemäß Fig. 2, a), hat, zwischen die Klemmen 43 und 44 mit dem Ergebnis angelegt, daß die in Fig. 2, b), dargestellte Spannungswellenform an dem Widerstand 25 entsteht.The circle formed by the tubes 28 and 33 has two operating states, wherein in each of these operating states one of the tubes 28 or 33 conducts and the other locks. This circuit is set up so that he one or the assumes the other of its two states depending on whether the control voltage, which runs through the cathode amplifier stage formed by the tube 19 is larger or not greater than the bias applied to the grid 35. Every time if a comparison of the voltages on capacitors 1 and 2 is to be effected, an interrogation pulse is applied to the primary winding 42 of the pulse transformer 32. In fact, a sign that the waveform of Fig. 2, a) has, becomes between the terminals 43 and 44 are applied with the result that that shown in Fig. 2, b) Voltage waveform across resistor 25 is produced.
jeder negativ gerichtete Impuls 45 bewirkt, daß die Röhre 28 gesperrt wird, so daß der von den Röhren 28 und 33 gebildete Stromkreis den Betriebszustand annimmt, in dem die Röhre 33 leitend ist. Bei dem Aufhören jedes Impulses 45 bleibt dieser Stromkreis entweder in diesem Zustand oder wechselt in seinen anderen Zustand in Abhängigkeit von dem relativen Wert der an dem Widerstand 26 entwickelten Steuerspannung und der an das Gitter 35 angelegten Vorspannung. Die Umschaltung von dem Zustand, in dem die Röhre 28 gesperrt ist, in den Zustand, in dem sie leitend ist, wird mittels der Ankopplung über die Röhre 38 unterstützt.any negative going pulse 45 causes tube 28 to be blocked is, so that the circuit formed by the tubes 28 and 33 the operating state assumes in which the tube 33 is conductive. At the cessation of each pulse 45 remains this circuit either in this state or changes to his other state depending on the relative value of the resistor 26 developed control voltage and the bias voltage applied to the grid 35. the Switching from the state in which the tube 28 is blocked to the state in which it is conductive is supported by means of the coupling via the tube 38.
Um zu verhindern, daß der von den Röhren 28 und 33 gebildete Kreis mit zwei Betriebszuständen von einem Zustand in -den anderen zwischen aufeinanderfolgend:en Impulsen 45 wechselt, ist die Wellenform der Fig. 2, b), so ausgebildet, daß eine kleine positiv gerichtete Spitze oder Zacke 46 am Ende jedes Impulses 45 infolge des Streuinduktivitätsringes in dem Übertrager 42 vorhanden ist.To prevent the circle formed by the tubes 28 and 33 with two operating states from one state to the other between successive: en Pulses 45 changes, the waveform of Fig. 2, b), is formed so that a small positive-going tip or prong 46 at the end of each pulse 45 as a result of the leakage inductance ring in the transformer 42 is present.
Die dem Steuergitter 35 zugeführte Vorspannung wird durch das Potentiometer 36 so eingestellt, daß bei Gleichheit der Spannungen an den Kondensatoren 1 und 2 eine gleiche Möglichkeit vorhanden ist, daß der von den Röhren 28 und 33 gebildete Stromkreis einen seiner beiden Betriebszustände nach einem Impuls 45 annimmt.The bias voltage applied to the control grid 35 is controlled by the potentiometer 36 adjusted so that when the voltages on the capacitors 1 and 2 there is an equal possibility that that formed by the tubes 28 and 33 Circuit assumes one of its two operating states after a pulse 45.
Die beschriebene Einrichtung hat einen symmetrierten Ausgang an den Klemmen 47 und 48 und es wird bemerkt, daß die Spannung an jeder der Klemmen 47 bzw. 48 nur einen der beiden Werte zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen 45 abhängig von den relativen Momentanspannungen an den Kondensatoren 1 und 2 zu dem letzten Vergleichszeitpunkt haben kann. Der Impulscodeausgang des Codierungsgerätes, von dem die oben beschriebene Einrichtung den: Zerteilungsteil bildet, wird von der Klemme 49 abgenommen, und die Kathodenverstärkerstufe, welche die Röhre 38 einschließt, dient als Pufferstufe zwischen der Ausgangsklemme 49 und der Röhre 28.The device described has a balanced output to the Terminals 47 and 48 and it is noted that the voltage at each of terminals 47 or 48 only depends on one of the two values between successive pulses 45 of the relative instantaneous voltages on capacitors 1 and 2 to the last one Comparison time may have. The pulse code output of the coding device, from which the facility described above forms the: dividing part, is controlled by the Terminal 49 removed, and the cathode amplifier stage, which encloses the tube 38, serves as a buffer stage between output terminal 49 and tube 28.
Die oben beschriebene Einrichtung hat eine praktisch unendliche Eingangsimpedanz, so daß sie während des Codierens die Spannungen an den Kondensatoren 1 und 2 nicht merklich beeinflußt.The device described above has a practically infinite input impedance, so that they do not have the voltages on capacitors 1 and 2 during coding noticeably affected.
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Also Published As
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