DE2315927A1 - Vorrichtung zum erzeugen eines ausgangssignals, welches eine frequenz hat, die zu einer charakteristik eines eingangssignals in beziehung steht, beispielsweise vorrichtung zur analog-digital-umwandlung - Google Patents

Description

Dr.E.g

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Patentanwälte

Hambufe50-König8traBe28

W.25732/73 12/Sch 2315927

Gordon Engineering Company
Wakefield, MA, OV.St.A.)

Torrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals, welches eine frequenz hat, die zu einer Charakteristik eines Eingangssignals in Beziehung steht, beispielsweise Vorrichtung zur Analog-Digital-Umwandlung·

Die Erfindung bezieht sich auf elektronische Vorrichtungen, und sie ist insbesondere auf einen stabilen spannungsgesteuerten Oszillator und einen Analog-Digital-Umwandler gerichtet, der einen solchen Oszillator verwendet,

Bisher hatten Gestaltungsingenieure die Wahl, entweder ein digitales Einbauinstrument oder ein analoges Einbauinstrument auszuwählen, von denen bisher das letztere in größerem Ausmaß als das erstere verwendet wird. Das analoge Einbauinstrument weist die Vorteile auf, daß es frei schwebende analoge Eingangsanschlüsse besitzt, die !Fähigkeit hat, Signale niedrigen Pegels ohne Verstärkung zu messen, und weiter die Fähigkeit hat, eine (Heilung vorzu-

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nehmen durch Hinzufügung äußerer Nebenschlüsse oder Vervielfacher, um willkürliche Ingenieureinheiten bzw· technische Einheiten einzugeben· Ein digitales Einbauinstrument hat die Vorteile der verbesserten Auflösung und der unzweideutigen digitalen Ablesung, so daß eine erfahrene Bedienungsperson nicht mehr erforderlich sein kann· Weiterhin bestehen Vorteile bei Verwendung digitaler Einbauinstrumente bezüglich eines digitalen Ausgangs zum Antreiben von Druckvorrichtungen, von Rechnern und von anderen Systemkomponenten.

(Protz ihrer erwünschten Merkmale sind digitale Einbauinstrumente bisher nicht in großem Ausmaß verwendet worden, und zwar hauptsächlich zufolge ihrer Komplexität und ihrer hohen Kosten« Übliche Verfahren zum Umwandeln von analogen Eingangssignalen zu digitalen Signalformen führten zu komplexen und teuren digitalen Einbauinstrumenten· Zu den üblichen Umwandlungsverfahren gehören beispielsweise Doppelflankenumwandlung, Rampenumwandlung mittels registrierter, programmierter schrittweiser Annäherung, Digital-Analog-Umwandlung mittels in einer Richtung betriebener Zähler, Digital-Analog-Umwandlung mit Vorwärts-Rückwärts-Antrieb mit digitalen Servoeinrichtungen, Umwandlung mittels spannungsgesteuerter Oszillatoren und Hybridenumwandlung,

Demgemäß besteht ein Bedarf für einen einfachen und billigen Analog-Digital-Umwandler, der die erwünschten Merkmale sowohl der analogen als auch der digitalen Einbauinstrumente aufweist·

Ein Zweck der Erfindung besteht darin, einen selbstsynchronisierten s pannungs gesteuerten Präzisions oszillator mit allgemeiner Anwendbarkeit zu schaffen, der einen Spannung-Strom-Umwandler und einen Strom-Zählung-Umwandler aufweist zum Erzeugen eines Impulssignals genauer Frequenz· Der Spannung-Strom-Umwandler übersetzt ein Eingangssignal in einen proportionalen Strom, und der Strom-Zählung-

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Umwandler erzeugt ein Impulssignal mit einer funktionell zugehörigen Frequenz. Der Strom-Zählung-Umwandler ist gekennzeichnet durch einen Ladungsschaltstromkreis, der Temperaturkompensationskomponenten für stabiles Arbeiten des spannungsgesteuerten Oszillators enthält· Bas Aufladen und das Entladen eines Kondensators in dem Strom-Zählung-Umwandler wird wahlweise durch einen Schaltstromkreis gesteuert, wobei ein Impuls für 3®cLen negativ gehenden Übergang der Kondensatorspannung in dem Strom-Zählung-Umv/andler erzeugt wird·

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, einen Analog-Digital-Umwandler zu schaffen, der gekennzeichnet ist durch einen schwebenden analogen Abschnitt bzw· eine sehwebende analoge Schaltungsstufe (nachstehend als Schaltungsstufe bezeichnet) und eine geerdete digitale Schaltungsstufe, wobei die analoge Schaltungsstufe einen spannungsgesteuerten Oszillator der zuvor erwähnten Art enthält und die digitale Schaltungsstufe einen Zeitbasisgenerator und einen programmierbaren Zähler aufweist· Bas von dem spannungsgesteuerten Oszillator erzeugte Impulssignal wird von der schwebenden analogen Schaltungsstufe an die geerdete digitale Schaltungsstufe gekoppelt, und zwar über einen Kopplungstransformator, der weiterhin ein Zeitsteuersignal, welches von dem Zeitbasisgenerator erzeugt ist, an den spannungsgesteuerten Oszillator ankoppelt, um die schwebende analoge Schaltungsstufe und die geerdete digitale Schaltungsstufe durch wiederholtes Zu-Null-Gehen des Ladungssteuerstromkreises zu synchronisieren. Das angekoppelte Impulssignal wird zu der umgekehrten Version des Zeitsteuersignals hinzuaddiert und an den Zähler angelegt, der so eingeblendet oder gesteuert wird, daß er nur auf solche Impulse anspricht, die innerhalb eines ausgewählten ZeitIntervalls .der kombinierten Wellenform auftreten· Gleichlaufkomponenten

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in dem spannungsgesteuerten Oszillator und dem Zeitbasisgenerator kompensieren eine Frequenzänderung des Impulssignals zufolge Temperaturwirkungen durch eine entgegenwirkende Änderung des ausgewählten Zeitintervalls, auf welche der Zähler anspricht. Selektives Programmieren des Zählers schafft digitale Signalformen in willkürlichen Ingenieureinheiten bzw. technischen Einheiten.

Es ist ein noch anderer Zweck der Erfindung, ein digitales Einbauinstrument zu schaffen, welches einen Analog-Digital-Umwandler der vorgenannten Art in Kombination mit einer Darstellung zur sichtbaren Wiedergabe des analogen Eingangssignals in digitaler Form aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm und schematisches

Diagramm eines spannungsgesteuerten Oszillators gemäß der Erfindung.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm und schematisches

Diagramm eines Analog-Digital-Umwandlers, der den spannungsgesteuerten Oszillator gemäß Fig. 1 enthält.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm und schematisches

Diagramm eines digitalen Einbauinstrumentes, welches den Analog-Digital-Ümwandler gemäß Fig. 2 enthält.

Fig. 4 ist ein Einzelheiten zeigendes schematisches Diagramm des digitalen Eiribauinstrumentes gemäß Fig. 3.

Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm der Zeitsteuereinrichtung gemäß Fig. \,

In der Zeichnung und insbesondere in Fig. 1 ist ein spannungsgesteuerter Oszillator 10 allgemeiner Anwendbarkeit dargestellt, der einen Spannung-Strom-Umwandler 12 und einen Strom-Zahlung-Unrwandler Ί4- aufweist. Der Spannung-Strom-ümv7andler 12 übersetzt eine Eingangs spannung e^

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zu einem proportionalen Strom i^, und der Strom-Zählung-Umwandler 14 erzeugt ein Ausgangssignal, welches eine frequenz hat, die mittels eines nachstehend beschriebenen Ladungsschaltstromkreises zu dem proportionalen Strom i^. in funktioneller Beziehung steht·

Der Strom-Zählung-Umwandler 14 enthält einen Kondensator 16, eine Diode 18, Transistoren 20, 22 und 24 und einen Transformator 29, der-eine Primärwicklung 31 und eine Sekundärwicklung 33 aufweist. Der proportionale Strom i^ wird an den Kollektorkontakt des Transistors 20, die eine Seite des Kondensators 16 und den Emitterkontakt des Transistors 22 angelegt. Die andere Seite des Kondensators und der Emitterkontakt des Transistors 20 sind mit einer Rückleitung 26 verbunden. Der Basiskontakt des Transistors ist über einen Widerstand 27 mit dem Emitterkontakt des Transistors 24· verbunden· Der Emitterkontakt des Transistors 24 ist weiterhin über einen Widerstand 35 mit der Primärwicklung 31 des Transformators 29 verbunden. Der Basiskontakt des Transistors 24 ist mit dem Kollektorkontakt des Transistors 22 verbunden und der Kollektorkontakt des Transistors 24 ist mit dem Basiskontakt des Transistors verbunden. Eine Diode 28 und ein ihr parallelgeschalteter Widerstand 30 sind in Reihe zwischen den Basiskontakt des Transistors 22 und die Kathode der Diode 18 geschaltet, die beispielsweise eine Zenerdiode ist. Ein Widerstand ist in Reihe zwischen einen Anschluß 34, der unter der Spannung V steht, und die Kathode der Zenerdiode 18 geschaltet. Ein Kondensator 36 ist über die Zenerdiode geschaltet, deren Anode mit der Rückleitung 26 verbunden ist.

Wie nachstehend beschrieben, wird einem Anschluß 38 auf der einen Seite der Sekundärwicklung 33 ein Impulssignal dargeboten und ein Impuls tritt für jeden negativ gehenden Übergang der Spannung des Kondensators 16 in dem Strom-Zählung-Ümwandler 14 auf. Ein Anschluß 39

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auf der anderen Seite der Sekundärwicklung 33 empfängt einen Synchronisationsimpuls, der an die Primärwicklung gekoppelt wird, um den Transistor 20 leitend zu machen und den Kondensator 16 zu entladen»

Für eine beispielsweise Erläuterung der Arbeitsweise des Strom-Zählung-Umwandlers 14 sei angenommen, daß anfänglich der Transistor 20 sich in leitendem Zustand befindet und der Kondensator 16 entladen ist· Der Transistor 20 wird dann nicht-leitend gemacht, und der Kondensator 16 wird durch den proportionalen Strom i^ aufgeladen» Die Spannung am Kondensator 16 fährt fort, sich zu erhöhen, bis sie ein Potential erreicht, welches gleich der Summe der an der Zenerdiode 18 aufgebauten Spannung und dem Spannungsabfall zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 22 ist· Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Transistor 22 zu leiten, und der resultierende Kollektorstrom macht den Transistor 24 leitend· Der durch den Transistor 24 fließende Strom baut sich schnell auf, und die Kathodenspannung der Diode 28 wird durch einen Diodenabfall schnell nach unten gezogen bzw· erniedrigt. Gleichzeitig tritt der Emitterstrom des Transistors 24 in den Basiskontakt des· Transistors 20 und die Primärwicklung 31 des Transformators 29 ein· Als Folge davon wird in dem Transformator 29 ein Feld aufgebaut, der Transistor 20 wird leitend gemacht und der Kondensator wird entladen· Wenn der Kondensator 16 um etwas mehr als einen Diodenabfall entladen ist, beginnt der Transistor 22, nicht-leitend zu werden. Da der Transistor 24 Ladung von dem Kondensator 16 und von dem Kondensator 36' abgenommen hat, enthält er eine gespeicherte Ladung. Demgemäß führt der Transistor 24 noch während einer kurzen Zeit Strom in die Basis des Transistors 20 zum weiteren Entladen des Kondensators 16 und zum weiteren Aufbau des Feldes in dem Transformator 29· Der Transistor 20 fährt fort, den Kondensator 16 zu entladen, bis die in dem Transistor 24 ge~

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speicherte Ladung und die in dem Transformator 29 gespeicherte Energie aufgezehrt sind. Wenn der Transistor 24 nicht-leitend wird, wird der Kondensator 16 entladen, und der Kreislauf wiederholt sich. Der Transistor 24, die Zenerdiode 18, die Diode 28 und der Widerstand 30 schaffen einen Ausgleich für die Nichtlinearität, die durch das einen anderen Wert als Null aufweisende Verhältnis der Entladungszeit des Kondensators 16 zu seiner minimalen Entladungszeit hervorgerufen ist durch Verringern des Zündpotentials an der Basis des Transistors 22, wenn die Frequenz sich erhöht.

Es ist zu bemerken, daß, wenn der Transistor 152 leitet, die Diode 140 vorwärts vorgespannt und ein Widerstand 128 überbrückt bzw. kurzgeschlossen ist. Der Strom-Zählung-Umwandler 14 wird durch die Zenerdiode 18 und die Transistoren 20 und 24 temperaturkompensiert, und der Temperaturkoeffizient der Zenerdiode 18 wird abgestimmt bzw. angepaßt durch die Temperaturkoeffizienten, welche die Sättigungsspannung des Transistors 20 und den Spannungsabfall von Basis zu Emitter des Transistors 22 kennzeichnen. Das am Ausgangsanschluß 38 dargebotene Impulssignal hat eine Frequenz, die zu der Eingangs-' spannung e^ in funktioneller Beziehung steht, und ein Impuls wird für ;jeden negativ gehenden Übergang der Spannung am Kondensator 16 in dem Strom-Zählung-Umwandler erzeugt. Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird auf Fig. 2 Bezug genommen, in welcher ein Analog-Digitalümwandler 40 dargestellt ist, der einen spannungsgesteuerten Oszillator der vorbeschriebenen Art umfaßt.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Analog-Digital-Umwandler 40 einen schwebenden analogen Abschnitt bzw. eine schwebende analoge Schaltungsstufe 42 und einen geerdeten digitalen Abschnitt bzw. eine geerdete digitale Schaltungsstufe 44 aufweist. Die analoge Schaltungsstufe umfaßt einen spannungsgesteuerten Oszillator 46 von der oben in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Art, und die ^: digitale Schaltungsstufe 44 umfaßt einen Zeitbasis-

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generator 48 und einen Zähler 50. Ein an zwei Eingangsanschlüsse 52, 54 angelegtes analoges Signal wird in dem spannungsgesteuerten Oszillator 46 in der zuvor beschriebenen Weise zu einem Zählungssignal umgewandelt· Das Impulssignal bzw. Zählungssignal wird über einen Transformator 56 angekoppelt und zu einem Zeitsteuersignal hinzuaddiert, welches von dem Zeitbasisgenerator erzeugt ist. Der Transformator 56 dient einer Doppelfunktion, nämlich dem Abkoppeln des Zählungssignals und dem Ankoppeln eines Synchronisationsimpulses an den spannungsgesteuerten Oszillator 46 zur Synchronisation der schwebenden analogen Schaltungsstufe 42 und der geerdeten digitalen Schaltungsstufe 44. Der Zähler 50, der durch die Vorderkante des ZeitSteuersignals rückgestellt wird, wird so eingeblendet oder geschaltet, daß er nur auf solche Zählimpulse anspricht, die innerhalb eines ausgewählten Zeitintervalls des Zeitsteuersignals auftreten. Ein digitales Signal, welches das analoge Eingangssignal darstellt, wird am Ausgang des Zählers 50 dargeboten, Für ein noch besseres Verständnis der Beziehungen zwischen dem spannungsgesteuerten Oszillator 46, dem Zeitbasisgenerator 48, dem Zähler 50 und dem Transformator 56 wird auf Fig. 3 und 4 Bezug genommen, in denen ein digitales Einbauinstrument 60 dargestellt ist, welches einen Analog-Digital-Ümwandler der in Fig. 2 dargestellten Art aufweist. ■

Aus 5¹Xg. 3 ist ersichtlich, daß das digitale Instrument 60, beispielsweise ein digitales Einbauinstrument, eine schwebende analoge Schaltungsstufe 62 und eine geerdete digitale Schaltungsstufe 64 aufweist, um ein unbekanntes analoges Eingangssignal in digitaler Form dazubieten. Von einer Zufuhr 66 erzeugte Energie wird an die geerdete digitale Schaltungsstufe 64 angelegt und über einen Transformator 68 an die schwebende analoge Schaltungsstufe 62 angekoppelt» Das von der analogen Schaltungs-

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stufe 62 erzeugte Zählsignal wird an die geerdete digitale Schaltungsstufe 64 über einen Kopplungstransformator 70 angekoppelt, der weiterhin einen Synchronisationsimpuls von der digitalen Schaltungsstufe 64 an die analoge Schaltungsstufe 62 zur Synchronisation der Schaltungsstufen 62 und 64 ankoppelt. Eine elektrische Schutzleitung 72, die um die schwebende analoge Schaltungsstufe 62 und durch den Transformator 68 und den Kopplungstransformator 70 verläuft, ist für optimale äußere Schutzleitungsverbindung vorgesehen· Es ist zu bemerken, daß die einzige elektrische Kopplung zwischen der schwebenden analogen Schaltungsstufe 62 und der geerdeten digitalen Schaltungsstufe 64 über den Transformator 68 und den Kopplungstransformator 70 erfolgt, die beispielsweise Transformatoren mit niedriger Kapazität sind. Demgemäß ist die schwebende analoge Schaltungsstufe 62 von der geerdeten digitalen Schaltungsstufe 64 galvanisch isoliert.

Die schwebende analoge Schaltungsstufe 62 umfaßt einen Filter 74 und einen spannungsgesteuerten Oszillator 75» der einen Spannung-Strom-Ümwandler 76 und einen Strom-Zählung-Ümwandler 78. enthält. Ein Rückkopplungswiderstand 80, dessen Wert mit R^-g bezeichnet ist, ist zwischen das Filter 74 und den Spannung-Strom-Ümwandler 76 in Reihe geschaltet. Ein analoges Eingangssignal e^., welches entweder von einer Spannungsquelle oder von einem Nebenschluß in Reihe mit einem Strom, der genasen werden soll, oder von dem Ausgang einer Dämpfungseinrichtung abgeleitet ist, wird an das Filter 74 über Eingangsanschlüsse 84, 86 angelegt. Das analoge Eingangssignal wird innerhalb eines Bereichs von beispielsweise 20 mV bis 2,0 V gefiltert und zu einem proportionalen Strom 1* übersetzt. Der proportionale Strom i^j wird an den Strora-Zählung-Umwandler 78 angelegt,

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und es wird eine Anzahl von Zählimpulsen O erzeugt. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt beispielsweise die Anzahl der Zählimpulse O einen Zählimpuls für a'e 1 Mikroampere des Stromes i.. Dies bedeutet, daß, wenn e,j 500 Millivolt beträgt und R-^₂ 1000 Ohm ist, der Strom i^ 500 Mikroampere beträgt und die. Anzahl der Zählimpulse 0 gleich 500 ist· Die Zählirapulse 0 werden über den Kopplungstransformator 70 an die digitale ' · Schaltungsstufe 64 gekoppelt.

Die digitale Schaltungsstufe 64 umfaßt die Zufuhr 66, einen Zeitbasisgenerator 88, einen Differentiator 90, einen Zähler 92, einen Decoder/Treiber 94 und eine Darstellungs- oder Anzeigeeinrichtung 96. Der Zeitbasisgenerator 88 erzeugt ein Zeitsteuersignal 98, beispielsweise stabile Perioden von 10 Millisekunden in Intervallen von etwa 600 Millisekunden» Die Vorderkante des Zeitsteuersignals 98 wird im Differentiator 90 differenziert und über eine Invertereinrichtung 100 an jden Zähler 92 angelegt. Das differenzierte Signal, welches mit dem Bezugs zeichen 102 bezeichnet ist, stellt.den Zähler 92 zurück. Die Vorderkante des Zeitsteuersignals 98 wird über den Kopplungstransformator 70 zur Synchronisation der analogen Schaltungsstufe 62 und der digitalen Schaltungsstufe 64 angekoppelt. Die gekoppelten Zählimpulse werden zu einer umgekehrten Version des Ze it st euer signals 98, wie bei 104- dargestellt, hinzuaddiert und an den Zähler 92 angelegt. Es ist leicht zu verstehen, daß der Kopplungstransformator 70 die von dem spannungsgesteuerten Oszillator 75 erzeugten Zählimpulse an den Zähler 92 ankoppelt und weiterhin das Zeitsteuersignal, welches von dem Zeitbasisgenerator 88 erzeugt' ist, an den Strom-Zählung-Ümwandler 78 ankoppelt zur Synchronisation der sehwebenden analogen Schaltungsstufe 62 und der Digitalsehaltungsstufe 64, um willkürliche Fehler oder Zufallsfehler bezüglich Plus-Zählung und Minus-

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Zählung auszuschließen. Die kombinierte Wellenform der gekoppelten Impulse und des umgekehrten Zeitsteuersignals wird über die Invertereinrichtung 100 an den Zähler 92 angelegt. Der Zähler 92 wird so geschaltet öder eingeblendet, daß er nur auf solche Zählimpulse anspricht, die im unteren Pegel oder Niveau des 10 Millisekunden-Intervalls des Zeitsteuersignals auftreten. Als Polge zählt der Zähler 92 nur diejenigen isolierten, synchronisierten zählbaren Impulse, die innerhalb der 10 Millisekunden-Zeitperiode auftreten. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Zähler 92 programmierbar, und er umfaßt Vervielfachungsverbinder 106, die dahingehend wirken, den Zähler 92 so zu programmieren, daß er mit einem Vervielfachungsfaktor oder Multiplikationsfaktor M von beispielsweise 1, 2, 5 oder 10 zählt. Signale in Digitalform am Ausgang des Zählers 92, beispielsweise binär kodierte Dezimalsignale, werden an die Anzeigeeinrichtung 96 über den Dekoder/Treiber 94-angelegt. Um ein Blinken der Anzeigeeinrichtung 96, die beispielsweise eine Glühanzeige mit sieben Balken ist, während der Zähler 92 zählt, zu vermeiden, wird das Zeitbasis-Intervallsignal, auch über die Umkehreinrichtung 100 an den Dekoder/Treiber ^ angelegt, um alle Balken der sieben Balken aufweisenden Glühanzeigeeinrichtung zu erregen, wobei die während des Zählkreislaufs erleuchteten Balken eine höhere Helligkeit als diejenigen Balken zeigen, die durch die umgekehrten Zeitsteuersignale erregt sind. Das Zeitsteuersignal wird an einem Anschluß 108 als ein Umwandlungssignalimpuls für eine äußere Systemschaltung dargeboten. Das unbekannte analoge Signal wird an der Anzeigeeinrichtung 96 in digitaler Form dargeboten als die Anzahl der Impulse C, multipliziert mit dem Multiplikationsfaktor M. Selektives Programmieren der Verbinder 106 und des Dekoder/Treibers 9²J- mit der Möglichkeit, den Strom i^ mit Bezug auf e^ durch Rj,_B zu teilen, schafft beliebiges Teilen des

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analogen Eingangs signals, wodurch das digitale Signal an der Anzeigeeinrichtung 96 in beliebigen technischen Einheiten dargeboten wird. Für ein noch vollständigeres Verständnis der Erfindung wird nunmehr Bezug genommen auf die Schaltung gemäß Pig. 4.

Aus Fig. 4- ist ersichtlich, daß das Filter 74 einen Widerstand 110 und einen Kondensator 112 umfaßt. Der Widerstand 110 erfüllt eine Doppelfunktion, nämlich die Funktion eines Strombegrenzers und die Funktion eines Filterelementes. Die gefilterte Spannung wird an den Spannung-Strom-Umwandler 76 angelegt, der einen Operationsverstärker und einen Transistor 116 aufweist. Rückkopplung zu dem Operationsverstärker 114-, der beispielsweise ein Operationsverstärker mit schwachem Vorspannstrom und hoher Verstärkung ist, wird von dem Emitterkontakt des Transistors 116 über einen Widerstand 118 abgenommen. Eine versetzte Spannung an dem Schleifkontakt eines variablen Widerstandes 120 ist ein Bezug für Signalrückkehr am Anschluß 84 mittels eines Teilers 122 und Widerständen 124 und 126, und sie wird zu dem Operationsverstärker 114 zu dessen Null-Steuerung über die Widerstände 80 und 118 rückgekoppelt. Auf Grund des Eückkopplungskreises ist die Spannung am Emitter des Transistors 116 fast gleich der analogen Eingangsspannung e^, und der durch den Transistor 116 fließende Strom ist fast gleich der Spannung e*, geteilt durch den Euckkopplungswiderstandswert der Widerstände 126 · und 80, wobei der Widerstands wert des Widerstandes 124 mit Bezug auf den Widerstands wert des Widerstandes 126 vernachlässigbar ist. Demgemäß übersetzt der Spannung-Strom-Umwandler 76 die analoge Eingangsspannung e^ zu einem proportionalen Strom i^, der an den Strom-Zählung-Umwandler 78 angelegt wird. .....

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Der Strom-Zählung-Umwandler 78 umfaßt Widerstände 128, 130, 132, 134- und 126, Dioden 138 und 140, Kondensatoren 142, 144, 146 und 148 und Transistoren 150, 152 und 154. Die Kondensatoren 146 und 148 sind über die Zufuhr 66 geschaltet und wirken als Eilterkondensatoren, welche die Zufuhrspannung stabilisieren. Obwohl die Arbeitsweise des Strom-Zählung-Umwandlers 78 der Arbeitsweise des Strom-Zählung-Umwandlers 14 ähnlich ist, liefert die nachstehende beispielsweise Beschreibung ein weiteres Verständnis des digitalen Eiribauinstrumentes Anfänglich befindet sich der Transistor 150 im leitenden Zustand, und der Kondensator 142 ist entladen. Danach wird der Transistor I50 nicht-leitend gemacht, und der Kondensator 142 wird durch den proportionalen Strom i* aufgeladen. Die Spannung am Kondensator 142 fährt fort, zu steigen, bis sie ein Potential erreicht, das gleich der Summe der an der Diode 138 entwickelten Spannung plus dem Spannungsabfall V-rvg zwischen Basis und Emitter des Transistors ist. Die Diode 138, die beispielsweise eine Zenerdiode ist, hat eine Nennspannung von 5,6 V, und der Spannungsabfall ^BE ^des ^³¹¹³^⁸*⁰¹⁸ 152 beträgt etwa 0,65 V. Wenn demgemäß die Spannung am Kondensator 142 auf etwa 6,25 V steigt, beginnt der Transistor 152 zu leiten. Sobald der Transistor 152 zu leiten beginnt, beginnt sein resultierender Kollektorstrom den Transistor 15^· leitend zu machen. Andererseits zieht der Kollektorstrom des Transistors 154 die Basis des Transistors I52 nach unten. Die Transistoren 152 und 154 sind Transistoren mit sehr hoher Geschwindigkeit, und es findet ein schneller regenerativer Vorgang statt. Es wird sehr schnell Strom in dem Transistor 154 aufgebaut, wodurch der Kathodenpunkt der Diode 92 sehr schnell um einen Diodenabfall niedergezogen wird. Gleichzeitig tritt" der Emitterstrom des Transistors 154 über einen Widerstand 136 in die Basis des Transistors 15O und über den Widerstand 134 in den Kopplungstransformator 70 ein. Als Folge wird in

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der Wicklung des Kopplungstransformators 70 aufgebaut. Der Transistor 15° fährt nunmehr fort, den Kondensator 142 sehr schnell zu entladen· Sobald der Kondensator 142 um etwas mehr als einen Diodenabfall entladen ist, beginnt der Transistor 152 nicht-leitend zu werden, wodurch das Ende des regenerativen Vorganges signalisiert wird· Der Transistor 154 hat Ladung von beiden Kondensatoren 142 und 144 abgezogen, so daß eine gewisse Ladung in ihm gespeichert ist· Zufolge dieser gespeicherten Ladung fährt der Transistor 154 während einer kurzen Zeit fort, Strom in die Basis des Transistors 150 abzugeben und das Feld in der Wicklung des Kopplungstransformators 79 weiter aufzubauen« Der Transistor 150 fährt fort, den Kondensator 142 zu entladen, bis die gespeicherte Ladung im Transistor 154· und die in der Wicklung des Kopplungstransformators 70 gespeicherte Energie aufgezehrt sind· Der Kondensator 142 wird vollständig auf die Sättigungsspannung des Transistors entladen. Der Transistor 15O wird, dann nicht-leitend, und der Kreislauf wiederholt sich· Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt die gesamte Regenerations- und Entladezeit etwa 40 Nanosekunden·

Antiverriegelungsschutz des Strom-Zählung-Umwandlers ist durch den Widerstand 134 geschaffen, der in Reihe zwischen den Emitter des Transistors 154· und den Kopplungstransformator 70 geschaltet ist. Es ist deutlich, daß der Transistor 154-, wenn er zu irgendeiner Zeit leitet, das Bestreben hat, aus der Zufuhr 66 über die Diode und die Widerstände 130 und 132 Strom abzuziehen. Der Widerstandswert der Widerstände 130 und 132 ist derart, daß, wenn der Transistor· 154 versucht, auf stabiler Basis zu leiten, die am Widerstand 134 entwickelte Spannung höher ist als die Basis-Emitter-Anschaltspannung des Transistors 15O. Daher wird der Transistor I50 ange-

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schaltet bzw. leitend gemacht und der Kondensator 142 wird entladen· Da der Transistor 152 nicht leiten kann, wenn nicht seine Emitterspannung höher als seine Basisspannung ist, wird der Transistor 152 abgeschaltet bzw. nicht-leitend. Als Folge davon wird der Transistor nicht-leitend. Demgemäß schafft diese einfache Ausführung einen Antiverriegelungsschutz.

Wie oben erwähnt, umfaßt die digitale Schaltungsstufe 14 die Zufuhr 66 und den Zeitbasisgenerator 88. Die Zufuhr 66 umfaßt ein Eingangsfilter 220, ein LC-Filter 221, einen Hochfrequenzoszillator 226, einen Gleichrichter 228 und ein Ausgangsfilter 230. Das LC-Filter 221, das dahingehend arbeitet, die Eingangsspannung an Anschlüssen 231 und 233 von dem Oszillator 226 zu isolieren, umfaßt einen Induktor 222 und einen Kondensator 224. Der Oszillatortreiber 226 umfaßt Transistoren 236 und 238, einen Widerstand 240, einen Kondensator 242 und den Transformator 68. Die Schaltung des Zeitbasisgenerators 88 ist in Pig. 5 dargestellt, wobei die Bezugszeichen 1 bis 8 Anschlüsse bezeichnen.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, umfaßt die Zeitsteuereinrichtung 156 Vergleichseinrichtungen 176 und 178, einen Flip-Flop 180, eine Ausgangsstufe 182, Transistoren und 186,. Widerstände 188, 190 und 192 und einen Inverter 194. Bei der nachstehenden beispielsweisen Beschreibung der Arbeitsweise der Zeitsteuereinrichtung 156 ist aus Zweckmäßigkeitsgründen angenommen, daß der Flip-Flop sich in einem ersten Zustand befindet, das Signal an der Basis des Transistors 184 einen niedrigen Wert hat und das von der Ausgangsstufe 182 erzeugte Signal einen hohen Wert hat. Der Transistor 184 ist nicht-leitend, und der Kondensator 158 wird durch den Strom aufgeladen, der an ihn über die Widerstände 164 und 166 angelegt ist.

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Gleichzeitig wird der Kondensator 162 aufgeladen durch das none Signal, welches von der Ausgangsstufe 182 erzeugt und an ihn über die Diode 174· und den Widerstand 172 angelegt wird. Wenn die Spannung am Kondensator 158 einen bestimmten Wert erreicht, beispielsweise 2/3 der Zufuhrspannung, erzeugt die Vergleichs einrichtung 176 ein Signal, welches den Flip-Flop 180 in einen zweiten Zustand triggert. Das Signal an der Basis des Transistors 184 wird hoch, und das von der Ausgangsstufe 182 erzeugte Signal ist niedrig· Der Transistor 184- wird leitend, und der Kondensator wird entladen. Der Kondensator 162 wird über den Widerstand 170 entladen. Wenn der Kondensator 162 auf einen bestimmten Wert, entladen ist, beispielsweise auf 1/3 der Zufuhrspannung, erzeugt die Vergleichseinrichtung 178 ein Signal, welches den Flip-Flop 180 in den ersten Zustand einstellt. Die astabile bzw« nichtstabile Arbeitsweise der Zeitsteuereinrichtung 156 setzt sich fort.

Aus dem Vorstehenden ist leicht ersichtlich, daß der Kondensator 158 die Breite der 10 Millisekunden-Impulsperiode steuert und daß der Kondensator 162 die 600 Millisekunden-Zwischenimpulsperiode des Zeitsteuersignals steuert. Wie zuvor beschrieben, ist die Frequenz der von dem Strom-Zählung-Umwandler 78 erzeugten Zählimpulse von dem Kondensator 142 abhängig. Demgemäß rufen Kapazitätsänderungen des Kondensators 142 Änderungen der Frequenz der Zählimpulse hervor, und Kapazitätsänderungen des Kondensators 158 rufen Änderungen der Breite des Zeitsteuersignals hervor. Um einen Ausgleich für Frequenzänderungen der Zählimpulse zufolge der Temperatur zu schaffen, hat der Kondensator einen Temperaturkoeffizienten, der den Temperatur-

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koeffizienten des Kondensators 142 nachführt. Dies bedeutet, daß, wenn die Frequenz der Zählimpulse sich zufolge der Temperaturwirkungen am Kondensator 142 ändert, eine entgegenwirkende Änderung der 10 Millisekunden-Impulsperiode zufolge der Temperaturwirkungen am Kondensator 158 vorhanden ist· Wenn beispielsweise die Kapazität der Kondensatoren 142 und 158 sich zufolge der Temperatur erhöht, erniedrigt sich die Frequenz der Zählimpulse, und die 10 Millisekunden-Impulsperiode erhöht sich· Infolgedessen wird eine Verringerung der Frequenz der Zählimpulse durch eine entgegenwirkende Vergrößerung des Zählzeitintervalls kompensiert·

Eine umgekehrte Version des ZeitSteuersignals an einem Ausgangsanschluß des Inverters 176 wird an den Transformator 70 zum Synchronisieren der analogen Schaltungsstufe 62 und der digitalen Schaltungsstufe angelegt· Wenn das umgekehrte Zeitsteuersignal negativ geht, fließt ein Impulsstrom durch den Transformator 70, und Impulse an dessen Primärwicklung machen den Transistor 150 leitend, wobei der Kondensator 142 entladen wird· Dies bedeutet, daß der Kondensator 142 am Beginn jedes Zählzeitintervalls entladen wird. Die Breite des angekoppelten Signals wird durch die Zeitkonstante der Induktanz des Transformators 70 und einen Widerstand bestimmt. In anderen Worten ausgedrückt, arbeitet der Zeitbasisgenerator 88 als Zeitgeber für die digitale Schaltungsstufe 64 und als wiederholter Nullstelleingang für den spannungsgesteuerten Oszillator 75· Die Zählsignale, von denen 3e eines für jeden negativ gehenden Übergang der Spannung des Kondensators 142 in dem spanmmgsgesteuerten Oszillator 75 erzeugt wird, werden über den Transformator 70 angekoppelt und zu einer umgekehrten Version des Zeitsteuersignals, beispielsweise an dem Ausgangsanschluß des Inverters 176, hinzuaddiert.

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Diese bei 177 dargestellte kombinierte Wellenform wird über Inverter 178 und 180 an den Zähler 92 angelegt· Es ist zu bemerken, daß die umgekehrte Version des Zeitsteuersignals, beispielsweise an dem Ausgangsanschluß des Inverters 176, in einem Differentiator 90, einem Kondensator 182 und einem Widerstand 184 differenziert und als ein Rückstellsignal über einen Inverter 186 an die Zählereinrichtung 92 angelegt wird. Das umgekehrte Zeitsteuersignal am Ausgangsanschluß des Inverters 176 wird in einem Inverter 188 umgekehrt und als Umwandlungssignal für äußere Systemschaltung an einem Anschluß 189 dargeboten«. Ein äußeres Löschsignal, welches an einen Anschluß 190 angelegt wird, wird der Zählereinrichtung 92 und dem Dekoder/Treiber über einen Inverter 192 zugeführt, um die Anzeige 96 zu löschen.

Ein eingeblendetes Zählsignal 194, beispielsweise ' an einem Anschluß 196, wird wahlweise an die Zählereinrichtung 92, die Zähler 198, 200 und 202 aufweist, über Vervielfachungsverbinder 204 angelegt. Die von den Zählern 198, 200 und 202 erzeugten Signale werden über den Dekoder/Ireiber 94 an die Anzeigeeinrichtung 96 angelegt. Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt der Dekoder/Treiber 94 drei Dekoder/Treiber 205, 206 und 208, und die Anzeigeeinrichtung 96 umfaßt drei Glühanzeigen 210, 212 und 214 mit (jeweils sieben Balken» Der Zähler 202 erzeugt das am wenigsten bedeutsame Bit, welches über den Dekoder/Treiber 208 an die Anzeige 214 angelegt wird, und der Zähler 198 erzeugt das bedeutsamste Bit, welches über den Dekoder/Treiber 205 an die Anzeige 210 angelegt wird. Das unbekannte analoge Signal an den Anschlüssen 84, 86 wird in digitaler Form an der Anzeigeeinrichtung 94 visuell dargeboten, und die Vervielfachungsverbinder 204 programmieren die Zählereinrichtung 92, um das digitale Signal in beliebigen technischen Einheiten darzubidten.

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Claims (26)

1. Patentansprüche

   \Λ. JVc

   Λ.yVorrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals, welches eine Frequenz hat, die zu einer Charakteristik eines Eingangssignals in Beziehung steht, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung, über welche das Eingangssignal angelegt wird, eine zweite Einrichtung, die mit der ersten Einrichtung arbeitsmäßig verbunden ist und einen ersten und einen zweiten Zustand hat, eine dritte Einrichtung, die mit der ersten und mit der zweiten Einrichtung arbeitsmäßig verbunden ist und einen ersten und einen zweiten Zustand hat, eine vierte Einrichtung, die mit der dritten Einrichtung arbeitsmäßig verbunden ist, und eine Ausgangseinrichtung, die mit der vierten Einrichtung arbeitsmäßig verbunden ist, wobei, wenn die zweite Einrichtung und die dritte Einrichtung sich in ihrem»ersten Zustand befinden, das Eingangssignal an die zweite Einrichtung über die erste Einrichtung angelegt wird und die zweite Einrichtung sich dynamisch in ihren zweiten Zustand ändert, die dritte Einrichtung sich in ihren zweiten Zustand ändert im Ansprechen auf das dynamische Ändern der zweiten Einrichtung in ihren zweiten Zustand, die zweite Einrichtung sich dynamisch in ihren ersten Zustand ändert im Ansprechen auf das Ändern der dritten Einrichtung in ihren zweiten Zustand, ein Impuls von der mit der Ausgangseinrichtung gekoppelten dritten Einrichtung über die vierte Einrichtung erzeugt wird, wenn die .zweite Einrichtung aus ihrem zweiten Zustand in ihren ersten Zustand übergeht, und aufeinanderfolgende Impulse,

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   die mit einer ^Frequenz auftreten, welche zu einer Charakteristik des Eingangssignals in funktioneller Beziehung steht, an der Ausgangseinrichtung dargeboten werden·
2. 2. Vorrichtung nach, Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Kondensatoreinrichtung ist, die einen aufgeladenen und einen entladenen Zustand hat, welche den zweiten bzw. den ersten Zustand bestimmen·
3. 3* Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung folgende Teile aufweist: Eine erste Transistoreinrichtung mit einem Basiskontakt, einem Emitterkontakt und einem Kollektorkontakt, wobei die Kondensatoreinrichtung an den Kollektorkontakt und den Emitterkontakt der ersten Transistoreinrichtung angeschlossen ist und der Kollektorkontakt mit der ersten Einrichtung verbunden ist, eine zweite Transistoreinrichtung mit einem Basiskontakt, einem Emitterkontakt und einem Kollektorkontakt, von denen der Emitterkontakt mit der ersten Einrichtung verbunden ist, eine dritte Transistoreinrichtung mit einem Basiskontakt, einem Emitterkontakt und einem Kollektorkontakt, wobei der Basiskontakt der dritten Transistoreinrichtung mit dem Kollektorkontakt der zweiten Transistoreinrichtung verbunden ist, der Basiskontakt der zweiten Transistoreinrichtung mit dem Kollektorkontakt der dritten Transistoreinrichtung verbunden ist und der Emitterkontakt der dritten Transistorezurichtung arbeitsmäßig mit dem Basiskontakt der ersten Transistoreinrichtung und mit der vierten Einrichtung verbunden ist, ferner eine Widerstandseinrichtung, eine erste Diodeneinrichtung und eine Zenerdiodeneinrichtung, wobei die Widerstandseinrichtung und die erste Diodeneinrichtung, die einander parallelgesehaltet sind, in Reihe zwischen die Zenerdiodeneinrichtung und den Basiskontakt der zweiten Transistoreinrichtung

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   geschaltet sind, und wobei die dritte Transistoreinrichtung, die erste Diodeneinrichtung, die Widerstandseinrichtung und die Zenerdiodeneinrichtung einen Ausgleich für ein von Null abweichendes Verhältnis der Entladungszeit der Kondensatoreinrichtung zu ihrer Aufladezeit durch Verringerung des Zündpotentials an dem Basiskontakt der zweiten Transistoreinrichtung schaffen.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung eine Kopplungstransformatoreinrichtung ist.
5. 5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine Spannung-Strom-Umwandlungseinrichtung aufweist, um das Eingangssignal zu einem proportionalen Strom zu übersetzen,
6. 6. Vorrichtung zum Umwandeln eines analogen Eingangssignals zu einem digitalen Ausgangssignal, gekennzeichnet durch

   a) eine erste Einrichtung zum Empfangen des analogen Eingangssignals und zum Erzeugen eines Impulssignals, welches Zählimpulse hat, die in einer Geschwindigkeit oder in einem Ausmaß auftreten, die bzw. das in funktioneller Beziehung zu einer Charakteristik des analogen Eingangssignals steht,

   b) eine zweite Einrichtung zum Erzeugen eines Zeitsteuersignals, welches einen Ausblend- oder Steuerimpuls enthält, der an ausgewählten Intervallen auftritt, und zum Erzeugen des digitalen Ausgangssignals als Funktion der Anzahl von Zählimpulsen, die innerhalb des Ausblendimpulses auftreten, und

   c) eine dritte Einrichtung zum Ankoppeln des Impulssignals an die zweite Einrichtung und zum Ankoppeln des Zeitsteuersignals an die erste Einrichtung, wobei die angekoppelten Zeitsteuersignale die erste und die zweite Einrichtung synchronisieren.

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7. 7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine schwebende analoge Schaltungsstufeneinrichtung ist, und die zweite Einrichtung eine geerdete digitale Schaltungsstufeneinrichtung ist. -
8. 8· Vorrichtung nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung eine Transformatoreinrichtung ist·
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die schwebende analoge Schaltungsstufeneinrichtung eine Spannung-Jrequenz-Umwandlungseinrichtung aufweist·
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die geerdete digitale Schaltungsstufeneinrichtung eine Zeitsteuereinrichtung und eine Zählereinrichtung aufweist, von denen die Zeitsteuereinrichtung das Zeitsteuersignal erzeugt und die Zählereinrichtung so ausgeblendet oder gesteuert wird, daß sie nur auf diejenigen Zählimpulse anspricht, die innerhalb des Ausblendimpulses auftreten, wobei die Zählereinrichtung das digitale Ausgangssignal erzeugt.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine schwebende analoge Schaltungsstufeneinrichtung und die zweite Einrichtung eine geerdete digitale Schaltungsstufeneinrichtung ist, wobei die schwebende analoge Schaltungsstufeneinrichtung eine vierte Einrichtung zum Steuern der Geschwindigkeit oder des Ausmaßes aufweist, bei welcher bzw. bei welchem die Zählimpulse auftreten, die geerdete digitale zweite Einrichtung eine Zeitsteuereinrichtung zum Erzeugen des ZeitSteuersignals und eine Zählereinrichtung zum Erzeugen des digitalen Ausgangssignals aufweist, welches durch die Anzahl der Zählimpulse bestimmt ist, die innerhalb des Ausblendimpulses auftreten, die Zeitsteuereinrichtung eine fünfte Einrichtung zum Steuern der Breite des

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    Ausblendimpulses aufweist, und wobei Änderungen in dem Ausmaß oder in der Geschwindigkeit, in welchem bzw· in welcher die Zählimpulse zufolge Temperaturwirkungen auftreten, durch eine Kompensationsänderung der Breite des Ausblendimpulses entgegengewirkt wird.
12. 12· Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung eine Kopplungstransformatoreinrichtung ist, die einen gemeinsamen Pfad für das Impulssignal und das Zeitsteuersignal schafft·
13. 13· Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine Spannung-Strom-Umwandlungseinrichtung zum Übersetzen des analogen Eingangesignals zu einem proportionalen Strom und eine Strom-Zählung-Umwandlungseinrichtung zur Umwandlung des proportionalen Stroms in die Zählimpulse aufweist.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung eine erste Kondensatoreinrichtung und die fünfte Einrichtung eine zweite Kondensatoreinrichtung ist und daß die erste und die zweite Kondensatoreinrichtung gleichlaufende Temperaturkoeffizienten haben·
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung folgendes umfaßt: Eine vierte Einrichtung, über welche das analoge Eingangssignal angelegt wird, eine fünfte Einrichtung, die mit der vierten Einrichtung arbeitsmäßig verbunden ist und einen ersten und einen zweiten Zustand hat, und eine sechste Einrichtung, die mit der ersten und der zweiten Einrichtung arbeitsmäßig verbunden ist, wobei die dritte Einrichtung einen ersten und einen zweiten Zustand hat, ferner, wenn die zweite Einrichtung und die dritte Einrichtung sich in ihrem ersten Zustand befinden, das analoge Eingangssignal an die fünfte Einrichtung über .die vierte Einrichtung angelegt wird und die fünfte Einrichtung sich in ihren zweiten Zustand ändert, die

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    sechste Einrichtung sich in ihren zweiten Zustand ändert im Ansprechen darauf, daß die fünfte Einrichtung sich in ihren zweiten Zustand ändert, die fünfte Einrichtung sich in ihren ersten Zustand ändert im Ansprechen darauf, daß die sechste Einrichtung sich in ihren zweiten Zustand ändert, die fünfte Einrichtung sich in ihrem ersten Zustand befindet, wenn das Zeitsteuersignal über die dritte Einrichtung angekoppelt und an die sechste Einrichtung angelegt wird, ein Zählimpuls von der sechsten Einrichtung erzeugt und über die dritte Einrichtung an die zweite Einrichtung angekoppelt wird, wenn die fünfte Einrichtung aus ihrem zweiten Zustand in ihren ersten Zustand übergeht, und aufeinanderfolgende Zählimpulse mit einer Frequenz auftreten, die in funktioneller Beziehung zu einer Charakteristik des analogen Eingangssignals steht«
16. 16· Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Einrichtung eine Kondensatoreinrichtung ist, die einen aufgeladenen und einen entladenen Zustand aufweist, welche den zweiten bzw. den ersten Zustand bestimmen·
17. 17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die sechste Einrichtung folgendes umfaßt: Eine erste Trans is tor einrichtung mit einem Basiskontakt, einem Emitterkontakt und einem Kollektorkontakt, wobei die Kondensatoreinrichtung an den Kollektorkontakt und den Emitterkontakt der ersten Transistoreinrichtung angeschlossen ist und der Kollektorkontakt mit^!der ersten Einrichtung verbunden ist, eine zweite Transistoreinrichtung mit einem Basiskontakt, einem Emitterkontakt und einem Kollektorkontakt, von denen der Emitterkontakt mit der ersten Einrichtung verbunden ist, eine dritte Transistoreinrichtung mit einem Basiskontakt, einem Emitterkontakt und einem Kollektorkontakt, wobei der Basiskontakt der dritten Transistoreinrichtung mit dem Kollektorkontakt der zweiten Transistoreinrichtung verbunden ist, der

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    Basiskontakt der zweiten O?ransistoreinrichtung mit dem Kollektorkontakt der dritten Transistoreinrichtung verbunden ist und der Emitterkontakt der dritten Transistoreinrichtung mit dem Basiskontakt der ersten Transistoreinrichtung und mit der dritten Einrichtung arbeitsmäßig verbunden ist, ferner eine Widerstandseinrichtung, eine erste Diodeneinrichtung und eine Zenerdiodeneinrichtung, wobei die Widerstandseinrichtung und die erste Diodeneinrichtung, die parallel zueinander geschaltet sind, in Reihe zwischen die Zenerdiodeneinrichtung und den Basiskontakt der zweiten Transistoreinrichtung geschaltet sind, der dritte Transistor, die erste Diodeneinrichtung, die Widerstandseinrichtung und die Zenerdiodeneinrichtung einen Ausgleich für ein von Null verschiedenes Verhältnis der Entladezeit der Kondensatoreinrichtung zu ihrer Aufladezeit durch Verringern des Zündpotentials an dem Basiskontakt der zweiten Transistoreinrichtung schaffen·
18. 18. Digitales Instrument, das ein analoges Eingangssignal in digitaler Form darbietet, gekennzeichnet durch

    a) eine erste Einrichtung zum Empfangen des analogen Eingangssignals und zum Erzeugen eines Impulssignals, das Zählimpulse enthält, die in einer Geschwindigkeit oder in einem Ausmaß auftreten, die bzw. das in funktioneller Beziehung zu einer Charakteristik des analogen Eingangssignals steht,

    b) eine zweite Einrichtung zum Erzeugen eines Zeitsteuersignals, welches einen Steuer- oder Ausblendimpuls enthält, der in ausgewählten Intervallen auftritt, und zum Erzeugen eines Zwischensignals, welches in funktioneller Beziehung zu der Anzahl der Zählimpulse steht, die innerhalb des Ausblendimpulses auftreten,

    c) eine dritte Einrichtung, die einen gemeinsamen Pfad zum Ankoppeln des Impulssignals an die zweite Einrichtung und zum Ankoppeln des Zeitsteuersignals

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    an die erste Einrichtung herstellt, wobei die gekoppelten ZeitSteuersignale die erste und die zweite Einrichtung synchronisieren, und

    d) eine Anzeigeeinrichtung, die mit der zweiten Einrichtung arbeitsmäßig verbunden ist, um das Zwischensignal in digitaler Form visuell darzubieten.
19. 19· Instrument nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine schwebende analoge Schaltungsstufeneinrichtung ist und die zweite Einrichtung eine geerdete digitale Schaltungsstufeneinrichtung ist·
20. 20. Instrument nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß die schwebende analoge Schaltungsstufeneinrichtung eine Spannung-Strom-Umwandlungseinrichtung zum Erzeugen eines proportionalen Stromes, der in funktionell ler Beziehung zu einer Charakteristik des analogen Eingangssignals steht, und eine Strom-Zählung-Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln des proportionalen Stromes zu den Zahlimpulsen aufweist.
21. 21. Instrument nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die geerdete digitale Schaltungsstufeneinrichtung eine Zeitsteuereinrichtung und eine Zähleinrichtung aufweist, von denen die Zeitsteuereinrichtung das Zeitsteuersignal erzeugt und die Zählereinrichtung so geschaltet oder eingeblendet ist, daß sie nur auf diejenigen Impulse anspricht, die innerhalb des Steuer- oder Einblendimpulses auftreten, und daß die Zählereinrichtung das Zwischensignal erzeugt.
22. 22. Instrument nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine schwebende analoge Schaltungsstufeneinrichtung und die zweite Einrichtung eine geerdete digitale Schaltungsstufeneinrichturtg ist, die schwebende analoge Schaltungsstufeneinrichtung eine vierte Einrichtung zum Steuern

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    der Geschwindigkeit bzw· des Ausmaßes, bei der bzw. in dem die Zählitnpulse auftreten, die geerdete digitale zweite SchaltungsStufeneinrichtung eine Zeitsteuereinrichtung zum Erzeugen des ZeitSteuersignals und eine Zählereinrichtung zum Erzeugen des Zwischensignals aufweist_? welche die Anzahl der Zählimpulse bestimmt, die innerhalb des Steuer- oder Einblendimpulses auftreten, und die Zeitsteuereinrichtung eine fünfte Einrichtung zum Steuern der Breite des Einblendimpulses aufweist, wobei Änderungen des Ausmaßes bzw. der Geschwindigkeit, in welchem bzw. bei welcher die Zählimpulse auftreten, zufolge von Temperaturwirkungen durch eine Kompensationsänderung der Breite des Einblendimpulses entgegengewirkt wird.
23. 23· Instrument nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung eine erste Kondensatoreinrichtung und die fünfte Einrichtung eine zweite Kondensatoreinrichtung ist und daß die erste und die zweite Kondensatoreinrichtung gleichlaufende Temperaturkoeffizienten haben.
24. 24· Digitales Einbauinstrument, gekennzeichnet durch.

    a) eine schwebende analoge Schaltungsstufeneinrichtung mit einer Spannung-Strom-Umwandlungseinrichtung und einer Strom-Zählung-Umwandlungs einrichtung,

    b) eine geerdete digitale SchaltungsStufeneinrichtung mit einer Zeitsteuereinrichtung, einer Zählereinrichtung und einer Anzeigeeinrichtung, und

    c) eine Einrichtung zum Hervorrufen eines gemeinsamen Pfades zwischen der schwebenden analogen Schaltungsstufeneinrichtung und der geerdeten digitalen Schaltungsstufeneinrichtung, wobei

    d) die Spannung-Strom-Umwandlungseinrichtung ein analoges Eingangssignal empfängt und einen Strom erzeugt, der in funktioneller Beziehung zu einer Charakteristik des analogen Eingangssignals steht,

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    e) die Strom-Zählung-Umwandlungseimn.chtung diesen Strom empfängt und ein Impulssignal erzeugt, welches wiederholte Zählimpulse enthalt, die mit einer !frequenz auftreten, die in funktioneller Beziehung su dem Strom steht,

    f) die Zeitsteuereinrichtung ein Zeitsteuersignal erzeugt, das einen Steuer- oder Einblendimpuls enthält, der in ausgewählten!Intervallen auftritt,

    g) das Zählsignal über die den gemeinsamen Pfad hervorrufende Einrichtung an die geerdete digitale Schaltungsstufeneinrichtung gekoppelt und zu dem Zeitsteuersignal hinzuaddiert wird und das Ze it steuersignal über die den gemeinsamen Pfad hervorrufende Einrichtung an die geerdete digitale Schaltungsstufeneinrichtung gekoppelt ist, um die schwebende analoge Schaltungsstufeneinrichtung und die geerdete digitale Schaltungsstufeneinrichtung zu synchronisieren,

    h) die Zählereinrichtung nur auf diejenigen Zählimpulse anspricht, die innerhalb des Einblendimpulses auftreten, und die Zählereinrichtung ein digitales Signal erzeugt, welches in Beziehung zu einer Charakteristik des analogen Eingangssignals steht, und

    i) das digitale Signal an die Anzeigeeinrichtung angelegt wird, so daß das analoge Eingangssignal in digitaler Form an der Anzeigeeinrichtung dargeboten wird·
25. 25· Instrument nach Anspruch 24· ₅ dadurch gekennzeichnet, daß die geerdete digitale Schaltungsstufeneinrichtung eine Vervielfachungseinrichtung aufweist, die mit der Zählereinrichtung arbeitsmäßig verbunden ist, und daß das digitale Signal das, analoge Signal in technischen Einheiten definiert·
26. 26. Instrument nach Anspruch 24_f dadurch gekennzeichnet, daß die Strom-Zählung-Urawaiidlungseinrichtung eine erste Kompensationseinrichtung aufweist und die Zeitsteuereinrichtung eine zweite Kompensationseinrichtung

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    aufweist, wobei eine charakteristische Änderung der ersten Kompensationseinrichtung zufolge Temperaturwirkungen die !Frequenz der Zählimpulse ändert, eine charakteristische Änderung der zweiten Kompensationseinrichtung zufolge der Temperaturwirkungen die Breite des Einblendimpulses ändert und eine Änderung der !frequenz der Zählimpulse zufolge der Temperaturwirkungen durch eine entgegenwirkende Änderung der Breite des Einblendimpulses zufolge der Temperaturwirkungen kompensiert wird·

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