DE2627586A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur multiplikation von elektrischen signalen - Google Patents
Verfahren und schaltungsanordnung zur multiplikation von elektrischen signalenInfo
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Description
Carl schenck AG
15. Juni 1976
15. Juni 1976
Verfahren und Schaltungsanordnung zur Multiplikation von elektrischen Signalen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Multiplikation von
elektrischen Signalen, insbesondere bei der Schwingungsanalyse und in der Auswuchttechnik, und eine Schaltungsanordnung
zur Durchführung des Verfahrens.
Für die Multiplikation von elektrischen Signalen sind eine ganze Reihe von Verfahren bekannt, z.B. das sogenannte Transconductance-Multiplikationsverfahren,
die Hall-Multiplikation, die Widerstandsmodulation, die Parabelmultiplikation, Multiplikation
mittels d/a-Wandler usw. Nach diesen Verfahren werden
Signale gleicher oder unterschiedlicher Art wie z.B. Spannungen, Ströme, Kraftflußdichte usw. miteinander multipliziert.
Die Verfahren beruhen auf unterschiedlichen Prinzipien und werden für verschiedene Anwendungsfälle eingesetzt.
Ein häufig vorkommender Anwendungsfall für die Multiplikation von elektrischen Signalen ergibt sich bei der Analyse von
Schwingungen und bei der Ermittlung der Unwucht rotierender Körper. In beiden Fällen wird aus einem Schwingungsgemisch
eine einzelne Frequenzkomponente ermittelt, indem das Schwingungsgemisch, das als elektrisches Meßsignal, z.B. als Spannung,
vorliegt, multipliziert wird mit einer sinusförmigen Bezugsschwingung. Mit anschließender Mittelwertbildung des
Multiplikatorausgangssignal erhält man sehr genau die Größen der interessierenden Frequenzkomponente.
Das besondere Problem bei der Realisierung einer Multiplikation auf elektrischem oder elektronischem Wege liegt in der fehlerbehafteten
Produktbildung zwischen den zu multiplizierenden Signalen. Beschreibt man einen elektronischen Multiplizierer,
dann muß man von zwei Eingangsgrößen X(t) bzw. Y(t) und einer Ausgangsgröße A(t) ^^ff g^§^-/ O S 6 7
Im Idealfall gilt für den elektronischen Multiplizierer: A(t) = X(t) - Y(t)
Bei der Durchführung bzw. technischen Realisierung einer solchen Multiplikation entstehen jedoch Fehler. Flierbei
handelt es sich insbesondere um die Nullpunktfehler X und Y der beiden Eingänge X bzw. Y, den Nullpunktfehler des
Ausgangs A , sowie um Fehler, die durch Nichtlinearitäten
hervorgerufen werden.
Bei den bekannten Multiplikationseinrichtungen machen sich diese Fehler störend bemerkbar. Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es daher, ein Multiplikationsverfahren für elektrische Signale zu schaffen, das insbesondere bei der
Schwingungsanalyse und in der Auswuchttechnik anwendbar ist,
das die Nullpunktfehler der beiden Eingänge und den Nullpunktfehler
des Ausgangs vermeidet und das darüberhinaus auch Fehler, die durch Nichtlinearitäten in der Multiplikationseinrichtung
entstehen, vermindert oder unterdrückt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes zu multiplizierende Signal vor der eigentlichen Multiplikation
mit einer positive und negative Werte aufweisenden Modulationsfunktion moduliert wird, daß das durch die Multiplikation
entstehende Signal mit der Umkehrfunktion jeder Modulationsfunktion demoduliert wird und daß aus dem nach der
Demodulation entstandenen Signal ein Mittelwert gebildet wird. Durch dieses Multiplikationsverfahren werden die Nullpunktfehler der Eingänge und der Nullpunktfehler des Ausgangs
praktisch ausgeschaltet. Auch Fehler durch Nichtlinearitäten können vermindert oder unterdrückt werden, insbesondere wenn
es sich um Nichtlinearitäten gerader Ordnung handelt. Eine Modulation der Eingangssignale mit nach der Multiplikation
erfolgenden Demodulation läßt sich elektrisch verhältnismäßig einfach verwirklichen, sodaß sich durch das vorgeschlagene
Verfahren eine fortschrittliche Verbesserung bisher bekannter Verfahren ergibt.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich dadurch, daß als Modulations- und Demodulationsfunktionen
Rechteckfunktionen unterschiedlicher Frequenz oder um 7Γ/2 oder 3 T/2 phasenverschobene Rechteckfunktionen gleicher
Frequenz verwendet werden. Eine besonders vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn die Rechteckfunktionen einfache Schaltfunktionen
mit den werten +Λ sind, da sich diese sehr einfach
und sehr genau realisieren lassen. Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
darin, die Demodulationsfunktionen in einer Funktion, die das Produkt der Demodulationsfunktionen darstellt, zusammenzufassen,
was zu einer Vereinfachung der Verfahrensschritte führt. Weiterhin wird es als vorteilhaft angesehen,
insbesondere bei der Multiplikation von Wechselspannungssignalen, wenn die Modulations- bzw. Demodulationsfrequenzen
genügend weit über den Frequenzen der zu multiplizierenden
elektrischen Signale liegen und wenn das nach der Demodulation vorliegende Signal in einem Tief pass gefiltert wird... Hierbei
kann auch die Periodendauer der Modulations- und Demodulationsfunktionen statistisch verändert werden. Dadurch ist
es beispielsweise bei der Frequenzanalyse möglich, unerwünschte Störfrequenzen (Oberwellen) zu unterdrücken.
In bestimmten Fällen kann es zweckmäßig sein, nur ein Eingangssignal
zu modulieren, das durch die Multiplikation gebildete Produkt mit der Umkehrfunktion der Modulationsfunktion
zu demodulieren und aus dem entstandenen Signal einen Mittelwert zu bilden.
Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist vor den Eingängen der Multiplikationseinrichtung mindestens eine Modulationseinrichtung und am
Ausgang der Multiplikationseinrichtung eine der Zahl der Modüktionseinrichtungen entsprechende Anzahl von Demodulationseinrichtungen
sowie eine Einrichtung zur Mittelwertbildung auf.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Demodulationseinrichtungen
in einem Demodulator zusammengefaßt. Durch geeignete Wahl der Modulationsfunktionen ergeben sich
hierbei sehr einfache Ausführungen für die Demodulatoren. Zweckmäßigerweise warden die Modulations- und Demodulationseinrichtungen
als Schalteinrichtungen ausgebildet. Damit läßt sich, insbesondere bei Verwendung von elektronischen Schaltmitteln,
eine besonders einfache und genaue schaltungstechnische
Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung erzielen. Zur Unterdrückung von Störanteilen in den zu multiplizierenden
Signalen kann es, beispielsweise bei der Schwingungsanalyse, zweckmäßig sein, durch ein Schieberegister die Modulationsund
Demodulationsfunktionen statistisch zu verändern.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen mit den wesentlichen Einzelheiten näher beschrieben und schematisch
in vereinfachter Form dargestellt.
Es zeigen:
Es zeigen:
Fig. 1 Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Multiplikation
von zwei elektrischen Signalen,
Fig. 2 Signalverlauf bei der erfindungsgemäßen Multiplikation von zwei Gleichspannungen unterschiedlicher Größe,
Fig. 3 Signalverlauf bei der erfindungsgemäßen Multiplikation von zwei Wechselspannungen gleicher Frequenz und unterschiedlicher
Amplitude.
Fig. 4 Blockschaltbild einer Modulationseinrichtung
Fig. 5 Schaltungsanordnung mit Schieberegister zur Erzeugung einer pseudo-statLstischen Modulationsfunktion.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung werden die zu multiplizierenden elektrischen Signale X(t) und Y(t) jeweils
einer Modulationseinrichtung m1 zugeführt. Die Signale x(t) und Y(t) können beispielsweise das Meßsignal und das gleichfrequente
Bezugssignal für die Ermittlung einer Unwuchtschwingung sein.
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- 5 r
In den Modulationseinrichtungen ml werden die elektrischen
Signale mit den Modulationsfunktionen t (t) und \ (t) moduliert.
Beim heutigen Stand der Technik werden als Modulationsfunktionen zweckmäßigerweise Schaltfunktionen verwendet, bei denen
die Modulation der Signale X bzw. Y darin besteht, diese Signale in einer geeigneten zeitlichen Folge mit den Werten
+1 beziehungsweise -1 zu multiplizieren. Die modulierten Eingangssignale X(t) und Y(t) sind mit X! und Y' bezeichnet.
Anstelle der genannten Modulationsfunktionen können auch beliebige
andere geeignete Modulationsfunktionen verwendet werden. Die Modulationsfunktion muß innerhalb einer Periode
positive und negative Werte aufweisen sowie durch eine definierte Umkehrfunktion darstellbar sein. Der Bezugspegel für
die Modulation s funk ti on en ist üblicherweise der für alle Signale
gemeinsame Nullpunkt.
Die Periodendauer der Modulationsfunktionen ist im allgemeinen kurz gegenüber der Periodendauer der zu verarbeitenden
Signale. Sie wird in Verbindung mit der nachfolgenden Mittelwertbildung so gewählt, daß sich die gewünschte Fehlerunterdrückung
ergibt.
Eine Modulationseinrichtung bzw. eine elektronische Schalteinrichtung
der oben bezeichneten Art kann nach Fig. 4 beispielsweise bestehen aus einem Umkehrverstärker (V= -1), der
die Eingangsgröße, z. B. X(t), mit -1 multipliziert, Widerständen R, zwei Feldeffekttransistoren FET als Summenpunktsschalter
sowie einer nachfolgenden Inverterschaltung mit einem Rechenverstärker, an dessen Ausgang die modulierte Eingangsgröße,
z. B. X1= X(t) ·ί , anliegt. An den Steuereingängen
der Feldeffekttransistoren liegen rechteckförmige Steuerspannungen an. An Stelle dieser Modulationseinrichtung
kann auch jede andere geeignete Modulations- bzw. Schalteinrichtung verwendet werden. Einrichtungen dieser Art sind dem
Fachmann bekannt.
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Nach der Modulation werden die beiden Signale 7· und Y1
ζ. B. in einer der eingangs erwähnten Multiplikationseinrichtungen M bekannter Art miteinander multipliziert. Das gebildete
Produkt A1 (Fig. 1) ist mit dem Eingangsfehler Y
und Y ,dem Ausgangsfehler A sowie mit Linearitätsfehlern
der Multiplikationseinrichtung behaftet.
Das Ausgangssignal A1 wird nun in zwei Demodulationseinrichtungen
m2 mit den Kehrwerten i/ij und i/4| der beiden Modulationsfunktionen
£ und 4f demoduliert. Durch die Demodulation
wird zunächst die Wirkung der Modulation wieder aufgehoben, sodaß sich beispielsweise bei einem idealen Multiplizierer
keine Beeinflußung des Produktes ergibt. Anschließend wird das nach der Demodulation entstandene Signal in einer geeigneten
Einrichtung zur Mittelwertbildung geglättet. Die Einrichtung zur Mittelwertbildung kann beispielsweise ein
Tiefpass-Filter bekannter Art, ein träges Drehspulinstrument oder eine andere, für die jeweilige Signalart geeignete Einrichtung
sein.
Durch die beschriebene Art der Modulation und Demodulation ergibt sich nach der Mittelwertbildung
<fas gesuchte Produkt A(t) ohne die Eingangs- und Ausgangsfehler und gegebenenfalls
ohne die Linearitätsfehler der Multiplikationseinrichtung.
Der Ausgangsfehler A als statischer Fehleranteil wird hierbei,
nur durch die Demodulationsfunktionen beeinflusst. Durch die erfindungsgemäße . Demodulation wird dieser Fehler
umgeformt und so in einen geeigneten höheren Frequenzbereich verschoben, daß er nach der Mittelwertbildung bzw. Filterung
nicht mehr auftritt. Auch andere niederfrequente Fehleranteile werden in gleicher Weise unterdrückt. Analog werden
die durch Nichtlinearitäten gerader Ordnung hervorgerufenen Ausgangsfehler, insbesondere quadratische Fehler eliminiert,
da diese Fehler auch einen statischen Anteil am Ausgang des multiplizierenden Elements erzeugen. Die Nullpunktfehler
der Eingänge werden dadurch ausgeschaltet, daß jeder Fenler mit der inversen Modulationsfunktion des jeweils anderen
Eingangs demoduliert wirα.
ORIGINAL INSPECTED
Nach der Mittelwertbildung treten daher auch die Eingangsfehler nicht mehr auf. Bei soüien Multiplikationsverfahren,
bei denen unerwünschte Nullpunktfehler nur an einem Multiplikationseingang
auftreten, genügt es, für die Fehlerunterdrückung mit einer Modulations- bzw. Demodulationsfunktion
zu arbeiten. Die Unterdrückung der übrigen Fehler wird damit praktisch nicht beeinflußt.
In den Signalverläufen der Figuren 2 und 3 ist am Beispiel des Ausgangsfehlers grafisch dargestellt, wie die Fehlerunterdrückung
zustande kommt. Bei Eingangsfehlern und Fehlern durch Ilichtlinearitäten ergeben sich ähnliche Signalverläufe.
Die Demodulationsfunktionen können meist zusammengefaßt werden, sodaß nur eine Demodulationseinrichtung erforderlich ist.
Diese Demodulationseinrichtung muß lediglich die Produktfunktion der beiden Demodulationsfunktionen erzeugen. In
Fig. 3e ist dargestellt, wie sich beispielsweise aus zwei Modulationsfunktionen unterschiedlicher Frequenz eine einfache
Produktfunktion ergibt.
Die Schaltfunktionen können mittels Schieberegister statistisch in ihrer Frequenz verändert werden. Hierzu wird nach Fig. 5
ein fester Takteingang über ein mehrstufiges, geeignet geschaltetes Schieberegister SR gegeben, sodaß an einem der
Ausgänge des Schieberegisters die gewünschte pseudo-statistisch erzeugte Schaltfunktion J (t) anliegt. In der Figur
ist schematisch ein vierstufiges Schieberegister mit einem Exklusiv-Oder-Element dargestellt.
Fig. 2 zeigt den Signalverlauf über der Zeit, der sich bei der Multiplikation von zwei Gleichspannungen X und Y, die
teilweise unterschiedliche Größen aufweisen und nicht ständig anliegen, ergibt.
7098517(15"B7
In Fig. 2a ist die Ausgangsspannung X und in Fig. 2b die Ausgangsspannung Y aufgetragen. Bei der Multiplikation
dieser bieden Spannungen ergibt sich im Idealfall der
in Fig. 2c dargestellte Spannungsverlauf.
In Fig. 2a und 2b ist zusätzlich gestrichelt der Spannungsveiauf
der beiden Eingangsspannungen nach der Modulation mit einer einfachen Schaltfunktion mit den Wert^+I dargestellt.
Die Modulationsfunktionen sind also im vorliegenden Fall einfache Rechteckfunktionen mit unterschiedlicher Frequenz. Es
können auch Rechteckfunktionen mit gleicher Frequenz verwendet werden. In diesem Fall müssen jedoch die beiden Modulationsfunktionen um T/2 oder 3 f/2- in der Phase zueinander verschoben
sein.
Der nach der Multiplikation der beiden modulierten Signale sich ergebende Signalverlauf ist in Fig. 2d dargestellt. Bei
der Darstellung ist berücksichtigt, daß die Multiplikationseinrichtung einen konstanten Ausgangsfehler A aufweist. Der
Wert des Ausgangssignals X' · Y' wird um diesen Fehler kleiner oder größer. Im dargestellten Beispiel ist der Ausgangsfehler
negativ angenommen. Positive Ausgangsspannungen werden also um den Ausgangsfehler kleiner, negative Ausgangsspannungen
entsprechend größer.
Zur Zeit t liegt am Ausgang der Multiplikationseinrichtung nur der negative Ausgangsfehler A für diese Einrichtung an.
Dieser Spannungswert bleibt bis zum Zeitpunkt tj-, bei dem die
Produktbildung beginnt bestehen. In t- weist das modulierte
Eingangssignal X1 einen negativen und das modulierte Eingangssignal
Y1 einen positiven Wert auf. Das Produkt der beiden Signale
ist daher negativ. Das Produkt addiert sich zu dem als negativ angenommenen Ausgangsfehler A der Multiplikationseinrichtung. Zur Zeit tg wechseln beide Eingangssignale X' und
Y1 gleichzeitig ihr Vorzeichen.
709851/0^67
Das Multiplikationsprodukt bleibt daher weiterhin negativ. Zur Zeit trj wechselt das Eingangssignal Y1 abermals das
Vorzeichen. Da beide Eingangssignale jetzt positive Vorzeichen aufweisen, wird auch das Produkt aus beiden Signalen
positiv. Es wird jedoch vermindert um den negativen Ausgangsfehler der Multiplikationseinrichtung. Zur Zeit to
wird das Eingangssignal X1 wieder negativ. Da das Eingangssignal
Y1 bis zur Zeit tg positiv bleibt, wird das Produkt
der Signale zwischen tn und tg wieder negativ. Bei tq sind
beide Eingangssignale wieder negativ, so daß das Produkt positiv wird usw.
Zu Zeit t 0 wird das Eingangssignal Y1 gleich Null. Zwischen
t _ und t^ ist daher das Produkt aus den beiden Eingangsspannungen
x1 · Y' ebenfalls gleich Null. Am Ausgang der Multiplikationseinrichtung
liegt nur der Ausgangsfehler A an.
Bei ^1 setzt die Produktbildung wieder ein.
Wenn das Produkt X1 . Y1 der modulierten Eingangsspannungen
nach Fig. 2d mit den Kehrwerten l/s und *\/\ der Modulationsfunktionen im Takt der Modulationsfrequenzen demoduliert,
d. h. multipliziert wird, ergibt sich ein Signalverlauf nach Fig. 2e, der nachstehend erläutert wird.
Am Ausgang der Multiplikationseinrichtung liegt zunächst nur der Ausgangsfehler A an. Auch dieser Fehler wird im Takt der
beiden Demodulationsfrequenzen demoduliert. Die Taktfolge der Modulationssignale ist in den Fig. 2a und 2b gestrichelt angegeben.
Zur Zeit t1 wird der Ausgangsfehler AQS mit 1/· =
1/+1 und mit 1/fy = 1/+1, d. h. mit +1 multipliziert. Da der
Ausgangsfehler negativ angenommen wurde, bleibt dieser .negative Wert zwischen t1 und t2 bestehen. Zur Zeit tg vechselt die
Modulationsfunktion *j und damit auch die Demodulationsfunktion
i/ij ihr Vorzeüien. Der am Ausgang der Multiplikationseinrichtung
anliegende negative Spannungswert A vird multipliziert mit: 1/? = 1/+1 = +1 und mit 1//^ ·= 1/-1 = -1, d. h. mit
-1. Da der zu demodulierende Wert selbst negativ ist, ergibt sich ein positiver A^flfMf^f^^i0^0611 absoluten Größe des
- 10 -
Ausgangsfehlers. Zur Zeit t„ wechselt der Wert des Ausgangsfehlers
erneut das Vorzeichen usw.
Zur Zeit t,- liegt am Ausgang der Multiplikationseinrichtung
eine negative Spannung an (Fig. 2d). Das Vorzeichen der Demodulationsfunktionen ergibt sich für tc-n wie folgt:
1/J = 1/-1 = -1 und i/ij = 1/+1 = +1. Hieraus ergibt sich:
l/t * i/>{ = -1 . Der negative Ausgangswert an der Multiplikationseimchtung
einschließlich des Ausgangsfehlers A wird also mit -1 multipliziert. Nach der Demodulation ergibt
sich daher für die Zeit zwischen tj- und t,- ein positiver
Spannungswert, der die gleiche absolute Größe wie der negative Spannungswert nach Fig. 2d einschließlich des Ausgangsfehlers
aufweist.
Zur Zeit ta wechseln beide Modulationsfunktionen ihr Vo rb
zeichen. Die positive Ausgangsspannung nach der Demodulation bleibt damit bis zur Zeit t7 bestehen. Zwischen t? und ty
weisen die Modtiations- und damit auch die Demodulationsfunktionen
positive Werte auf. Der in Fig. 2d zwischen ty und to vorhandene Spannungswert bleibt also bestehen. Da
dieser Wert um den Ausgangsfehler A niedriger ist als das theoretisch richtige Produkt aus den beiden Ausgangsspannungen,
liegt nach der Demodulation auch nur der niedrigere Spannungswert an. In Fig. 2e ergibt sich daher für das Zeitintervall
zwischen t., und ty eine gegenüber dem vorangegangenen Spannungswert
um den zweifachen Ausgangsfehler niedrigere Spannung.
Zwischen to und tq weisen die Modulations- und Demodulationsfunktionen
wieder unterschiedliche Vorzeichen auf. Die in Fig. 2e zwischen tn und tg vorhandene., negative Spannung wird
wieder mit -1 multipliziert und damit positiv. Der weitere Spannungsverlauf in Fig. 2eergibt sich entsprechend.
7098517 Öi5&7
Aus den Spannungswerten nach Fig. 2e wird erfindungsgemäß ein
Mittelwert gebildet. Dieser Mittelwert entspricht dem exakten Produkt aus den beiden Eingangsgrößen X und Y. Der Mittelwert
ist in Fig. 2e durch die strichpunktierten Linien für die dargestellten Produkte angedeutet. Aus dem Signalverlauf
in Fig. 2e ist auch ersichtlich, daß der Ausgangsfehler A der Multiplikationseinrichtung auch dann unterdrückt
wird, wenn keine Produktbildung stattfindet.
Für die Multiplikation von Wechselspannungen ergibt sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahren bei zwei frequenzgleichen
Spannungen ein Signalverlauf nach Fig. 3. Der einfachen Darstellung und der Anschaulichkeit wegen wurde Phasengleichheit
der beiden Spannungen angenommen. Die zu multiplizierenden Wechselspannungen können jedoch eine beliebige
Phasenlage zueinander aufweisen. Die Multiplikation von zwei gleichfrequenten Wechselspannungen kommt in der Schwingungsanalyse und in der Auswuchttechnik vor.
in Fig. 3a und 3b sind die Eingangsspannungen X und Y und gestrichelt
die modulierten Eingangsspannungen X' und Y1 dargestellt.
Als Modulationsfunktionen ? und i£ werden auch hier
Schaltfunktionen mit +1 verwendet. Das Vorzeichen der Modulationsfunktionen £ und 4f ist in den Fig. 3a und 3b für jeden
Schaltschritt unmittelbar über dem Signalverlauf angegeben.
Fig. 3c gibt den idealen Spannungsverlauf, Fig. 3d den Spannungsverlauf
der modulierten Eingangssignale nach der Multiplikation wieder. Dabei ist Fig. 3d ein positiver Ausgangsfehler
A der Multiplikationseinrichtung-" angenommen. Fig. 3e zeigt den Spannungsverlauf nach der Demodulation mit
i/£ und i/*£ . Der Signalverlauf in den Fig. 3d und 3e ergibt
sich in gleicher Weise wie bereits bei Fig. 2 beschrieben. Die Kurventeile zwischen den durch die Modulationsfunktionen
bewirkten Umschaltungen entsprechen unter Berücksichtigung des Vorzeichens dem Kurvenverlauf nach Fig. 3c.
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"is"
Über dem Signalverlauf in Fig. 3e ist für jeden Demodulationsabschnitt
das Vorzeichen der Demodulationsfunktion i/C · i/m
angegeben. Man erkennt, daß für die gewählten Modulationsfunktionen nur eine einfache Deinodulationseinrichtung erforderlich
ist. Im vorliegenden Fall ist die um 1Γ/2 phasenverschoben
Modulationsfunktion £ für die Demodulation des am Ausgang der Multiplikationseinrichtung anliegende Ausgangssignals
ausreichend. Eine zweite Demodulationseinrichtung ist nicht notwendig.
In den Fig. 3c und 3e ist der Mittelwert des Produktes X · Y durch strichpunktierte Linien dargestellt. Bei genügend
niedriger Frequenz des theoretischen Produktes kann der Mittelwert nach Fig. 3e den in Fig. 3c dargestellten
theoretischen Verlauf annehmen.
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Leerseite
Claims (14)
- PatentansprücheVerfahren zur Multiplikation von elektrischen Signalen, vorzugsweise zur Verwendung bei der Schwingungsanalyse und in der Auswuchttechnik, dadurch gekennzeichnet, daß jedes zu multiplizierende Signal vor der eigentlichen Multiplikation mit einer positive und negative Werte aufweisenden Modulationsfunktion ( \ > \) moduliert wird, daß das durch die Multiplikation entstandene Signal mit der Umkehrfunktion (l/h , i/\ ) jeder Modulationsfunktion demoduliert wird und daß aus dem nach der Demodulation entstandenen Signal ein Mittelwert gebildet wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Modulations- und Demodulationsfunktionen Rechteckfunktionen unterschiedlicher Frequenz verwendet werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Modulations- und Demodulationsfunktionen um T/2 oder 31"/2 phasenverschobene Rechteckfunktionen gleicher Frequenz verwendet werden.
- 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteckfunktionen beliebige positive und negative Amplituden aufweisen.
- 5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Rechteckfunktionen einfache Schaltfunktionen mit den Werten +^ 1 verwendet werden.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulationsfunktionen in ebner Funktion, die das Produkt der Demodulationsfunktionen darstellt, zusammengefaßt werden.709851/0567ORIGINAL INSPECTED- ι/-3
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulations- bzw. Demodulationsfrequenzen genügend weit über den Frequenzen der zu multiplizierenden elektrischen Signale liegen.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Demodulation vorliegende Signal in einem Tiefpass gefiltert wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Periodendauer der Modulations- und Demodulationsfunktionen statistisch verändert wird.
- 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßnur ein Signal mit einer Modulationsfunktion (J ) moduliert wird, daß das durch die Multiplikation entstandene Signal mit der Umkehrfunktion (l/t ) der Modulationsfunktion demoduliert wird und daß aus dem nach der Demodulation entstandenen Signal ein Mittelwert gebildet wird.
- 11. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 10, mit einer Multiplikationseinrichtung zur Multiplikation von elektrischen Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Eingängen der Multiplikationseinrichtung mindestens eine Modulationseinrichtung und am Ausgang der Multiplikationseinrichtung eine der Zahl der Modulationseinrichtungen entsprechende Anzahl von Demodulationseinrichtungen sowie eine Einrichtung zur Mittelwertbildung angeordnet sind.
- 12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulationseinrichtungen in einem Demodulator zusammengefaßt sind.709851/0567
- 13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulations- und Demodulationseinrichtungen als Schalteinrichtungen ausgebildet sind.
- 14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein Schieberegister zur statistischen Veränderung der Modulations- und Demodulationsfunktionen.709851/0567
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-
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