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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung betrifft eine Kalibriereinri chtung für Digital/Analog-Umsetzer,
die im folgenden als A/D-Wandler bezeichnet sind. Solche A/D-Wandler werden vor
allem in Sichtgeräten zur Signalüberwachung benötigt, und die dabei verwendeten
A/D-Wandler bilden den wesentlichen Teil eines Geräts, das auch als Ubergangsfunktions-Recorder
oder Transientenrecorder bezeichnet wird.
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Meßgeräte zur Erfassung des Verlaufs oder der Wellenform von elektrischen
Signalen wie Oszillographen oder dergleichen lassen sich auch bei hohem technischen
Aufwand nur bis zu einer gewissen Güteklasse herstellen; über den gesamten Meßbereich
muß in der Regel ein Fehler im Bereich von cinigen Prozent berücksichtigt werden.
Die Genauigkeit für bestimmte Meßzwecke ist in erster Linie durch die zulässige
Toleranz bestimmt und natürlich auch durch den in erster Linie von Kostengrenzen
bestimmten technischen Aufwand bei der Quasi tät der Bauelemente usw. Neuere als
Transientenrecorder bekannte Signalbeobachtungsgeräte mit A/D-Wandlern enthalten
eine Baugruppe zur Speicherung eines Analogsignals, das nach einer Digitalisierung
auf einen Bildschirm gegeben wird, um beispielsweise nur einen speziellen Teil oder
den gesamten Wellenzug des gespeicherten Signals beobachten zu können. Die Verarbeitung
des digitalisierten Analogsignals erfolgt mit Hilfe eines Rechners. Dabei kann das
Analogsignal mit einem Fehler von + 0,4 bis + 0,5 % in ein entsprechendes Digitalsignal
umgesetzt werden, wenn ein A/D-Wandler mit einer Auf 1 ösung von 7 bis '10 Mil-
verwendet wird.
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Signalbeobachtungsgeräte dieser Bauart sind im allgcmeinen mit Signaldämpfungsgliedern
und Verstärkerstufen für einen sehr weiten Spannungsbercicll des eingangsseitigen
Analogsignals ausgerüstel. Weisen die in det Eingangsstufe enthaltenen Signaldämpfungsgelieder
und Verstärker alle etwa gleiche Genauigkeit wie bei einem herkömmlichen Oszillographen
guter Qualität auf, so wird die Gesamtgenauigkeit des A/D-Wandlers vergleichsweise
schlecht, d.h. der rechnerische Meßfehler kann einige Prozent betragen, selbst wenn
die Digitalbaugruppen sehr hohe Genauigkeit besitzen.
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Mit anderen Worten: Die Gesamtgenauigkeit ist weit schlechter als
nur ein Bruchteil von 1 %, was, wie erwähnt, mit dem A/D-Wandler selbst gut zu erreichen
ist. Andererseits sind Dämpfungselemente und Verstärker hoher Präzision schaltungstechnisch
sehr kompliziert und übermäßig tcuer.
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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Kalibriereinrichtung
zu schaffen, die den auf das Eingangssignal bezogenen Fehler und auch einen möglichen
Fehler des A/D-Wandlers selbst automatisch reduziert, und zwar etwa auf den gleichen
Wert, der sich als möglicher Fehler des A/D-Wandlers ergibt. Diese Kalibriereinrichtung
soll als einfach aufgebaute Ergänzungsschaltung verwirklicht werden, und zwar in
Verbindung mit Eingangsstufen, die eine ähnliche Genauigkeit wie herkömmliche Eingangs
stufen für den genannten Zweck besitzen.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist im Patentanspruch angegeben. Vorteilhafte
Weiterbildungen des Erfindund godankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter
Bezug auf die Zeichnung in beispielsweisen Ausführungsformen näher erläutert. Im
Zusammenhang mit den Zeichnungen werden vorteilhafte, sich aus den Unteransprüchen
ergebende Weiterbildungen und Ergänzungen des Erfindungsgedankens beschrieben. Es
zeigen: Fig. 1 das Blockschaltbild einer Kalibrierschaltuny gemäß der Erfindung
für einen A/D-Wandler; Fig. 2 und 3 Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise
der Schaltung nach Fig. 1; Fig. 4 den Verlauf eines vom Kalibriersignalgenerator
der Schaltung nach Fig. 1 gelieferten Signals; Fig. 5 ein Detailschaltbild eines
Kalibriersignalgenerators und Fig. 6 und 7 alternative Ausführungsformen eines in
Fig. 1 mit Bezugshinweis 7 angegebenen Verstärkers Zunächst wird das I3lockschaltbild
einer erfindungsgemäßen Kalibriersc}laltun( unter Bezug auf die [?ig. 1 beschrieben:
Ein zu beobachtendes Analogsignal wird der Eingangsklemme 1 eines Umschalterkreises
3 über eine Vorstufe 2 zugeführt, um entweder eine Wechselspannungs- oder eine Gleichspannungs-Kopplung
des zugeführten Signals wahlweise zu ermöglichen. Der Ausgang der Vorstufe 2 speist
einen Verstärker 8, der eine erste, eine zweite und eine dritte Verstärkerstufe
5, 6 und 7 aufweist, die in Kaskade an den Ausgang einer Dämpferstufe 4 angeschlossen
sind. Die Verstärkerstufen 5 bis 7 sind als gleichspannungsgekoppelte Verstärker
aufgebaut, wobei die beiden ersteren als Gegenverstärker verwirklicht sind. Die
erste Verstärkerstufe 5
ist umschaltbar, so daß sich ein Verstärkungsfaktor
entweder von "1" oder von "2" wählen läßt. An der zweiten Verstärkerstufe 6 läßt
sich wahlweise ein Verstärkungsfaktor von ebenfalls entweder "1" oder von "5" cinstel
len.
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Die dritte Vers tärkerstufe 7 ist schaltungstechnat verwirklicht,
daß sich der DC-Peget (Gleichspannungskomponente im Ausgangssignal) und der Verstärkungsgrad
in einem gewünschten Wertebereich verändern läßt. Die Dämpfungsstufe 4 und der Verstärker
-8 bilden gemeinsam den Eingangskreis 9.
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Das Ausgangssignal der dritten Verstärkerstufe 7 gelangt auf eine
Abtast- und Halteschaltung 10 (im folgenden "S& H-Schaltung" ; ; S&H = Sample
& Hold), welche das verstärkte Signal unter Steuerung durch ein von einem Taktsignalgenerator
11 geliefertes Taktsignal tastet. Die getasteten Datenwerte gelangen dann auf den
eigentlichen A/D-Wandlet 12, welcher das Analogsignal beispielsweise in ein 10-Bit-@ugit
signal umsetzt, das anschließend in einen Speicher 13 übernommen wird.
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Obgleich in Fig. 1 nicht gezeigt, wird das Ausgangssignal des Speichers
13 zunächst über einen Digital/Analog-Umsetzer (D/A-Wandler) wiederum in ein Analogsignal
umgewandelt, bevor es einem Oszillographen zur Sichtwiedergabe zugeführt wird. Außerdem
ist eine Überwachungsschaltung 14 vorhanden, die in bekanner Weise einen Zentralprozessor
15 (CPU), einen Festspeicher 16 (ROM) und einen wahlfreien Speicher 17 (RAM) enthalten
kann. Diese Überwachungsschaltung 14 läßt sich von einem Tastenfeld 18 aus steuern.
@ n den Eingangsschaltung 9 ist außerdem ein in der Regel als elektronischer Schalter
verwirklichter Umschalter 19 vorgesehen, durch welchen sich der Signalübertragungsweg
vor dem Eingang
zur ersten Stufe unterbrechen läßt. Bei der dargestellten
Ausführungsform wird der Signaleingang der ersten Verstärkerstufe 5 bei Auftrennung
des Signalwegs über einen Widerstand 20 an Masse gelegt.
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Es sei betont, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform
mit Dampfungsschaltung in der Vorstufe, dem Umschalter 3 oder dergleichen beschränkt
ist.
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Von der Uberwachungsschaltung 14 aus läßt sich die Vorstufe 2 entweder
auf AC- oder DC-Kopplung umschalten.
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Von der Schaltung 14 aus wird außerdem ein Kalibriersignalgenerator
21, der Umschalter 3 und die Dämpfungsstufe 4 bedient. Die von dort stammenden Befehlssignale
gelangen außerdem zur EIN/AUS-Umschaltung auf den Schalter 19 sowie auf einen ersten,
einen zweiten und einen dritten D/A-Wandler 22, 23 bzw. 24, um die DC-Pegel der
einzelnen Stufen des Verstärkers 8 einzustellen und um außerdem den Verstärkungsfaktor
der dritten Verstärkerstufe 7 über das Ausgingssignal des dritten D/A-Wandlers 24
vor-:.uyeben. Ober den ersten D/A-Wandter 22 wird tlie Vurtikalposition auf dem
Sichtanzeigeschirm durch Wahl am Tastenfeld 18 und über die Steuerschaltung 14 vorgegeben.
Der Verstärkungsfaktor der ersten und zweiten Verstärkerstufe 5 bzw. 6 läßt sich
über die Steuerschaltung 14 ebenfalls umschalten oder ggfs. auch stufenlos einstellen.
Zusätzlich liefert die Steuerschaltung 14 ein Steuersignal an den Taktsignalgenerator
11, um dessen Abgabefrequenz festzulegen; diese Schaltung stellt außerdem das Steuersignal
für den Speicher 13 zur Verfügung. Wenngleich in Fig. 1 nicht gezeigt, ist es für
den Fachmann einleuchtend, daß das Taktsignal gegebenenfalls mit unterschiedlicher
Unterteilung verschiedenen Schaltungsgruppen zugeführt wird
Die
Arbeilswelse der Schaltung ven Fig. 1 wird nachfolgend beschrieben, beginnend mit
der DC-Pegelkorrekturfunktion für den Verstärker 8, wobei auf das Flußdiagramm der
Fig. 2 Bezug genommen wird: Der Kalibrierbefehl vom Tastenfeld 18 wird durch die
Steuerschaltung 14 aufgenommen, welche den Schalter 19 auf den Widerstand 20 umlegt,
so daß der Signaleingang des Verstärkers 8 zur DC-Pegelkorrektur auf Massepotential
bezogen wird. Der Potentialpegel von Masse entspricht bei dieser speziellen Ausführungsform
einem ersten Bezugspegel.
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Ersichtlicherweise kann jedoch auch ein gewünschter Gleichspannungspegel
als erster Bezugspegel vorgesehen sein.
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Sodann liefert die Steuerschaltung 14 ein Digitalsignal an den ersten
D/A-Wandler 22, wodurch die Offset-Spannung der ersten Verstärkerstufe oder anders
ausgedrückt <ii< die nalposition auf der Vertikalachsc auf Null gesetzt wirj.
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Das unter dieser Betriebsbedinqung vom Verstärker 8 gelieferte DC-Signal
wird durch die S&11-Schaltung unter Steuerung durch das Taktsignal vom Taktsignalgenerator
11 getastet. Die so erhaltenen "Signalproben" werden in der nachfolgenden A/D-Stufe
12 in ein dem DC-Signal entsprechendes Digitalsignal umgesetzt.
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Für das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 12 wird sodann ein erster
Bezugswert angenommen (z.n. 1 000 000 000, wenn ein 10-bit-A/D-Wandler verwendet
wird), sobald det Eingang des Verstärkers 8 auf den ersl-cl Bezugspegel (Jeschaltet
ist (z.B. Masse beim gewählten Beispiel). Dieser Setz- oder Einstellwert kann im
ROM 1G der Steuerschaltung 14 gespeichert werden.
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Das vom A/D-Wandler 12 abgeleitete Digitalsignal wird in den Speicher
13 übernommen und zeitweilig zum Vergleich
mit dem ersten im ROM
16 gespeicherten Bezugspegel auch in der Steuerschaltung 14 gespeichert. Das von
der Steuerschaltung 14 auf den zweiten D/A-Wandler 23 gelangende Digitalsignal wird
verändert, wenn keine übereinstimmung mit dem ersten Bezugswert im ROM 16 vorliegt.
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Dieser soweit beschriebene Betriebsablauf wird solange wiederholt,
bis das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 12 nlit dem erwähnten ersten Bey. u(j swert
übereinstimmt. Das vom A/D-Wandler 12 gelieferte Digitalsignal wird also automatisch
unter Bezuq auf den ersten Bezugswert überwacht.
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In anderen Worten: An der Ausgangsklemme des A/D-Wandlers 12 erscheint
das dem ersten Bezugspegel entsprechende Digitalsignal, wenn der erste Bezugspegel
am Eingang des Verstärkers 8 liegt. Auf diese Weise erfolgt eine automatische DC-Pegelkalibrierung.
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Unter Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 3 wird nachfolgend die
Kalibrierung des Verstärkungsgrads für den Verstärker 8 beschrieben: Nac11 al)geschl.ossener
Dc-PegelkalibrierunC -wird der Schalterkreis 3 in die durch in bezug auf das Steuersignal
von der Steuerschaltung 14 in ausgezogener Dinienführung angegebene Position geschaltet
und gleichzeitig wird der Umschalter 19 auf Verbindung zum Dämpfungsglied 4 umgeschaltet
und der Kalibriersignalgenerator 21 wird erregt, so daß ein Kalibriersignal S beispielsweise
in Form eines Rechtecksignals erzeugt wird. Wie der Signalverlauf der Fig. 4 erkennen
läßt, zeigt das Kalibriersignal S einen zweiten Bezugspegel +V2, der über dem ersten
Bezugspegel V1 (z.B. Massepotential) liegt; das Signal S besitzt außerdem einen
dritten Bezugspegel -V3, der unter dem ersten Bezugspegel V1 liegt.
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Das Kalibriersignal S gelangt über den Umschalter 3 auf das Dämpfungsglied
4 und außerdem auf den L'ingan(j des Verstärkers 8. Das Signal S wird dann wiederum
in der Tastschaltung 10 getastet und gelangt sodann auf den A/1> Wandler 12,
dessen Digitalausgang mit dem Speicher 13 verbunden ist. Zunächst wird der zweite
Bezugspegel +V2 durch ein entsprechendes Befehlssignal von der Steuerschaltung 14
gelesen. Sodann wird der zweite Bezugspegel +V2 getastet und als entsprechendes
Digitalsignal im Speicher 13 und außerdem im Speicherbereich16 der Steuerschaltung
14 gespeichert. Die Steuerschaltung 14 gibt sodann einen Befehl zum Lesen des dritten
Bezugspegels -V3 des Kalibriersignals S ab. Dieser dritte Bezugspegel -V3 wird wiederum
getastet und als entsprechendes Digitalsignal im Speicher 13 und außerdem im Spticher
16 Der Steuerschaltung 14 festgehalten.
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Im weiteren Verlauf erfolgt die UmrecllnuncJ innerhalb der Steuerschaltung
14, um die Differenz zwischen den Bezugspegeln +V2 und -V3 zu ermitteln. Das Ergebnis
wird mit einem zuvor im ROM 16 gespeicherten Bezugswert verglichen. Liegt keine
Ubereinstimmung vor, so wird die Einstellung des dritten D/A-Wandlers 24 modifiziert
und die zuvor beschriebenen Funktionsabläufe werden wiederholt, bis eine Übereinstimmung
vorliegt. Die Bezugspegel +V2 und -V3 werden also in Abstimmung auf die Einstellung
des Dämpfungsglieds 4 und der Verstärkerstufen 5 und 6 juitiert, und zwar so, daß
sie im wesentlichen dem Maximum-und dem Minimumpegel des Umwandlungsbereichs des
A/D-Wanlders 12 entsprechen.
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In Bezug auf die Verstärkungssteucrung hält der erste A/D-Wandler
22 die Vertikalpositiorl des Verstärkers 8 tlul
Null, während über
den zweiten D/A-Wandler 23 die erwähnte DC-Pegelkorrektur erfolgt.
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Durch den Kalibrierbefchl vom Tastenfeld 18 werden also der DC-Pegel
und der Verstärkungsgrad der Eingangsschaltung 9 automatisch auf einen gewünschten
Wert eingestellt und es erfolgt gleichzeitig eine Fehlerkorrektur in allen Schaltungsabschnitten
zwischen den jeweiligen Eingängen, die mit dem ersten, zweiten, bzw. dritten Bezugspegel
V1, +V2, -V3 beaufschlagt werden und dem Ausgang des A/D-Wandlers 12. Die Fehlerkorrektur
des gesamten Systems ist also vollständig. In anderen Worten: Durch die erfindungsgemäße
Kalibrierschaltung werden D.illlpEullgsfelller im Dämpfungsglied 4, Offset- und
Verstärkungsgradfehler im Verstärker 8 aufgrund von Langzeit-Drift- und Temperaturänderungen
bei den Verstärkerelementen sowie Umwandlungsfehler des A/D-Wandlers 12 beseitigt.
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Eine noch wirksamere Korrektur wird durch alternierende Wiederholung
der beschriebenen DC-Pegelkorrektur bzw. Verstärkungsgradkalibrierung erreicht.
Mit der Erfindung werden also Fehler, wie sie bei Sichtgeräten für Analogsignale
insbesondere bei Meßoszillographen auftreten, die mit A/D-Wandlern bestückt sind,
beseitigt bzw. für das Gesamtsystem soweit reduziert, wie es der Quantisierungsfehler
des A/D-Wandlers 12 zuläßt. Da A/D-Wandler der hier benötigten Qualität in letzter
Zeit relativ preiswert geworden ;ind, kanj die l"5rfindul auch mit Vorteil für herkömmliche
Oszillographen ohne A/D-Wandler verwendet werden, wenn als Geräte zusatz ein solcher
preiswerter A/D-Wandler nachgerüstet wird. Auf diese Weise läßt sich die Genauigkeit
von Oszillographen älterer Bauart ganz erheblich verbessern.
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Die Fig. 5 zeigt das Detailschaltbild des Kalibriersignalgenerators
21 aus Fig. 1.
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Ein Konstantspannungsgenerator 25 umfaßt ein Konstantspannungselement
26, beispielsweise eine Zener-Diode oder dergleichen, die über einen Widerstand
26 an tinte positive Sp[annungsquelle bzw. andererseits an Masse angeschlossen ist.
Ein Heizelement 28 hält die Temperatur der Zener-Diode 27 durch Zuführung eines
in Ab1ängi.cjke 1 L von einem nicht gezeigten Temperatursensor gesteuerten Strom
konstant, so daß über der Zener-Diode 27 eine konstante Spannung aufrechterhalten
wird. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 26 und der Zener-Diode 27 ist
mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers 32 über einen Widerstand 29, ein Potentiometer
30 und einen Widerstand 31 verbunden, und zwar so, daß der Minus-Eingang des Operationsverstärkers
32 an den Abgriff des Potentiometers 30 und der Plus-Eingang an den Umschaltkontakt
33C eines Schalters 30 angeschlossen ist. Der Schalter 33 kann ein CMOS-Schalterelement
sein, welches durch das erwähnte Taktsignal mit vorgebbarer Frequenz (beispielsweise
1Icllz) vom r ktsignalgenerator 11 aus betäti(jt wird, das über einen Eingang 34
zugeführt wird. Der feststehende Kontakt 33a isE mit dem erwähnten Verbindungspunkt
zwischen dem Widerstand 26 und der Zener-Diode 37 verbunden, während der andere
feststehende Kontakt 33b über einen Widerstand 36 an Masse liegt.
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Das Ausgangs signal des Verstärkers 32 gelangt auf eine Spannungs-Umschalterstufe
37, die im wesentlichen aus einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Widerständen
38 und einem an die Verbindungspunkte zwischen den einzelnen Widerständen 38 angeschalteten
Multiplexer 89 besteht.
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Die umschaltzustände des Multiplexers 89 werden durch ein
von
der Steuerschaltung 14 über einen weiteren Multiplexer 40 geliefertes Digitalsignal
festgelegt.
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Das Ausgangssignal der Spannungs-Umschaltstufe 37 gelangt auf den
+Eingang eines Operationsverstärkers 41, dessen Ausgang durch einen Spannungsverstärker
42 verstärkt wird und zu einem Kalibriersignal mit den gewünschten Bezugspegeln
+V2 und -V3 am Ausgang 43 führt. Der Spannungsverstärker 42 umfaßt als wesentlichc
Elemente Transistoren 44a, 44b , 45a und 45b liii L zugeordneten Sc}laltkreiskolnponellten,
delell gugellseitige VcrschalLun( für den Dachmanrl ohne weiteres ersichtlich aus
Fig. 5 entnehmbar ist.
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Die Ausgangsklemme 43 ist über einen Widerstand 46 mit der feststehenden
Klemme 47a. eines Schalters 47 verbunden und außerdem über die Reihenschaltung eines
Widerstands 48, eines Potentiometers 49 und eines Widerstands 50 an Masse gelegt.
Der verschiebbare Kontakt des Potentiometers 49 ist mit der anderen feststehenden
Klemme 47b des Umschalters 47 verbunden, dessen bewegbarer Kontakt 47C an den Minus-Eingang
des Verstärkers 41 angeschlossen ist.
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Das Ausgangssignal des Multiplexers 40 speist die Basis eines Transistors
51, dessen Kollektor mit einer den Umschalter 47 erregenden Relaiswicklung 52 verbunden
ist.
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Der Umschalter 47 ist also im gewählten Beispiel durch einen Relaiskontakt
verwirklicht. Ebenso kann ein voller elektronischer Umschalter vorgesehen sein.
Dieser zuletzt beschriebene Schaltkreisteil bildet eine Rückkopplungsschaltung zur
Änderung des Verstärkungsfaktors der Verstärker 41 und 42, je nach Schaltposition
des Umschalters 47.
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Die Schaltung nach Fig. 5 liefert aufgrund der Zener-Diode 27 eine
stabile Gleichspannung, die über den Umschalter 33 auf den Verstärker 32 gelangt.
Eine entsprechende Auswahl der Widerstände 29 bis 31 und 35 ermöglicht es, den Verstärker
32 als invertierenden oder nicht-invertierenden Verstärker mit Verstärkungsgrad
"1" zu betreiben, an dessen Ausgang ein Rechtecksignal auftritt. Die Maximum-und
Minimum-Spannungswerte des Rechtccksi gnal s bleiben stets sehr genau beibehalten.
Das lvotentionltt(r 30 dient zur Korrektur irgendwelcher Fehler in den zugeordneten
Widerständen.
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Das sehr konstante Ausgangssignal des Verstärkers 32 gelangt auf
den Spannungs-Umschalterkreis 37, der die anliegende Spannung entsprechend einem
Befehlssignal von der Steuerschaltung 14 umschaltet, um ein Kalibriersignal S geeigneter
Amplitude am Ausgang 43 nach Verstärkung durch die Verstärkerstufen 41 und 42 zur
Verfügung zu stelleii.
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Zur Korrektur des Verstärkungsgrads der Verstärkerstufe 7 in Fig.
1 werden der Multiplexer 39 und der Umschalter 47 durch den Befehl von der Steuerschaltung
entsprechen der Einstellung des Dämpfunqsglieds 4 und dcr Verstärkerstufen 5 und
6 gesteuert, wodurch die Spannungen +V2 und -V3 Kalibriersignats S an der Ausgangsklemme
43 umgeschalte bzw. eingestellt werden.
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Die Fig. 6 zeigt das Detailschaltbild für eine mögliche Ausführungsform
der Verstärkerstufe 7 in Fig. 1. Das Gegentakt-Ausgangssignal der Vorverstärkerstufe
6 gelangt auf die Eingangsklemmen 53a bzw. 53b. Dieses Signal wird sodann durch
einen Differenzverstärker 56, bestehend aus Transistoren 54a, 54b, 55a, 55b verstärkt.
Ein Feld-
effekttransistor 57 liegt in Reihe zwischen den Emittern
der Transistoren 54a und 54b. Das Analogsignal vom dritten D/A-Wandler 54 (vgl.
obige Beschreibung der Fig. 1) gelangt auf das Gate des FET 57, dessen Drain-Source-Impedanz
entsprechend der anliegenden Gatespannung steuerbar ist.
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Damit läßt sich der Verstärkungsgrad des r)ifferenzverstärkerns 56
durch Änderung der Impedanz des FET 57 steuern.
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Der Ausgang des Transistors 55a wird über einen Transistor 58a, eine
Diode 59a, einen Transistor 60a, einen Widerstand 61b und einen Widerstand 69 auf
eine Spannungequelle +B bezogen. In ähnlicher Weise ist der Ausgang des Transistors
55b über einen Widerstand 58b, eine Diode 59b, einen Transistor 60b, einen Widerstand
61b und den Widerstand 69 mit dem Pluspol +B der gleichen Spannungsquelle verbunden.
Ein Verbindungspunkt P führt zum Ausgangsanschluß 62.
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Die Schaltung enthält weiterhin eine erste und eine zweite Verriegelungs-
oder Klemmschaltung 63a bzw. 63b.
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Die erste Klemmschaltung 63a umfaßt einen Transistor 64a, eine Diode
65a zur Einstellung des Basispotentials des Transistors 64, eine Diode 66a und einen
mit dem Ausgang des Transistors 64a verbundenen Widerstand (in diesem Fall der Emitter
dieses Transistors). Die zweite Klemmschaltung 63 ist im wesentlichen gleich aufgebaut
wie die erste Klemme schaltung 63a mit dem Unterschied, daß umgekehrte Polaritätsverhältnisse
vorliegen. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Bauelemente mit dem gleichen
Bezugshinweis angegeben, wobei zur Unterscheidung im einen Fall der Buchstabe "a"
und im anderen Fall der Buchstabe "b" ergänzt ist. Die Ausgangsenden der Dioden
66a bzw. 66b sind mit dem erwähnten Knotenpunkt r verbunden.
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Der Ausgangsstrom des zweiten D/A-Wandlers 23 speist über einen Transistor
67 den Knotenpunkt P.
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Die Schaltung nach Fig. 6 dient zur Änderung des Verstärkungsgrads
des Differenzverstärkers 56 durch Änderung des Analogausgangssignals des D/A-Wandlers
24 entsprechend einem Anweisungssignal von der Steuerschaltung 14.
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Der DC-Pegel der Verstärkerstufe 7 im Knotenpunkt P wird durch Überlagerung
des DC-Ausgangsstroms (Steuerstrom) vom zweiten D/A-Wandler 23 in Übereinstimmung
mit dem Signal von der Steuerschaltung 14 gesteuert.
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Fig. 7 zeigt den Aufbau einer anderen möglichen Ausführungsform der
dritten Verstärkerstufe 7. Die Eingänge 70a und 70b sind mit den Ausgängen der zweiten
Verstärkerstufe 6 verbunden. Das am Eingangsklemmenpaar 70a, 70b liegende Signal
gelangt auf die Basen eines als Differenz verstärker 71 geschalteten Transistorpaars
72a, 72b. Die Ausgänge der Transistoren 72a, 72b speisen die Emitter von als Differenzverstärker
74 und 76 geschalteten Transistoren 75a, 75b und 77a, 77b. Der Differenzverstärker
71 enthält eine Konstantstromquelle 73.
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Ein Gegentaktausgangssignal von dem durch die Steuerschaltung 14
gesteuerten D/A-Wandler 24 wird als Parallelsignal den Differenzverstärkern 74 und
76 zugeführt, deren Ausgangssignale in Gegenphase abgegeben werden. Bei Veränderung
des Ausgangssignals des dritten D/A-Wandlers 24 läßt sich der Verstärkungsgrad der
Differenzverstärker 74, 76 steuern und der Verstärkungsgrad des durch die Transistoren
72a, 72b verstärkten Signals wird über die Verstärkerstufen 74 und 76 gesteuert.
Diese Schaltung bildet also die Verstärkungsgrad-Steuerstufe für die dritte
Verstärkerstufe
7.
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Das Gegentakt-Ausgangsssignal dieser soweit beschriebenen Schaltung
beaufschlagt außerdem die Basen eines als Differenzverstärker 78 geschalteten Transistorpaars
79a, 79b. Dieser Schaltungsteil enthält weiterhin eine Konstantstromquelle 80 und
eine mit einem der Transistoren 79a, 79b verbundene Ausgangsklemme 81; im gewählten
Beispiel den Ausgang des Transistors 79b. Das Gegentakt-Ausgangssignal des zweiten
D/A-Wandlers 23 beaufschlagt die Emitter der Transistoren 79a, 79b. Das Signal von
der Verstärkungsgrad-Steuerschaltuny wird also durch die Transistoren 79a, 79b verstärkt,
jedoch gleichzeitig hinsichtlich seines DC-Ausgangsstrompegels oder Vorspannungspegels
entsprechend dem Steuersignal von der Steuerschaltung 14 modifiziert, da das DC-Ausgangsignal
vom D/A-Wandler 23 auf die Emitter des Transistorpaars 79a, 79b gelangt, wodurch
der DC-Pegel am Kollektor bzw. insbesondere an der Ausgangsklemme 81 des Transistors
79b veränderbar ist. Dieser spezielle Schaltungsteil bildet also den DC-Pegelkorrekturkreis
der Gesamtanordnung.
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