DE1441173A1

DE1441173A1 - Logarithmic converter

Info

Publication number: DE1441173A1
Application number: DE19621441173
Authority: DE
Inventors: Hardway Jun Edward V
Original assignee: Bausch and Lomb Inc
Current assignee: Bausch and Lomb Inc
Priority date: 1961-05-12
Filing date: 1962-05-11
Publication date: 1969-04-30

Description

Logarithmischer Wandler Die Erfindung betrifft einen logarithmischen Wandler, der eine lineare oder nichtlineare Bewegung oder eine elektrisches Signal genau proportional dem Logarithmus des Verhältnisses einer Eingangsspannung zu einer Bezugsspannung liefert. Insbesondere bezieht sieh die Erfindung auf einen Wandler, der in einem großen Frequenz- und Amplitudenbereich angewendet werden kann. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, einen Wandler zu liefern, bei dem der negative Logarithmus einer linearen oder einer nichtlinearen Eingangsspannung genau proportional dem Verhältnis von Eingangsspannung zu Ausgangsspannung ist.Logarithmic converter The invention relates to a logarithmic converter Transducer producing linear or non-linear motion or an electrical signal exactly proportional to the logarithm of the ratio of an input voltage to one Reference voltage supplies. In particular, the invention relates to a converter, which can be used in a wide range of frequencies and amplitudes. One Another object of the invention is to provide a converter in which the negative Exactly proportional logarithm of a linear or a non-linear input voltage is the ratio of input voltage to output voltage.

Der Logarithmus der Spannungsverhältnisse, der gewöhnlich in Dezibel ausgedrückt wird ;(oder dem zwanzigfachen Logarithmus mit der Basis 10 der Verhältnisse) wird üblicherweise zur Berechnung verwendet, da die komplexen Funktionen auf einfache Weise durch Addition oder Subtraktion der Logarithmen miteinander multipliziert oder dividiert werden können. Viele Größen werden in den Rechenmaschinen aus dem gleichen. Grunde in Logarithmen umgewandelt. Ausserdem läßt sich ein großer Amplitudenbereich graphisch darstellen, wobei in jedem Punkt der Kurve die gleiche prozentuale Ablesung ermöglicht wird. Die Skalen von Instrumenten, Spannungsmessern u.dgl. sind deshalb häufig annähernd logarithmisch unterteilt. Fast alle Angaben der Akustik oder des Frequenzbereichs bei Lautsprechern , Mikrophonen, Filtern, Verstärkern u.dgl. werden in Dezibel angegeben, die gegen die logarithmische Frequenz aufgetragen werden, d.h. beide Skalen sind logarithmisch.The logarithm of the voltage ratios, usually in decibels is expressed; (or twenty times the logarithm with the base 10 of the ratios) is usually used for calculation because the complex Functions in a simple way by adding or subtracting the logarithms with each other can be multiplied or divided. Many quantities are used in the calculating machines from the same. Basically converted to logarithms. In addition, a large Graph the amplitude range, with the same at every point on the curve percentage reading is enabled. The scales of instruments, voltmeters and the like are therefore often divided approximately logarithmically. Almost all information the acoustics or the frequency range of loudspeakers, microphones, filters, Amplifiers and the like are given in decibels versus the logarithmic frequency can be plotted, i.e. both scales are logarithmic.

Zahlreiche Geräte für die selbsttätige Aufzeichnung von Spannungsverhältnissen in Dezibel sind vorgeschlagen worden. Einige Röhrenvolneter verwenden als Mikroamperemeter Drehspulinstrumente mit einem besonders ausgebildeten Luftspalt der eine beinahe gleichmäßige Teilung der Skala in Dezibel gestattet, überdecken aber nur eine Dekade und erfordern eine häufige Skalenumschaltung. Gegenwärtig ist die größte Genauigkeit, die von solchen Weehselstromröhrenvoltmetern gefordert wird,.1%. Andere Vorrichtungen sind in ihrer Genauigkeit durch die für die logarithmische Umwandlung benutzten Anordnungen begrenzt. Logarithmische Drehpotentiometer, die bei einer Drehung auf einen streifenartigen Wicklungsträger gewickelt sind, verwenden Draht von unterschiedlicher Stärke mit unterschiedlichem Abstand und liefern also eine unzureichend genaue Spannung. Ausserdem liegen die größten Schwierigkeiten für eine hohe Genauigkeit von Drehpotentiometern mit einer Drehung, die auf ungeraden Wicklungsträgern gewickelt sind, in der Erzielung genauer Abmessungen des Wicklungsträgers und der durch die Windungszahl begrenztere Auflösung. Nichtlineare Drehpotentiometer mit mehreren Drehungen erfordern eine unterschiedliche Drahtstärke, Anzapfungen und Vorschaltwiderstände, die häufig durch eine Rechenmaschine ermittelt werden, damit ein großer Bereich von Eingangsspannungen möglich wird. Diese werden gewöhnlich auf einen schraubenförmigen, metallischen Kern gewickelt und sind sehr begrenzt in ihrer Wiedergabe von hohen Frequenzen. Ein geerdeter Kern verursacht, daß die Kapazität zwischen Kern und Wicklung Hochfrequenzströme in dem einen hohen Widerstand besitzenden Teil der Wicklung kurzschließt. Ein nichtgeerdeter Kern nimmt ein viel höheres Potential an, als derjenige Teil der Wicklung, in dem sich der Widerstand mit der Stellung .' des-Schleifers nur langsam ändert, und verursacht äusserordentlich große Fehler an und zwischen deii Anzapfungen, die mit Vorschaltwiderständen versehen sind. Eine große Genauigkeit ist selbst bei niedrigen Frequenzen nur mit großen Kosten zu erreichen, wenn der Potentiometer über einen großen Amplitudenbereich arbeiten soll. Beispielsweise muß der Änderungsbereich des Widerstands bei Drehverstellung oder Schiebeverstellung 1000:1 auf der gleichen Wicklung betragen, damit ein Bereich von 60 Dezibel überdeckt wird. Eine Fehlergrenze von 1% der ganzen Skala ist gleich einem Fehler von 1000 % am anderen Ende. Ein tragbarer, fester Fehler in der Eingangsspannung in % läßt sich mit Hilfe der bekannten Verfahren zur Herstellung von nichtlinearen oder logarithmischen Potentiometern sehr schwer erreichen.Numerous devices for the automatic recording of voltage relationships in decibels have been suggested. Some tube volneters use them as micro-ammeters Moving coil instruments with a specially designed air gap almost Even division of the scale in decibels is permitted, but only covers a decade and require frequent scale switching. At present the greatest accuracy is which is required of such alternating current tube voltmeters, .1%. Other Devices are in their accuracy due to those used for the logarithmic conversion Limited orders. Logarithmic rotary potentiometer that turns on wound a strip-like bobbin, use wire of different Strength at different distances and thus provide insufficiently accurate tension. In addition, there are the greatest difficulties for a high accuracy of rotary potentiometers with a twist wound on odd bobbins in the achievement more precise dimensions of the winding support and the more limited by the number of turns Resolution. Multi-turn nonlinear rotary potentiometers require a different wire size, taps and series resistors, which are often due A calculating machine can be used to determine a wide range of input voltages becomes possible. These are usually on a helical, metallic one Core and are very limited in their reproduction of high frequencies. A grounded core causes the capacitance between the core and the winding to generate high frequency currents short-circuits in the high resistance part of the winding. An ungrounded one The core assumes a much higher potential than that part of the winding in which the resistance with the position. ' des-grinder changes and causes slowly extremely large errors at and between the taps, the are provided with series resistors. There is great accuracy even at low levels Frequencies can only be reached at great cost if the potentiometer has a large amplitude range should work. For example, the change area the resistance for rotary adjustment or slide adjustment 1000: 1 on the same Winding so that a range of 60 decibels is covered. A margin of error 1% of the full scale equals an error of 1000% at the other end. A Portable, fixed error in the input voltage in% can be calculated with the help of the known Process for the production of non-linear or logarithmic potentiometers very difficult to achieve.

Sowohl der Halbleiter als auch die Diodenröhren liefern unter bestimmten Betriebsbedingungen ein Ausgangssignal, das dem Logarithmus des Eingangssignals proportional ist. Solche Vorrichtungen sind üblicherweise in Rechenmaschinen und logarithmischen Wandlern in Verbindung mit X-Y-Aufzeichenvorrichtungen oder mit einem Aufzeichnungsstreifen enthalten. Diese Vorrichtungen sind indessen in ihrem Amplitudenbereich begrenzt, sind temperaturabhängig und schwer einzustellen und besitzen keine genau bestimmten Endpunkte für ihren Betriebsbereich. Angeschlossene Stromkreise, die zu ihrer Verwendung erforderlich sind, sind komplex und schwierig zu stabilisieren. Die Verwendung logarithmischer Wandler war daher nur sehr begrenzt möglich.Both the semiconductor and the diode tubes deliver under certain conditions Operating conditions an output signal that is the logarithm of the input signal is proportional. Such devices are commonly found in calculating machines and logarithmic converters in connection with X-Y recorders or with a recording strip included. These devices, however, are in theirs Amplitude range limited, are temperature dependent and difficult to adjust and do not have well-defined endpoints for their area of operation. Affiliated Circuits required for their use, are complex and difficult to stabilize. The use of logarithmic converters was therefore only possible to a very limited extent.

Die Erfindung macht sich daher zur Aufgabe, einen logarithmischen Wandler zu liefern, der verhältnismäßig einfach aufgebaut ist, überwiegend driftfrei selbst bei sehr untersohiedliohen Bedingungen der Umgebung ist und trotzdem in einem großen Amplituden- und Frequenzbereich genau arbeitet. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, ein Mittel zu liefern, mit dessen Hilfe der Logarithmus einer Eingangsspannung im Verhältnis zu einer bekannten oder unbekannten Bezugsspannung in einem weiten Amplituden- und Frequenzbereich genau angegeben werden kann und bei dem der Fehler, in Prozent der Eingangsspannung, im wesentlichen unabhängig von der Höhe der Eingangsspannung ist.The invention therefore has the task of providing a logarithmic To deliver a converter that is relatively simple in construction, predominantly drift-free even with very different conditions of the environment is and still in one works precisely over a large amplitude and frequency range. Another object of the invention is to provide a means by which the logarithm of an input voltage in relation to a known or unknown reference voltage in a wide range The amplitude and frequency range can be specified precisely and for which the error as a percentage of the input voltage, essentially independent of the level of the input voltage is.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, einen logarithmischen Wandler zu liefern, in dem einer der üblichen linearen Potentiometer verwendet werden kann, so daß kostspielige und besonders aufgebaute nichtlineare Potentiometer eingespart werden, während gleichzeitig eine größere Genauigkeit erreicht wird als bisher bei Verwendung von nichtlinearen Potentiometern möglich war. Darüber hinaus macht sich die Erfindung zur Aufgabe, einen derartigen Wandler zu liefern, der einen großen Dezibelbereich besitzt und Transformatorenwicklungen, die derartig verbunden' sind, daß die Anzahl der Windungen in den Wicklungen wesentlich herabgesetzt wird, um einen großen Dezibelbereich zu erhalten, Eine noch andere Aufgabe ist, einen logarithmischen Wandler' zu liefern, der einen Ausgang besitzt, der genau proportional dem Logarithmus einer Eingangsspannung im Verhältnis zu einer bekannten oder unbekannter Bezugsspannung ist, wobei der Ausgang die Form einer mechanischen Bewegung oder eines elektrischen Signals haben kann.Another object of the invention is to provide a logarithmic converter to be supplied in which one of the usual linear potentiometers can be used, so that expensive and specially constructed non-linear potentiometers are saved while at the same time a greater accuracy is achieved than before with Use of non-linear potentiometers was possible. About that In addition, the invention has as its object to provide such a converter, which has a large decibel range and transformer windings that have such connected 'are that the number of turns in the windings is significantly reduced in order to obtain a large decibel range, yet another task is to provide a logarithmic converter 'having an output that is accurate proportional to the logarithm of an input voltage relative to a known one or unknown reference voltage, where the output is in the form of a mechanical Movement or an electrical signal.

Weiter setzt sich die Erfindung das Ziel, einen logarithmischen Wandler zu liefern, der in Verbindung mit einem thermischen Wandler oder einem geeigneten Detektor und einer Vorrichtung für die Aufzeichnung auf einer logarithmischen Skala, genaue Wechselspannungsmessungen vornimmt, d. h. mit einer Genauigkeit von weit unter 0,5 Weitere Aufgaben, Ziele und Vorteile der Erfindung werden den Fachleuten aus der nachstehenden Beschreibung, den beigefügten Patentansprüchen und den Zeichnungen einleuchten.Another object of the invention is to provide a logarithmic converter which, in conjunction with a thermal converter or a suitable detector and a device for recording on a logarithmic scale, carries out accurate AC voltage measurements, ie with an accuracy of well below 0.5 Other objects, objects and advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art from the following description, the appended claims and the drawings.

Die Zeichnungen stellen darf Fig. 1 ein Schema, welches den Grundzug der Erfindung verdeutlicht; Fig. 2 eine graphische Darstellung (die in beiden Achsen logarithmisch ist) der Ergebnisse, die unter Verwendung des Stromkreises von Fig. 1 tatsächlich erhalten wurden, und den tatsächlichen Wandlerausgang in Dezibel im Verhältnis zum idealen oder theoretischen Ausgang und die Fehlergröße, wenn der Spannungswiderständ der Fig. 1 fortgelassen wird; Fig. 3 ein Schema der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 ein Schema einer anderen Ausführungsform mit allen Widerstandselementen; Fig. 5 ein Schema einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung, die insbesondere für eine sehr genaue Messung von Wechselspannungen geeignet ist. The drawings are allowed to show: FIG. 1 a diagram which illustrates the principle of the invention; Figure 2 is a graph (which is logarithmic in both axes) of the results actually obtained using the circuit of Figure 1 and the actual transducer output in decibels relative to the ideal or theoretical output and the amount of error when the voltage resistance Fig. 1 is omitted; 3 shows a diagram of the preferred embodiment of the invention; FIG. 4 shows a diagram of another embodiment with all resistance elements; Fig. 5 is a diagram of yet another embodiment of the invention, which is particularly suitable for a very precise measurement of AC voltages.

Erfindimgsgemäß wird ein 1inearer Potentiometer mit einer Arzahl von Anzapfungen geliefert, die vorzugsweise mit gleichem Abstand vonieinar der angebracht sind und einer gegebeneen Dezibeleinteilung entsprechen. Eingangsspannung, deren Logarithmus im Verhältnis zu einer Bezugsspannung bestimmt werden soll, wird in eine Anzahl von Spannungen. unterteilt, 3o daß der Logarithmus des Unterschieds zwisehe_1 diesen Unterteilungen der Dezibeleinteilung an den Anzapfungen des Potentiometers entspricht. Die unterteilten Spannungen werden dann an die Anzapfungen des Potentiometers angelegt, so daß die Eingangsspannung logarithmisch entlang der Anzapfungen des Potentiometers verteilt wird und jede Anzapfung an die entsprechende Spannung geklemmt ist. Ein Schleifkontakt wird dann in seiner Stellung oder Spannung an jeder Anzapfstelle proportional dem Logarithmus des Spannungsverhältnisses zwischen der Spannungszufuhr zur Teilervorrichtung und der Ausgangsspannung an der jeweiligen Anzapfung sein, die durch die Spannungsteilungsvorrichtung bestimmt ist. Da die Anzapfungen einen bestimmten endlichen Dezibelabstand besitzen, interpoliert der Schleifer des Potentiometers bei der Bewegung zwischen den Anzapfungen die Spannungen,di e zwischen diesen bestehen. Man hat herausgefunden, daß die Interpolation durch den.According to the invention, a linear potentiometer with an Ar number of Taps are supplied, which are preferably mounted equidistantly from each other and correspond to a given decibel division. Input voltage, whose The logarithm in relation to a reference voltage is to be determined in a number of tensions. divided, 3o that the logarithm of the difference zwisehe_1 these subdivisions of the decibel division at the taps of the potentiometer. The divided voltages are then sent to the taps of the potentiometer is applied so that the input voltage is logarithmic along the Taps of the potentiometer is distributed and each tap to the corresponding one Voltage is clamped. A sliding contact is then in its position or tension at each tap proportional to the logarithm of the voltage ratio between the voltage supply to the divider device and the output voltage at the respective Be tap, which is determined by the voltage dividing device. Since the Taps have a certain finite decibel interval, the interpolates Slider of the potentiometer when moving between the taps the voltages, di e exist between these. It has been found that the interpolation by the.

Schleifer zwischen den Anzapfungen logarithmisch und nicht linear vorgenommen werden kann, wenn mpn einen Belastungswiderstand einschaltet, der elektrisch mit dem Schleifer und einer bestimmten Spannung verbunden ist, und daß die.Korrektur, die der Belastungswiderstand ausübt, zwischen allen Anzapfungen des Potentiometers gleich ist, wobei der Belastungswiderstand bei Bewegung des Schleifer von einem Ende des Potentiometers zum anderen nicht verstellt werden braucht. Ohne den Belastungswiderstand interpoliert der Schleifer arithmetisch, wodurch erhebliche Fehler in der Dezibelablesung verursacht werden. Beträgt beispielsweise der gewünschte Dezibelbereich 72 Dezibel und die Dezibeleinteilung des Potentiometers drei Dezibel, dann würde die Potentiometerwicklung in 24 gleiche Teile eingeteilt sein, damit ein Bereich von 72 Dezibel bei einem Abstand von 3 Dezibel erhalten wird. 3 Dezibel entsprechen einem Spannungsverhältnis von 1,41 : 1. Eine lineare, arithmetische Interpolation würde einen Wert von 1,205 in der Mitte (1,5 Dezibel) ergeben, während der richtige Wert bei 1,5 Dezibel 1,185 betragen müßte, d. h. es wird ein Fehler von annähernd 1,7 % geliefert. Dieser Fehler nimmt schnell zu, wenn die gleichmäßige Unterteilung in Dezibel zwischen den Anzapfungen vergrößert wird. Er beträgt etwa 5 % bei einem Abstand von 6 Dezibel zwischen den Anzapfungen. Da die Herstellungskosten weitgehend von der Anzahl der erforderlichen Anzapfungen abhängen, ist es höchst erwünscht und ein entscheidender Vorteil, daß die Anzahl der Anzapfungen sowohl am Poten tiometer als auch an der Spannungsteilungsvorrichtung, die gewöhnlich die Form eines Ringtransformators besitzt, verringert wird. Die Einschaltung eines Belastungswiderstands gestattet eine genaue Interpolation, selbst wenn die Anzapfungen einen verhältnismäßig großen Dezibelabstand haben, und eine noch größere Genauigkeitlwird geliefert, wenn der Dezibelabstand geringer ist. Unter Verwendung eines Belastungswiderstands ist es also möglich, die logarithmische Funktion zwischen den Anzapfstellen zu interpolieren, wobei bei einem Abstand von 6 dB eine Genauigkeit von 0,05 Dezibel oder annähernd 0,6 % bei Wahl des richtigen Belastungswiderstands geliefert wird. Eine noch größere Genauigkeit wird erreicht, wenn die Anzapfstellen einen geringeren Abstand in Dezibel besitzen. Ein Abstand von beispielsweise 2 Dezibel kann einen Umrechnuwzgsfehler von weniger als 0,02 % ergeben. Andererseits wachsen die bestmögliche Belastungsfunktion und der größtmögliche Interpolationsfehler mit größer werdendem Dezibelabstand und betragen mehr als eine Dezibel oder 10 % bei einem Abstand von 20 Dezibel zwischen den Anzapf s tellen. Man hat festgestellt, daß ein Abstand von 3 - 12 Dezibel zwischen den Anzapfungen, abhängig von der geforderten Genauigkeit, zu vertreten ist. Es leichtet ein, daß ein Ausgleich zwischen Genauigkeit und Herstellungskosten stattfinden muß. Mit wachsendem Dezibelabstand nehmen die Herstellungskosten ab, ebenso auch die Genauigkeit. Umgekehrt wird die Genauigkeit mit geringerem Dezibelabstand verbessert. Für die meisten Anwendungen ist ein Abstand von 3 - 12 Dezibel zwischen den Anzapfungen tragbar, wobei der jeweils gewählte Abstand von der erforderlichen Genauigkeit ,abhängt. Ein Abstand von 6 Dezibel scheint gegenwärtig am günstigsten für die meisten Verwendungszwecke -und ebenfalls aus wirtschaftlichen Erwägungen. Ausserordentlich präzise Wechselspannungsmesser können indessen entweder eineu geringeren Abstand oder zusätzliche Ausgleichsverfahren erfordern, die nachstehend erörtert werden.Grinder between the taps logarithmic and non-linear can be made when mpn switches on a load resistor that is electrically is connected to the grinder and a certain voltage, and that the correction, which the load resistance exerts between all taps of the potentiometer is the same, the load resistance when moving the grinder of one The end of the potentiometer does not need to be adjusted to the other. Without The grinder interpolates the load resistance arithmetically, which means considerable Errors in the decibel reading. For example, is the desired Decibel range 72 decibels and the decibel division of the potentiometer three decibels, then the potentiometer winding would be divided into 24 equal parts so a range of 72 decibels is obtained at a distance of 3 decibels. 3 decibels correspond to a voltage ratio of 1.41: 1. A linear, arithmetic Interpolation would give a value of 1.205 in the middle (1.5 decibels) while the correct value at 1.5 decibels should be 1.185, i.e. H. it becomes a mistake of approximately 1.7% delivered. This error increases quickly when the steady Division into decibels between the taps is increased. It is about 5% with a distance of 6 decibels between the taps. As the manufacturing cost largely depend on the number of taps required, it is supreme desirable and a decisive advantage that the number of taps both on the potentiometer as well as on the voltage dividing device, which is usually the Has the form of a toroidal transformer, is reduced. The activation of a load resistor allows for accurate interpolation, even if the taps are a proportionate large decibel spacing, and even greater accuracy is provided when the decibel gap is smaller. Using a load resistor is it possible to interpolate the logarithmic function between the taps, with an accuracy of 0.05 decibels or approximately at a distance of 6 dB 0.6% is delivered if the correct load resistor is selected. An even bigger one Accuracy is achieved when the taps are spaced closer in decibels own. A distance of 2 decibels, for example, can result in a conversion error of less than 0.02%. On the other hand, the best possible stress function grows and the largest possible interpolation error with increasing decibel spacing and are more than a decibel or 10% with a distance of 20 decibels between the tap. It has been found that a gap of 3 - 12 decibels between the taps, depending on the required accuracy, is responsible. It recognizes that there is a trade-off between accuracy and manufacturing cost got to. As the decibel spacing increases, so do the manufacturing costs the precision. Conversely, the accuracy is improved with a smaller decibel spacing. For most applications a distance of 3 - 12 decibels is required between the taps portable, the distance chosen depends on the required accuracy. A spacing of 6 decibels currently seems most favorable for most uses -and also for economic reasons. Extraordinarily precise alternating voltmeter can, however, either be a u smaller spacing or additional Require settlement procedures, which are discussed below.

In Fig. 1 wird die Spannungsteilungsvorrichtung als eine Transformatorwicklung 10 dargestellt, die vorzugsweise die Wicklung eines Autotransformators ist. Der Autotransformator ist vorzugsweise auf einen Ringkern gewickelt. Bei einem Abstand von 6 Dezibel wird er mit einem Eingangsverhältnis von 2 t 1 dargestellt, wodurch ein Verhältnis von 6 Dezibel in der Spannung zwischen den Spannungen E1 und E2 geliefert wird. Der Autotransformator ist mit einer Eingangsklemme 11 und einer Zwischenklemme 12 versehen. Ein linearer Potentiometer P wird über diese beiden Anschlußklemmer angeschlossen und besitzt einen Schleifer W. In dieser Zeichnung bezeichnet der Buchstabe "A" den Teil des gesamten Drehwinkels des Schleifers W, der eine Schliferspannung E0 liefert, und A wird also ei nen Wert zwi schen 0 und 1 , 0 annehmen. Der Einfachheit halber wird der Abstand von 6 Dezibel als ein Eingangsverhältnis von 2 : 1 betrachtet, wobei der Fehler lediglich etwa 1/4 % oder 0,025 Dezibel beträgt. Selbstverständlich wird in der Praxis das genaue Verhältnis von 1,99526 bei der Berechnung für den Aufbau verwendet, oder andererseits kann das Verhältnis genau 2 : 1 sein und der Dezibelabstand als 6,0206 angenommen werden, wenn die Vorrichtung für die ip-rnungsable@utlg geeicht wird, Eine Analyse der Stromschleifen im Stromkreis der Fig. 1 ergibt die folgende Gleichung: Das ideale Verhältnis zwischen und A wird angegeben durch Wird die Gleichung.(3) in die Gleichung (1) eingesetzt, wobei A = 0,5 für einen Fehler von Null an dieser Stelle, dann ist die Lösung für-das Verhältnis-von gleich 0,241 oder RL 405 Ro (4) Die Gleichung (1) wird dann: Der Wert des Belastungswiderstands RL ist also aufgrund der vorstähenden Berechnungen 4,15 Mal der Widerstand zwischen den Anzapfungen am Potentiometer P bei einem Abstand von 6 Dezibel. Das günstigste Verhältnis von der gleichen Weise errechnen. Gewöhnlich sollte der Bebei einem anderen Dezibelabstand läßt sich leicht in lastungswiderstand von hinreichender Größe sein, damit die Ausgangsspannung des Schleifers überwiegend proportional dem negativen Logarithmus der Bewegung des Schleifers ist. Rin allgemeiner Ausdruck für die Beziehung des Spannungsverhältnisses zum Dezibelabstand wird gegeben durchs worin "dB" den Dezibelabstand bezeichnet. Die Wahl des Mittelpunktes für einen Fehler von 'Null, d. h. von A = 0, 5, ist nicht das Optimum, aber nahe dem Optimum für einen kleinstmöglichen durchschnittlichen Fehler. Der Wert des Widerstands "RD" ist nicht von größter Wichtigkeit, insbesondere nicht bei einem geringen Dezibelabstand. Eine Wahl von + 5 % ist zulässig.In Fig. 1, the voltage dividing device is shown as a transformer winding 10, which is preferably the winding of an autotransformer. The autotransformer is preferably wound on a toroidal core. At a distance of 6 decibels, it is represented with an input ratio of 2 t 1, which provides a ratio of 6 decibels in the voltage between the voltages E1 and E2. The autotransformer is provided with an input terminal 11 and an intermediate terminal 12. A linear potentiometer P is connected via these two connecting terminals and has a wiper W. In this drawing, the letter "A" denotes that part of the total angle of rotation of the wiper W which supplies a wiper voltage E0, and A thus becomes a value between 0 and assume 1, 0. For simplicity, the 6 decibels spacing is considered to be a 2: 1 input ratio, with the error only about 1/4% or 0.025 decibels. Of course, in practice the exact ratio of 1.99526 is used in the calculation for the construction, or, on the other hand, the ratio can be exactly 2: 1 and the decibel spacing is assumed to be 6.0206 if the device is used for the ip-rnungsable @ utlg is calibrated, An analysis of the current loops in the circuit of Fig. 1 gives the following equation: The ideal relationship between and A is indicated by If equation (3) is inserted into equation (1), where A = 0.5 for an error of zero at this point, then the solution for -the-ratio-of equals 0.241 or RL 405 Ro (4) The equation (1) then becomes: Based on the above calculations, the value of the load resistance RL is 4.15 times the resistance between the taps on the potentiometer P at a distance of 6 decibels. Calculate the most favorable ratio from the same way. Usually, at a different decibel spacing, the load resistance should easily be of sufficient magnitude that the output voltage of the wiper is predominantly proportional to the negative logarithm of the movement of the wiper. Rin general expression for the relationship between the voltage ratio and the decibel spacing is given by where "dB" denotes the decibel spacing. The choice of the center point for an error of 'zero, ie of A = 0.5, is not the optimum, but is close to the optimum for a smallest possible average error. The value of the resistor "RD" is not of the utmost importance, especially not with a small decibel spacing. A choice of + 5% is permitted.

Um die Abnahme im Interpolationsfehler zu erläutern, die durch die Einschaltung des Widerstands RD erreicht wird, sei angenommen, daß die Anordnung von Fig. 1 in Verbindung mit einem potentiometrischen Ausgleichsservomechanismus verwendet wird, in dem die Spannung Eo mit einer Bezugsspannung ER verglichen wird, so daß der Unterschied oder die Fehlerspannung den Servomechanismus 2o betätigt, daß der Schleifer derartig bewegt wird, daß EO e ER.To explain the decrease in interpolation error caused by the Activation of the resistor RD is achieved, assume that the arrangement of Fig. 1 in conjunction with a potentiometric balancing servomechanism is used by comparing the voltage Eo with a reference voltage ER, so that the difference or the error voltage operates the servo mechanism 2o, that the grinder is moved in such a way that EO e ER.

Mit anderen Worten, der Schleifer wird so bewegt, daß EO konstant gehalten wird über Abstand von 6 Dezibel, während sich dieEingangsspannung E1 ändert. Dann ist der Fehler im Drehwinkel in A bei Ruhestellung des Schleifers verglichen mit der richtigen Stellung das Schleifers und dem entsprechenden Fehler in Dezibel: A Fehler in A Fehler in Dezibel 0 0 0 .1 -.005 -,03 . 2 -.007 -.042 .3 -.006 -.036 . 4 -0035 -.021 .5 0 0 .6 +.0038 +.023 .7 +.0068 +.041 081 +.008 +.048 .9 +.0063 +.038 1.0 0 0 Der grüßte Fehler beträgt also-0.048 Dezibel oder weniger als 0.6 % bei einem Abstand von 6 Dezibel. Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die ideale (errechnete), geradlinige Funktion zeigt, die sich ohne den Belastungswiderstand RL (RL gleich unendlich) ergibt, und die sehr gute Annäherung, die in der vorstehend beschrieben Weise bei Verwendung eines Belastungswiderstands RL 4,15R0 erlangt wird. Wie ersichtlich, gibt es bei Verwendung eines Belastungswiderstands drei Punkte, die mit der idealen Kurve zusammenfallen, d. h. je ein Punkt an jeder Anzapfstelle an jedem Ende des Potentiometerabschnitts von 6 Dezibel und einen Punkt in der Mitte eines Abschnitts. Andererseits kann man aus der Darstellung entnehmen, daß die ohne Belastungswiderstand erhaltene Kurve mit der errechneten lediglich an den Anzapfstellen und im Mittelpunkt zusammenfällt und daß der Fehler mehr als 0,5 Dezibel beträgt.In other words, the wiper is moved so that EO is held constant over a 6 decibel interval while the input voltage E1 changes. Then the error in the angle of rotation in A when the grinder is in the rest position compared to the correct position of the grinder and the corresponding error in decibels is: A error in A error in decibels 0 0 0 .1 -.005 -, 03 . 2 -.007-042 .3 -.006 -.036 . 4 -0035 -.021 .5 0 0 .6 +.0038 +.023 .7 +.0068 +.041 081 +.008 +.048 .9 +.0063 +.038 1.0 0 0 So the biggest error is -0.048 decibels or less than 0.6% at a distance of 6 decibels. 2 is a graph showing the ideal (calculated) straight-line function that results without the load resistance RL (RL equals infinity), and the very good approximation obtained in the manner described above when using a load resistance RL 4 , 15R0 is obtained. As can be seen, when using a load resistor, there are three points that coincide with the ideal curve, one point at each tap at each end of the 6 decibel potentiometer section and one point in the middle of a section. On the other hand, it can be seen from the illustration that the curve obtained without load resistance coincides with the calculated curve only at the taps and in the center and that the error is more than 0.5 decibels.

Man wird auch bemerken, daß die Darstellung der Fig. 2 bei der Auftragen g des tatsächlichen Ausgangs gegen die wahren Werte von 20 log (El/E0) eine Kurve ergibt, die nur geringfügig von der errechneten Kurve abweicht. Eine genaue Betrachtung zeigt, daß die Abweichung oder der Fehler annähernd einer Sinuskurve entsprechen. Eine Auf-. trageng des Fehlers geg6n die Schleiferverschiebung (A) der obigen Tabelle bestätigt diese Annahme. Obwohl der Fehler oder die Abweichung nicht genau einer Siriuskurve entspricht, ist die Annäherung groß genug, damit eine weitere erhebliche Verringerung des Fehlers durch eine zusätzliche Sinusbewegung des Schleifers erreicht werden kann. Beispielsweise würde eine Sinusberichtigung in einem logarithmischen Wandler mit einem Abstand von 15 Dezibel zwischen den Anzapfungen den Fehler von einem Höchstwert von 8,2 % auf 1 herabsetzen. Ein solcher Wandler kann die Form eines schneckenförmig gewickelten Potentiometers mit 15 Windungen und einer Anzapfung je Windung haben, so daß ein Gesamtbereich von 75 Dezibel gegeben ist. Die Sinusberichtigung könn te aus einer ekzentrisch auf der Potentiometerwelle angebrachten Seilscheibe bestehen, deren Ekzentrizität ausreicht, um annähernd den Sinusfehler auszugleichen. Für Fig. 2 würde die Ekzentrizität derartig sein, daß bei einem Wandlerausgang von 0 - 3 Dezibel die Schleifers tellung von der Normalstellung um einen Wert vorgerückt wird, der annähernd gleich dem waagerechten Abstand zwischen der erhaltenen und der errechneten Kurve ist. Bei einem Ausgang s von 1 Dezibel sollte beispielsweise das Vorrücken etwa A1 betragen. Am oberen Ende des Bereichs (d, h. bei einem Ausgang von 3-6Dezibel) muß der Schleifer-von der Normalstellung zurückgesetzt werden: Auf diese Weise wird. durch eine Sinusberichtigung der erhaltene Ausgang stärker dem errechneten angeglichen. Es soll hinzugefügt werden, d.aß eine solche Ausführungsform dann bevorzugt werden sollte, wenn die Kostenfrage (bei vergrößertem Abstand zwischen der Anzapfungen) die ausschlaggebende Rolle spielt. Durch die nachfolgende Aufstellung für den größtmöglichen Fehler ohne Sinusberichtigung wird diese Tatsache erhärtet: Abstand in dB Widerstandsverhältnis größtmöglicher Fehler in % 1.00 .006631 .0022 2.00 .026546 .019 4.00 .10651 .16 6.00 .24092 .56 10.00 .68113 2.6 15.00 1.5861 8.2 Bei einem Abstand von 2 dB beträgt der Fehler bei der Umwandlung bei einem geeigneten Belastungswiderstand 0.019 %, was sehr günstig ist, wenn man bedenkt, daß gegenwärtig die genaueste NBS AC-Norm 0,05 beträgt. Die Genauigkeit der Annäherung ist nicht begrenzt, wenn das Spannungsverhältnis der Anzapfungen richtig ist. Der Belastungswiderstand ermöglicht eine annehmbare Anzahl von Anzapfungen, so daß eine weitere Berichtigung selbst für große Genauigkeiten nicht erforderlicht ist.It will also be noted that the illustration of FIG. 2 g in the application of the actual output to the true values of 20 log (El / E0) gives a curve which deviates only slightly from the calculated curve. A closer look shows that the deviation or the error corresponds approximately to a sinusoidal curve. An up. Carrying the error against the wiper displacement (A) in the table above confirms this assumption. Although the error or the deviation does not exactly correspond to a Sirius curve, the approximation is large enough that a further significant reduction in the error can be achieved by an additional sinusoidal movement of the grinder. For example, a sine correction in a logarithmic converter with 15 decibels between taps would reduce the error from a maximum of 8.2% to 1. Such a transducer can be in the form of a helical-wound potentiometer with 15 turns and one tap per turn, giving a total range of 75 decibels. The sine correction could consist of an eccentric pulley attached to the potentiometer shaft, the eccentricity of which is sufficient to approximately compensate for the sine error. For Fig. 2, the eccentricity would be such that with a transducer output of 0-3 decibels, the slider position is advanced from the normal position by a value which is approximately equal to the horizontal distance between the obtained and the calculated curve. For example, with an output s of 1 decibel, the advance should be about A1. At the upper end of the range (i.e. at an output of 3-6 decibels) the slider must be reset from the normal position: This is how. the received output is more closely aligned with the calculated one by means of a sinus correction. It should be added that such an embodiment should be preferred if the question of cost (with increased distance between the taps) plays the decisive role. This fact is confirmed by the following list for the largest possible error without sine correction: Distance in dB Resistance ratio of largest possible error in % 1.00 .006631 .0022 2.00 .026546 .019 4.00 .10651 .16 6.00 .24092 .56 10.00 .68113 2.6 15.00 1.5861 8.2 At a distance of 2 dB, the conversion error with a suitable load resistor is 0.019%, which is very favorable considering that currently the most accurate NBS AC standard is 0.05. The accuracy of the approximation is not limited if the voltage ratio of the taps is correct. The load resistance allows a reasonable number of taps so that further correction is not required even for great accuracies.

Die Grundzüge der Erfindung, die vorstehend anhand.der Figuren 1 und 2 beschrieben wurden, können durch zusätzliche Windungen oder Anzapfungen an der Transformatorwicklung abgewandelt oder erweitert werden oder durch zusätzliche Wicklungen, falls erforderlich, und durch zusätzliche Abschnitte der Potentiometerwicklung am Widerstand R0. Die Schwierigkeit, den Bereich zu erweitern, kann also in erster Linie durch einen entsprechend aufgebauten Transformator überwunden werden. Das läß t sich leichter und weniger kostspielig ausführen als die Erweiterung des Dezibelbereichs in nichtlinearen, logarithmischen Potentiometern oder Dioden, die in temperaturgeregelter Öfen arbeiten. Noch wichtiger ist, daß ein Sehr genau arbeitender Wandler mit Hilfe der bekannten Herstellungsverfahren aufgebaut werden kann und daß der Wandler nicht durch Zeit, Temperatur und Gebrauch beeinträchtigt wird.The main features of the invention, which are based on the figures 1 and 2, additional turns or taps on the Transformer winding be modified or expanded or by additional windings, if necessary, and through additional sections of the Potentiometer winding on resistor R0. The difficulty of expanding the range can therefore primarily be overcome by a correspondingly constructed transformer will. This is easier and less costly to do than extension of the decibel range in non-linear, logarithmic potentiometers or diodes, who work in temperature-controlled ovens. More importantly, it's very accurate working transducer can be built using the known manufacturing process and that the transducer will not be affected by time, temperature and use will.

Eine Abwandlung oder Erweiterung der dargelegte. Erfindung wird durch Fig. 3 dargestellt, die eine bevorzugte Ausführung sform der Erfi ndung zeit. In dieser Abbildung wird ein Paar von Ringkerntransformatoren 20 und 21 gezeigt, bei dem jeder mit den Auschlußklemmen für den Eingang 22 und 23 versehen ist, und bei dem jeder, wie gezeigt, mit dem unteren Ende geerdet ist. Jeder Transformator ist ausserdem mit einer Anzahl von Anschlußklemmen für den Ausgang 24 versehen, die mit Ixen Wicklungen verbunden sind. Die Ausgancrsan.schlußklemmer, sind so angebracht, daß der Logarithmus der Spanngugsunterschiede zwischen den einzelnen Anschlußklemmen etwa gleich ist. Mit anderen Worten: die Ausgangsanschlußklemmen sind so angeschlossen, daß das Verhältnis der Anzahl der Windungen zwischen aufeinanderfolgenden Ausgangsanschlußklemmen konstant und gleich dem negativen Logarithmus der Dezibelanzahl in jeder Unterteilung, durch 20 geteilt ist. Die entsprechenden Transformatoren werden also so gezeigt, daß die erste Ausgangsanschlußklemme bei 25 Windungen liegt, die zweite bei 50, die dritte bei 100, usw. Da lediglich gerade Zahlen. von Vindungen für die Spannungsverhältnisse zuträglich sind, entsteht der größte Fehler in Dezibel bei 100 Windungen und beträgt 0,04 Dezibel. Eine Erhöhung der Gesamtzahl der Windungen würde diesen Fehler verringern und genauere Verhältniszahlen liefern, aber die Kosten für die Herstellung eines derartigen Ringkerntranssformators erhöhen.A modification or extension of what is set out. Invention is through Fig. 3 shows the time a preferred embodiment of the invention. In this figure shows a pair of toroidal transformers 20 and 21 at which each is provided with the exclusion terminals for the input 22 and 23, and at each of which, as shown, is grounded at the lower end. Every transformer is also provided with a number of terminals for the output 24, the connected to Ixen windings. The output terminal block, are attached so that the logarithm of the differences in tension between the individual Terminals is about the same. In other words, the output terminals are connected so that the ratio of the number of turns between successive Output terminals constant and equal to the negative logarithm of the number of decibels in each division, divided by 20. The corresponding transformers are shown so that the first output terminal is 25 turns, the second at 50, the third at 100, etc. Since only even numbers. of Vindungen The greatest error occurs in decibels for which the tension is conducive at 100 turns and is 0.04 decibels. An increase in the total number of turns would reduce this error and provide more accurate ratios, but the cost increase for the production of such a toroidal transformer.

Um einen möglichst großen Dezibelbereich zu erhalten und udie nd gleichzeitig die Gesamtzahl der Windungen in praktisch vernünftigen Grenzen zu halten, sind, wie Fig. 3 zeigt, 2 Transformatoren angeschlossen. Das heißt, die Eingangsklemme 23 des Transformators 21 ist mit einer der Ausgangsklemmen des Transformators 20 verbunden, d.h, mit der Ausgangsklemme bei 25 Windu:igen. Bei einem Bereich von 72 Dezibel, der in 6 Dezibel unterteilt ist, wie Fig. 3 zeigt, können also 2 Transformatoren mit je 1 577 Windungen verwendet werden. Wird nur ein Transformator für einen solchen Dezibelbereich verwendet, dann sind etwa 100 000 Windungen für die gleiche Genauigkeit des Windungsverhältni sse s erf orderli ch. Die Ko sten würden weit höher sein und die größere Windungskapazität und der -widerstand würden die Genauigkeit beeinträchtigen und den großen Frequenzbereich eines Ringkerns von 72 Dezibel einschränken. Eine andere Möglichkeit ausser der beschriebenen ist, wie bereits erwähnt, eine Unterteilung in eine ungerade Zahl von Dezibel bei geraden Windungsverhältnissen vorzunehmen. Die Kosten für zwei Ringkerne sind nicht erheblich größer als die für einen, wenn die Gesamtzahl der genau angebrachten Anzapfungen die gleiche ist.In order to obtain the largest possible decibel range and at the same time to keep the total number of turns within practically reasonable limits, as Fig. 3 shows, 2 transformers connected. That is, the input terminal 23 of transformer 21 is connected to one of the output terminals of transformer 20 connected, i.e. with the output terminal at 25 Windu: igen. With a range of 72 decibels, which is divided into 6 decibels, as Fig. 3 shows, 2 transformers with 1 577 turns each can be used. Will only If a transformer is used for such a decibel range, then about 100 000 turns are required for the same accuracy of the turns ratio ch. The costs would be far higher and the greater winding capacity and the -Resistance would affect the accuracy and the wide frequency range a toroidal core of 72 decibels. Another possibility besides the is, as already mentioned, a division into an odd number of decibels with even winding ratios. The cost of two toroidal cores are not significantly larger than those for one when the total number of properly placed Taps is the same.

Ein linearer Potentiometer p' ist in Fig. 3 mit einer Anzahl von Anzapfungen versehen, die mit den entsprechenden Ausgangsklemmen der Transformatoren verbunden sind, so daß ein Abstand von 6 Dezibel zwischen den Anzapfungen am Potentiometer geliefert wird. Auch in diesem Fall ist ein Schleifer W' angebracht und ein Belastungswiderstand RZ,ist elektrisch zwischen den Schleifer W' und einer 'Stelle mit gegebener Spannung geschaltet, z. B. an das untere Ende des Transformators. Die Beziehung zwischen Rot RZ und E2 ist gleich dem in den Figuren 1 und 2. Die Anzapfung oberhalb des Schleifers in jeder seiner Stellungen kann als mit der Spannung E1 belastet und die Anzapfung unterhalb des Schleifers als mit der Spannung E2 belastet angesehen werden. Das Spannungsverhältnis zwischen zwei benachbarten Anzapfungen ist b Dezibel oder etwa 2 s 1.A linear potentiometer p 'is shown in Fig. 3 with a number of taps which are connected to the corresponding output terminals of the transformers so that a distance of 6 decibels between the taps on the potentiometer is delivered. In this case too, a wiper W 'and a load resistor are attached RZ, is electrical between the wiper W 'and a' point with a given voltage switched, e.g. B. to the lower end of the transformer. The relationship between Red RZ and E2 are the same that in Figures 1 and 2. The tap above the wiper in each of its positions can be considered to be with the voltage E1 loaded and the tap below the wiper as loaded with the voltage E2 be considered. The tension between two adjacent taps is b decibels or about 2 s 1.

Ein wesentlicher Zug der Erfindung ist, daß die gleiche Belastungsfunktion und der gleiche Belastungswiderstand im ganzen Bereich verwendet werden können, da eine logarithmische Funktion ein weitgehend festes Verhältnis der Windungen oder der Spannunig zwischen zwei benachbarten, angezapften Unterteilungen des Transformators voraussetzt und da zwischen den Potentiometeranzapfungen gleiche Abstände liegen. Mit anderen Worten: man hat fest gestellt, daß die erforderliche Berichtigung von RL zwischen irgend zwei gewählten Anzapfungen am Potentiometer in gleicher Weise wirksam wird und daß der Wert nicht geändert werden muß, wenn der Schleifer sich von einem Ende des Potentiometers zum anderen bewegt.An essential feature of the invention is that the same load function and the same load resistance can be used in the whole area, because a logarithmic function is a largely fixed ratio of turns or the voltage between two adjacent, tapped subdivisions of the transformer and there are equal distances between the potentiometer taps. In other words, it has been found that the required correction of RL between any two selected taps on the potentiometer in the same way takes effect and that the value does not have to be changed when the grinder is off moved from one end of the potentiometer to the other.

Die Metallkerne in Potentiometern mit mehreren Windungen i;,@d gewöhnlich nicht geerdet und nehmen. bei hohen Frequenzen ein Potential von etwa der Hälfte des größten Widungspotentials an, da sie mit der Widerstandswindung gekoppelt sind. Bei der gezeigten Ausführungsform empfiehlt es sich, den Kern zu erden, derbei hohen Eingangsspannungen ein Potential annimmt, das mehrere hundertmal so groß ist wie das des Widerstandsdrahtes, der am Schleifer um den Kern gewickelt i 3t. (Bei der praktischen Durchführung wirkt sich ein nichtgeerdeter Kern bei mehr als 5 kHz aus). Da die Spannung an einem Ende der Potentiometerwicklung da 3000-400fache der Schleiferrpannung sein kann, bewirkt eine Kapazitätskopplungvon. nur einem Mikrofarad oder weniger, daß die Spannung am Schleifer über den gew ün schten Wert anwächst, wenn2 der Schleifer sich zwischen zwei Anzapfungen befinde t. Ein kleiner neutralisierender Kondensator C zwischen einer entgegengesetzt polarisierten Spannung (-kE1) und dem Schleifer verhindert diese Wirkung weitgehend und macht die Anordnurng beinahe unempfindlich bis zu einer Frequenz von 20 kHz und verwendbar bis zu 100 kHz.The metal cores in potentiometers with several turns i;, @ d usually not grounded and take. at high frequencies a potential of about half the greatest potential for dedication on, as it is with the resistance turn are coupled. In the embodiment shown, it is advisable to close the core ground, which at high input voltages assumes a potential several hundred times is as large as that of the resistance wire that is wound around the core on the wiper i 3t. (In practice, a non-grounded core affects more than 5 kHz). Since the voltage at one end of the potentiometer winding is there 3000-400 times the wiper voltage causes capacitance coupling of. just one microfarad or less that the voltage on the wiper increases above the desired value, if2 the grinder is between two taps. A little neutralizing one Capacitor C between an oppositely polarized voltage (-kE1) and the Grinder largely prevents this effect and makes the arrangement almost insensitive up to a frequency of 20 kHz and usable up to 100 kHz.

Aus der Gleichung (2) geht hervor, daß die Stellung des Schleifers W' am Potentiometer eire Funktion des Lo arithmus des Verhältnissees der Eingangsspannung L1 zur Ausgangsspannung Eo ist. Durch ein Bewegung des Schleifers, di e E o bei unterschiedlichen Eingangsspanirnungen kooi ns tant t h äl t, wird die Stellung des Schleifers zum Logarithmus dieses Verhältni ssses. Obwohl die Einstellung des Schleifers in jeder gewünschten Weise, auch bei Hand, vorgenommen werden kann, wird in Fig. 3 ein potentiometrischer Stellmechanismus dargestellt. Die Spannung Eo kann also abgenommen und geglättet werden durch einen Detektor und eine Siebkette 25 und mit einer Bezugsspannung ER aus einer Quelle 26 verglichen werden, wobei die Fehlerspannung durch einen Stellverstärker 27 verstärkt wird und dann dazu verwendet wird, einen Stellmotor 28, der mit dem Schleifer W' verbunden ist, zu regeln. Folglich wird der Schleifer so bewegt, daß Eo = ER. Der Schleifer kann entweder mechanisch oder elektrisch mit einer zweckentsprechenden Anzeigevorrichtung verbunden sein. Folglich leuchtet ein, daß die Potentiometerwelle und die gewählte Anzeige- oder Aufzeichnungsvorrichtung proportional zum Verhältnis von E1 zu ER (in Dezibel) bewegt wird.From equation (2) it can be seen that the position of the grinder W 'on the potentiometer is a function of the lo arithm of the ratio of the input voltage L1 is to the output voltage Eo. By moving the grinder, the E o at different input voltages kooi ns tant t holds, the position of the grinder to the logarithm of this ratio. Although the setting of the Grinder in everyone as desired, even by hand can be, a potentiometric adjusting mechanism is shown in Fig. 3. The voltage Eo can thus be taken off and smoothed by a detector and a sieve chain 25 and compared to a reference voltage ER from a source 26 are, the error voltage is amplified by an amplifier 27 and is then used, a servomotor 28, which is connected to the grinder W ' is to regulate. As a result, the grinder is moved so that Eo = ER. The grinder can be either mechanical or electrical with an appropriate display device be connected. Hence it is evident that the potentiometer shaft and the selected Display or recorder proportional to the ratio of E1 to ER (in decibels) is moved.

Ein zweiter Potentiometer 22 kann eingebaut werden, damit eine Ausgangsspannung geliefert wird, die proportional der Dezibeländerung ir der Eingangssparnung E1, bezogen auf die Bezugsspannung ER, ist. Der Potentiometer P2 besitzt also eine Spannungsquelle 29, die mit ihm verbunden ist, und sein. Schleifer 30 ist mit dem Schleifer W' gruppengeschaltet. Demzufolge ist die Spannung des Schleifers 30 proportional der Stellung des Schleifers W' und eine Funktion von diesem und also ei@ie Funktion des Verhältnisses von E1 zu ER, in Dezibel ausgedrückt. Bei dem Aufbau der Anordnung von Fig. 3 empfiehlt es sich, daß der Transformator durch eine Quelle mit niedriger Impedanz betrieben wird, z. B. durch einen Kathoden-Nachlaufantrieb. Ausserdem sollte der Widerstand zwischen den Anzapfungen am Potentiometer P' weitgehend auf den Widerstand zwischen den Anzapfungen an den Transformatorwicklungen bezogen sein. Beispielsweise kann der Widerstand Ro zwischen den Anzapfungen am Potentiometer zwischen 3000 und 10 000 Ohm betragen, während die Ausgangsimpedanz an den Anzapfungen des Ringkerns verhältnismäßig niedrig ist, d. h. weniger als 10 Ohm. Die Belastungswicklung auf den Transformator ist also ausserordentlich gering und kann, falls erforderlich, durch Trimmerwiderstände mit hohen Werten weiter berichtigt werden, welche im Neebenschluß zu den Anzapfungen des Transformators geerdet werden.A second potentiometer 22 can be built in to provide an output voltage which is proportional to the change in decibel ir of the input savings E1, based on the reference voltage ER. The potentiometer P2 therefore has a voltage source 29 that is associated with him, and his. Grinder 30 is in groups with grinder W '. Accordingly, the tension of the wiper 30 is proportional to the position of the wiper W 'and a function of this and therefore a function of the ratio of E1 to ER, expressed in decibels. In building the arrangement of Fig. 3 recommends that the transformer be powered by a source with lower Impedance is operated, e.g. B. by a cathode follow-up drive. Also should the resistance between the taps on the potentiometer P 'largely depends on the resistance be related between the taps on the transformer windings. For example the resistance Ro between the taps on the potentiometer can be between 3000 and 10 000 ohms, while the output impedance at the taps of the toroidal core is relatively low, d. H. less than 10 ohms. The load winding up the transformer is extremely small and can, if necessary, can be further corrected by trimmer resistors with high values, which are shunted grounded to the taps of the transformer.

Die Betriebsweise der Ausführungsform von Fig. 3 sollte einleuchten, wird aber kurz erläutert werden. Bei gegebener Eingangsspannung El stellt der Stellmechanismus den Schleifer W' so ein, daß dessen Spannung gleich der Bezugsspannung ER ist. Nachfolgend-sollte die Eingangsspannung zunehmen, wodurch die Schleiferspanriung ebenfalls anwächst und den Stellmechanismus so bewegt, daß sich der Schleifer gegen das untere Ende des Potentiometers bewegt, bis erneut Eo=ER. Die neue Stellung des Schleifers W' ist proportional dem Verhältnis der erhöhten Spannung Ei zu ER, in Dezibel ausgedrückt. Weitere Abänderungen der Eingangsspannung verursachen, daß der Schleifer W' über die Potentiometerskala bewegt wird, wodurch fortlaufend eine Ablesung der Ausgangsspannung in Dezibel geliefert wird.The mode of operation of the embodiment of Fig. 3 should be evident, but will be briefly explained. At a given input voltage El, the actuating mechanism provides the wiper W 'so that its voltage is equal to the reference voltage ER. The following-should the input voltage increase, whereby the grinder voltage also increases and moves the adjusting mechanism so that the grinder moves against the lower end of the potentiometer moves until again Eo = ER. The new position of the wiper W 'is proportional to the ratio of the increased stress Ei to ER, expressed in decibels. Further changes in the input voltage cause that the wiper W 'is moved over the potentiometer scale, whereby a continuous Reading of the output voltage is provided in decibels.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, die ähnlich der von Fig.3 ist, aber verfeinert, so daß ausserordentlich genaue Wechselspannungsmessungen möglich sind. Vor der Beschreibung von Fig.5 soll darauf hingewiesen werden, daß fast alle Wechselspannung smessungen mit einer Genauigkeit von unter 0,5 % und jede Eichung auf eine Genauigkeit von weniger als 1 % mit Hilfe von kostspieligen Wärmeaustauschvorrichtungen erreicht werden. Gewöhnlich wird eine derartige Vorrichtung mit einer Anzahl vor thermischen Wandlern geliefert, die je einen begrenzten Spannungsbereich besitzen. Jede Messung mit einem Wärmeaustauscher ist ein schwieriges und zeitraubendes Verfahren. Eine unbekannte Wechselspannung wird einem Heizkörper eines Vakuum-Thermoelements in dem thermischen Wandler zugeführt und der Gleichstromausgang des Thermoelements wird durch einen Gleichstrom-Präzisionspotentiometer gemessen. Eine veränderliche Gleichspannung, die sich gleichfalls genau messen läßt, wird dann an den Heizkörper angelegt und so ab.-ewandelt, bis die Ausgangsspannuag de Thermoelements genau gleich dem Ausgang ist, der durch die unbekannte Wechselspannung geliefert wird. Der wahre RMS oder der Wärmewert der unbekannten Wechselspannung ist dann gleich der ersetzten Gleichspannung. Die Temperatur in der Umgebung des Thermoelements wird durch einen Ofen o.dgl. konstant gehalten. Die Gründe für die Anwendung solcher Ersatzverfahren sind erstens, daß die genaue Messung einer Gleichspannung sehr viel leichter als die genaue Messung einer Wechselspannung bei dem heutigen Stande der Technik ist und zweitens, daß Vakuum-Thermoelemen te oder thermische Wandler nichtlineare Geräte sind, die auf Wechsel- oder Gleichspannungsein gänge ansprechen, jedes in besonderer Weise, aber mit ausgezeichneter Wiederholbarkeit. Ein ausserordentlich genauer logarithmischer Wandler nach der Erfindung, der mit Handbetrieb oder durch Stellmotor betrieben wird, würde eine konstante Ausgangswechselspannung liefern, um den Heizkörper des Thermoelements, unabhängig von der Höhe der unbekannten Wechselspannung im Wandlerbereich,zu speisen. Ein derartiger Wandler würde in Verbindung mit einem Vakuum-Thermoelemen t (wie in Fig. 5) oder einem geeigneten Detektor (wie in Fig. 5) (RMSS, Durchschnitts-oder Spitzenwert in Abhängigkeit von der Art der Messung) das oben beschriebene Ersatzverfahren überflüssig machen. Diese Anordnung würde in Verbindung mit einem Gleichstrom-Stellmechanismup, in dem der Ausgang des Thermoelements mit einer genau angegebenen Bezugsgleichspannung verglichen wird, so daß das Fehlersignal für den Stellmotor gegeben wird, einen Wechselspannungsmesser ergeben, der sich selbst ausgleicht und Genauigkeiten liefert, die bisher bei Wechselspannungsanzeigern nicht erreicht werden konnten. Die Messung könnte durch Zeiger und Skala, die mit dem logarithmischen Spannungsteiler-Schleifer verbunden sind, angezeigt werden, so daß auf der gesamten logarithmischen Skala gleichbleibend abgelesen werden kann. Bei einem logarithmischen Spannungsteiler ist der Zuwachs durch Stellmotor-Rückführung gleichbleibend. Die für eine Messung erforderliche Zeit würde ein Bruchteil derjenigen sein, die heute bei thermischen Wandlern erforderlich ist.Fig. 5 shows an embodiment which is similar to that of Fig. 3, but refined so that extremely accurate AC voltage measurements are possible are. Before describing Fig. 5 it should be pointed out that almost all AC voltage measurements with an accuracy of less than 0.5% and every calibration to an accuracy of less than 1% using expensive heat exchange equipment can be achieved. Usually such a device is presented with a number thermal converters, each of which has a limited voltage range. Any measurement with a heat exchanger is a difficult and time-consuming process. An unknown alternating voltage is applied to a radiator of a vacuum thermocouple fed in the thermal converter and the DC output of the thermocouple is measured by a DC precision potentiometer. A changeable one DC voltage, which can also be measured precisely, is then applied to the radiator applied and so modified until the output voltage of the thermocouple is exactly the same the exit is through the unknown AC voltage supplied will. The true RMS or the calorific value of the unknown AC voltage is then equal to the replaced DC voltage. The temperature around the thermocouple is through an oven or the like. kept constant. The reasons for using such Replacement methods are first that the exact measurement of a DC voltage is very much easier than the exact measurement of an alternating voltage at today's level Secondly, technology is that vacuum thermocouples or thermal converters are nonlinear Devices that respond to AC or DC voltage inputs are each in special way but with excellent repeatability. An extraordinary one accurate logarithmic converter according to the invention, with manual operation or by Servomotor is operated, would provide a constant output alternating voltage, around the heating element of the thermocouple, regardless of the level of the unknown AC voltage in the converter area to feed. Such a converter would be used in conjunction with a Vacuum thermocouples (as in Fig. 5) or a suitable detector (as in Fig. 5) (RMSS, average or peak value depending on the type of measurement) Eliminate the need for the substitute procedure described above. This arrangement would in connection with a direct current adjustment mechanism, in which the output of the thermocouple with a exactly specified DC reference voltage is compared, so that the error signal for the servomotor is given, an alternating voltmeter result that balances itself and delivers accuracies that were previously possible with AC voltage indicators could not be reached. The measurement could be by pointer and scale that with connected to the logarithmic voltage divider wiper are displayed, so that it can be read consistently on the entire logarithmic scale. With a logarithmic voltage divider, the increase is due to servomotor feedback constant. The time required for a measurement would be a fraction of that which is required today in thermal converters.

Die Anordnung von Autotransformator und linearem Potentiometer der Fig. 5 ist ähnlich wie die der Fig. 3, mit dem Unterschied, daß ein geringerer Dezibelabstand gewählt wurde, damit eine größere Genauigkeit erzielt werden kann. Der Abstand beträgt hier 2 Dezibel, wodurch ein Fehler von höchstens 0,019 % entstehen sollte. Die Spannung vom Schleifer W' wird einem Verstärker 33 zugeführt und das verstärkte Wechselspannungssignal wird dann über einen Heizdraht 34 des Thermoelements geleitet. Dadurch wird eine Spannung im Thermoelement 35 geliefert, die sich mit dem RMS-Heizwert des Wechsel spannungs:3ignals ändert. Gleichzeitig wird eine genau bekannte Bezugsgleichspannung einem Heizdraht 36 eines anderen Vakuum-Thermoelements von einer Präzisionsbezugsgleichspannungsquelle 37 zugeführt. Auch in diesem Fall wird ein Spannungsunterschied im Thermoelement 43 entwickelt, der proportional dem Heizwert der Bezugsgleichspannung ist. Die beiden Vakuumthermoelemente sind in der dargestellten Weise miteinander verbunden und ihre Ausgänge werden einem Zerhacker 38 zugeführt und dann einem Stellverstärker 39, in dem sie miteinander verglichen werden Der Stellverstärker regelt einen Stellmotor 40. Der Stellmotor ist mit dem Schleifer W' verbunden, so daß jeder Spannungsunterschied zwischen den beiden Ausgängen aus den beiden Thermoelementen dazu führt, daß der Stellmotor den Schleifer so bewegt, daß sich die Wechselspannung ändert, bis ihr Heizwert gleich dem der Bezugsgleichspannung ist, d. h. daß der Schleifer auf den nullpunkt eingestellt wird. Gleichzeitig kann der Stellmotor ein Zifferblatt oder eine Aufzeichnungsvorrichtung bedienen, die so geeicht ist, daß die Voltzahl oder eine gewünschte Einheit abgelesen werden kann.The arrangement of autotransformer and linear potentiometer of the FIG. 5 is similar to that of FIG. 3, with the difference that a smaller decibel spacing was chosen so that greater accuracy can be achieved. The distance is here 2 decibels, which should result in an error of no more than 0.019%. The voltage from the grinder W 'is fed to an amplifier 33 and the amplified AC voltage signal is then passed over a heating wire 34 of the thermocouple. This creates a Voltage supplied in thermocouple 35, which is related to the RMS calorific value of the alternation voltage: 3 signals changes. At the same time it becomes a well-known one DC reference voltage to a heating wire 36 of another vacuum thermocouple from a precision reference DC voltage source 37 is supplied. Also in this case will a voltage difference develops in thermocouple 43 which is proportional to the calorific value is the DC reference voltage. The two vacuum thermocouples are shown in FIG Connected to each other and their outputs are fed to a chopper 38 and then a servo amplifier 39 in which they are compared with one another Der The servo amplifier controls a servomotor 40. The servomotor is with the grinder W 'connected so that any voltage difference between the two outputs is out the two thermocouples causes the servomotor to move the grinder in such a way that that the alternating voltage changes until its heating value equals that of the reference direct voltage is, d. H. that the grinder is set to zero. At the same time can the servomotor operate a dial or a recording device that is calibrated so that the voltage or a desired unit can be read off.

Die beschriebene Anordnung besitzt mehrere Vorteile. In erster Linie soll betont werden, daß diese Anordnung die Eingangswechselspanning für das Vakuum-Thermoelement auf einem gleichbleibenden Wert hält, wodurch ermöglicht wird, daß das Vakuum-Thermoelement an einer Stelle arbeiten kann. Auf diese Weise werden die Schwierigkeiten, die bei nichtlinearen Geräten auftreten und ausgeglichen oder geglättet werden müssen und Schwierigkeiten bei unterschiedlichem Stellmotor-Zuwächs, die gewöhnlich eine AGG-Vorverstärker erforderlich machen, vermieden und eine gleiche Genauigkeit über die ganze Skala geliefert.The arrangement described has several advantages. Primarily It should be emphasized that this arrangement provides the AC input voltage for the vacuum thermocouple holds at a constant value, thereby allowing the vacuum thermocouple can work in one place. In this way the difficulties which occur in non-linear devices and must be compensated or smoothed and difficulties with different servomotor increments, which are usually a AGG preamplifiers require avoided and an equal accuracy over the full range delivered.

Falls erwünscht, kann ein Präzisionsrechteckgenerator 41 in Verbindung mit einem Eichschalter 42 zum Eichen der Anordnung benutzt werden.If desired, a precision rectangle generator 41 can be connected can be used with a calibration switch 42 to calibrate the arrangement.

Gewöhnlich empfiehlt es sich, daß die Transformatoren als Ringkernautotransformatoren gewickelt sind, obwohl auch andere Arten, z. B. die üblichen Transformatoren mit isolierten Primär- und Sekundärspulen, zur Teilung der Eingangsspannung in den vorgegebenen Dezibelabstand verwendet werden können. Der Potentiometer ist ebenfalls vorzugsweise schraubenförmig mit mehreren Wicklungen gewickelt, obwohl jeder Präzisionspotentiometer verwendet werden kann.It is usually recommended that the transformers be used as toroidal autotransformers are wound, although other types, e.g. B. the usual transformers with isolated primary and secondary coils, for dividing the input voltage into the specified Decibel spacing can be used. The potentiometer is also preferred wound helically with multiple windings, although each precision potentiometer can be used.

Obwohl in vielen Fällen. bevorzugt wird, daß die Bezugsqpsnnung BR einen festen Wert besitzt, kann sie auch abgeändert werden. Beispielsweise wäre es wünschenswert, wenn eine Anordnung, die geprüft werden soll, von einem Oszillator mit unterschiedlicher Ausgangsspannung betrieben wird, den Oszillatorausgang aufzuzeigen und daraus EH abzuleiten, um das wahre Verhältnis von Ausgang zu Eingang in Dezibel bei dem zu prüfer den Gerät zu ermitteln, ohne daß unerwünschte Änderungen in der Oszillatorspannung berücksichtigt werden müssen. In ähnlicher Weise kann die Spannung -kE1, die für die Neutralisation benutzt wird, aus dem Verstärker, der den Transformator treibt, oder einer besonderen Wicklung auf einem der Transformatoren abgeleitet werden. Der Trimmerkondensator C ist so eingestellt, daß die positive Kapazitätskupplung mit dem Schleifer zwischen den ersten zwei oder drei Anzapfungen vom Boden aus möglichst gering ist. Der Trimmerkondensator ist bei niedrigen Frequenzen nicht erforderlich.Though in many cases. it is preferred that the reference voltage BR has a fixed value, it can also be changed. For example would be it is desirable to have an arrangement to be tested by an oscillator with different output voltage is operated to show the oscillator output and derive EH from it to get the true ratio of output to input in decibels to determine the device in the examiner without undesired changes in the Oscillator voltage must be taken into account. Similarly, the tension -kE1, which is used for neutralization, from the amplifier, which is the transformer drives, or derived from a special winding on one of the transformers will. The trimmer capacitor C is set so that the positive capacitance coupling with the grinder between the first two or three taps from the ground if possible is low. The trimmer capacitor is not required at low frequencies.

Gleichspannungs-Eingangssignale und allmählich sich ändernde Eingangswechselspannungen lassen sich mit der in Fig. 3 gezeigten Anordnung umwandeln, wenn diese Signale zunächst moduliert werden. Wird beispielsweise ein 60 Hz-Zerhacker, auf den ein Verstärker oder ein Kathoden-Nachlaufantrieb folgt, verwendet, dann würden 60 Hz-Rechteckwellen durch der, Wandler geschickt und in ähnlicher Weise angezeigt. f;iedrige Frequenzen, etwa unterhalb vor. 10 Hz, können zerhackt und. durch den Wandler als unterdrücktes Trägersignal von 60 Hz geschickt Werden. Eine Aufzeichnung einer ganzen Welle wird bevorzugt, damit das Glätten vereinfacht wird und die Schwebungen verringert werden, wenn die Signalfrequenz den Subharmonischen oder Harmonischen von 60 Hz nähert, 60 Hz und die Harmonischen von 60 Hz sollten weitgehend durch die Siebkette gedämpft werden.DC voltage input signals and gradually changing input AC voltages can be converted with the arrangement shown in FIG. 3 if these signals are first modulated. For example, if a 60 Hz chopper followed by an amplifier or cathode tracking drive is used, then 60 Hz square waves would be sent through the transducer and displayed in a similar manner. f; low frequencies, about below before. 10 Hz, can be chopped and. be sent through the converter as a suppressed carrier signal of 60 Hz. A whole wave recording is preferred to simplify smoothing and reduce beats when the signal frequency approaches the subharmonics or harmonics of 60 Hz, 60 Hz and the harmonics of 60 Hz should be largely attenuated by the filter chain.

Die Vorrichtung der Fig. 3 hat sich für Anwendungen in einem Bereich von weniger als 10 Hz bis zu mehr als 20 000 Hz und in einem Amplitudenbereich von 72 Dezibel oder beinahe 4000 : 1 mit einer Genauigkeit von weniger als 1 % bewährt, die als Prozentsatz des Verhältnisses von Eingangs- zu Ausgangsspannung im ganzen Bereich ausgedrückt wird. Man kann diese Anordnung für Rechenmaschinen und Aufzeichnungsvorrichtungen mit logarithmischer Bewegung des Griffels verwenden. Sie ermöglicht den Bau von logarithmischen Wechsel- und Gleichspannungsmessern mit einem großen Bereich, bei denen mehrere Dekaden auf einer ,Skala angegeben werden. Ein derartiges Gerät besitzt den großen Vorteil, daß keine Skalenumschaltung vorgenommen werden muß und die Berechnungsdauer verkürzt wird, insbesondere wenn das Gerät mit einer r.'ulldzibel-Bpzugsskala versehen ist, die von Hand betrieben wird. Fig. 4 zeigt eine andere Vorrichtung für die Aufteilung der Eingangsspannung in eine Anzahl unterteilter Spannungen und für die Spannungsanzapfungen am linearen Potentiometer so daß ebenfalls gewählte, aber gleiche Spannungsverhältnisse zwischen den aufeinanderfolgenden Anzapfungen bestehen.The device of Fig. 3 has been found for applications in a field from less than 10 Hz to more than 20,000 Hz and in an amplitude range of 72 decibels or nearly 4000: 1 proven to an accuracy of less than 1%, as a percentage of the total input to output voltage ratio Area is expressed. One can use this arrangement for calculating machines and recording devices use with logarithmic movement of the stylus. It enables the construction of AC and DC logarithmic voltmeters with a large range which are given several decades on a scale. Such a device possesses the great advantage that there is no need to switch the scale and the calculation time is shortened, especially if the device is provided with a r.'ulldzibel-Bpzugsskale which is operated by hand. Fig. 4 shows another device for dividing the input voltage into a number of subdivided voltages and for the voltage taps on the linear potentiometer so that selected, but the same tension between the successive taps exist.

Man wird bemerken, daß diese Anordnung ein Netzwerk von Widerständen anstel1e der Transformatoren der Figuren 1 und 3 umfaßt. Diese Anordnung von Widerständen besteht nur aus zwei Widerstandswerten, d. h. aus R und 2R, so daß ein Spannungsverhältnis von 2 : 1 zwischen den Anzapfungen geliefert wird, das gleich einem Dezibelabstand von 6.0206 zwischen den Anzapfungen ist. Es wird bemerkt werden, daß der Widerstand zwischen Anzapfung und Erde an jeder Anzapfung 2/3 R ist.It will be noted that this arrangement is a network of resistors instead of the transformers of FIGS. 1 and 3. This arrangement of resistors consists of only two resistance values, i. H. from R and 2R, so that a stress ratio of 2: 1 is delivered between the taps, which is equal to one decibel spacing of 6.0206 between the taps. It will be noted that the resistance between tap and earth at each tap is 2/3 R.

Diese Form eines Wandlers mit einem Netzwerk von Widerständen liefert nicht die gleiche ausgezeichnete Genauigkeit, die durch die Ringkerntransformatoren der Fig: 3"geliefert wird, aber sein Genauigkeitsgrad ist für viele Anwendungen ausreichend, vorausgesetzt, daß Ro wesentlich größer als R ist. Gewöhnlich ist diese Anordnung, selbst bei einem hohen Verhältnis von Ro R, auf die Anwendung bei niedrigen Eingangsspannungen oder geringen Spannungsbereichen beschränkt. Auch in diesem Fall ist ein gewöhnlicher Belastungswiderstand RL vorhanden, der die in den Formeln angegebene Beziehung zu Ro besitzt.Provides this form of a transducer with a network of resistors not the same excellent accuracy given by the toroidal transformers of Fig: 3 "is supplied, but its degree of accuracy is suitable for many applications sufficient provided that Ro is substantially greater than R. Usually this is Arrangement, even at a high ratio of Ro R, to the application at low Input voltages or low voltage ranges. Even in this case there is an ordinary load resistor RL that corresponds to that in has the relationship to Ro given in the formulas.

Obwohl die Anordnung mit dem Netzwerk aus Widerständen der Fig. 4 für ein Spannungsverhältnis von 2 : 1 zwischen den Anzapfungen dargestellt ist, können selbstverständlich auch andere Verhältnisse mit einem entsprechend anderen Dezibelabstand durch Abänderung des Verhältnisses zwischen den Widerständen 31 und 32 erreicht werden.Although the arrangement with the network of resistors of FIG is shown for a voltage ratio of 2: 1 between the taps, can of course also have other relationships with a correspondingly different one Decibel spacing by changing the ratio between resistors 31 and 32 can be achieved.

Ausserdem können die 2R-Widerstände und die R-Widerstände 31a fortgelassen werden, wenn die R-Widerstände 32 verschiedene Werte haben, so daß die erwähnte gewünschte unterteilte Spannung geliefert wird. Die aufeinanderfolgenden Widerstände können beispielsweise Werte von 10, 10, 20, 40, 80, 160 usw. Ohm haben, wenn der Dezibelabstand zwischen den Anzapfungen 6.0206 beträgt. Eine solche Anordnung ist selbstverständlich nicht so einfach wie die Anwendung von nur 2 Werten für die Widerstände, wie in Fig. 4.In addition, the 2R resistors and the R resistors 31a can be omitted when the R resistors 32 have different values, so that the mentioned desired split voltage is supplied. The successive resistances can for example have values of 10, 10, 20, 40, 80, 160 etc. ohms if the Decibel distance between the taps is 6.0206. One such arrangement is of course not as easy as using only 2 values for the resistances, as in Fig. 4.

Andererseits kann eine Anordnung so zusammengesetzt werden, daß man einen Autotransformator 20 wie in Fig. 3 in Verbindung mit dem "Tetzwerk von Widerständen, die den Autotransformator 21 ersetzen, benutzt, so daß der Transformator und das Netzwerk von Widerständen gemeinsam die Vorrichtung zur Aufteilung der Eingangsspannung und für das Abklemmen der unterteilten Spannung an den aufeinanderfolgenden Anzapfungen des Potentiometers bilden. Es kann beispielsweise ein Transformator 20, wie in Fig. 3, mit verhältnismäßig wenigen Anzapfungen dazu verwendet werden, um die Antriebsimpedanz zur Anpassung an die Siebschaltung mit niedrigem Widerstandswert für die restliche Spannungsteilung herabzusetzen. Bei einer derartigen Anordnung würden sechs der 2R, R und R0-Zusammenstellungen der Fig. 4 fortfallen, so daß lediglich die Hälfte der Siebschaltung erforderlich ist, um einen Bereich von 72 Dezibel zu liefern.On the other hand, an arrangement can be put together so that one an autotransformer 20 as in Fig. 3 in connection with the "network of resistors, which replace the autotransformer 21 is used, so that the transformer and the network of resistors together is the device for dividing the input voltage and for disconnecting the divided voltage at the successive taps of the potentiometer. For example, a transformer 20, as shown in Fig. 3, with relatively few taps used to determine the drive impedance to match the low resistance filter circuit for the rest Reduce voltage division. With such an arrangement, six of the 2R, R and R0 compilations of Fig. 4 are omitted, so that only half of the filter circuit is required to provide a range of 72 decibels.

Der Transformator 21 kann auch durch eine Reihe von Widerständen mit Werten (von unten nach oben) von 10, 10, 20, 40, 80, 160 und 320 Ohm ersetzt werden, wobei die Anzapfungen des Potentiometer s zwischen,den Widerständen liegen. Die Ausgangsimpedanzen des Autotransformators 20 ist an den untersten Anzapfungen ausserordentlich niedrig und beträgt etwa (25)2/(1577)2 mal den Widerstand der Spannungsquelle von E1. Die größte Impedanz des Widerstandsteilers liegt an der Anzapfung zwischen den Widerständen mit 160 und 320 Ohm und beträgt 160 Ohm. Da in diesem Fall der Widerstand jeder Unterteilung 4170 Ohm beträgt und RL einen Wert von 17 300 Ohm besitzt, beträgt der Fehler an jeder Anzapfungsstelle weniger als 2 %, ohne daß der Widerstandsteiler getrimmt werden muß.The transformer 21 can also be replaced by a series of resistors with values (from bottom to top) of 10, 10, 20, 40, 80, 160 and 320 ohms, with the taps of the potentiometer between the resistors. The output impedance of the autotransformer 20 is extremely low at the lowest taps and is approximately (25) 2 / (1577) 2 times the resistance of the voltage source of E1. The greatest impedance of the resistor divider is at the tap between the resistors with 160 and 320 ohms and amounts to 160 ohms. Since in this case the resistance of each subdivision is 4170 ohms and RL has a value of 17,300 ohms, the error at each tap is less than 2% without the need to trim the resistor divider.

Es wird also deutlich, daß lediglich wichtigt ist, daß die Anzapfungsstellen an dem linearen Potentiometer an die entsprechenden Spannungsverhältnisse geklemmt werden und daß der Belastungswiderstand RL im entsprechenden Verhältnis zum Widerstand R0 zwischen den Anzapfungen steht, so daß der Potentiometer derartig belastet wird, daß seine Ausgangskurve sich der idealen Ausgangskurve nähert, und daß ein Wert von RL für den gesamten Bereich dient.It is therefore clear that it is only important that the taps Clamped to the corresponding voltage ratios on the linear potentiometer and that the load resistance RL is in proportion to the resistance R0 stands between the taps, so that the potentiometer is so loaded that that its output curve approaches the ideal output curve, and that a value of RL is used for the entire area.

Die Erfindung ist eine Fortsetzung der Anmeldung mit der Nr. 109 776, die am 12. 5. 1961 eingereicht wurde. Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Erfindung alle angeführten Aufgaben und Ziele und weitere Vorteile, die aus dem Aufbau des Geräts ersichtlich sind, erfüllt.The invention is a continuation of the application with the no. 109 776, which was filed on May 12, 1961. From the above description it can be seen that that the invention all of the stated objects and objects and other advantages that can be seen from the structure of the device.

Es leuchtet ein, daß gewisse Abwandlungen unabhängig durchgeführt werden kö: Lnen iL1d von Nutzen sein können. Derartige Möglichkeiten sind in den nachstehenden Patentansprüchen enthalten.It is evident that certain modifications were made independently can be useful. Such possibilities are contained in the following claims.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich zahlreiche Ausführungsformen herstellen; alle beschriebenen und dargestellten Formen der Erfindung dienen lediglich als Beispiele..und bilden keine Beschränkung.Numerous embodiments can be produced within the scope of the invention; all forms of the invention described and illustrated serve only as examples .. and do not constitute a restriction.

Claims

P A TEN T A N SPRÜCHE, 1. Logarithmic converter, characterized by a linear resistance with a number of taps with predominantly the same distance from one another, by a device for dividing an input voltage into a number of divided voltages, so that the logarithms of the voltage divisions are related on the input voltage differ from each other by a largely equal amount, by means of electrically connecting the dividing device to the resistor so that the divided voltages are applied to the respective taps, through a contact moving along the linear resistor and through a load resistor electrically connected between the contact and a given voltage and of sufficient magnitude that the position of the contact between the taps is predominantly a linear function of the logarithm of the ratio of the input voltage to the voltage of the contact is.

2. Converter according to claim 1, characterized in that that a terminal is connected to a reference voltage source and an adjusting mechanism is switched on between the reference terminal and the contact and in that the Contact is moved through this, so that a predetermined relationship between the Contact voltage and reference voltage is maintained, reducing the position of the Contact exactly proportional to the logarithm of the ratio of input voltage to reference voltage is.

3. A transducer according to claim 2, characterized in that the splitting device is a transformer winding with taps that are introduced along its extent in the way with a certain distance from each other reasonable that the winding ratio between consecutive winding sections provides voltages equal a Have decibel spacing . Converter according to Claim 3, characterized in that the linear resistor is wound on a grounded core and a neutralizing capacitor is connected between the contact and a voltage source with a polarity opposite to the contact. 5. Converter according to claim 1, characterized in that the dividing device comprises a number of resistors which form a voltage-dividing network, so that a number of graduated voltage outputs with a uniform decibel spacing are provided. 6. Converter according to claim 1, characterized by the connection with a device which moves the contact along the linear resistance and by a device for comparing the contact voltage with a reference voltage, 7. converter according to claim 6, characterized in that the comparing device consists of a pair of thermocouples, one connected to be energized by the contact voltage and the other by the reference voltage and a device for determining the relative output changes between the thermocouples. B. converter according to claim 7, characterized in that the device which moves the contact , represents a servomotor which is connected to the wiper contact and whose movement is determined by the different outputs of the thermocouples, so that a predominantly constant contact voltage Thermocouple is supplied, which is thereby fed with energy. 9. Electrical device characterized by a series of terminals, a transformer winding which is connected to the terminals so that the voltage ratios at the terminals have a predominantly equal decibel distance, a linear potentiometer with a number of taps with predominantly the same distance from each other, which with the respective terminals are connected, a contact which can be moved along the potentiometer, a load resistor which is electrically connected between the contact and one end of the transformer winding and is of sufficient size that the output voltage of the contact is predominantly proportional to that of the contact negative logarithm of the slider movement. 10, logarithmic converter, characterized by a transformer winding with input terminals and a number of output terminals, which are connected to the winding at predominantly the same decibel spacing, a linear potentiometer with taps, which are attached at predominantly the same distance along its extension and with the following : 3 talking output terminals are connected, a wiper which can be moved along it and by a load impedance which is electrically connected between the contact and one end of the winding and is of such a size that the output corresponds predominantly to the negative logarithm when the contact moves from one tap to the next along the potentiometer. 11. Logarithmic converter, characterized by a linear potentiometer with a number of taps, which have the same distance from each other, a transformer winding with a number of input terminals and a number of intermediate output terminals which are connected to the winding such that an input voltage in a Series of graduated voltages is subdivided so that the logarithms of the successive graduated voltages, based on the input voltage, differ from one another by a predominantly equal amount, the output terminals being connected to the corresponding taps of the potentiometer, so that the taps are connected to the corresponding voltages are clamped and a decibel equivalent is provided between the taps, a wiper which contacts the potentiometer, a load resistance of the winding is electrically connected between the wiper and a binder and a size which is sufficient so that the position of the wiper between the taps is predominantly a linear function of the logarithm of the ratio of the input voltage to the wiper voltage and by means of a device for adjusting the wiper so that its voltage is kept in a fixed relationship to a reference voltage, whereby the position of the wiper is proportional to the logarithm of the ratio of the input to the reference voltage. 12. A converter according to claim 11, characterized in that the actuating device consists of a servomechanism with a pair of thermocouples, one of which is connected to be energized by the wiper voltage and the other by a reference voltage, by a device for the comparison of the outputs of the thermocouples and by a servomotor which is connected to the wiper and moves it by reacting to the relative voltage differences of the thermocouple outputs, so that a position is reached in which the wiper voltage is constant, which causes the thermocouples to work at a certain operating point. 13. Converter according to claim 11, characterized in that the potentiometer is wound on a grounded core in connection with a capacitor which is electrically connected between the wiper and a voltage source with a polarity opposite to the wiper . 14. Converter according to claim 11, characterized in that the winding consists of an autotransformer. 15. Converter according to claim 14, characterized in that the winding consists of a number of autotransformers, one of which has an input terminal for the input voltage and another has an input terminal which is connected to the output terminal of one of the autotransformers. 16. A converter according to claim 11, characterized in that it is used in connection with a second linear potentiometer which is traversed by a voltage, and by a wiper on the second potentiometer and by a device which makes the wiper on the second potentiometer proportional to the movement of the wiper on the first potentiometer so that the voltage of the second wiper is proportional to the decibel change between the input voltage and the reference voltage. 17. A logarithmic converter, characterized by a linear potentiometer with a number of taps which have the same distance from each other, at least two autotransformers, each of which has input terminals and interposed output terminals that are connected to the windings of the autotransformer to DAB an input voltage into a number of graduated voltages is subdivided so that the logarithms of the the following, graduated voltages, based on the Bingengs -. @, tension, predominantly by an equal amount from each other uatexsoheiden ,, where the input terminal of the Autotranstoxmtors with one of the intermediate exit terminals of the other autotransformer is connected and e the others der, autotransformers with connected to the corresponding taps of the potentiometer are, a contact that looks along the potentiometer moves and a load resistance, which is electrically between the contact and a certain voltage is switched and has such a size that the position of the The contact between the taps is predominantly linear Function the logarithm the ratios of the input voltage to contact voltage is *, 188 ZogarMmiooher transducer, characterized by a linear potentiometer with a number of taps with predominantly the same distance from each other, a network work of resistors with input terminals and an number of output terminals connected to the network such connected, that an input voltage is divided into a number graduated voltages is divided, so that the Zoga- rithmen of the successive, graduated voltages, based on the input voltage, predominantly

the same Betres differ, with the Aus Ag angsklenmen are connected to the potentiometer adapters, so that the adaptations to the corresponding voltage are clamped, with the dowelling distance from An $ apfung to tapping is the same, a grinder that the Poten * iosieter touches, a load resistance, which provides the grinder with a certain voltage binds and is of such a size that the Position of the sole wire between the taps over - weighing a linear puncture the zogari thmus Yerhitissee of the bend tension to the solitary spennuna is and by a device for that Sinetelluna of the grinder, so that its tension in a fixed] relationship with a tension in reading which makes the position proportional to the soles the losari thsue the relations of aingani s- to Besuganpannuns is. 19: Network according to claim 18, characterized in that because the vertical position is old to a servo mechanism insists on the sole free tension and. a reference voltage reacts and is connected to the grinder, eo that he has this in a test relationship between 3 solenoid tension and side tension moved.