DE2150180C3 - Vorrichtung zum Bestimmen der Steigung eines Signals - Google Patents

Description

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Ein nach einem ähnlichen Prinzip arbeitendes gangsspannung bilden, die eine Änderung des ge-

Digitalauswertgerät für Gaschromatographen ist in speicherten Werts anzeigt Der Taktgeber kann teraer

der Siemens-Druckschrift 4/4 vom November 1963, eine Verzögerungseinrichtung enthalten, durcn _oie

Best-Nr. 1-7404/236, beschrieben. ein verzögerter Rückstellimpws der Speicnereinnch-

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, 5 tung zuführbar ist um eine Ruckstellung beiAb-

eine einfache und preiswerte Vorrichtung zum Be- Wesenheit von Änderungen des gespeicherten wens

stimmen der Steigung eines Signals zu schaffen. zu ermöglichen. Vorzugsweise isi eine zweite 5pei-

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der ein- chereinrichtung in der logischen ^Einnc^fY°£ gangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß mit dem gesehen, die auf die Abtastemnchtung auch anspricht Schalter und der Speichereinrichtung ein Widerstand xo und Ausgangsspannungen abgibt die ™^e™&™* verbunden ist und daß eine den durch den Wider- Änderung des gespeicherten Werts anzeigt Vorzugsstand fließenden Strom nach Richtung und Größe weise ist ferner eine dritte Speichereinrichtung in der bestimmende Abtastschaltung mit dem Widerstand logischen Einrichtung vorgesehen, die aul me ersre verbunden ist and die zweite Speichereinrichtung anspricht, indem

Gemäß der Erfindung wird die Steigung eines 15 sie eine Ausgangsspannung bildet, die anzeigt, ob die

Signals dadurch gemessen, daß die Spannung eines erste und die zweite Speicheremnchtung angezogi

zugeführten Signals zu einer ersten Zeit gemessen haben, daß die Änderung des gespeicherten Werts

und in einer Speichereinrichtung gespeichert wird von einem positiven oder einem negativen wen aus

und daß dann zu einer zweiten Zeit der Speicher- erfolgte. .

einrichtung ein zweiter Signalwert zugeführt wird, »o Von der Schwellwerteinrichtung kann terner em

woraufhin die Richtung und die Größe des Stroms, Triggerausgangssignal abgeleitet werden, weicnes em

der von dem Kondensator wegfließt, gemessen wird, Ansprechen bei drei Werten ermöglicht wenn aas

wobei ein Stromfluß in einer ersten Richtung eine Ausgangssignal einen positiven SchweHwen uoer-

positive Steigung und ein Strom in einer zweiten schreitet, dann zeigt es em Eingangssignal nut_ pos -

Richtung eine negative Steigung anzeigt. Der Strom a₅ tiver Steigung an; wenn es einen negativen icaweii-

wird durch einen Widerstand geleitet, und die an dem wert überschreitet, dann zeigt es ein Eingangssignal

Widerstand abfallende Spannung wird einer Abtast- mit negativer Steigung an; und wenn es zwischen den

schaltung zugeführt. beiden Schwellwerten liegt, dann zeigt es an, dall

Die Abtastschaltung kann eine in zwei Richtungen keine nennenswerte Steigung vorliegt

wirksame Schwellwerteinrichtung sein, die anspricht, 30 Ausführungsformen der Erfindung werden nacn-

wenn die Steigung in irgendeiner Richtung größer stehend an Hand der Zeichnungen beispieisnaioer

als eine vorbestimmte Steigung ist. beschrieben. Dabei zeigt .

Die Arbeitsweise der Schaltung läßt sich dadurch Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer scnai-

verbessern, daß das Signal zunächst in einer Speicher- tung gemäß der Erfindung,

einrichtung mit größerer Speicherkapazität gespei- 35 F i g. 2 ein Spannungs-Zeit-Diagrarom einer £pan-

chert wird, bevor es der Hauptspeichereinrichtung nungskurve zum taktmäßigen Ansteuern und ««»ck-

zugeführt wird. stellen der bistabilen Kippschaltungen nach Fig. 1

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach auf- und ,

gebaut und macht die Verwendung eines kostspieligen F i g. 3 ein Spannungs-Zeit-Diagramm des raver-

Operationsverstärkers nicht mehr notwendig. Das 40 tierten Ausgangssignals einer Schwellwerteinncntung

Potential auf der Speichereinrichtung wird nämlich nach Fig. 1. .

nur für kurze Zeit gehalten und dann bereits mit In Fig. 1 ist ein Gas- oder Flussigkeitschromato-

dem augenblicklichen Wert der Eingangsspannung graph 10 dargestellt, der ein veränderlichesι»ρω-

verglichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung er- nungssignal abgibt, welches schließlich durcn mein

möglicht auch ein Bestimmen der Steigung eines « dargestellte Einrichtungen integriert oder in^

Signals in nur wenigen einfachen Arbeitsschritten. Weise verarbeitet werden soll, und dessen ^

Der Schwellwert der in zwei Richtungen wirksamen durch die dargestellten Einnchtungen bestimmt

Schwellwerteinrichtung läßt sich dadurch einstellen, ausgewertet werden soll. Das Spannungssignal Ji

daß ein polarisierter Verstärker zwischen den Kon- einer Eingangsanschlußklemme 1- der, £usw^e"vor-

densator und die Schwellwerteinrichtung geschaltet 50 richtung zugeführt. Ein TiefpaUrauscnniier a» um

wird, wobei der polarisierte Verstärker einen ein- veränderlicher Grenzfrequenz, welches aus. «nem

stellbaren Rückkopplungsweg aufweist. Filterkondensator 16 und vier in Reihe Skateten

Mit der beschriebenen Vorrichtung läßt sich eine Widerständen 18, 20, 22 und 24 besteht, vermindert

einfache Analyse und Auswertung der Steigung eines unerwünschtes elektrisches Rauschen, dessen rre

Signals durchführen. Das Abtasten und Speichern 55 quenzspektrum bei höheren Frequenzen liegt als me

wird vorzugsweise durch Taktsignale gesteuert. Da Frequenzen des Signals. Durch einen bcöamrm*«

die sich ergebenden Werte taktweise gesteuert und eines Mehrfachschalters 28 laßt sich die yrenz-

abgetastet sind, können die Analyseausgangssignale frequenz des Filters auswählen, indem namlicti die

einfach in einer digitalen Vorrichtung synchronisiert Widerstände 18, 20, 22 und 24 in das Filter ein-

werden. Durch Logikvorrichtungen lassen sich wei- 60 geschaltet werden und von diesem getrennt werden

tere Informationen aus den Ausgangsspannungen Das auf diese Weise gefilterte Signal erscheint an den

und ihren veränderlichen Werten ableiten. Filterkondensator 16.

Die Taktfolgefrequenz kann veränderbar sein. Auf Das gefilterte Signal, welches untersucht und aus

diese Weise läßt sich die Empfindlichkeit der Vor- gewertet werden soll, liegt auch an einem Ende eine,

richtung erhöhen, und sie wird auch steuerbar. 65 Speicherkondensators 30 an, der mit der da* Mgna

In den logischen Einrichtungen können Speicher- führenden Seite des Filterkondensators 16 verbund«

einrichtungen vorgesehen sein, die auf die Abtast- ist. Ein Relaiskontaktarm 32 eines wiederholt be

schaltung ansprechen, indem sie eine konstante Aus- tätigten Relais 34 schließt mit Unterbrechungen um

wiederholt einen Ladeweg zu dem Kondensator 30 Ein nichtinvertierender Operationsverstärker 44 f

über einen Ladungswiderstand 36. Die Folgefrequenz, tastet die Spannung ab, die durch den Strom in dem ϊ

mit der der Relaiskontaktarm 32 den Ladungsweg zu Widerstand 36 gebildet wird. Eine zweiseitige »Vier- I

dem Kondensator 30 schließt, ist durch einen Takt- schichten«-Diode 46 sperrt die Teile der Ausgangs- f.

geber 38 mit mehreren Ausgängen bestimmt. Dieser 5 spannung des Operationsverstärkers 44, deren Wert j

Taktgeber erregt die Relaisspule 39 des Relais 34 mit geringer ist als ihre positive oder ihre negative Durch- |

nacheinander auftretenden Taktimpulsen oder Takt- bruchsspannung. Durch diese Diode werden an den jj

Signalen über einen Mehrkontaktschalter 40 bei einer Widerstand 48 die Teile der Ausgangsspannung des |

Folgefrequenz, die von der Stellung des Schalters 40 Verstärkers 44 angelegt, die ihre positive oder nega- f·

abhängt. Die nach Fig. 1 von dem Schalter40 aus- io tive Durchbruchsspannung überschreiten. Wenn also |

gewählte Ausgangsanschlußklemme gibt die höchste eine Änderung des gefilterten Signalwerts an dem Γ

Folgefrequenz der vier Taktsignalausgangsanschluß- Kondensator 16 zwischen einem Taktimpuls und dem [

klemmen 42 von dem Taktgeber ab. Die anderen nächsten größer ist als ein bestimmter positiver oder |

drei Ausgangsanschlußklemmen geben entsprechend negativer Schwellwert, dann wird an dem Wider- J

niederfrequentere Taktsignale ab. 15 stand 48 ein Ausgangssignal gebildet.

Der Schalter 40 ist mechanisch mit dem Kontakt- Der vorbestimmte Schwellwert, der mindestens f

arm 26 verbunden. Wenn der Schalter 40 für nieder- vorliegen muß, damit ein Ausgangsimpuls an dem \

frequentere Taktsignale eingestellt wird, indem er in Widerstand 48 gebildet wird, wird durch die Ver- f.

andere Stellungen bewegt wird, dann wird der Kon- Stärkung des rückgekoppelten Operationsverstärkers \

taktarm 26 so bewegt, daß er nacheinander die 20 44 und die Durchbruchsspannung der Vierschichten- I

Widerstände 22, 20 und 18 in Reihe mit dem Wider- diode bestimmt. Dieser Schwellwert kann dadurch |

stand 24 schaltet. Dadurch wird die Grenzfrequenz eingestellt werden, daß man einen Schalter 50 ver- j

des Tiefpaßfilters 14 vermindert. Der Schalter 40 ändert, der eine Anschlußklemme eines Gegenkopp- ■

:. wird normalerweise so eingestellt, daß er etwa 10 lungs-Spannungsteilers auswählt, der aus in Reihe ge-

; bis 40 Taktsignale oder Taktimpulse während jedes 25 schalteten Widerständen 52, 54, 56 und 58 besteht,

chromatographischen Höckers abgibt. Zur negativen Rückkopplung oder Gegenkopplung

λ' Während jedes Taktimpulses schließt sich der ist über einen Widerstand 60 eine Verbindung mit

£ Kontaktarm 32 und lädt den Ladungskondensator 30 einer Eingangsanschlußklemme des Verstärkers 44

λ auf den Wert der Signalspannung an dem Konden- vorgesehen. In der dargestellten Stellung des Schal-

sator 16 auf oder entlädt sich über diesen. Die Zeit- 30 ters 50 ist die Gegenkopplung am größten. In dieser

; £ konstante des Kondensators 30 und des Widerstands Stellung muß eine relativ große Spannung an dem

■>-j| 36 ist genügend klein, daß ein Strom durch den Widerstand 36 anliegen, und folglich muß eine relativ

". \;ip Widerstand 36 fließen kann, der den Kondensator 30 große Änderung des Eingangssignals in der Zwischen-

V^ auf den Wert des gefilterten Signals an den Konden- zeit zwischen einem Taktimpuls und dem nächsten

/,';:|| sator 16 während jedes Taktimpulses auflädt oder 35 vorliegen, damit die Ausgangsspannung des Opera-

;'!3§ diesen entlädt. Die Kapazität des Kondensators 30 tionsverstärkers 44 die Durchbruchsspannung der

"0M «st klein im Verhältnis zur Kapazität des Kondensa- Vierschichtendiode 46 übersteigt. Durch eine Ein-

^Ss tors 16. Es kann sich folglich der Kondensator 30 stellung der Schalter 26 und 40 zusammen mit dem

^:ψ-φ mehr als der Kondensator 16 laden und entladen. Schalter 50 wird die Steigungsempfindlichkeit der

£φ& Zwischen den Taktimpulsen ist der Kontaktarm 32 40 Vorrichtung eingestellt. Längere Taktzwischenzeiten,

'0'.-k geöffnet, und der Kondensator ist nicht angeschlos- die durch den Schalter 40 eingestellt werden, und

;ίΐ^| sen. Der Kondensator speichert oder behält dann geringere Schwellwerte, die durch den Schalter 50

£ J die Ladung des Signalspannungswerts, der an dem eingestellt werden, erhöhen die Steigungsempfindlich-

$p I Filterkondensator 16 während des davorliegenden keit. Eine Unterdrückung des Rauschens läßt sich

-¹I Jl Taktimpulses vorgelegen hat. Zwischen den Impulsen 45 auf Kosten der Zeitauflösegenauigkeit für eine be-

-.■■■*H|| erfolgt eine Aufladung des Kondensators 16 durch stimmte Steigungsempfindlichkeit verbessern, wenn

'■iyijsi die gefilterte Signaleingangsspannung. Beim nächsten man zwischen den Taktimpulsen längere Zwischen-

■;|? Taktimpuls lädt der Kondensator 30 sich auf den zeiten verwendet und die Schwellwertempfindlichkeit

o$j| Wert der neuen gefilterten Signalspannung an dem geringer macht. Damit ist gemäß der Erfindung eine

«g Kondensator 16 auf, oder er entlädt sich bis auf die- 50 sehr flexible steigungsempfindliche Steuerung vor-

£5 sen Wert. Diese Ladungsänderung wird dadurch vor- gesehen.

*■■?-' genommen, daß ein Strom durch den Widerstand 36 Der Spannungsverlauf an dem Widerstand 48 ist

:y fließt. Wenn der Strom in dem Widerstand 36 in einer durch einen Impuls gegeben, dessen Zeitdauer etwa

: Richtung fließt, dann wird dadurch angezeigt, daß gleich der des Taktimpulses ist. Die Polarität des

sich der Signalwert zu einem größeren Wert hin 55 Impulses an dem Widerstand 48 ist positiv, wobei an

ändert, und wenn er in der anderen Richtung fließt, der Anschlußklemme 12 eine ansteigende Signalspan-

dann wird dadurch angezeigt, daß sich der Signal- nung oder eine positive Steigung vorSegL Der Impuls

wert zu einem kleineren Wert hin ändert. Wenn sich an der Anschlußklemme 12 geht für negative Steignn-

der Signalwert nicht geändert hat oder nicht beträcht- gen, d. h. für abnehmende Spannungswerte, ins

lieh geändert hat, dann wird sich die durch die Span- 60 Negative.

nnng bestimmte Ladung an dem Kondensator 16 Ein verstärkender und begrenzender Inverter 62 nicht ändern, und es wird kein Strom durch den begrenzt die Impulse, die an dem Widerstand 48 geWiderstand 36 während der Taktimpulse fließen. bildet werden, und invertiert sie. Eine bistabile Kipp-Dies ergibt sich deshalb, weil die Ladung an dem schaltung 66 nimmt die begrenzten und invertierten Kondensator 3· bei Beginn der Taktimpulse die glei- 65 Impulse auf. Ein Beispiel für die Impulsform der ehe ist wie an dem Kondensator 16. Die Ströme, die invertierten Impulse am Eingang der bistabilen Kippdurch den Widerstand 36 fließen, zeigen deshalb an, schaltung 66 ist in Fig. 3 dargestellt. Es ist ein ins daß sich der Signalwert geändert hat. Negative gehender Impuls dargestellt, der einen

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Übergang von plus 5 Volt auf 0 Volt aufweist. Wegen zeugen ein positives Ausgangspotential und ein posi der Begrenzerwirkung des Inverters 62 und der tives Eingangspotential für das Gatter 68. Wem

Schalterwirkung der Diode 46 hat der Impuls am keine Steigung vorliegt und wenn folglich kein«

Ausgang des Inverters 62 immer die gleiche Ampli- Spannung an dem Widerstand 48 anliegt, dann is

lüde, unabhängig davon, ob die Steigung die Schwell- 5 das Ausgangssignal des verstärkenden Inverters 6ί

werte geringfügig oder stark überschreitet. Der lim- positiv (plus 5 Volt). Das andere Eingangssignal de;

puls ist mit dem Taktimpuls des Taktgebers 38 el:wa Gatters ist auch positiv. Auf diese Weise wird eir

zeitlich koinzident. Potential nahe dem Wert 0 an dem Ausgang da

Die bistabile Kippschaltung 66 wird aus zwei Gatters 68 erzeugt ebenso wie an einer Ausgangskreuzweise verbundenen Gattern 68 und 70 gebildet. io anschlußklemme 90.

Die Gatter 68 und 70 und auch entsprechend ge- Das negative Potential am Ausgang des Gatters 6f zeichnete andere Gatter sind bekannte Verknüpfungs- wird auch dem anderen Eingang des Gatters 70 zu glieder, die gewöhnlich in integrierten Verknüpfungs- geleitet. Eine Rückkehr des unteren Eingangs de; einrichtungen, beispielsweise sogenannten NAND- Gatters 70 zu einem positiven Potential ändert nur Gattern verwendet werden. Sie können auf irgend- >s nicht mehr den stabilen Zustand der bistabilen Kippeine bekannte Weise ausgeführt sein, beispielsweise schaltung, weil der obere negative Eingang des Gatin Dioden-Transistor-Logik (DTL)-Schaltungen oder ters 70 seinen Ausgang auf einem positiven Wert hält in Transistor-Transistor-Logik (TTL)-Schaltungen. Die bistabile Kippschaltung 66 ist damit durch der Jedes NAND-Gatter bildet ein positives Ausgangs- Einstellimpuls eingestellt worden. Das Ausgangs potential, wenn mindestens ein negatives Signal 20 signal an der Anschlußklemme 90 ist nahezu 0.
an seinen Eingängen anliegt. Wenn positive Pot en- Wenn ein negativer Impuls von dem Inverter 62 tiale an beiden Eingängen anliegen, dann bildet abgegeben wird, dann wird dadurch angezeigt, daO das NAND-Gatter ein negatives Ausgangspotential. eine positive Änderung des Signalwerts über den vor-Im Sinne der hier beschriebenen logischen Einrich- eingestellten Schwellwert vorliegt. Der negative Imtungen bezieht sich der Ausdruck positiv auf ein 25 puls, der dem Start des Einstellimpulses am WiderPotential von plus 5,0 Volt und der Ausdruck nega- stand 82 voreilt, schaltet die bistabile Kippschaltung tiv auf ein Potential von 0 oder nahezu 0 Volt. Da- um, indem der Ausgang des Gatters 68 positiv gemit beginnt ein ins Negative gehender Impuls bei macht wird. Der negative Impuls des Inverters 62 einer Spannung von plus 5,0 Volt, er fällt auf eine hält den Ausgang des Gatters 68 und die Anschluß-Spannung von 0 oder nahezu 0 Volt ab und steigt 30 klemme 90 selbst während des Einstellimpulses auf wieder auf eine Spannung von plus 5,0 Volt an. Ein einem positiven Wert. Nach Abschluß des Einstell- »negatives« logisches Signal oder Potential oder ein impulses sind während des negativen logischen Imsolchcr Wert ist 0 oer nahezu 0 Volt. In ähnlicher pulses an dem Inverter 62 die Eingänge für das Gat-Weise ist ein positiver Impuls ein Impuls, der von 0 ter 70 beide positiv. Die Eingänge für das Gatter 68 oder nahezu 0 Volt auf plus 5 Volt anwächst und 35 sind beide negativ. Damit verbleibt nach Ende eines dann wieder auf 0 oder nahezu 0 Volt abnimmt. Ein negativen logischen Impulses an dem Ausgang des positives logisches Signal oder Potential oder ein Gatters 68 ein positives Potential. Dieses Potential solcher Wert beträgt plus 5,0 Volt. liegt auch an der Ausgangsanschlußklemme 90 an.

Die bistabile Kippschaltung 66 wird durch einen Es wird also durch ein positives Potential (plus

ins Negative gehenden Einstellimpuls, der bei jedem 40 5 Volt) an der Ausgangsanschlußklemme 90 eine

Taktimpuls auftritt, in einen ihrer beiden stabilen positive Steigung des gefilterten Signals, welches

Zustände eingestellt. Solch ein Einstellimpuls ist in untersucht wird, angezeigt.

F i g. 2 dargestellt. Dieser Einstellimpuls wird durch Wenn die Steigung wieder 0 oder negativ wird, den Schalter 40 von einem positiven Taktimpuls εΐ>- dann wird durch den positiven Wert am oberen Angeleitet, der zu einer Zeit beginnt, wie es in den 45 schluß des Gatters 68 und den negativen Einstell-F i g. 2 und 3 dargestellt ist. Die Basis eines in impuls die bistabile Kippschaltung umgeschaltet, und Grundschaltung geschalteten NPN-Transistors 74 sie kehrt zu einem Ausgangssignal an der Anschlußwird durch einen mit einem negativen Potential vor- klemme 90 zurück, welches nahezu 0 ist.
bundenen Widerstand 72 normalerweise in den nicht- Wenn eine negative Steigung vorliegt, dann beleitenden Zustand vorgespannt. Der positive Takt- 50 grenzen und invertieren die beiden in Kaskade geimpuls lädt langsam einen zwischen Masse und die schalteten verstärkenden und begrenzenden Inverter Basis des Transistors geschalteten Kondensator 76 92 und 94 einen negativen Impuls an dem Widerüber einen Widerstand 78 auf. Zu der Zeit t_i erreicht stand 48 zweimal. Damit erscheint ein negativer Imdic Ladung auf dem Kondensator 76 einen bestimm- puls an der bistabilen Kippschaltung, die aus den ten Wert, und der Transistor 74 beginnt über einim 55 Gattern 96 und 98 gebildet ist. Diese bistabile Kipp-Kollektorwiderstand 80 zu leiten. Auf diese Weise schaltung bildet ein positives Ausgangssignal an einer wird die Spannung an dem Kollektor des Transistors Ausgangsanschlußklemme 100, wenn eine negative 74 ebenso wie an einem Widerstand 82 sowie an dem Steigung bei dem gefilterten Eingangssignal an dem unteren Eingang des Gatters 70 vermindert. Auf Kondensator 16 vorliegt. Wenn eine Rückkehr zu diese Weise entsteht em Einstellhnpuls, dessen Be- 60 einem Wert ohne Steigung oder mit positiver Steiginn verzögert ist. Der Einstellimpuls endet früher gung erfolgt, dann bildet die bistabile Kippschaltung, als der Taktimpuls bei der Zeit t„ da ein Kopplungs- die aus den Gattern 96 und 98 zusammengesetzt ist, kondensator 84 über den Widerstand 82 jenseits eines an der Ausgangsanschlußklemme 100 ein Potential vorbestimmten Werts aufgeladen wird. nahe dem Wert 0. Wenn die Potentiale an den Aus-

Der Einstellimpuls ist unabhängig von der SUi- 83 gangsanschlnßklemmen 90 und 100 beide nahezu 0

gung, die durch den Widerstand 48 festgestellt wird, sind, wird dadurch angezeigt, daß die Steigung nicht

vorhanden. Das negative Potential, d. h. die 0 Volt. positiv und nicht negativ, sondern nahezu 0 ist.

des Emsteflimpulses am Eingang des Gatters 70 er- Inverter 102 und 104 invertieren die Signale an

den Ausgangsanschlußklemmen 90 und 100. Damit ben ist. Dieses Ausgangssignal könnte auch dazu verwird durch positive Signale (plus 5 Volt) an einer wendet werden, ein Steuersignal für eine Ladungs-Ausgangsanschlußklemme 106 angezeigt, daß keine bewertung für einen digitalen Integrator abzugeben, positive Steigung in dem chromatographischen Signal, um verschiedene Bewertungsfaktoren verschiedenen welches untersucht wird, vorhanden isl. Ein positives 5 aufeinanderfolgenden Höckern zuführen zu können. Signal an einer Ausgangsanschlußklemme 108, die Die Ausgangsanschlußklemmen 90, 106, 116, 120,

mit dem Ausgang eines Inverters 104 verbunden ist, 118, 108 und 100 können dazu verwendet werden, zeigt an, daß in dem chromatographischen Signal einen digitalen Integrator zu steuern,
keine negative Steigung vorliegt. Die Funktionen für die Integratorsteucrung, die

Eine bistabile Kippschaltung 110, die aus Gattern ίο von diesen Ausgangsanschlußklemmen abgeleitet 112 und 114 gebildet ist, nimmt Eingangssignale werden, bestehen im Starten und Anhalten der Schaivon den Anschlußklemmen 106 und 108 auf. Eine tung, um die driftende elektrische Grundlinie aufnegative Spannung (d. h. eine Spannung eines Werts, zufinden, wenn das Eingangssignal des Integrals der nahezu 0 ist) an den Ausgangsanschlußklemmen gedruckt oder aufgezeichnet wird; solch eine An- 106 oder 108 führt dazu, daß die bistabile Kipp- 15 Wendung ist in der deutschen Offenlegungsschrift schaltung 110 in einen Zustand geschaltet wird, der 2150174 und der deutschen Offenlegungsschrift dieser Spannung entspricht. Wenn also die Ausgangs- 2150153 beschrieben. Bei Betrieb wird ein gefiltertes anschlußklemme 106 negativ wird, d. h. wenn sie auf Eingangssignal von dem Chromatographen 10 über einen Wert, der nahezu 0 ist, abfällt, wodurch eine das Filter 14 dem Kondensator 16 zugeführt. Das positive Steigung an dem Kondensator 16 angezeigt »» Filter 14 hilft elektrische Rauschsignale zu unterwird, dann sind die Eingangssignale für das Gatter drücken. Das Unterbrecherrelais 34 führt die gefil- 112 beide negativ und die Eingangssignale für das terte Signalspannung dem Kondensator 30 mit UnterGatter 114 beide positiv, wodurch eine Ausgangs- brechungen zu. Der Kondensator 30 speichert die klemme 116 positiv und eine Ausgangsanschluß- Signalspannung zwischen den Seiten, zu denen ihm klemme 118 negativ (d. h. nahezu 0) wird. Die Aus- »5 ein Signal zugeführt wird. Jedesmal, wenn eine Signalgangsanschlußklemmen 116 und 118 bleiben auf die- spannung zugeführt wird und wenn sich dann das sem Wert, selbst wenn die Eingangssteigung 0 wird. Signalpotential an dem Kondensator 16 geändert hat, Dies ergibt sich daraus, weil dann die Spannungen an fließt ein Ladestrom durch den Widerstand 36. Der den Ausgangsanschlußklemmen 106 oder 108 beide Verstärker verstärkt die Spannungen, die durch diese positiv sind. Ein Eingang des Gatters 112 ist dann 30 Ladeströme gebildet werden.

negativ, und beide Eingänge des Gatters 114 sind Wenn die auf diese Weise verstärkten Spannungen,

positiv. Auf diese Weise wird keine Änderung am die den Ladeströmen entsprechen, genügend groß Ausgang hervorgerufen. Wenn die Steigung an dem sind, daß sie die Schwellwerte, die von der Vie Kondensator 16 negativ wird, dann fällt die Span- schichtendiode 46 vorgesehen sind, überschreiten, nung an der Ausgangsanschlußklemme 108 auf einen 35 dann werden durch die Diode die Spannungen, de Wert von nahezu 0 Volt ab. Auf diese Weise wird einen minimalen Steigungswert wiedergeben, ein:r die bistabile Kippschaltung 110 so umgeschaltet, daß logischen Einrichtung 62 bis 126 zugeführt. Die die Ausgangsanschlußklemme 118 positiv ist und die logische Einrichtung bildet positive Signale, dun:h Ausgangsanschlußklemme 116 negativ (d.h. nahezu die eine positive Steigung, eine nicht positive Steigung, '■'"ΐΐϊΜ 0) ist. Die Steigung an dem Kondensator 16 kann 4" die Tatsache, daß die zuletzt gemessene Steigung, c ie

γΜΜ ^{also aucn} ° we-'den. und dennoch bleiben die An- nicht 0 ist, negativ ist, die Tatsache, daß die Steigung

;·;-^L;{J| schlußklemmen 116 und 118 auf den Potentialen, die positiv oder negativ ist, die Tatsache, daß die zuletzt

■i: ^- durch die letzte positive oder negative Steigung ein- gemessene Steigung, die nicht 0 ist, positiv ist, ene

i; |f gestellt worden sind. Damit wird an den Anschluß- nicht negative Steigung, eine negative Steigung vnd

■;?· j^ klemmen 116 und 118 eine Speicherwirkung aus- 45 eine positive oder nicht negative Steigung angezeigt

It geübt, durch die angezeigt wird, ob die Steigung an werden. Durch die Anordnung ist ein fester, augen-

;fe dem Kondensator 16 entweder positiv oder negativ blicklich einstellbarer Wert gegeben, der die Ein-

Jä| war, bevor sie 0 wird. gangsspannung übersteigen muß. Ein sehr geringes,

: ;f§ Ein Gatter 120 nimmt Eingangssignale von den jedoch sehr schnelles Ausschwingen der Eingangs-

)$. Anschlußklemmen 106 und 108 auf. Es erzeugt ein 50 spannung hat auf diese Vorrichtung keine Wirkung,

'iy_ positives Ausgangssignal an einer Ausgangsanschluß- wenn auch die augenblickliche Steigung oder die

V^r*'- klemme 120, wenn die Steigung des Eingangssignals Spannungsänderung bei einem solchen Ausschwingen

ψ? entweder positiv oder negativ ist. Es bildet ein nega- sehr groß sein kann. Auf diese Weise werden ent-

tives Ausgangssignal (d.h. ein Ausgangssignal nahe sprechende elektrische Rauschsignale auch zurückdes Werts 0), wenn die Steigung nahezu 0 ist. 55 gewiesen.

Zwei Dioden bilden ein Gatter, welches die Aus- Durch die Einrichtung läßt sich die Steigung eines

gangsanschlußklemmen 108 und 90 miteinander ver- elektrischen Signals einfach und anpassungsfähig und binden. Ein positiver Impuls an einer Ausgangs- auch wiederholbar bestimmen. Die Einrichtung weist anschlußklemme 126 zeigt an, daß die Steigung ent- einen einstellbaren Schwellwert auf, um unbedeuweder mit einem positiven Wert beginnt oder mit 60 tende Signalspannungsschwingungen zu unterdrükeinem negativen Wert aufhört, wodurch ein chro- ken. Auf diese Weise wird die Wirkung des elekmatographischer Hocker bestimmt ist. Über die Aus- frischen Rauschens vermindert. Die Einrichtung kann gangsanschlußklemme 126 wird ein Impulsformer ohne weiteres mit Betriebsabläufen synchronisiert 128 betätigt, der wiederum einen Komponenten- werden, die in anderen Teilen einer Digitalvorrichsammler 130 betätigt, derart, daß verschiedene von- 65 rung stattfinden, da die elektronische Differenaererneinander getrennte, chromatographische Hocker- richtung synchron mit dieser Vorrichtung im Takt signale in Sammelrohren gespeichert werden, ähnlich laufen kann,
wie es in der USA.-Patentschrift 3 202 188 beschrie- Die Schaltung nach Fig. 1 kann geändert werden,

um eine zusätzliche Filterung, Kopplung oder Entkopplung der Schaltung zu erreichen, um ungewolltes Ansprechen zu verhindern. Es können verschiedene Verfahren zum Anschließen geeigneter logischer Spannungswerte vorgesehen sein.

Natürlich kann die Einrichtung auch abgewandelt werden. Beispielsweise kann die Empfindlichkeit auf negative Steigungen größer gemacht werden als die Empfindlichkeit auf positive Steigungen dadurch, daß eine Diode ISO und ein Widerstand 152 vorgesehen werden. Die negative Rückkopplung des Verstärkers 44 ist dann für negative Impulse geringer, da die Diode 150 dann nicht leitet. Es kann ferner die Steigungsempfindlichkeit erhöht werden, nachdem eine Steigung festgestellt worden ist, um die Unteirdrükkung des Rauschens zu erhöhen und um Instabilitäten zu unterdrücken. Wenn eine Steigung vorhanden ist, schließen sich die Kontakte des Relais 153, wodurch die Gegenkopplung vermindert wird, da das Signal über einen Widerstand 151 abgeleitet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

der Strömungsmittelmischung« die untersucht werder Patentansprüche: soll. Die Analyse dieser Hocker macht häufig eine Be-

1. Vorrichtung zum Bestimmen der Steigung Stimmung ihrer Amplitude notwendig. In anderer eines Signals mit einer Vorrichtung zum Ver- 5 Fällen kann die Fläche, die von den Höckern umgleich des zu einer ersten Zeit erhaltenen Signal- faßt ist, sowie ihre Grundlinie für die Untersuchuni werts mit dem zu einer zweiten Zeit erhaltenen interessant sein. In allen diesen Fallen werden dit Signalwert, die eine Speichereinrichtung aufweist, Signale, die durch die Hocker dargestellt sind und mit einem periodisch durch einen Taktgeber integriert. Es kann auch notwendig sein, festzustellen betätigten Schalter, durch den die Speicherein- io wann die Hocker auftreten. Es ist ferner erforderlich richtung periodisch mit der Eingangsklemme ver- die Höcker von durch Rauschen entstehender bunden wird, dadurch gekennzeichnet, Fremdhöckern zu unterscheiden, da diese Fremddaß mit dem Schalter (32) und der Speicherein- hocker unerwünschte elektrische Erscheinungen herrichtung (30) ein Widerstand (36) verbunden ist vorrufen können. Diese unerwünschten Erscheinun- und daß eine den durch den Widerstand (36) flie- 15 gen sollen jedoch auf durchzuführende Untersuchunßeaden Strom nach Richtung und Größe bestim- gen keinen Einfluß haben. Viele Analysen erfordern mende Abtastschaltung (44, 46, 48) mit dem Informationen, die sich aus der Steigung der Signale, Widerstand verbunden ist. die verarbeitet werden sollen, ergeben. Bei anderen

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Untersuchungen möchte man Spitzenwerte irgendkennzeichnet, daß die Abtastschaltung (44, 46, 20 einer Art feststellen. So ist es beispielsweise bei vielen 60, 50, 52, 48) eine in zwei Richtungen wirk- Prüfgeräten erforderlich, Spitzenwerte festzustellen, same Schwellwerteinrichtung (46) enthält. wie beispielsweise bei Geräten zur Feststellung von

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- Fehlerstellen in Metallen und allen auf dem Echokennzeichnet, daß die Abtastschaltung (44, 46, prinzip beruhenden Geräten, wie Radargeräten, 52,48) eine Einrichtung (52,150,50, 60, 44) zur 25 Sonargejäten und seismischen Geräten.
Einstellung des Schwellwerts der Schwellwertein- Es ist nach der USA.-Patentschrift 3 116 458 berichtung (46) aufweist. reits eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- bekannt, bei der die Steigung eines Signals dadurch kennzeichnet, daß die Abtastschaltung (44, 46, gemessen wird, daß der Wert des Signals auf einer 50, 150, 52) einen polarisierten Verstärker (44) 30 Speichereinrichtung zu einer ersten Zeit gespeichert mit veränderlicher Rückkopplung (52, 150, 50, wird und daß dann der Signalwert zu einer anderen 60) aufweist. Zeit mit dem gespeicherten Signalwert in einem Ver-

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden gleicher verglichen wird, wobei die Differenz der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannung zwischen dem zu der ersten Zeit gespeiweitere Speichereinrichtung (16) mit größerer 35 cherten Signalwert und dem Signalwert an der EinSpeicherkapazität als der der ersten Speicher- gangsklemme zu einer zweiten Zeit die Steigung einrichtung (30) vorgesehen ist, deren einer An- wiedergibt. Als Speichereinrichtung wird bei dieser schluß mit der Eingangsklemme, der das aus- bekannten Vorrichtung ein Kondensator verwendet, zuwertende Signal zugeführt wird, verbunden ist. Die nach der USA.-Patentschrift 3 116 458 be- und deren anderer Anschluß geerdet ist. 40 kannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß es

schwierig ist, die in der Speichern 'richtung gespeicherte Spannung, insbesondere wenn ein Konden-

sator verwendet wird, daran zu hindern, daß sie sich

vermindert, bevor sie mit einer neuen Spannung ver-

45 glichen wird, weil Leckströme, insbesondere bei der

Verwendung «' s Speicherkondensators, auftreten.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Aus diesem a^d ist mit dem Kondensator nor-

zum Bestimmen der Steigung eines Signals mit einer malerwei^ e ·. l· .-er Operationsverstärker verbun-

Vorrichtung zum Vergleich des zu einer ersten Zeit den, der ew «■ : Eingangsimpedanz aufweist, wo-

erhaltenen Signalwerts mit dem zu einer zweiten Zeit 5° durch sich e«: *?.· «nung weitgehend konstant halter

erhaltenen Signalwert, die eine Speichereinrichtung läßt, wobei dann der Ausgang des Operationsver-

aufweist und mit einem periodisch durch einen Takt- stärkers mit dem Signalwert zu der zweiten Zeit in

geber betätigten Schalter, durch den die Speicher- dem Vergleicher verglichen wird,

einrichtung periodisch mit der Eingangsklemme ver- Es ist andererseits nach der USA.-Patentschrifl

bunden wird. Derartige Vorrichtungen werden ins- 55 3 365 931 eine Vorrichtung zum Bestimmen dei

besondere zum Bestimmen und Auswerten der Stei- Steigung eines Signals bekannt, bei der die Signale

gung oder Änderungsgeschwindigkeit von zeitlich nicht in bestimmten Abständen abgetastet, gespei-

veränderlichen elektrischen Signalen verwendet. chert und in Beziehung gebracht werden, sondeirr

Vorrichtungen zum Bestimmen und Auswerten der bei der eine kontinuierliche Signalwerterfassung er-

Steigung von zeitlich veränderlichen Signalen werden 60 folgt. Die Signale werden dabei zunächst in einerr

häufig bei der Verarbeitung von Ausgangssignalen Spannungs-Frequenz-Umformer digitalisiert, so daC

verschiedener chemischer oder physikalischer Unter- eine zur Spannung proportionale Impulsfrequena

suchungsgeräte, beispielsweise bei Gas- oder Flüssig- entsteht. Diese Impulse werden zum einen zu einei

keitschromatographen, verwendet. Bei Gas- oder Verzögerungsleitung einem Speicherregister zugeführt

Flüssigkeitschromatographen folgen die Ausgangs- 65 und zum anderen über eine Zählschaltung ebenfalls

signale einer Grundlinie, die durch hervorragende einem Speicher zugeführt, und es werden dann di«

Hocker unterbrochen ist. Diese Hocker beinhalten gegeneinander verzögerten Signalgruppen in einerr

die Information von verschiedenen Komponenten Rechner miteinander verglichen.