DE2945998C3

DE2945998C3 - Elektronisches Meßgerät zur Messung der charakteristischen Werte von Impulsen und Impulsreihen sowie zum Vergleich der charakteristischen Werte von gleichzeitig auftretenden Impulsreihen

Info

Publication number: DE2945998C3
Application number: DE19792945998
Authority: DE
Inventors: Istvan Budapest Kalman
Original assignee: Telefongyar Kft
Current assignee: Siemens Telefongyar Kft
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1979-11-14
Publication date: 1981-12-03
Also published as: FR2445531A1; CS222169B2; FR2445531B1; DD146731A5; DE2945998B2; HU178764B; AT384893B; PL220479A1; ATA627579A; PL131836B1; DE2945998A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Meßgerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen ArL

Die Meßgeräte bekannter Art sind im allgemeinen zur Lösung einer einzigen und höchstens von zwei Aufgaben — zum Beispiel Frequenzmessung und Periodenmessung — ausgelegt. Allgemein einsetzbare Meßeinrichtungen werden nur von wenigen Unternehmen hergestellt. Ein solches allgemein anwendbares

ho Meßgerät ist im Hewlett Packard Katalog 1977 »Electronic Instruments and Systems« auf Seite 258 beschrieben. Bei dieser Einrichtung kann die zweckgerechte Meßart mit Hilfe von zwei Betriebsumschaltern ausgewählt werden. Ein nicht vernachlässigbarer

hi Nachteil dieses Gerätes ist, daß zu seiner Bedienung besondere Fachkenntnisse erforderlich sind, oder daß während der Bedienung die Betriebsanleitung ständig studiert werden muß. In der Betriebspraxis ist es aber

eine allgemeine Forderung, daß ein solches Meßgerät sich durch einfache Bedienbarkeit auszeichnet, es nur geringfügige Fachkenntnisse beansprucht, und gleichzeitig für mehrere Zwecke eingesetzt werden kann. Die einfache Bedienbarkeit und die Mehrzweckbereitschaft werden beim Hersteller damit erreicht, daß in das Grundgerät ein dem jeweiligen Zweck entsprechender Einschub eingesteckt wird, wodurch das entsprechende Meßsystem zustande gebracht wird. Eine derartige Lösung ist aber — was die damit erreichbare Zuverlässigkeit und die Wirtschaftlichkeit bei der Fertigung anbelangt — nicht so günstig wie umschaltbare Geräte;

Auf dem Gebiet der Erzeugung von Meßgeräten sind bekanntlich zwei Theorien entstanden: die erste bezieht sich auf die Umschaltung von mehreren Betriebsarten bzw. Meßbereichen, die andere auf das Spezialgerät mit mehreren wechselbaren Einschüben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preisgünstiges Meßgerät mit wenigen, einfach bedienbaren Schaltelementen zu schaffen, welches gleichzeitig zur Lösung mehrerer Meßaufgaben geeignet ist, und sich ohne besondere Fachkenntnisse bedienen läuc.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Meßgerät erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß aufgrund bekannter Schaltelemente und mit Hilfe eines inneren Gattersystems, eines weiteren Zeitgatters und einer am Ausgang des Betriebsauswahlschalters angeschlossenen Betriebssteuerschaltung, welche das Gattersystem betätigt, ein solches zweikanaliges elektronisches Meßgerät aufgebaut werden kann, das sich einfach und ohne besondere Fachkenntnisse bedienen läßt, und gleichzeitig zahlreiche zusammengesetzte Meßmöglichkeiten erlaubt Wenn die genannte schaltungstechnische Anordnung durch drei Schaltkreise und einen Generator zur Erzeugung der Umhüllenden des zu messenden Signals (i. f. Umhüllgenerator) ergänzt wird, so wird sie zur Lösung auch weiterer Aufgaben geeignet, ohne Jaß die Bedienbarkeit gestört wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Meßgeräts sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.

Das erfindungsgemäße Meßgerät wird anhand der Zeichnung und Tabelle näher erläutert. Es zeigt

die Figur das Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Meßgeräts und

die Tabelle die Stellungen der Betriebswahlschalfer und die Zusammenhänge zwischen den an den Steuersignalausgängen der Betriebssteuerschaltung auftretenden Steuersignale.

Wie aus dein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Meßgeräts (s. Figur) ersichtlich ist, besitzt es zwei Meßkanäle. Der Eingang des ersten Meßkanals 1 ist über den als Eingangsstufe ausgebildeten nicht invertierenden Eingangsverstärker 1 einerseits an eine erste Torschaltung 6, an eine zweite Torschaltung 4 und an eine dritte Torschaltung 12 angeschlossen. Die Torschaltungen 6 und 4 sind mit je zwei, die Torschaltung 12 mit drei Signaleingängen ausgerüstet. Der Eingang des zweiten Meßkanals II ist über einen nicht invertierenden Verstärker 2 einerseits an den zweiten Signaleingang der Torschaltung 4 und andererseits an den ersten Signaleingang einer fünften Torschaltung 14 angeschlossen, wobei am zweiten Signaleingang der Torschaltung 14 der Ausgang des Taktgebergenerators liegt. Der Ausgang der Tj/schaltung 14 ist über ein Zeitgatter 5 mit dem zweiten Signaleingang der Torschaltung 6 verbunden. Der Ausgang der Torschaltung 6 ist Ober ein Signalgatter 7 zur Ausgangsstufe 8 geführt, die einen Meßzähler, einen Meßwertspeicher und einen Anzeiger enthält. Der Ausgang der Torschaltung 4 liegt am Steuereingang des Zeitgatters 5, am zweiten Signaleingang des Schrittgebers 9 und am dritten Signaleingang der Torschaltung 12, wobei das Zeitgatter 5 die von der Torschaltung 14 an seinen

ίο Signaleingang geführten Signale zu seinem Ausgang nur dann weiterläßt, wenn an seinem Steuereingang kein Steuersignal vorhanden ist Der Ausgang des Zeitgatters 5 ist nicht nur mit dem zweiten Signaleingang der Torschaltung 6, sondern auch mit dem ersten Signaleingang einer vierten Torschaltung 20 verbunden. Der Ausgang der Torschaltung 20 ist über einen Frequenzteiler 11, der als Zählkette mit festem Teilverhältnis aufgebaut ist, an den zweiten Signaleingang der Torschaltung 12 sowie über den Schaltkreis 10 an den Eingang II gekoppelt Der Ausgang des Taktgebergenerators 3 ist weiter an den zweiten Si^.raleingang der Torschaltung 20 angeschlossen. Der Ausgang der Torschaltung 12 ist mit dem Eingang einer mit einem automatischen Meßbereichsumschalter und einer Signaltorsteuerungseinheit ausgerüsteten Baueinheit 13 verbunden, deren Ausgang an einen Steuereingang des Signalgatters 7 und an den ersten Signaleingang des Schrittgebers 9 angeschlossen ist

Die Ausgangsstufe 8 wird über die zwei Ausgänge des

jo Cchrittgebers 9 gesteuert Der Schaltkreis 17 zieht den Eingang I auf das Nullpotential des Eingangverstärkers. Das Signal vom Eingang I läuft über einen Umhüllgenerator 19 und einen Schaltkreis 18 zum Eingang II. Der Betrieb der Torschaltungen 4,6,12,14 und 20 sowie der Schaltkreise 17,18 und 10 wird in Abhängigkeit von der Stellung des Betriebswahlschalters 16 durch die Betriebssteuerschaltung 15 vorgeschrieben. An den Steuersignalausgängen F₁T, EJ, K, t, B, H, C, D, G der Betriebssteuerschaltung 15 treten die Steuersignale !aut Tabelle auf. Das am Steuerausgang F auftretende Steuersignal steuert das Signalgatter 7 so an, daß beim Vorhandensein des Steuersignals das Signalgatter 7 die Impulse erst dann durchläßt, wenn dies vom automatischen Meßbereichsumschalter und der Signallorsteuerungseinheit der Baueinheit 13 zugelassen wird.

Bei fehlendem Steuersignal läßt das Signalgatter 7 alle Signale durch. Das am zweiten Steuersignalausgang Γ auftretende Signal erreicht den ersten Steuereingang der Torschaltung 12 und dient zur Ansteuerung des dazugehörigen ersten Signaleinganges. Dem zweiten Steuersignaleingang wird das am vierten Steuersignalausgang / auftretende Steuersignal zugeführt, welches den zweiten Signaleingang der Torschaltung 12 ansteuert. Der Steuersignalausgang E steuert den zweiten Steuereingang der Torschaltung 6 an, während der erste Steuereingans durch das am Steuersignalausgang / auftretende Steuersignal betätigt wird. Das Steuersignal /betätigt außerdem den ersten Steuereingang der Torschaltung 20. Der erste Signaleingang der

w) Torschaltung 14 wird Jurch das am Steuersignalausgang K auftretende Steuersignal über den ersten Steuereingang derselben Torschaltung 14 angesteuert. Da? am sechsten Steuersignalausgang t auftretende Steuersignal wird dem ersten Steuereingang der Torschaltung 4,

bi dem dritten Steuereingang der Torschaltung 12 und dem zweiten Steuertir.gang der Torschaltung 20 zugeführt. Das am siebenten Steuersignalausgang B auftretende Steuersignal erreicht den zweiten Steuer-

eingang der Torschaltung 4 und den zweiten Steuereingang der Torschaltung 14. Über den Steuersignalausgang C wird der Schaltkreis 17, den Steuersignalausgang D der Steuerschaltung 18 und den Steuersignalausgang C der Schaltkreis 10 betätigt. Das am Steuersignalausgang //abgenommene Steuersignal steuert den Schrittgeber 9, so daß beim Vorhandensein des Steuersignals die Sperrung des Signaigatters 7 und bei Abwesenheit desselben das Sperren des Zeitgatters 5 den Schrittgeber in Gang setzt. Vom Schrittgeber 9 werden über seine Ausgänge zwei zeitlich einander folgende Steuersignale zur Ausgangsstufe 8 geliefert, mit deren Hilfe das Umschreiben der Meßwerte in den Meßwertspeicher und dann das Löschen des Meßzählers ausgelöst wird. Mit Hilfe der Anzeige wird der Inhalt des Meßwertspeichers sichtbar gemacht. Die Torschaltungen 4, 6, 14, 20 sind aus je zwei mit je zwei Eingängen ausgelegten UND-Schaltungen und aus an die Ausgänge dieser UND-Schaltungen angeschlossenen ODER-Schaltungen mit je zwei Eingängen zusammengesetzt. Die Torschaltung 12 ist aus drei UND-Schaltungen und aus einer an deren Ausgänge angeschlossenen ODER-Schaltung mit drei Eingängen aufgebaut.

Das erfindungsgemäße Meßgerät ist zur Messung der Frequenz, der Frequenz von Impulsketten des Frequenzverhältnisses, der Impulsperiode, der Zweikanalimpulsdauer (Zeitdauer zwischen Signaldurchgängen auf beiden Kanälen), des Periodenzeilverhältnisses, der Dauer einer negativen Halbperiode, der Dauer einer posiiiven Halbperiode, der Verzögerung eines periodischen Signals, zum Impulszahlzählen. zur Messung von breiten Zeitintervallen, zur Messung der Dauer eines negativen Impulses, und der Dauer eines positiven Impulses geeignet. Während der Messungen wird der Eingang I. bei Vergleichs- und Verhältnismessungen werden die Eingänge i und II verwendet, ausgenommen die Messungen der Dauer der positiven Halbperiode. der Dauer eines positiven Impulses und der Impulszahl, wobei der Eingang II benutzt wird. In diesen drei Fällen wird am Steuersignalausgang C ein Steuersignal abgenommen.

Am Meuersignaiausgang υ der öetneossteuerschaitung 15 ist ein Signal ausschließlich während der Frequenzmessung von Impulszügen zu erhalten, wobei der Umhüllgenerator 19 das Hüllsignal des Impulszuges erzeugt und über das zweite Kanal das Zeitgatter 5 derart steuert, daß das Signal des Taktgebergenerators 3 das Zeitgatter 5 nur dann durchlaufen kann, wenn auch der Impulszug durchläuft. Während der Aussetzdauer des Impulszuges kann kein Taktsignal das Zeitgatter 5 durchlaufen. Am Steuersignalausgang Dist ein Steuersignal immer vorhanden, wenn der interne Generator —

Tabelle

das heißt der Taktgebergenefator 3 — benutzt wird, und zwar immer, wenn nicht das Frequenzverhältnis, das Periodenverhältnis, die Impulszahl oder die Langzeitdauer gemessen wird. Am Steuersignalausgang f ist immer ein Signal zu erhallen, wenn die Frequenz gemessen wird, das heißt im Falle der Frequenzmessung, der Frequenzmessung von Impulsreihen oder der Messung des Frequenzverhältnisses. Am Steuersignalausgang T ist das Signal nur bei der Messung der Periode, der Zeitverschiebung zwischen den Eingangssignalen der beiden Kanäle und des Periodenverhältnisses vorhanden. Am Steuersignalausgang / ist nur während der Messung der Dauer der negativer Halbperiode, der Dauer der positiven Halbperiode, der periodischen Signalverzögerungszeit, der Impulszahl, der Zeitdauer mit vergrößerter Meßgrenze, der Dauer eines negativen Impulses, oder der Dauer eines positiven Impulses zu erhalten. Das Steuersignal tritt am Steiiersignalaiitgancr K nur hei Her Μρςςιιησ Hpr vnn einer externen Quelle eintreffenden Impulsreihen, das heißt während der Messung des Frequenzverhältnisses, des Periodenverhältnisses und der Impulszahl oder der Zeitdauer mit vergrößerter Meßgrenze auf. Am Steuersignalausgang £"ist immer ein Signal zu erhalten, wenn irgendein zeitlich ablaufender Vorgang gemessen wird, das heißt zwischen der Messung der Periode und der Messung der Dauer des positiven Impulses jedenfalls. Am Steuersignalausgang Ftritt ein Signal nur dann auf, wenn eine Messung an einer Impulsreihe durchgeführt wird, das heißt zwischen der Frequenzmessung und der Messung des Periodenverhältnisses jedenfalls oder bei der Messung der Zeitverschiebung zwischen den Eingangssignalen der beiden Meßkanäle. Am Steuersignalausgang G ist ein Signal nur während der Messung der Zeitdauer mit vergrößerter Meßgrenze zu erhalten. Am Steuersignalausgang H tritt das Signal während der Messung an Impulsreihen auf. Dieses Signal bleibt aus, wenn die genannte Zeitverschiebung oder die Dauer des positiven Impulses beim Impulszählen gemessen wird.

Aus der vorliegenden Beschreibung geht hervor, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen elektronischen Meßgeräts dreizehn oder noch mehr Messungen durchgeführt werden können, wozu sonst mehrere Meßgeräte einzusetzen wären. Die Meßartumschaltung ist durch entsprechende Verstellung eines einzigen Schalters oder durch Betätigung einer entsprechenden Drucktaste möglich, wonach sich die Einrichtung automatisch in die erforderliche Meßstellung umstellt. Die Einrichtung zeichnet sich durch einfache Ausbauforrn, niedrige Fertigungskosten, vielfältige Anwendungsmö£'!chkeit und mit Rücksicht auf ihre vielfältige Anwendungsmöglichkeit einen geringen Bedarf an Bauelementen aus.

Stellungen des Betriebswahlschahers	Art der Messung	Meßkanal	Steuersignale	C	D	E	F	f	G	H K	T	f
Nr.		Messung		0	0	0	1	1	0	0	0	0
	Frequenz	und Eingang	B	0	1	0	1	1	0	0	0	0
1.	Impulsreihenfrequenz		1	0	0	0	1	1	0	1	0	0
2.	Frequenzverhältnis		1	0	0	1	1	0	0	0	1	0
3.	Impulsperiode	I und II	0	0	0	1	1	0	0 (	) 0	1	0
4.	Zeitverschiebung zwischen Kanälen I und II		1	0	0	1	1	0	0	1	1	0
5.	Periodenverhältnis	und II	1	0	0	1	1	0	0	0	0	1
6.	Negative Halbperiodendauer	I und II	0
7.		1

Fortsetzung

Stellungen des Betriebswahlschallers Nr. Ar! der Messung

Positive Halbperiodendauer r'ßriodische Signalverzögerung Impulszählen

Zeitdauer mit vergrößerter Meßgroi'ize

Dauer de.s negativen Impulses Dauer des positiven Impulses

Meßkanal	Steuersignale	C"	η ι:	/■"	A	C,	¹L	AC	1
Messiine		I	O I	I	O	O	1	O	O
und Kingang	B	O	O I	I	O	O	1	O	O
Il	1	I	O I	O	O	O	O	I	O
I und II	1	O	O I	O	O	I	O	I	O
Il	O	O	O 1	O	O	O	O	O	O
I	O	I	O 1	O	O	O	O	O	O
I	I
I	I

Anmerkung: Steuersignal vorhanden: 1. kein Steuersignal: 0.

llicivii I Wall /xidiinmtieii

Claims

Patentansprüche;

J, Elektronisches Meßgerät zur Messung der charakteristischen Werte von Impulsen und Impulsreihen sowie zum Vergleich von zwei gleichzeitig auftretenden Impulsreihen, welches Meßgerät zwei Meßkanäle besitzt, in je einem Meßkanal einen Eingangverstärker aufweist und ein Signaltor, eine aus einem Meßwertspeicher und einer Anzeige zusammengesetzte Ausgangseinheit, einen Schrittgeber, einen Frequenzteiler, ein Zeitgatter, einen Taktgebergenerator, eine Baueinheit mit automatischem Meßbereichsumschalter und einer Signaltorsteuerungseinheit, eine Betriebssteuerschaltung und einen Betriebsauswahlschalter besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des ersten Meßkanals (I) über den nicht invertierenden Eingangsverstärker (1) dauernd an den ersten Signaleingang einer ersten, einer mit zwei Signaleingängen und zwei Steuereingängen ausgelegten zweiten sowie einer mit drei Signaleingängen und drei Steuereingängen ausgelegten dritten Torschaltung (6,4,12) angeschlossen ist, wobei der Ausgang der ersten Torschaltung (6) an den Eingang des Signalgatters (7), der Ausgang der zweiten Torschaltung (4) an den dritten Signaleingang der dritten Torschaltung (12) und an den ersten Signaleingang des mit zwei Signaleingängen, einem Steuereingang und zwei Ausgängen ausgelegten Schrittgebers (9) und der Ausgang des Signalgatters (5) teils am zweiten Signal<^:ngang der ersten Torschaltung (6) teils an den ersten Signaleingang einer mit zwei Signaleingängen und zwei Steuereingängen ausgelegten Torschaltung (20), dessen Ausgang über einen Frequenzteiler (11) dem zweiten Signaleingang der dritten Torschaltung (12) zugeführt wird, liegt, der Ausgang der dritten Torschaltung (12) über die Baueinheit (13) mit einem automatischen Meßbereichsumschalter und der Signaltorsteuerungseinheit an den ersten Steuereingang des Signalgatters und an den zweiten Signaleingang des Schrittgebers gekoppelt ist, und daß der Eingang des zweiten Meßkanals (II) über den invertierenden Eingangsverstärker (2) teils am zweiten Signaleingang der zweiten Torschaltung (4) und teils am ersten Signaleingang der mit zwei Signaleingängen und mit zwei Steuereingängen ausgelegten fünften Torschaltung (14) liegt, so daß der zweite Signaleingang der fünften Torschaltung (14) am Taktgebergenerator (3) und an den zweiten Signaleingang der vierten Torschaltung (20) und der Ausgang der fünften Torschaltung (14) an den Signaleingang des Zeitgatters (5) angeschlossen ist, und der Ausgang des Signalgatters (7) mit dem Signaleingang der mit einem Signaleingang und zwei Steuereingängen ausgelegten Steuerstufe (8) verbunden ist, wobei mit dem ersten Steuereingang der Ausgangsstufe (8) der erste Ausgang des Schrittgebers (9), mit ihrem zweiten Steuereingang der zweite Ausgang des Schrittgebers (9) verbunden ist, ferner daß der Betriebsschalter (16) an den Eingang einer Betriebssteuerschaltung (15) angeschlossen ist, deren erster Steuersignalausgang (F) am zweiten Steuereingang des Signalgatters (7), deren zweiter Steuersignalausgang (T) am ersten Steuereingang der dritten Torschaltung (12), deren dritter Steuersignalausgang (E) am zweiten Steuereingang der ersten Torschaltung (6), deren vierter Steuersignalausgang (f) am ersten Steuereingang der ersten Torschaltung (6), am zweiten Steuereingang der dritten Torschaltung (12) sowie am ersten Steuereingang der vierten Torschaltung, deren fünfter Steuersignalausgang (K) am ersten Steuereingang der fünften Torschaltung (14), deren sechster Steuersignalausgang (t) am zweiten Steuereingang der vierten Torschaltung (20), am ersten Steuereingang der zweiten Torschaltung (4), sowie am dritten Steuereingang der dritten Torschaltung (12), deren siebenter Steuersignalausgang (B) am zweiten Steuereingang der zweiten Torschaltung (4) und am zweiten Steuereingang der fünften Torschaltung (14), und deren achter Steuersignalausgang (H) am Steuereingang des Schrittgebers (9) liegt
2. Elektronisches Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des ersten Meßkanals (I) über einen ersten Schaltkreis (17) einerseits auf Masse und andererseits über einen Generator (19) zur Erzeugung der Umhüllenden des zu messenden Signals und einen zweiten Schaltkreis (18) an den Eingang des zweiten Meßkanals (II) und der Ausgang des Frequenzteilers (11) über einem dritten Schaltkreis (10) an den Eingang des zweiten Meßkanals (II) angeschlossen ist, wobei der erste, zweite und dritte Schaltkreis (17, 18 , 10) je einen Steuereingang aufweist, von denen der Steuereingang des ersten Schaltkreises (17) an den neunten Steuersignalausgang (C) der Betriebssteuerschaltung (15), der Steuereingang des zweiten Schaltkreises (18) an den zehnten Ausgang (D) der Betriebssteuerschaltung (15) und der Steuereingang des dritten Schaltkreises (10) an den elften Ausgang

'5 (G) der Betriebssteuerschaltung (15) angeschlossen ist.
3. Elektronisches Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen dem nicht invertierenden Eingangsverstärker (1), dem invertierenden Eingangsverstärker (2), dem Taktgebergenerator (3), dem Zeitgatter (5), dem Signalgatter (7), dem Frequenzteiler (11) und dem Meßbereichumschalter (13) gesteuerte Wahlschaltungen, vorteilhaft UND-Schaltungen mit je zwei Eingängen und an deren Ausgänge angeschlossene ODER-Schaltungen sind.