DE2448779C3 - Schaltungsanordnung zur Störpegelunterdrückung bei Meßsignalen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Störpegelunterdrückung bei MeßsignalenInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Störpegelunterdrückung bei Meßsignalen mit
einem Integrationsverstärker und einem Differenzglied, in dem das rückgeführte Ausgangssignal mit dem
Eingangssignal verglichen wird.
Aus der deutschen Patentschrift 21 18 812 ist eine Einrichtung zur Bildung des Mittelwertes bei statistisch
auftretenden Ereignissen bekanntgeworden, die folgenden Aufbau hat: Das Meßsignal wird einem Differenzierglied
zugeführt, das ein Auswerteglied beaufschlagt. In diesem Auswerteglied wird festgestellt, ob die
Änderung des Eingangssignals Null oder von Null verschieden ist. Dem Auswerteglied sind über getrennte
Ausgänge zwei Funktionsglieder nachgtüchaltet, von denen jeweils eines angesteuert wird. Das eine
Funktionsglied bildet die Funktion x=f(t), das andere
die Funktion
wobei Ue das Eingangssignal ist. Die Werte von χ
werden über ein Differenzglied einem Integrationsglied verkleinert und bei x=f(t) vergrößert wird. Dem
variablen Integrationsglied wird das Eingangssignal UE
zugeführt An seinem Ausgang wird das Ausgangssignal Ua erzeugt. Das Differenzierglied, das Auswerteglied
und die Funktionsglieder liegen mit dem Differenzglied in einem Rückkopplungskreis der Meßanordnung.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel tritt an die Stelle des Differenziergliedes ein weiteres Differenzglied,
in dem die Differenz zwischen Eingangssignal Uk-
und Ausgangssignal Ua gebildet wird.
In der bekannten Schaltung wird also bei großen Änderungen der Eingangsgröße eine kleine und bei
kleinen Änderungen eine große Zeitkonstante selbsttätig eingestellt. In jedem denkbaren Betriebsfall ist also
eine endliche Zeitkonstante vorhanden. Das bringt den Nachteil mit sich, daß sich der Anzeigewert bei einem
Sprung in der Eingangsgröße nach einer esFunktion dem neuen Wert langsam anpaßt, so daß jeweils der
angezeigte Wert vom Meßwert mehr oder weniger abweicht
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Störpegelunterdrückung bei Meßsignalen dahingehend
zu verbessern, daß der angezeigte Wert dem sich ändernden Eingangssignal sehr viel schneller folgt,
wobei statisch bedingte Schwankungen völlig unterdrückt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Signaldifferenz einer Schwellwertstufe zugeführt
ist, die eine der Rauschbreite entsprechende progressive Übergangszone aufweist, so daß sich das
dem Integrationsverstärker zugeführte Ausgangssignal der Schwellwertstufe auf einen Mittelwert einstellt.
Das bedeutet in der Praxis, daß das Ausgangssignal der Schaltung sprungartig, d. h. mit großer Steilheit, dem
sich ändernden Eingangssignal folgt. Die Kurve der Eingangsgröße, die durch viele statistisch bedingte
Störimpulse einen sehr unruhigen Verlauf zeigt, wird praktisch ohne Anzeigeverzögerung völlig geglättet.
Wenn sich das Eingangssignal nur geringfügig ändert, wird die Schwellwertstufe sofort durch die Statistikimpulse
auf den neuen Mittelwert gesetzt. Das Ausgangssignal ergibt dann eine Kurve mit treppenartigen
Änderungen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Blockschaltbilder gemäß Fig. 1—4 der Zeichnung
erläutert. Fig. 5 zeigt eine Meßwertregistrierung mit und ohne die neuartige Anordnung.
Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Integrationsverstärker bezeichnet, der als Miller-Integrator geschaltet ist. Dem
Integrationsverstärker ist eine Schwellwertstufe 2 vorgeschaltet, die von einem Dil'ferenzglied 3 beaufschlagt
wird. Mit Eist der Eingang, mit A der Ausgang
bezeichnet. Vom Ausgang A ist eine Rückkopplungsleitung zum Differenzglied 3 geführt. Das am Eingang E
anstehende, verrauschte Meßsignal wird im Differenzglied 3 mit dem um 180° phasengedrehten Ausgangssignal
verglichen. Die Differenz Se zwischen Eigangs- und
Ausgangssignal beaufschlagt die symmetrische Schwell-
wertstufe 2, die eine progressive Kennlinie aufweist. Diese Kennlinie S.A = f(Se) zeigt in den äußeren
Bereichen eine hohe Verstärkung in den mittleren, abgeknickten Bereichen eine kleinere Verstärkung und
im inneren Bereich eine gegen Null gehende Verstärkung. Im letztgenannten Bereich fällt die Kennlinie
praktisch mit der Abszisse zusammen. Das Ausgangssignal Sa der Schwellwertstufe steuert den Integrationsverstärker 1 aus.
Liegt die Signaldifferenz 5t innerhalb der sieilen
Kennlinienbereiche, so gleicht sich das Ausgangssignal des Integrationsverstärkers 1 sehr schnell weitgehend
dem Eingangssignal Se an. In diesem Fall ist die Zeitkonstante Täußerst klein.
Wenn die Signaldifferenz SE innerhalb der mittleren
Bereiche liegt, wird die Zeitkonstante T groß. Das AusgangssJgnal paßt sich also nur langsam den
geringfügigen Änderungen des Eingangssignals an. Sehr kleine Signaldifferenzen Sfwerden praktisch nicht mehr
übertragen, so daß sich eine sehr stetige Anzeige ergibt.
Der Schleusenbereich der Schwellwertstufe 2 (geneigte Teile der Kennlinie) wird ebenso groß gewählt
wie die Signalbreite des Störpegels. Bei sprunghaften Änderungen des Meßsignals läuft das zur Anzeige,
Registrierung oder Regelung verwendete Ausgangssignal quasi unverzögert dem Eingangssignal bis auf den
halben Schleusenbereich nach. Innerhalb des inneren Schleusenbereiches werden die Störsignale (Rauschpegel)
mit einer großen Zeitkonstante T bedämpft und somit sehr wirksam unterdrückt.
Wenn sich das Meßsignal langsam nach der einen oder anderen Richtung ändert, überschreiten die
überlagerten Störsignale, deren Größe und Häufigkeit statistisch bestimmt ist, den Schwellwert, so daß das
Ausgangssignal schrittweise auf das neue Niveau angehoben oder abgesenkt wird. Die Anzeige wird also
nicht durch die innerhalb des Schleusenbereiches große Zeitkonstante ungünstig beeinflußt. Die Schaltungsanordnung
arbeitet auch dann noch einwandfrei, wenn man die Zeitkonstante T innerhalb des inneren
Schleusenbereiches gegen <» gehen läßt.
In Fig. 2 ist außer den in Fig. 1 genannten Bausteinen ein Hochpaß 4 vorgesehen, der die
Störimpulse vom Eingang £auf die Schwellwertstufe 2 überträgt. Diese wird hierdurch so angesteuert, daß sich
ihr Schleusenbereich automatisch dem Störpegelbereich anpaßt. Mit dieser Maßnahme wird der Meßwert
iioch genauer übertragen
In F i g. 3 ist an die Stelle des Hochpasses 4 (F i g. 2) ein Funktionsgeber 5 gesetzt, durch weichen der
Schleusenbereich in der Schwellwertstufe 2 entsprechend dem Meßwert gesteuert wird. Diese Schaltungsanordnung
ist angebracht, wenn zwischen Meßsignal und Rauschpegel ein funktioneller Zusammenhang
besieht, wie dies in der Kernstrahlungsmeßtechnik der Fall ist.
Die Schaltungsanordnung nach F i g. 4 enthält sowohl einen Hochpaß 4 als auch einen Funktionsgeber 5, die
beide die Schwellwertstufe 2 ansteuern.
Durch diese Koppelung der Systeme nach F i g. 2 und 3 erhält man ein noch günstigeres Übertragungsverhalten.
In F i g. 5 ist ein Meßwert M in Abhängigkeit von der Zeit r aufgezeichnet. Die obere Kurve K\ stellt einen in
üblicher Technik verstärkten lonisationskammerstrom dar. Man erkennt, daß die Registrierung durch das
statistisch bedingte Rauschen ein sehr unruhiges Aussehen erhält. Die Kurve K2 verläuft praktisch gerade
und parallel zur Zeitachse, solange der Meßwert konstant ist.
Zur Zeit ti macht der Meßwert einen Sprung und läuft
dann nach einer e-Funktion in einen neuen, konstanten Wert ein. Es ist sehr gut zu erkennen, daß die Kurve K.2
verzögerungslos den Meßwertverlauf folgt. Im oberen Bereich der Kurve K2 erkennt man, daß das Ausgangssignal
treppenstufenförmig auf die neuen Werte gesetzt wird.
Die Kurven K\ und K2 wurden in Ordinatenrichtung
versetzt aufgezeichnet, um ihren Verlauf besser vergleichen zu können.
Die neuartige Schaltungsanordnung ist nicht nur vorteilhaft für die analoge oder digitale Meßwertanzeige
und Meßwertregistrierung, sondern sie bringt außergewöhnliche Verbesserungen in nachgeschaheten
Regelkreisen.
Außerdem kann man bei Meßeinrichtungen mit radioaktiven Strahlen und Strahlenempfängern erheblich
kleinere Präparatstärken verwenden, so daß die Strahlenschutzaufwendungen leichter und billiger zu
gestalten sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zur Störpegelunterdriik- S
kung bei Meßsignalen mit einem Integrationsverstärker und einem Differenzglied, in dem das
rückgeführte Ausgangsignal mit dem Eingangssignal verglichen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Signaldifferenz (Se) einer Schwellwertstufe (2) zugeführt ist, die eine der Rauschbreite
entsprechende progressive Übergangszone aufweist, so daß sich das dem Integrationsverstärker (1)
zugeführte Ausgangssignal (S^ der Schwdlwertstufe
(2) auf einen Mittelwert einstellt
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwefiwertstufe (2) über
einen Hochpaß (4) vom verrauschten Signal des Eingangs (E) so angesteuert ist, daß sich die
Übergangszone der Schwellwertstufe (2) dem Störpegelbereich anpaßt
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertstufe (2) über
einen Funktionsgeber (5) vom verrauschten Signal des Eingangs f£^ angesteuert ist
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertstufe
(2) sowohl über einen Hochpaß (4) als auch über einen Funktionsgeber (5) vom verrauschten Signal
des Eingangs ^angesteuert ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die progressive Kennlinie
der Schwellwertstufe (2) äußere Bereiche hoher Verstärkung, mittlere Bereiche kleiner Verstärkung
und einen inneren Bereich mit gegen Null gehender Verstärkung aufweist.
zugeführt dessen Zeitkonstame τ in Abhängigkeit von χ
derart gesteuert wird, daß diese Zeitkonstante bei
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742448779 DE2448779C3 (de) | 1974-10-12 | Schaltungsanordnung zur Störpegelunterdrückung bei Meßsignalen | |
NL7509592A NL7509592A (nl) | 1974-10-12 | 1975-08-12 | Schakeling voor het onderdrukken van stoorsig- nalen bij meetsignalen. |
FR7527924A FR2287702A1 (fr) | 1974-10-12 | 1975-09-11 | Dispositif a circuits pour supprimer le bruit de fond qui perturbe des signaux de mesure |
BE159994A BE833360A (fr) | 1974-10-12 | 1975-09-12 | Dispositif a circuits pour supprimer le bruit de fond qui perturbe des signaux de mesure |
IT28043/75A IT1043181B (it) | 1974-10-12 | 1975-10-07 | Dispositivo circuitale per la sopressione del livello del disturad in segnali di misura |
GB40624/75A GB1530297A (en) | 1974-10-12 | 1975-10-12 | Circuit arrangement for noise level suppression |
US05/630,019 US4035734A (en) | 1974-10-12 | 1975-11-07 | Noise suppression in measuring signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742448779 DE2448779C3 (de) | 1974-10-12 | Schaltungsanordnung zur Störpegelunterdrückung bei Meßsignalen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2448779A1 DE2448779A1 (de) | 1976-04-15 |
DE2448779B2 DE2448779B2 (de) | 1977-04-14 |
DE2448779C3 true DE2448779C3 (de) | 1977-12-01 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10122922A1 (de) * | 2001-05-11 | 2002-11-14 | Mgp Instr Gmbh | Verfahren und Filtereinrichtung zur Fluktuatiuonsunterdrückung bei Meßdaten |
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DE10122922A1 (de) * | 2001-05-11 | 2002-11-14 | Mgp Instr Gmbh | Verfahren und Filtereinrichtung zur Fluktuatiuonsunterdrückung bei Meßdaten |
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