DE2218084A1

DE2218084A1 -

Info

Publication number: DE2218084A1
Application number: DE19722218084
Authority: DE
Priority date: 1971-04-17
Filing date: 1972-04-14
Publication date: 1972-11-09
Also published as: CA951798A; SE368463B; US3763435A; BE782238A; JPS4735690A; GB1322890A; JPS5429908B2; CH557114A; IT954697B; FR2136474A5

Description

u. Herbert Schola PHN. 55**8 C

Patentanwalt · .

/tolder: N-V-PiiüipsOloeÜampenfabrieken Wn/WG

Akte NaJ PHN- 5548
Anmeldung vom ι 13· April 1972 ·

Kreis zur Entscheidung in bezug auf die Lage der Wiederholungsfrequenz von Signaldurchgängen in einem Eingangssignal".

Die Erfindung bezieht sich auf einen Entseheidungskreis, der auf Aussteuerung eines Eingangssignals, in dem Signaldurchgänge in bestimmtem Sinne durch einen festen Bezugewert mit einer bestimmten Wiederholungsfrequenz auftreten, ein Entscheidungssignal erzeugt, das von der Lage der genannten Wiederholungsfrequenz gegenüber einem vorgeschriebenen begrenzten Frequenzintervall abhängig ist· Derartige Kreise können dazu dienen, zu entscheiden ob die genannte Wiederholungsfrequenz innerhalb bzw. ausserhalb eines bestimmten Frequenzintervalls liegt und insbesondere um zu entscheiden, *

einer
in welchem Intervall/Reihe möglicher, sich genau aneinander anschliessender Frequenzintervalle diese Wiederholungsfrequenz liegt, beispielsweise zur Steuerung von Prozessen, zur

209846/0756

-2- PHN. 55^8 C

Fernsteuerung von Apparatur, zum Anrufen von Teilnehmern u.dgl.

Insbesondere wenn eine unzweideutige Entscheidung in bezug auf das Frequenzintervall, in dem die genannte Wiederliolun^sl'requenz liegt, ein Erfordernis ist, muss der Ausführung firms derartigen Entscheidungskreises besondere Aufmerksamkeit, gewidmet werden. Dieses Erfordernis führt nämlich in der Praxis zu Schwierigkeiten, wenn diese Wiederholungsfrequenz in der Nähe der Grenzen der aufeinander folgenden Frequenzintervalle liegt. Zum treffen einer Entscheidung in bezug auf dip Lage dieser Wiederholungsfrequenz könnte auf bekannte Weise eine Reihe parallelgeschalteter Bandfilter mit sich aneinander anschliessenden Frequenz-Durchlasbändern verwendet werden, wobei an diese Bandfilter Umhüllende-Detektoren angeschlossen sind. Das Erfordernis einer unzweideutigen Entscheidung bedeutet dann, dass die Bandfilter für ein genaues Aneinanderschliesen der Durchlassbänder unendlich steile Flanken aufweisen müssen, welches letztere Erfordernis insbesondere bei Bandfiltern mit einer niedrigen Mittenfrequenz und einer kleinen Bandbreite sogar mit vielen Einzelteilen nicht annähernd verwirklichbar ist. Bleibt dennoch das Erfordernis einer Unzweideutigkeit bestehen, so kann bei den in der Praxis erreichbaren Flankensteilheiten ein genaues Aneinanderschliessen der Durchlassbänder nicht mehr verwirklicht werden. Würde auf ebenfalls bekannte Weise ein linearer Frequenzdlskritninator mit einer nachfolgenden Reihe parai 1 alge— scha Lt et er Amplitudenfilter mit sich aneinander anschiiessenden AmpIiiudendurchlassbändern verwendet werden, so treten Schwierig-

209846/0756

-3- PHN. 55^8 C

keiten gleicher Art auf, da sich auch hier das Erfordernis einer unzweideutigen Entscheidung in der Praxis nicht mit einem genauen Aneinanderschliessen der Durchlassbänder vereinigen lässt.

Die Erfindung bezweckt nun, einen Entscheidungskreis der eingangs erwähnten Art zu schaffen, in dem durch Anwendung, eines anderen Prinzips auch für Wiederholungsfrequenzen in der Nähe der Grenzen eines bestimmten Frequenzintervalls eine unzweideutige Entscheidung getroffen wird, wodurch ein genaues Aneinanderschliessen der Intervalle in einer Reihe aufeinander folgender Frequenzintervalls ermöglicht wird, während sich dieser Entscheidungskreis weiter durchauf dazu eignet, auf elektronischen Wege die Grenzen eines bestimmten Frequenzintervalls einzustellen, wodurch die Anwendungsmöglichkeiten des Entscheidungskreises insbesondere bei Fernsteuerung grosser werden, welcher Entscheidungskreis einen besonders einfachen Aufbau hat und fast völlig als integrierte Halbleiterschaltung ausgebildet werden kann.

Der erfindungsgemässe Entscheidungskreis weist das Kennzeichen auf, dass er mindestens zwei monostable Kippschwingungsgeneratoren mit unterschiedlichen Kippschwingungszeiten enthält, deren Eingänge mit einem gemeinsamen Signaleingang des Entscheidungskreises gekoppelt sind, welche Kippschwingungsgeneratoren bei den genannten Signaldurchgängen durch den Testen Hezugswert in ihren metastabilen Zustand übergehen und Ausgangsimpulse mit einer von der Wiederholungsfrequenz der genannten Signaldurchgänge unabhängigen

209846/0756

-h- PHN. 55^8 C

Dauer abgeben, wobei die Kippschwingungsgeneratoren mit ihrem Ausgang an eine Kaskadenschaltung aus einem Zusammenfügung snetzwerk und einem Glättungsfilter zur Erzeugung einer geglätteten Differenz zwischen den genannten Ausgangsimpulsen der Kippschwingungsgeneratoren angeschlossen sind, und der Ausgang der Kaskadenschaltung an einen Schwellenkreis angeschlossen ist, dessen Ausgang einen Entscheidungssignalausgang des Entscheidungskreises bildet.

Gegenüber den bekannten Entscheidungsarten in bezug auf die Lage der Wiederholungsfrequenz in bezug auf ein bestimmtes Frequenzintervall, wobei die Entscheidung, wie obenstehend erwähnt, auf Frequenzbasis oder auf Amplitudenbasis erfolgt, unterscheidet sich der Entscheidungskreis nach der Erfindung auf deutliche Weise dadurch, dass hier die Entscheidung auf Zeitbasis erfolgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines Entscheidungskreises nach der Erfindung,

Fig. 2 einige Zeitdiagramme,

Fig. 3 einige Frequenzdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Entscheidungskreises nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Abwandlung des Entscheidungskreises nach Fig. 1,

Fig. 5 einige Frequenzdiagramme für den Entscheidungskreis nach Fig. k.

209846/0756

-5- PHN. 55^8 C

Fig. 6 eine Abwandlung der Entscheidungskreises nach Fig. 1 mit einem Einstellkreis zur Steuerung der Lage einer eier Grenzen des vorgeschriebenen Frequenzintervalls, Fig. 7 einige Zeitdiagramme und

Fig. 8 einige Frequenzdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Entscheidungskreises nach Fig. 6,

Fig. 9i 10 und 12 Abwandlungen des im Entscheidungskreis nach Fig. 6 verwendeten Einstellkreises,

Fig. 11 einige Zeitdiagramme zur Erläuterung des Einstellkreises nach Fig. 10.

Der in Fig. 1 dargestellte Entscheidungskreis dient dazu, für ein Eingangssignal, in dem Signaldurchgänge in bestimmtem Sinne durch einen festen Bezugswert R mit einer bestimmten Wiederholungsfrequenz f auftreten, zu entscheiden, ob diese Wiederholungsfrequenz f innerhalb eines vorgeschriebenen Frequenzintervalle (f^» f₂) bzw. eines sich genau daran anschliessenden Frequenzintervalls (f„, f„) oder aber ausserhalb dieser beiden Intervalle liegt. Das Eingangssignal kann im allgemeinen eine beliebige Form haben, wobei jedoch die Wiederholungsfrequenz f dieser Signaldurchgänge noch vom Bezugswert R selbst abhängen kann. So treten beispielsweise bei einem Eingangssignal der bei a_ in Fig. 2 dargestellte Form die Signaldurchgänge in positivem Sinne durch den Bezugswert R₁ mit einer Wiederholungsfrequenz f auf und die durch den Bezugswert R„ mit der doppelten Wiederholungsfre- (\ueny. 2f . Zur Vereinfachung der weiteren Beschreibung von Fig. 1 wird nun vorausgesetzt, dass das Eingangssignal die

209846/0756

-6- PHN. 55^8 C

bei ti in Fig. 2 dargestellte Form hat, wobei Impulse mit der Wiederholungsfrequenz f auftreten und der Bezugswert R null ist, so dass das Auftreten der Impulse mit den Signaldurch- ^iin^en in positivem Sinne durch den Bezugswert R zusammenl';i lit.

In Fig. '3 sind bei a_ die dem Entscheidungskreis in Fig. 1 vorgeschriebenen Frequenzintervalle (f,» f~) und (f _o , f„) dargestellt, die sich genau aneinander anschliessen. Die Entscheidung in bezug auf die Lage der Wiederholungsfrequenz f gegenüber den Frequenzintervallen ( f, > fp) und (f„, f„) Hesse sich auf eine Selektion des Intervalls (Γ , f ) mittels eines ersten Bandfilters mit einem Durchlassband (f , f_o) und eine Selektion des Intervals (f , f„) mittels eines zweiten Bandfilters mit einem Durchlassband (f_o, f„), das sich genau an das Durchlassband (f_1f f₂) ^a"-schliesst, basieren. In Fig. 3 sind bei b_ und c_ praktische Beispiele der Durchlasskennlinien dieses ersten bzw. zweiten Bandfilters dargestellt. Aus Fig. 3 gehthervor, dass in diesem Fall für eine Wiederholungsfrequenz f = f„ - d in der Nähe der gemeinsamen Grenzfrequenz f~ nicht nur das erste Bandfilter ein Ausgangssignal abgibt, sondern auch das zweite Bandfilter ein zwar schwächeres Ausgangssignal gibt. Auf gleiche Weise gibt für eine Wiederholungsfrequenz f = f„ + d das zweite Bandfilter sowie das erste Bandfilter ein Ausgangssignal. Eine Entscheidung in bezug auf die Lage der Wiederholungsfrequenz f, die auf Grund des Vorhandenseins bzw. Fehlens eines Ausgangssignals der Bandfilter getroffen

209846/0756

-7- PHN. 55^8 C

werden würde, ist also für die Wiederholungsfrequenzen f in der Nähe der gemeinsamen Grenzfrequenz f zweideutig, da dann die beiden Bandfilter ein Ausgangssignal geben. Weiter geht auf Fig. 3 hervor, dass die zweideutigen Entscheidungen im Frequenzintervall (f„ - D, ^p⁺ ^ auftreten, welches Intervall der oberen Flanke bzw. unteren Flanke des ersten bzw. zweiten-Bandfilters entspricht. Um bei einem genauen Aneinanderschliessen der Frequenzintervalle (f.,, f₂) und (f„, f„) Zweideutigkeiten zu vermeiden, müsste die Breite 2D des Zweideutigkeitsintervalls (f„ - D, f„ + D) dem Wert Null annähern oder mit anderen Worten, die Flankensteilheit der Bandfilter müsste unendlich gross werden. Dieser Anforderung kann man jedoch in der Praxis sogar nicht annähernd gerecht werden, bestimmt nicht bei Bandfiltern mit niedrigen Zwischenfrequenzen und kleinen Bandbreiten.

Nach der Erfindung wird auf unzweideutige Weise entschieden, ob die Wiederholungsfrequenz f innerhalb des Intervalls (f₁, f.), des Intervalls (f„, f_) oder aber ausserhalb derselben liegt, und zwar dadurch, dass der Entscheidungskreis drei monostabile Kippschwingungsgeneratoren 1, 2, 3 mit unterschiedlichen Kippschwingungszeiten t ., ^„, (, enthält, deren Eingange mit einem gemeinsamen Signaleingang h des Entscheidungskreises gekoppelt sind, welche Kippschwingungsgeneratoren 1, 2, 3 bei den genannten Signaldurchgängen in positivem Sinne durch den festen Bezugswert R in ihren metastabilen Zustand übergehen und Ausgangsimpulse mit einer von der genannten Wiederholungsfrequenz f unab-

209846/0756

-8- PHN. 55^8 C

hängigen Dauer abgeben, wobei die Kippschwingungsgeneratoren 1, 2 bzw. 2, 3 mit ihrem Ausgang an eine Kaskadenschaltung 5 bzw. 6 aus einem Zusammenfügungsnetzwerk und einem Glättungsfilter zur Erzeugung einer geglätteten Differenz zwischen den genannten Ausgangsirapulsen der Kippschwingungsgeneratoren 1, .'.' b/.w. .'.', '} an^oHchlosseri sind und wobei der Ausgang der Kii skiuleriHclia 1 t ung ¹J bzw. (> an einen Schwellenkreis 7 bzw. 8 angeschlossen ist, dessen Ausgang einen Entseheidungssignal ausgang 9 bzw. 10 des Entscheidungskreises bildet.

Bei der in Fig, 1 dargestellten Ausführungsform arbeiten die Kippschwingungsgeneratoren 1 und 2 für die Entscheidung in bezug auf die Lage der Wiederholungsfrequenz f gegenüber dem Intervall (f.. , f„) zusammen und auf gleiche Weise arbeiten die Kippschwingungsgeneratoren 2 und 3 für die Entscheidung gegenüber dem Intervall (f_?» fq) zusammen. Dazu sind die Kippschwingungszeiten L ., 2Tp» ^o der Kippschwingungsgeneratoren 1, 2 bzw. 3 derart gewählt worden, dass 2^ = Vf₁, 'V₂ = 1/f₂ und £""₃ = Vf₃ ist. Weiter sind in den Kaskadenschaltungen 5 bzw. 6 die Ausgänge der Kippschwingungsgeneratoren 1, 2 bzw. 2, 3 über gesonderte Glättungsfilter 11, 12 bzw. 13t 1^ auf ein als Differenzerzeuger 15 bzw. 16 ausgebildetes Zusammenfügungsnetzwerk angeschlossen. Die an den Ausgang des Differenzerzeugers 15, 16 angeschlossenen Schwellenkreise 7, 8 lassen nur Signale mit positiver Polarität durch, wobei durch eine geeignete Wahl des Schwellenwertes das Vorhandensein eines Signals am Entscheidungsausgang 9 bzw. 10 unzweideutig angibt, dass

209846/0756

-9- PHN. 55^+8 C

die Wiederholungsfrequenz f im Intervall (f·,, fp) bzw. (f?» fJ liegt und das Fehlen eines Signals an den beiden Entscheidungsausgängen 9» 10 auf unzweideutige Weise angibt, dass die Wiederhoiungsfrequenz f ausserhalb dieser Intervalle liegt.

Die Wirkungsweise des Entscheidungskreises aus Fig. beim Zuführen eines Eingangssignals der bei b in Fig. 2 dargestellten Form wird nun näher erläutert.

Treten die Impulse dieses Ausgangssignal mit einer Wiederholungsfrequenz f die niedriger ist als die Frequenz f., = 1/ ^i» auf, so geht der monostabile Kipp schwingungsgenerator 1 bei jedem Impuls in seinen metastabilen Zustand über und bleibt darin während einer Zeit, die der Kippschwingungszeit "£*., entspricht. Eine Zeitdauer 2"\ nach dem Auftreten des Impulses kehrt der Kippschwingungsgenerator 1 in seinen stabilen Zustand zurück und bleibt darin bis zum Auftritt des nächsten Impulses im Ausgangssignal. Am Ausgang des Kippschwingungsgenerators 1 treten dann Impulse mit einer Wiederholungsfrequenz f und einer Impulsdauer £"\ auf. Mit Hilfe des Glättungsfilters 11 wird der Mittelwert V₁ dieses Ausgangssignals erhalten. Haben die Ausgangsimpulse des Kippschwingungsgenerators 1 eine Amplitude A, so ist der Mittelwert V₁ in diesem Fall gleich A ^%f· Bei f = 0 ist auch V₁ = O und bei zunehmender f steigt V₁ proportional zu f, wobei V bei f .= 1/ 'f = f.., den Wert A erreicht.

Nimmt die Wiederholungsfrequenz f weiter zu, so

2098A6/0756

-1O- PHN. 55^8 C

sinkt V. für Werte von f die gerade etwas grosser sind als f plötzlich bis zum Wert A„. Die Ursache davon ist, dass, wenn der Kippschwingungsgenerator nun bei einem bestimmten Impuls in seinen metastabilen Zustand übergeht, der nächste Impuls im Eingangssignal innerhalb einer Zeitdauer ^₁, nach diesem Übergang auftritt und folglich bekanntlich keinen Einfluss auf den metastabilen Zustand hat. Der Kippschwingungsgenerator 1 kehrt auch nun nach einer Zeitdauer C₁ in seinen stabilen Zustand zurück und bleibt darin bis zum Auftritt des zweiten Impulses im Eingangssignal nach dem übergang in den metastabilen Zustand. Am Ausgang des Kippschwingungsgenerators 1 treten die Impulse mit einer Impulsdauer C nun mit einer Wiederholungsfrequenz f/2 auf, so dass der Mittelwert V₁ nun gleich A Ί?Λ/2. ist. Bei f = 1/ ^* = f. hat V₁ dann den Wert A/2 und bei zunehmender f steigt V₁ proportional zu f, aber die Neigung ist nun um die Hälfte von der für f kleiner als f ; für f = 2/ tf - 2f erreicht V₁ wieder den Wert A.

Nimmt die Wiederholungsfrequenz f noch weiter zu, so sinkt V₁ für Werte von f die gerade etwas grosser sind als 2f₁ wieder plötzlich und nimmt den Wert 2A/3 an. In diesem Fall treten nämlich nach einem Übergang des Kippschwingungsgenerators 1 in seinen metastabilen Zustand zwei Impulse des Eingangssignals innerhalb einer Zeitdauer tT\ auf, so dass der Kippschwingungsgenerator 1 nur bei jedem dritten Impuls im Eingangssignal einen Ausgangs-

209846/0756

-11- PHN. 55^8 C

impuls mit einer Impulsdauer O abgibt. Der Mittelwert V₁ ist in diesem Fall gleich A ¹V^f/3 und hat bei f = 2/ 2^₁ = 2f den Wert 2A/3. Bei zunehmender f steigt V₁ proportional zu f, aber mit einer Neigung die um ein Drittel der Neigung für Γ kleiner ist als f^; bei f = 3/ 'T? ₁ = 3f-, erreicht V₁ wieder den Wert A. Auf gleiche Weise folgt, dass bei Wiederhol ungs fr equenzen f = nf ₁ = n/ t? ₁ mit η = 1, 2, 3 ..... der Mittelwert V₁ plötzlich vom Wert A auf den Wert nA/(n+i) sinkt und dass für Wiederholungsfrequenzen f zwischen nf₁ und (n+i)f.. der Mittelwert V gleich A f f/(n+i) ist. Der

1 Il

Verlauf des Mittelwertes V₁ als Funktion der Wiederholungsfrequenz f ist in Fig. 3 bei d_ dargestellt.

Auf entsprechende Weise kann für die KippSchwingungsgeneratoren 2 bzw. 3 dargelegt werden, dass die mit Hilfe der Glättungsfilter 12, 13 bzw. 14 erhaltenen Mittelwerte V„ bzw. V„ ihrer Ausgangssignale bei den Frequenzen f = nf„ =

n/ '£? * bzw. f = nf„ = n/ C „ mit n= 1, 2, 3 plbtz-

lieh vom Wert A auf den Wert nA/(n+i) sinken und dass für Frequenzen f zwischen nf„ und (n+i)f_ der Mittelwert V_p dem Wert A ^ „f/(n+i) entspricht und für Frequenzen f

zwischen nf_o und (n+i)f_o der Mittelwert V„ dem Wert A T*_Qf/ 3 3 3 3

(n+1) entspricht. Der Verlauf von V₂ und V_ als Funktion von f ist in Fig. 3 ebenfalls bei d dargestellt.

Im Differenzerzeuger 15 wird nun der Mittelwert V₁ vom Mittelwert V„ abgezogen. Der Verlauf dieses Differenzsignals V_p - V₁ als Funktion der Frequenz f ist bei e_ in Fig. 3 dargestellt. Wie ebenfalls aus Fig. 3 hervorgeht,

209846/0756

-12- PHN. 55^8 C

springt V₂-V. bei den Frequenzen f = nf.. von einem negativen auf einen positiven Wert und bei der Frequenz f = nf_p springt V_ "V₁ von einem positiven auf einen negativen Wert. Am Ausgang 9 eines Schwellenkreises 7» der nur positive Signale durchlässt, wird dann ein Entseheidungssignal mit einem Verlauf als Funktion der Frequenz f erhalten, wie bei f_ in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn die Wiederholungsfrequenz f des Eingangssignals vom Wert f = O zunimmt, tritt also am Ausgang 9 kein Entscheidungssignal auf, solange f kleiner ist als f.. Bei der Frequenz f = f.. dagegen erscheint sprungsweise ein Entscheidungssignal am Ausgang 9» das für Frequenzen f innerhalb des Intervalls (f.. , f_) immer vorhanden ist, während bei der Frequenz f = f dieses Entscheidungssignal wieder sprungweise verschwindet und für Frequenzen f, die gerade grosser sind als f„ ebenfalls kein Entscheidungssignal auftritt.

Wie auch aus der Durchlasskennlinie f_ in Fig. 3 hervorgeht, weist dieses Entscheidungssignal für die

Intervalle (nf., nf₂) mit η = 2, 3, ein gleiches

Benehmen wie für das Intervall (^₁» fp)» wobei die Grosse dieses Entscheidungssignals für das erste Durchlassintervall höherer Ordnung (2f., 2f ) bereits wesentlich kleiner ist als für das Intervall (f-.. fp) und noch weiter abnimmt, je nachdem η grosser wird. Wenn diese Durchlassintervalle höherer Ordnung unerwünscht sind, können sie in der Praxis auf einfache Weise dadurch unterdrückt werden, dass für die Schwelle des Schwellenkreises 7 ein geeigneter

209846/0756

-13- PHN. 55^8 C

positiver Wert gewählt wird, beispielsweise der in Fig. bei jf durch die gestrichelte Linie T₁ dargestellte Wert. Diese erhöhte Schwelle hat weiter keinen Einfluss auf das Benehmen des Entscheidungssignals im Intervall (f-i, f?)·

Auf diese Weise gibt der Entscheidungskreis auf sehr deutliche Art und Weise an, ob die Wiederholungsfrequenz f innerhalb oder aus serhalb des Frequenzintervalls (f.., f_) liegt, wobei die Durchlasskennlinie des Entscheidungskreises (siehe f_ in Fig. 3) bei den Grenzfrequensen f.. und f, dieses Intervalls (f..» f₂) i™ Grunde unendlich steile Flanken aufweist. Dadurch ist es möglich eine zweite auf ähnliche Weise gebildete Durchlasskennlinie für das Intervall (f., f„) genau an die für das Intervall (f.., f») anschliessen zu lassen, ohne Gefahr von Zweideutigkeiten bei Entscheidungen in bezug auf die Wiederholungsfrequenzen f in der Nähe der gemeinsamen Grenzfrequenz f . Beim beschriebenen Entscheidungskreis wird diese zweite Durchlasskennlinie dadurch erhalten, dass im Differenzerzeuger 16 das Differenzsignal V„ - V₂ mit einem Verlauf als Funktion von f gebildet wird, wie dies bei g in Fig. 3 dargestellt ist und dass dieses Differenzsignal V~ - V„ mit Hilfe eines Schwellenkreises nur für positive Werte als Entscheidungssignal zum Ausgang 10 durchgelassen wird. Diese zweite Durchlasskennlinie des Entscheidungskreises hat dann die bei h in Fig. dargestellte Form, wobei ebenfalls unendlich steile Flanken bei den Grenzfrequenzen f₂ und f„ des Frequenzintervalls (f , f ) auftreten. Auch hier können Durchlassintervalle

209846/0756

-1'*- PHN. 55^8 C

höherer Ordnung dadurch unterdrückt werden, dass die Schwelle des Schwellenkreises 8 einen geeignet gewählten positiven Wert hat _t wie beispielsweise durch die gestrichelte Linie T_? in Fig. '3 bei h_ dargestellt ist.

Auf' diese Weise entscheidet der erfindungsgemässe Entscheidungskreis sehr klar, ob die Wiederholungsfrequenz f des Eingangssignals innerhalb des Intervalls (f-, f„), innerhalb des sich genau daran anschliessenden Intervalls (f₂, f„), oder aber ausserhalb dieser beiden Intervalle liegt. Jede Zweideutigkeit der Entscheidung ist dabei vermieden, auch für Wiederholungsfrequenzen f in der Nähe der gemeinsamen Grenzfrequenz f . So gibt beispielsweise eine Wiederholungsfrequenz f = f - d in der Nähe von f_? ausschliesslich ein Entscheidungssignal am Ausgang 9 (vergleiche f_ in Fig. 3) und auf entsprechende Weise eine Wiederholungsfrequenz f = f_?+d ausschliesslich ein Entscheidungssignal am Ausgang IO (vergleiche h in Fig. 3), dies im Gegensatz zum Vorgang bei den obenstehend erwähnten Bandfiltern, bei denen das erste sowie das zweite Bandfilter in beiden Fällen ein Ausgangssignal gibt (siehe b_ und c_ in Fig. 3).

Die obenstehenden Betrachtungen lassen sich ohne weiteres erweitern für den Fall einer Reihe von ρ sich genau aneinander anschliessender Frequenzintervalle (f^i fp).... (f , f .. ) , wozu der erfindungsgemässe Entscheidungskreis nur (p+i) monostabile Kxppschwxngungsgeneratoren zu enthalten braucht, mit Kippschwingungszexten ^₁ = 1/f.., tT?

= 1/f,,,.... f = 1/f , f p+1 = 1/f ,, wobei auf die bei Fig. <v PP Ρ+ '

1 bereits eingehend beschriebene Art und Weise jeweils ein

209846/0756

-15- PHN. 55'+8 C

Paar aufeinanderfolgender Kippschwingungsgeneratoren mit einer Kaskadenschaltung aus einem Differenzerzeuger und einem (llättungsf liter zur Erhaltung eines Entseheidungs-Hignals für das durch die betreffenden Kippschwingungszeiten bestimmte Intervall verbunden sind. In der Praxis werden dabei die an ein und denselben Kippschwingungsgenerator angeschlossenen Glättungsfilter zu einem gemeinsamen Glättungsfilter zusammengefügt, siehe beispielsweise den Kippschwingungsgenerator 2 in Fig. 1, wobei am Ausgang des Glättungsfilters 12 sowie des Glättungsfilter 13 der Mittelwert V₂ auftritt.

Durch Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen wird ein Entscheidungskreis erhalten, der auch für eine Wiederholungsfrequenz in der Nähe der Grenzen eines bestimmten Intervalls in einer Reihe möglicher sich genau aneinander anschliessender Frequenzintervalle unzweideutig entscheidet, wo diese Wiederholungsfrequenz liegt, welcher Entscheidungskreis ausserdem übersichtlich aufgebaut ist mit einer Anzahl monostabiler Kippschwingungsgeneratoren, welche Anzahl um nur eine grosser zu sein braucht als die Anzahl möglicher Frequenzintervalle. Weiter ist die praktische Verwirklichung des Entscheidungskreises besonders einfach, wobei der Entscheidungskreis durch Verwendung beispielsweise monostabiler Multivibratoren als Kippschwingungsgeneratoren fast völlig als integrierte Halbleiterschaltung ausgebildet werden kann. Fig. h zeigt eine Abwandlung des Entseheidungs-

209846/0756

-16- PHN. 55^8 C

kreises nach der Erfindung, wobei Elemente, die den Elementen aus Fig. 1 entsprechen, in Fig. 4 mit denselben Bezugszeichen angedeutet sind.

Dieser Entscheidungskreis weicht von dem auf Fig. 1 ab und zwar in bezug auf die Ausbildung der Kaskadenschaltungen 5 und 6. Bei den Kaskadenschaltungen 5 und 6 sind die Ausgänge der Kippschwxngungsgeneratoren 1, 2, 3 nun unmittelbar an die Differenzerzeuger 15, 16 angeschlossen und der Ausgang der Differenzerzeuger 15t 1 6 ist über ein einziges Glättungsfilter 17_f 18 mit den zugehörende Schwellenkreisen 71 8 verbunden. Was die Wirkungsweise anbelangt, gibt es keinen Unterschied zwischen den Kaskadenschaltungen aus Fig. 1 und Fig. h.

Weiter dient der Entscheidungskreis aus Fig. k dazu, ebenso wie der aus Fig. 1_f zu entscheiden in bezug auf die Lage der Wiederholungsfrequenz f gegenüber dem Intervall (f.., fp) aber zugleich dazu, dies abweichend von dem aus Fig. 1, um zu entscheiden in bezug auf die Lage dieser Wiederholungsfrequenz f gegenüber dem Intervall (f<» f«), das das Intervall (f-p ^₂) völlig umfasst. Dazu sind ebenso wie in Fig. 1 die Kippschwxngungsgeneratoren 1 und 2 mit Kippschwingungszeiten T' = 1/f.. und t = i/f an die Kaskadenschaltung 5 angeschlossen, wobei mit einer geeignet gewählten Schwelle des Schwellenkreises 7 das Vorhandensein bzw. Fehlen eines Signals am Entscheidungsausgang 9 auf die obenstehend bereits eingehend beschriebene Art und Weise unzweideutig angibt, ob f innerhalb oder ausserhalb

209846/0756

221808A

-17- PHN. 55^8 C

des Intervals (f^ , f ) liegt. Für die Entscheidung in bezug auf das Frequenzintervall (f-.f fj sind in Fig. k die Kippschwingungsgeneratoren 1 und 3 mit Kxppschwxngungszexten

^₁ = 1/f.. und 'C*'« = i/f„ an die Kaskadenschaltung 6 angeschlossen, wobei mit einer geeignet gewählten Schwelle des Schwellenkreises 8 das Vorhandensein bzw. Fehlen eines Signals am Entscheidungsausgang 10 nun auf unzweideutige Art und Weise angibt, ob f innerhalb oder ausserhalb des Intervalls (f.,, fq) liegt. In Fig. 5 sind die Durchlasskennlinien des Entscheidungskreises in Fig. 4 für das Frequenz-Intervall (f.,« fp) bei a_ und für das Frequenz-Intervall (f-, fq) bei b dargestellt. Wenn die Wiederholungsfrequenz f des Signals am Eingang k von f = 0 zunimmt, tritt an keinem der beiden Ausgänge 9 und 10 ein Entscheidungssignal auf, solange f kleiner ist als f... Bei f = f.. erscheint am Ausgang 9 sowie am Ausgang 10 sprungweise ein Entscheidungssignal, das für f innerhalb des Intervalls (f.., f„) immer vorhanden ist. Am Ausgang 9 verschwindet das Entscheidungssignal bei f = f₂ sprungweise und tritt nicht mehr auf für f grosser als f„ während dagegen am Ausgang 10 das Entscheidungssignal noch immer vorhanden ist, solange f kleiner ist als f„ und erst bei f = f„ sprungweise verschwindet. Für fgrosser als f_ tritt wieder an keinem der beiden Ausgänge 9 und 10 ein Entscheidungssignal auf.

Bei den bisher beschriebenen Entscheidungskreisen sind die Grenzen der vorgeschriebenen Frequenzintervalle durch die Wahl der Kxppschwxngungszexten der betreffenden

20984 6/0756

-18- PHN. 55^8 C

moiiostabilen Kippschwxngungsgeneratoren bestimmt. Eine Änderung einer der Grenzen, beispielsweise der gemeinsamen Grenzfrequenz f der dem Entscheidungskreis in Fig. 1 vorgeschriebenen Intervalle (f.., f_?) und (f_?» ^a) bedeutet dann, dass für die diese Grenzfrequenz bestimmende Kippschwingimgszei t, in diesem Fall also für die Kippschwingungszeit L₀ des Kippschwingungsgeneratoren 2 ein anderer Wert gewählt werden muss. Für manche Anwendungsgebiete können derartige Änderungen der Kippschwingungszeiten der Kippschwxngungsgeneratoren auf praktische Schwierigkeiten stossen, insbesondere wenn sich der Entscheidungskreis an einer schwer zugänglichen Stelle befindet.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Entscheidungskreises nach Fig. 1, in der auf einfache Art und Weise eine Änderung der Grenzen der vorgeschriebenen Frequenzintervalle (f., f_) und (f_?, f„) verwirklicht werden kann, ohne dass die Kippschwingungszeiten ^₁I ^p' ^i ^der Kippschwingungsgeneratoren 1, 2, 3 geändert werden. Elemente, die denen aus Fig. entsprechen, sind in Fig. 6 mit denselben Bezugszeichen angedeutet.

Beim Entscheidungskreis nach Figur 6 ist vor den Kippschwingungsgeneratoren 1, 2, 3 ein durch das Eingangssignal gesteuerter Einstellkreis 19 vorgesehen, der einen Signaldurchgangsdetektor 20 enthält, wobei in Einstellkreis 19 durch Signaldurchgangsdetektion eine erste Impulsreihe erzeugt wird, deren Impulse den genannten Signaldurchgängen durch den Bezugswert R entsprechen und zugleich eine zweite

209846/0756

-19- PHN. 55hL· C

Impulsreihe, deren Impulse gegenüber der ersten Impulsreihe zeitlich verschoben sind, welcher Einstellkreis 19 die beiden Impulsreihen zusammen als eine Reihe Triggerimpulse mindestens einem der KippSchwingungsgeneratoren 1, 2, 3 zur Steuerung der Lage mindestens einer der Grenzen der genannten vorgeschriebenen Frequenzintervalle (f-ii f₂) und (f₂, f₃) abgibt.

Das in Fig. 6 dargestellte Ausftihrungsbeispiel dient zur Steuerung der gemeinsamen Grenzfrequenz f₂ der beiden Intervalle (f··» f,) ^und (^f9· ^f«j)» ^zur Vereinfachung der Beschreibung der Fig. 6 wird nun vorausgesetzt, dass das Eingangssignal sinusförmig verläuft, wie dies bei ei in Fig. 7 dargestellt ist, wobei die Wiederholungsfrequenz f der Signaldurchgänge in positivem Sinne durch den Bezugswert R unabhängig von diesem Bezugswert R ist. Die dem Entscheidungskreis in Fig. 6 vorgeschriebene Frequenzintervalle (f_1§ f₂) und (f₂, f„) sind in Fig. 8 bei a dargestellt; während bei b der hinzugehörende Verlauf der Mittelwerte V₁, V_, V„ der Ausgangssignale der Kippschwingungsgeneratoren 1, 2, 3 als Funktion der Frequenz f dargestellt ist, wenn der Entscheidungskreis nach Fig.1 verwendet werden würde.

Veiter enthält der Signaldurchgangsdetektor 20 in Fig. 6 einen doppelseitigen Begrenzer ("slicer") 21, dem das Eingangssignal zugeführt wird und dessen Begrenzungswerte gerade oberhalb und unterhalb des Bezugswertes R eingestellt sind, sowie ein differenzierendes Netzwerk 22 für das doppelseitig begrenzte Eingangssignal. Der Ausgang des differenzierenden Netzwerkes 22 ist über einen Zweiweg-

209846/0756

-20- PHN. 55^8 C

gleichrichter 23 mit dem Eingang des Kippschwingungsgenerators 2 und über einen Einweggleichrichter 2k, der beispielsweise nur positive Signale durchlässt, mit dem Eingang der Kippschwingungsgeneratoren 1 und 3 verbunden. An Hand der Zeitdiagramme in Fig. 7 wird die Wirkung des Einstellkreises 19 in Fig. 6 näher erläutert.

Die Zufuhr des Eingangs signals a_ in Fig. 7 zum Signaldurchgangsdetektor 20 lässt durch doppelseitige Begrenzung im Begrenzer 21 das nahezu rechteckförmige Signal b_ entstehen. Durch Differentiation dieses begrenzten Signals b im differenzierenden Netzwerk 22 wird die Impulsreihe £ erhalten, die aus einer ersten Impulsreihe mit positiven Nadelimpulsen, die mit den Signaldurchgängen des Eingangs signals a_ durch den Bezugswert R in positiven Sinne zusammenfallen, und einer zweiten Impulsreihe mit negativen Nadelimpulsen zusammengestellt ist, welche letzteren Impulse gegenüber der ersten Impulsreihe zeitlich verschoben sind undin diesem Fall mit den Signaldurchgängendes Eingangs signals a_ durch den Bezugswert R in negativem Sinne zusammenfallen. Nach doppelseitiger Gleichrichtung dieser Impulsreihe c_ in gleichrichter 23 tritt am Eingang des Kippschwingungsgenerators 2 die Impulsreihe d. auf, die aus den beiden Impulsreihen zusammengestellt ist und in der die Nadelimpulse mit den positiven sowie negativen Signaldurchgängen durch den Bezugswert R zusammenfallen. Am Eingang der beiden anderen KippSchwingungsgeneratoren 1 und 3 tritt die durch einseitige Gleichrichtung im Gleichrichter 2k erhaltene Impulsreihe e auf, die aus-

209846/0756

-21- PHN. 55^8 C

schliesslich die erste Impulsreihe umfasst und in der die Nadelimpulse mit den positiven Signaldurchgängen durch den Bezugswert R zusammenfallen.

Die beiden Kippschwingungsgeneratoren 1 und 3 werden im wesentlichen auf dieselbe Art und Weise wie im obenstehenden nur durch die positiven Signaldurchgänge gesteuert, so dass auch der Verlauf der Mittelwerte V₁ und V₁, ihrer Ausgangssignale als Funktion der Wiederholungsfrequenz f dieselbe geblieben ist. Dagegen wird der Kippschwingungsgenerator 2 durch die positiven sowie durch die negativen Signaldurchgänge gesteuert, welche beide mit derselben Wiederholungsfrequenz f auftreten, aber eine Zeitverschiebung ** untereinander aufweisen. Wenn das sinusförmige Eingangssignal a_ in Fig. 7 seine Frequenz ändert, ändert die Wiederholungsfrequenz f der Signaldurchgänge durch den Bezugswert R sowie die Zeitverschiebung t zwischen aufeinanderfolgenden positiven und negativen Signaldurchgängen. Das Verhältnis dieser Zeitverschiebung t zur Wiederholungszeit 1/f zwischen aufeinanderfolgenden positiven Signa!durchgängen bleibt jedoch konstant, so dass gilt Lf = <A/f, wobei <s^ eine von der Wiederholungsfrequenz f unabhängige Konstante ist, deren Wert bei der gegebenen Amplitude des Eingangs signals a_ nur durch die Wahl des Bezugswertes R bestimmt wird, wie aus Fig. 7 hervorgehen dürfte.

Der Verlauf des Mittelwertes des Ausgangssignals des Kippschwingungsgenerators 2 bei Zufuhr der Impulsreihe d in Fig. 7 wird nun näher beschrieben, wobei dieser Mittelwert durch V₂( O^ ) bezeichnet wird. Für eine Wiederholungs-

209846/0756

-22- PHN. 55²+8 C

frequenz f der positiven EingangsSignaldurchgänge, die kleiner ist als <t\ /'fc ₂ S^-^{bt der} Kippschwingungsgeneratοr bei jedem Impuls der Impulsreihe d einen Ausgangsimpuls mit einer Amplitude A und eine Impulsdauer 'to ^a^*· Pro Periode des Eingangssignals a_ in Fig. 7 treten also zwei Ausgangsimpulse des Kippschwingungsgenerators 2 auf, so dass für den Mittelwert V₂(^) gilt: \ ₂( <A ) = 2A^f. Bei f = ά / f% erreicht V„( -^) den Wert 2 <4 A um für Werte von f, die gerade etwas grosser sind als et/ *["ρ plötzlich auf den Wert <X A zu sinken, da nun In der Impulsreihe d die Impulse bei den negativen Signaldurchgängen des Eingangs signal s a_ in Fig. 7 innerhalb einer Zeitdauer L ₉ nach den Impulsen bei den positiven Signaldurchgängen auftreten und auf diese Weise den dann noch in seinem metastabilen Zustand befindlichen Kippschwingungsgenerator 2 nicht beeinflussen. Pro Periode des Eingangssignals a_ tritt nun nur ein Aus gangs impuls des Kippschwingungsgenerators 2 auf, so dass gilt: V„( d ) = a'T^f; bei f = 1/ £"₂ erreicht V₂( (X) den Wert A. Für Werte von f, die gerade etwas grosser sind als 1/ J' sinkt V₂( ei ) wieder plötzlich und nimmt den Wert 2A/3 an, da in diesem Fall nach jedem Übergang des Kippschwingungsgenerators 2 in seinen metastabilen Zustand immer zwei Impulse der Impulsreihe d_ innerhalb einer Zeitdauer L?„ auftreten, so dass nun pro drei Perioden des Eingangssignals <a immer zwei Ausgangsimpulse des Kippschwingungsgenerators 2 auftreten und folglich gilt:

209846/0756

-23- PHN. 55^8 C

V₀( <λ ) = 2Α Z^₂f/3. Auf ähnliche Weise lässt sich den weiteren Verlauf herleiten und lässt sich dar legen, dass V₀( rj\ ) ausser den Sprüngen bei den WiederholungsfreqiKMizen Γ = η/ f _o mit η = 1, 2, 3,·.·· ebenfalls Sprünge ho i den WiederholungsfVequeiizen f = (n - 1 + θ( )/ L- ρ aufweist. Die obenstehenden Beziehungen für V₀ (<Ä ) gelten für Werte von O^ , die kleiner sind als 0,5, d.h. in denjenigen Fällen, in denen die Zeitverschiebung tT eines negativen Signaldurchganges gegenüber dem vorhergehenden positiven Signaldurchgang kleiner ist als die Hälfte der Wiederholungszeit 1/f der positiven Signaldurchgänge. An Hand der Fig. 7 lässt sich dann auf einfache Weise darlegen, dass für Werte von (A , die grosser sind als 0,5 ebenfalls die obenstehenden Beziehungen für Vp( 0\ ) verwendet werden können, insofern für <X nun ( 1 - c^ ) substituiert wird. Der Verlauf von V_o( θ( ) als Funktion der Wiederholungsfrequenz f ist in Fig. 8 bei £ dargestellt, während zum Vergleich ebenfalls dargestellt ist, wie der Mittelwert V₀ verläuft, wenn der Kippschwingungsgenerator 2 ausschliesslich durch die positiven Signaldurchgänge, also ebenso wie die Kippschwingungsgeneratoren 1 und 3 durch die Impulsreihe e_ in Fig. 7 gesteuert werden würde. Auf diese Weise geht hervor, dass unter Ansteuerung der Impulsreihe ei in Fig. 7 der Mittelwert V₀( d\ ) des Ausgangssignals des Kippschwingungsgenerators 2 einen ersten Sprung aufweist bei einer Wiederholungsfrequenz f = f_o(c^) = <A/ 2? ο» deren Lage vom gewählten Wert

209846/0756

-24- PHN. 55h8 C

von C\ und folglich von der Wahl des Bezugswertes R₁ auf den die Begrenzungswerte des doppelseitigen Begrenzers 2 eingestellt werden, abhängig ist, siehe a_ in Fig. 7· Durch Änderung des Bezugswertes R bei einer gegebenen Amplitude des Eingangssignals a_ kann dieser erste Sprung bei f,,( O\ ) an jeden gewünschten Punkt des Frequenzintervalls zwischen f = O und f = 1/2 t ₉ gelegt werden.

Wie bereits erwähnt, sind die Kippschwingungszeiten L- und C „ der Kippschwingungsgeneratoren 1 und 3 dieselben geblieben und zwar ist t = 1/f- und *cr„ = i/f_; der Verlauf der Mittelwerte der Ausgangssignale ist bei d[ in Fig. 8 abermals dargestellt. Der Wert der Kippschwingungszeit £T des Kippschwingungsgenerators 2 wird nun derart gewählt, dass der Sprung des Mittelwertes V₂( <A ) bei f„( I^ ) = O\ / ¹L „ innerhalb des Frequenzintervalls (ί\, f«) liegt. Wenn nun auf die bereits erläuterte Art und Weise in den Differenzerzeugern 15 und 16 die Differenzsignale V₂ ( ά ) - V₁ und V„ - V₂ ( *k ) gebildet werden und die Schwellen der Schwellenkreise 7 und 8 geeignet gewählte positive Werte erhalten, wird nun bewerkstelligt, dass an den Ausgängen 9 und 10 ausschliesslich ein Entscheidungssignal für die Wiederholungsfrequenzen f der positiven Signaldurchgänge des Eingangssignals a_ in Fig. 7 durch den Bezugswert R, die im Frequenzintervall (f , f ( CT^ )) bzw. dem sich genau daran anschliessenden Frequenzintervall (f₂( d\ ), f ) liegen, wobei jede Zweideutigkeit der Entscheidung vermeiden ist, auch für Wiederholungsfrequenzen f

209846/0756

-25- PHN. 55^8 C

in der Nähe der gemeinsamen Grenzfrequenz f_( C^ ).

Die Lage der gemeinsamen Grenzfrequenz f„( (A ) kann also ohne Änderung der Kippschwingungszeit *2^₂ ^des Kipp-Hohwingungsgenerators 2 dadurch gesteuert werden, dass in der Lmpulsreihe <i nach Fig. 7 der Wert von 0\ geändert wird, und zwar beispielsweise dadurch, dass der Bezugswert R, auf den die Begrenzungswerte des doppelseitigen Begrenzers 21 für das Eingangssignal a_ in Fig. 7 eingestellt werden, geändert wird. Wenn es erforderlich ist, dass diese gemeinsame Grenzfrequenz f₂( {Λ ) an jede willkürliche Stelle des Frequenzintervalls (^₁I fo) gelegt werden kann, muss die Kippschwingungszeit f' der Hälfte der Kippschwingungszeit <<„ entsprechen; in diesem Fall entspricht der Höchstwert von f₂( (A )> nämlich 1/(2 **_o), gerade der oberen Grenze fo = 1/ rx ^des Intervalls (f.., fo). In der Praxis wird vorzugsweise für '*- ₂ ein etwas kleinerer Wert als l"r,/2 gewählt. Der Verlauf des Mittelwertes V_( (A ) bei der letztgenannten Wahl der Kippschwingungszeit C ist in Fig. 8 bei d. dargestellt.

Der Beschriebene Entscheidungskreis lässt sich mit Vorteil bei Fernsteuerung von Anlagen verwenden. Dazu wird beispielsweise der Entscheidungskreis nach Fig. 6 mit Ausnahme des Teils 20 des Einstellkreises 19 in der Nähe der fernzusteuernden Anlage angeordnet, während der Teil 20 des Einstellkreises 19 in einer in einem Abstand davon liegenden Bedienungsstation angeordnet wird. Aus der Bedienungsstation wird dann durch Einstellung des Bezugs-·

209846/0756

-26- PHN. 55^;*8 C

wertes R auf die bereits erläuterte Art und Weise die gemeinsame Grenzfrequenz f ( fa ) gesteuert, ohne dass dazu Änderungen im Entscheidungsrkeis oder zusätzliche Bedienungsleitungen erforderlich sind. Statt des Eingangssignal s a_ in Fig. 7 wird dann die dem Signaldurchgangsdetektor 20 entnommene Impulsreihe c_ in Fig. 7 über die Bedienungsleitung übertragen. In dem Falle, wo die Bedienungsleitung eine ziemlich beschränkte Bandbreite hat, ist es vorteilhaft, statt dieser Impulsreihe c_ in Fig. 7 das in Fig. 7 bei b dargestellte Ausgangssignal des doppelseitigen Begrenzers 21 zu tibertragen, in welchem Fall auch das differenzierende Netzwerk 22 bei der fernzusteuernden Anlage angeordnet wird und in der Bedienungsstation nur der doppelseitige Begrenzer 21 angordnet wird.

Es ist ebenfalls möglich, über die Bedienungsleitung die Impulsreihe d_ in Fig. 7 mit Hilfe der in Fig. 9 dargestellten Abwandlung des Einstellkreises 19 in Fig. 6 zu übertragen. Bei a_ in Fig. 9 ist der in der Bedienungsstation angeordnete Signaldurchgangsdetektor 20 dargestellt, der ausser dem doppelseitigen Begrenzer 21 und dem differenzierenden Netzwerk 22 zugleich einen Zweiweggleichrichter 25 enthält und zwar zur Erzeugung dieser Inipulsreihe d_ aus dem Eingangssignal a_ in Fig. 7· Diese Impulsreihe d wird über eine Bedienungsleitung 26 auf denjenigen Teil des Einstellkreises 19 übertragen, der bei der zu bedienenden Apparatur angeordnet und bei b_ in Fig. 9 dargestellt ist. Die der Bedienungsleitung 26 entnommene

209846/0756

-27- PHN. 55^+8 C

Impulsreihe <d wird unmittelbar dem Kippschwingungsgenerator zur Steuerung der Lage der gemeinsamen Grenzfrequenz f„( cA ) /u/;O['ührt . Weiter wird diese Impul sreihe d einer Kaskaden-Sf-Ii,-! ] (.uiiiv iiu.s einer bistabilen Triggerschaltung 27, einem ti i IT<» reu κ ierenden Netzwerk 28 und einem Einweggleichrichter '„"> zugeführt, an deren Ausgang die Impulsreihe e_ in Fig. 7 erhalten wird, welche die beiden Kippschwingungsgeneratoren 1 und 3 steuert. Die Wirkungsweise des Entscheidungskreises selbst ist durch die Verwendung des Einstellkreises 19 nach Fig. 9 nicht geändert, da die Kippschwingungsgeneratoren 1, 2 und 3 durch dieselben Impulsreihen gesteuert werden wie bei der Verwendung des Einstellkraises 19 in Fig. 6.

Fig. 10 zeigt eine Abwandlung des Einstellkreises 19 in Fig. 6 und Fig. 9» der ebenfalls bei Fernsteuerung einer Anlage verwendet werden kann. Elemente, die denen aus Fig. und Fig. 9 entsprechen, sind in Fig. 10 mit denselben Bezugszeichen angedeutet.

Beim Einstellkreis 19 in Fig. 10 wird ebenso wie bei dem nach Fig. 6 und Fig. 9 eine erste Impulsreihe erzeugt, deren positive Nadelimpulse mit den Signaldurchgängen im positiven Sinne durch den Bezugswert R zusammenfallen. Was die Erzeugung der zweiten Impulsreihe anbelangt, deren Impulse gegenüber der ersten Impulsreihe eine Zeitverschiebung cT aufweisen,weicht dieser Einstellkreis jedoch von der nach Fig. 6 und 9 dadurch ab, dass diese Zeitverschiebung u nun einen konstanten Wert U hat, der unabhängig von der Wiederholungsfrequenz f der ersten Impulsreihe ist.

209846/0756

BAD OFWötHAU

-28- PHN. 55^8 C

Der in der Bedienungsstation angeordnete Teil des Einstellkreises ist in Fig. 10 bei ja dargestellt. Dieser Teil enthält den hier nicht näher angedeuteten Signaldurchgangsdetektor 20 und einen daran angeschlossenen Einweggleichrichter 30, mit dessen Hilfe auf ähnliche Weise wie vorstehend die in Fig. 11 bei a_ dargestellte erste Impulsreihe erhalten wird, deren positive Nadelimpulse mit den positiven Signaldurchgängen durch den Bezugswert R zusammenfallen. Diese erste Impulsreihe a wird einerseits unmittelbar und andererseits über einen Verzögerungskreis 31 mit einer Verzögerungszeit entsprechend L- einem ZusammenfU-gungskreis 32 zugeführt, der in Fig. 10 als linearer Differenzerzeuger ausgebildet ist, wobei die unmittelbare zugeführte Impulsreihe mit positiver Polarität und die um eine Zeit u verzögerte Impulsreihe mit negativer Polarität am Ausgang des Zusammenftigungskreises 32 erscheint. Der Verzögerungskreis 31 ist beispielsweise als Verzögerungsleitung ausgebildet. Die Impulsreihen am Ausgang des Zusammenfügungskreises 33 bilden zusammen die in Fig. 11 bei b wiedergegebene Impulsreihe, die über die Bedienungsleitung 2.6 übertragen wird. Der bei der zu bedienenden Anlage angeordnete Teil des Einstellkreises ist in Fig. 10" bei b dargestellt; dieser Teil entspricht dem betreffenden Teil des Einstellkreises 19 in Fig. 6. Der Kippschwingungsgenerator 2 wird auf diese Weise durch die Impulsreihe £ in Fig. 11, die durch doppelseitige Gleichrichtung von der Impulsreihe b_ im Gleichrichter 23 erhalten wird, gesteuert,

2 09846/0756

-29- PHN. 55^8 C

während die beiden anderen Kippschwingungsgeneratoren 1 und durch die Impulsreihe ei in Fig. 1 1 , die durch einseitige Gleichrichtung der Impulsreihe b_ im Gleichrichter 2.h aufs neue erhalten wird, gesteuert.

Auch bei dem in Fig. 10 beschriebenen Ausführungsbeispiel ändert sich der Verlauf der Mittelwerte V₁ und V„ der Ausgangssignale der Kippschwingungsgeneratoren 1 und 3 nicht, weil diese Kippschwingungsgeneratoren auf dieselbe Art und Weise wie in Fig. 1 und Fig. 6 nur durch die positiven Signaldurchgänge gesteuert werden. Der Verlauf des Mittelwertes des Ausgangssignals des Kippschwingungsgenerators 2 bei Zufuhr der Impulsreihe c_ *Ln Fig. 11, welcher Verlauf zur Unterscheidung durch V₂( Tf ) angedeutet wird, weist eine grosse Übereinstimmung mit dem obenstehend beschriebenen Verlauf von V„( <X ) auf, wenn für ^t? ein Wert gewählt wird, der etwas grosser ist als die Kippschwingungszeit C^₂ ^^es Kippschwingungsgenerators 2.

Für eine Wiederholungsfrequenz f, die kleiner ist als i/( 2^₂ +- i* ) ·, gibt der Kipp schwingungsgenerator 2 in diesem Fall bei jedem Impuls der Impulsreihe σ in Fig. 11 einen Ausgangsimpuls mit einer Amplitude A und einer Impulsdauer

** ₂ ab. Pro Periode des Eingangs signals a in Fig. 7 treten also zwei Ausgangsimpulse des Kippsehwingungsgenerators 2 auf, so dass für V₂ ( T" _Q) gilt: V₂ ( ¥ _Q) = 2A V^f'. Bei ^f=V( T₂ ■+ Cr^₀) erreicht V₂( T-_Q) den Wert 2A 'V ₂/( T^ +T_q) um für Werte von f, die gerade etwas grosser sind als f/( 'Z_? + V₀), plötzlich auf den Wert A ^₂ZCf₂ + ^₀) ^zu sinken. Denn die Impulse in der Impulsreihe C^ aus Fig. 11, die mit der Impulsreihe a_ in Fig. 11 zusammenfallen, treten

209846/0756

-30- PHN. 55^8 C

nun innerhalb einer Zeitdauer u ρ nach den Impulsen in der Impulsreihe c_ auf, die mit der um eine Zeit L verzögerten Impulsreihe a_ zusammenfallen und beeinflussen auf diese Weise den dann noch im metastabilen Zustand befindlichen Kippschwingungsgenerator 2 nicht. Pro Periode des Eingangssignals a_ in Fig. 7 tritt dann nur ein Ausgangsimpuls des Kippschwingungsgenerators 2 auf, so dass gilt: ^vo( ¥ ) = Af f, wobei V„( ¥ ) bei f = 1/2"% den Wert A erreicht. Für Werte von f, die gerade etwas grosser sind als 1/ L· , sinkt V_o( '2T ) wieder plötzlich und nimmt den Wert 2A/3 an, da nun nach jedem Übergang des Kippschwingungsgenerators 2 in den metastabilen Zustand immer zwei Impulse der Impulsreihe c_ innerhalb einer Zeitdauer ^„ auftreten, so dass nun pro drei Perioden des Eingangs signals a_ in Fig. immer zwei Ausgangsimpulse des Kippschwingungsgenerators 2 auftreten und folglich gilt: V₂ ( f _Q) = 2A "£"^/3. Auf ähnliche Weise kann der weitere Verlauf von V₀( ¹TT ) her-

<c ο

geleitet werden, wobei es sich herausstellt, dass ausser den Sprüngen bei Wiederholungsfrequenzen f = n/ ¹Z? _p mit η = 1, 2, 3 ebenfalls Sprünge auftreten bei Wiederholungsfrequenzen f = (2n-i)/( 'f ₂ + ""£" ) . Der Verlauf von

V₂( Tf ) ist in Fig. 8 bei e_ als Funktion der Wiederholungsfrequenz f dargestellt.

Auf- diese Weise stellt es sich heraus, dass V„( t )

' 2^v o'

einen ersten Sprung bei der Wiederholungsfrequenz f = f'₂( "ZT ) = i/( G _o + i- ) aufweist, dessen Lage vom gewählten Wort von C t also von der Wahl der Verzögerungszeit des Verzögerungs-

2098A6/0756

-31- · PHN. 55*·8 C

kreises 31 in.Fig. 10 abhängig ist. Durch Inderimg dieser Verzögerungszeit "ΈΓ (die grosser als £*„ vorausgesetzt ist) kann dieser erste Sprung bei f„( TT ) auf praktisch jede gewünschte Stelle innerhalb des Frequenzintervalls zwischen Γ .= O und 1' = 1/(2 *C?') gelegt werden.

Dieser Verlauf von V„( L ) kann auf genau (Seselte Weise benutzt werden wie der bereits eingehend beschriebene Verlauf von V_( ^- ). Insbesondere kann die Kippschwingungszeit Cr des Kippschwingungsgenerators 2 wieder derart gewählt werden, dass der Sprung von V„( '7? ) bei f₂( *· ) = i/( "2Tp + "ZT ) an jede willkürliche Stelle des Frequenzintervalls (f₁ , f„) gelegt werden kann, wozu für *~ η wieder vorzugsweise ein etwas geringerer Wert als C^„/2 gewählt wird. Auch bei Gebrauch des in Fig. 1O dargestellten Einstellkreises gibt der Entscheidungskreis auf unzweideutige Weise an, ob die Wiederholungsfrequenz f innerhalb des Frequenzintervalls (f.., f„( "Zf ).) bzw. innerhalb des sich genau daran anschliessenden Frequenzintervalls (fp( *£* » i"o oder aber ausserhalb der beiden Intervalle liegt, wobei die Lage der gemeinsamen Grenzfrequenz f_?( *~ ) ohne Änderung der Kippschwingungszeit 2^₂ ^^es Kippschwingungsgenerat.ors 2

durch Änderung der Verzögerungszeit ^ des Verzögerungskreises 31 in Fig. 10 gesteuert werden kann.

Fig. 12 zeigt eine Abwandlung des Einstellkreises aus Fig. 10» wobei entsprechende Elemente in den beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen angedeutet sind. Der Einstellkreis aus Fig. 12 weicht von dem nach Fig. 10 ab und zwar

2098Ä6/0756

-32- PHN. 55^8 C

insofern es sich um die Ausbildung des Verzögerungskreises 31 handelt. Der Verzögerungskreis 31 wird in Fig. 12 durch einen monostabilen Kippschwingungsgenerator 33 mit einer Kippschwingungszeit C , ein sich daran anschliessendes differenzierendes Netzwerk 3k und einen Einweggleichrichter 35 gebildet, der nur die negativen Ausgangsimpulse des Differentiators Jk durchlässt. Weiter ist der Zusammenftigungskreis 32 nun als linearer Summenerzeuger ausgebildet.

Treten die Impulse in der dem Verzögerungskreis 31 zugeführten ersten Impulsreihe a aus Fig. 11 mit einer ¥iederholungsfrequenz f, die kleiner ist als 1/ Ί? auf, so gibt der Kippschwingungsgenerator 33 bei jedem Impuls in der Impulsreihe ti einen Ausgangsimpuls mit der Impulsdauer C ab. Mit Hilfe dee differenzierenden Netzwerkes 3k und des Gleichrichters 35 wird dann eine Reihe negativer Nadelimpulse erhalten, die mit den Rückflanken der Ausgangsimpulse des Kippschwingungsgenerators 35 zusammenfallen und folglich gegenüber der Impulsreihe ei eine Zeitverzögerung "C^ aufweisen. Eine Zusammenfügung dieser zweiten Impulsreihe mit der ersten Impulsreihe a_ im Zusammenfügungskreis 32 ergibt in diesem Fall wieder die Impulsreihe b_ aus Fig. 11. Treten die Impulse in der ersten Impulsreihe ai jedoch mit einer Frequenz f, die gerade etwas grosser ist als 1/ "£* auf, so tritt nach einem Übergang des Kippschwingungsgenerator 33 in seinen metastabilen Zustand der nächste Impuls in der Impulsreihe ia innerhalb einer Zeitdauer U auf, so dass nur bei jedem zweiten Impuls in der Impulsreihe a ein nega-

209846/0756

-33- PHN. 55^8 C

tiver Nadelimpuls am Ausgang des Zusammenfügungskreises auftritt. Auf gleiche Weise tritt für Frequenzen f, die gerade etwas grosser sind als n/ 7? mit η = 1, 2, 3,.·.... nur ein negativer Nadelimpuls pro (n+1) Impulse in der Impulsreihe a auf.

Die Impulsreihe, die bei Verwendung des Einstellkreises in Fig. 12 dem Kippschwingtmgsgenerator 12 zugeführt wird, weicht also etwas von der bei Verwendung des Einstellkreises nach Fig. 10 für Frequenzen f, die grosser sind als 1/ £"* ab. Der Verlauf des Mittelwertes des Ausgangssignals des Kippschwingüngsgenerators 2, nun durch Vp¹(2^ bezeichnet, weicht auf entsprechende Weise etwas vom beschriebenen Verlauf von V_( f ) ab. Dieser Verlauf von V₀·( U ) kann auf die obenstehend erläuterte Art und Weise abgeleitet werden, wobei es sich herausstellt, dass V„'( für Werte von f, die kleiner sind als 1/ o^, mit dem von V ( "Z^ ) zusammenfällt und folglich auch bei f„( f ) = i/( '2^p + lT ) einen ersten Sprung aufweist. Bei f = 1/ springt V '( 1? ) auf den Wert A/2 statt auf 2A/3 und bei f = 3/( X_z + T^₀) weist V₂'( f _o) keinen Sprung im Gegensat s zu V₂( L ) auf. Zum Vergleich ist der Verlauf von V · ( f ) ebenfalls in Fig. 8 bei e_ dargestellt, übrigens lässt sich der Verlauf von V ·( £" ) beim beschriebenen Ausführungsbeispiel auf dieselbe Weise benutzen wie der Verlauf von V₀ ( '2" ).

Die Wahl zwischen den Einstellkreisen in Fig. 10 und Fig. 12 wird durch den für eine bestimmte Verwendung ge-

209846/0756

-3h- PHN. 5548 C

wünschten Verlauf des Mittelwertes des Ausgangssignals des Kippschwingungsgenerators 2 bestimmt. Wenn dieser Verlauf keinen Durchschlag gibt, beispielsweise für Werte f, die kleiner sind als 1/ V₂* ^{wird die} Einstellzeit nach Fig. 12 im Vergleich zu dem nach-Fig. 10 bevorzugt, da zur Änderung des Verzögerungszeit L in Fig. 12 die Kippschwingungszeit des Kippschwingungsgenerators 33 und in Fig. 10 die Verzögerungszeit einer Verzögerungsleitung geändert werden muss, welche letztere Änderung in der Praxis grosse Probleme herbeiführt.

Weiter sei bemerkt, dass bei den Einstellkreisen nach Fig. 10 und Fig. 12 auch Verzögerungszeiten t , die etwas kleiner sind als die Kippschwingungszeit L „ verwendet werden können. In diesem Fall ist jedoch der Verlauf V₂( ^C ) und V„·( L· ) weniger interessant, da die Sprünge in V_o( *2^ ) sowie V„'( lT ) kleiner sind sowie die Lage der Sprünge weniger günstig ist als bei der eingehend beschriebenen Wahl der Werte C , die etwa grosser sind als T*₂, so dass diese letzte Wahl in der Praxis bevorzugt wird.

Zum Schluss sei noch bemerkt, dass es bei den Einstellkreisen aus den Fig. 10 und. 12 ^möglich ist, statt der Impulsreihe b in Fig. 11 die ausschliesslich positive Nadelimpulse enthaltende Impulsreihe £ in Fig. 11 über die Bedienungsleitung 26 zu übertragen. Dies kann auf dieselbe Art und Weise durchgeführt werden wie bei dem Einstellkreis nach Fig. 9 beispielsweise dadurch, dass in der Bedienungsstation beispielsweise ein Zweiweggleichrichter an den

209846/0756

^cA .·: -35- ""■"' PHN. 55^8 C

sgang des.; Zusammenftigungskreises 32 angeschlossen und der Teil des Einstellkreises bei der fernzusteuernden¹ Apparatur ausgebildet wird, wie dies in Fig. 9 bei b dargestellt ist. Wenn in diesem Fall der Zusammenftigungskreis 32 in Fig. 10 · als Summenerzeuger und in Fig. 12 als Differenzerzeüger" ausgebildet wird, braucht an die auf diese Weise "ausgebildeten Zusammehfugungskrei.se 32 kein Zweiweggleichrichter angeschlossen zu werden um die Impulsreihe £ in Fig. TI zu erhalten. ■■ Ebenso wie beim Eineteilkreis in Fig. 9 wird die Wirkung des Entscheidungskreises selbst durch diese Änderungen nicht geändert, weil die Steuerung der KippSchwingungsgeneratoren 1, 2 und 3 durch diese Änderungen nicht beeinflusst wird.

09846/0756

Claims

-36- PHN. 55^8 C

PATENTANSPRÜCHE:

1.J Entscheidungskreis, der auf Ansteuerung eines Eingangssignals, in dem Signaldurchgänge in bestimmtem Sinne durch einen festen Bezugswert einer bestimmten Wiederholungsfrequenz auftreten, ein Entscheidungssignal erzeugt, das von der Lage der genannten Wiederholungsfrequenz gegenüber einem vorgeschriebenen begrenzten Frequenzintervall abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Entscheidungskreis mindestens zwei monostable KippSchwingungsgeneratoren mit unterschiedlichen Kippschwingungszeiten enthält, deren Eingänge mit einem gemeinsamen Signaleingang des Entscheidungskreises gekoppelt sind, welche Kippschwingungsgeneratoren bei den genannten Signaldurchgängen durch den festen Bezugswert in ihren metastabilen Zustand übergehen und Ausgangsimpulse abgeben mit einer von der Wiederholungsfrequenz der genannten Signaldurchgänge unabhängigen Dauer, wobei die KippSchwingungsgeneratoren mit ihrem Ausgang an eine Kaskadenschaltung aus einem Zusammenfügungsnetzwerk und einem Glättungsfilter zur Erzeugung einer geglätteten Differenz zwischen den genannten Ausgangsimpulsen der Kippschwingurigsgeneratbren angeschlossen sind, und der Ausgang der Kaskadenschaltung" an einen Schwellenkreis angeschlossen ist, dessen Ausgang einen EntscheidungsSignalausgang des Entscheidungskreises bildet.

2. Entscheidungskreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kaskadenschaltung die Ausgänge der

209846/0756

-37- PHN. 5548 C

Kxppschwingungsgeneratoren über gesonderte Glättungsfilter an ein als Differenzerzeuger ausgebildetes Zusammenfügungsnetzwerk angeschlossen sind, dessen Ausgang mit dem Schwellenkreis verbunden ist.

3· Entscheidungskreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kaskadenschaltung die Ausgänge der Kippschwingungsgeneratoren unmittelbar an ein als Differenzerzeuger ausgebildetes Zusammenfügungsnetzwerk angeschlossen sind, dessen Ausgang über ein Glättungsfilter mit dem Schwellenkreis verbunden ist.

h. Entscheidungskreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor den Kippschwingungsgeneratoren ein durch das Eingangssignal gesteuerte Einstellkreis angeordnet ist, der einen Signaldurchgangsdetektor enthält, wobei im Einstellkreis durch Signaldurchgangsdetektion eine erste Impulsreihe erzeugt wird, deren Impulse den genannten Signaldurchgängen in bestimmtem Sinne durch den festen Bezugswert entsprechen und zugleich eine zweite Impulsreihe erzeugt wird, deren Impulse gegenüber der ersten Impulsreihe zeitlich verschoben sind, welcher Einstellkreis die beiden Impulsreihen zusammen als eine Reihe Triggerimpulse mindestens einem der Kippschwingungsgeneratoren zur Steuerung der Lage mindestens einer der Grenzen des genannten vorgeschriebenen Frequenzintervalls abgibt.
5. Entscheidungskreis nach Anspruch k, dadurch gekenn-

20 98A6/0756

-38- PHN. 55^8 C

zeichnet, dass der Signaldurchgangsdetektor einen doppelseitigen Begrenzer enthält, dessen Begrenzungswerte auf den Bezugswert eingestellt sind, sowie ein an den Begrenzer angeschlossenes differenzierendes Netzwerk für das begrenzte Signal.

6. Entscheidungskreis nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, dass ein Einweggleichrichter mit dem Ausgang des Signaldurchgangsdetektor zur Erhaltung der genannten ersten Impulsreihe verbunden ist und der Ausgang des Einweggleichricliters einerseits unmittelbar und andererseits über einen Verzögerungskreis zur Erhaltung der genannten zweiten Impulsreihe an einen Zusammenfügungskreis angeschlossen ist, dem die genannte Reihe von Triggerimpulsen entnommen wird.

7. Entscheidungskreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungskreis durch einen monostabilen Kxppschwxngungsgenerator, der Ausgangsimpulsθ mit einer durch seine Kippschwingungszeit bestimmten Dauer liefert, ein an diesen Kippschwingungsgenerator angeschlosses differenzierendes Netzwerk und einen Einweggleichrichter gebildet wird, der nur diejenigen Ausgangsimpulse des differenzierenden Netzwerke^ die mit den Rückflanken der Ausgangsimpulse des Kippschwingungsgenerators zusammenfallen, zum Zusammenfügungskreis durchlässt.

8. Entscheidungskreis nach einem der Ansprüche 5-71 dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindung zwischen

208846/0756

-39- PHN. 55^8 C

dem Ausgang des Signaldurchgangsdetektors und dem Eingang des Kippschwingungsgenerators, der durch die genannte Reihe von Triggerimpulsen gesteuert wird, ein Zweiweggleichrichter aui"genonunen ist, ■

⁽). Entscheidungskreis nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindung zwischen dem Ausgang des Signaldurehgangsdetektors und dem Eingang eines Kippschwingungsgenerators, der ausschliesslich durch einen der beiden Impulsreihen aus der genannten Reihe von Triggerimpulsen gesteuert wird, ein Einweggleichrichter aufgenommen ist.

20 9 8 46/07