CH363180A

CH363180A - Verfahren und Einrichtung zum vektoriellen Addieren von als Komponenten anfallenden, veränderlichen Grössen

Info

Publication number: CH363180A
Application number: CH6686058A
Authority: CH
Inventors: Stutz Hansruedi
Original assignee: Contraves Ag
Priority date: 1958-12-03
Filing date: 1958-12-03
Publication date: 1962-07-15

Description


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 Verfahren und Einrichtung zum    vektoriellen   Addieren von als Komponenten anfallenden,    veränderlichen   Grössen Gemäss    vorliegender      Erfindung      ist   ein Verfahren zum    vektoriellen      Addieren   von zwei veränderlichen    physikalischen   Grössen,    die   als unter einem Winkel    99   zueinander    orientierte   Komponenten des gewünschten Vektors anfallen, dadurch gekennzeichnet,

   dass die beiden    Komponentenwerte   in    Form   entsprechend veränderlicher    elektrischer      Spannungen.   als    Amplitudenmodulation   je einer im Vergleich zu den Änderungsgeschwindigkeiten der Grössen    hoch-      frequenten   elektrischen Trägerwechselspannung überlagert werden, wobei die    bezüglich   ihrer Frequenz und ihrer mittleren Amplitude einander    gleichen,      Trägerwechselspannungen      bezüglich   ihrer Phasenlage gegeneinander um den Winkelwert    99   zwischen den Komponenten verschoben sind,

   dass diese modulierten Trägerwechselspannungen zueinander addiert werden und die Summenwechselspannung - gegebenenfalls unter    Ausfiltrierung   aller    Oberwellen   der Trägerwechselspannung -    demoduliert   wird, wobei eine    veränderliche   Spannung    gewonnen   wird, welche jederzeit dem    skalaren   Wert der    Vektorsumme   der    Momentanwerte   der beiden Komponenten entspricht. 



  Eine Einrichtung zur    Durchführung   des Verfahrens ist erfindungsgemäss    gekennzeichnet   durch mindestens ein Paar von    Vektoradditionsketten   für    zwei   veränderliche elektrische Spannungen, umfassend: a) je    einen      Amplitudenmodulator      mit      Mitteln   zur Einführung einer Komponentenspannung    und   einer    Trägerwechselspannung      vorbestimmter   Amplitude und Frequenz und einstellbarer Phasenverschiebung gegenüber der dem andern    Modulator      zugeführ-      ten   sonst gleichen Trägerwechselspannung;

   b) ein Additionsglied zur Gewinnung der Summenwechselspannung der beiden amplitudenmodu-    lierten,      zueinander   phasenverschobenen    Träger-      wechselspannungen;   c) einen Demodulator zur Gewinnung der der Summenwechselspannung überlagerten veränderlichen Spannung, welche dem Wert der    Vektorsumme   der beiden Komponenten entspricht.

   In vielen    Fällen   werden die beiden    veränderlichen,   Grössen, welche die Komponenten des zu ermitteln-den Summenvektors bilden, entweder direkt    als      ver-      änderliche   Gleichspannungen    anfallen   oder können durch geeignete Wandler in analog    veränderliche   Gleichspannungen umgewandelt werden. Es werden dann mit    Vorteil      Modulatoren   verwendet, die nach der    Zerhackermethode   arbeiten und eine modulierte    Tiägerwechselspannung   mit viel Oberwellen erzeugen.

   In diesem Fall ist die    Einfügung   von auf die    Trägerwechselspannungsfrequenz      abgestimmten      Bandfiltern      in   die    Vektoradditionsketten   vorzusehen. Wenn die    vektoriell   zu addierenden Komponenten als    amplitudenmodulierte      Wechselspannungen   niederer Frequenz anfallen oder in diese Form umgewandelt werden, sind auch    Wechselspannungsmodu-      latoren,   z.

   B.    Ringmodulatoren   oder    Röhrenmodula-      toren,   brauchbar, die unter Umständen    vernachlässig-      bar   kleine    Verzerrungen   der    Trägerwechselspannung      verursachen,   so dass    dann   auf Filter    verzichtet   werden    kann.      Wenn   mehr als zwei Komponenten    vektoriell      zu   addieren sind, ist vorzusehen,

   dass man zuerst zwei derselben gemäss dem    erfindungsgemässen      Verfahren      vektoriell   addiert und dann die daraus gewonnene    vektoriehe   Summe    ihrerseits   nach demselben Verfahren zu der    dritten   Komponente    vektoriell   addiert USW. 

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 In den meisten Fällen sind die Komponenten als unter 99 -90  zueinander    orientiert   zu betrachten, wobei dann die    Phasenverschiebung   der Trägerwechselspannungen auf diesem Wert von 90  einzustellen ist. 



  Das erfindungsgemässe    Verfahren   und die erfindungsgemässe Einrichtung können z. B. mit Vorteil bei der    Elektrokardiographie   zur Gewinnung der    vektoriellen   Summe der dabei    anfallenden   Komponentenspannungen angewendet werden. 



     Ausführungsbeispiele   erfindungsgemässer Einrichtungen zum    vektoriellen   Addieren von als Komponenten anfallenden, veränderlichen Grössen sind in der Zeichnung dargestellt. 



  Es zeigen:    Fig.   1 die geometrische Situation,    Fig.   2 ein Blockschema zur    vektoriellen   Addition von drei Komponenten x, y, z,    Fig.   3 ein Schema zur    vektoriellen   Addition von zwei    Gleichspannungskomponenten      mit   vollständiger Darstellung eines    Modulators      Mx,   einer Phaseneinstellvorrichtung    Pxy   und einer Additionsvorrichtung. 



  Gemäss    Fig.   1 werden zwei K_    omponenten   x und y, die zueinander unter einem Winkel    ggxy,   z. B. = 90 , orientiert seien,    vektoriell   zur    Summe   (x + y)    addiert.   Zu dieser    Vektorsumme   wird eine weitere Komponente, die zur Ebene der Komponenten x und y unter einem    Winkel      qgxyz   orientiert ist, ebenfalls    vektoriell      addiert,   womit man die    Vektorsumme   (x    +   y + z) erhält. 



  Im Beispiel nach    Fig.   2 ist dargestellt, dass eine    zeitlich   veränderliche Gleichspannung x    einem      Mo-      dulator      Mx      zugeführt   wird, dem von einem    Träger-      wechselspannungs-Generator   G    .r   eine    Träger-      wechselspannung      #e      vorbestimmter   Frequenz, z. B. 10    kHz,   und bestimmter Amplitude    zugeführt   wird, so dass am Ausgang des    Modulators   eine    amplituden-      modulierte   Wechselspannung x    .-   entsteht.

   In gleicher Weise werden die    Gleichspannungskomponenten   y und z mit    Hilfe   von    Modulatoren      My   bzw.    Mz   in    amplitudenmodulierte   Spannungen y    e-#:   bzw. z umgesetzt, deren Frequenz und Mittelamplitude dieselben sind, wie diejenige der Spannung x    ,-#   .

   Bezüglich    ihrer   Phasenlage ist aber die Trägerwechselspannung für den    Modulator      My   gegenüber der Trägerwechselspannung für den    Modulator      Mx   um    den      Winkel      cpxy   nach    Fig.   1 verschoben, was mit    Hilfe   des    Phasenschiebergliedes      Pxy   bewirkt wird. 



  In gleicher Weise wird mit Hilfe der Phasenschieberglieder    Pxyz   die    Trägerwechselspannung   des    Modulators      Mz   auf den Phasenwinkel    cpxyz   eingestellt. 



  Die    Ausgangsspannungen   x    #c   und y    e#e   der    Mo-      dulatoren      Mx   und    My   werden    zueinander   mit    Hilfe   eines    Additionsgliedes      Axy   addiert,    anschliessend   in einem Verstärker V und in einem Bandfilter F von Oberwellen der Trägerwechselspannung befreit, um nach    Demodulation   in einem Demodulator D die    Vektorsumme   
 EMI2.91 
 in Form einer entsprechend    veränderlichen   Gleichspannung zu bilden.

   Diese Gleichspannung 
 EMI2.93 
 wird im    Modulator      Mxy   in die    amplitudenmodulierte   Trägerwechselspannung (x +    y1--==der   Phase    (p   = 0 umgesetzt.    Dazu   wird die    amplitudenmodulierte   Trägerwechselspannung z    s      ^   mit der Phase    rpxyz   im    Addierglied      Axyz      vekto-      riell      addiert,   hinter welchem    hintereinander   wieder ein Verstärker V, ein Bandfilter F und ein    Demodu-      lator   D angeordnet sind,

   so dass am Ausgang    dieses   Demodulators eine veränderliche Gleichspannung vom Wert der    Vektorsumme   (x + y + z) gewonnen wird. 



  Die Komponentenspannungen 
 EMI2.114 
 müssen nicht als    veränderliche   Gleichspannungen verfügbar sein, sondern können auch    amplitudenveränderliche   Wechselspannungen    sein,   wobei dann zweckmässigerweise auch die Demodulatoren D die hochfrequenten    Trägerwechselpannungen   wieder in dieselbe Niederfrequenz umsetzen. 



     Fig.   3 zeigt eine gleichartige Einrichtung zur    vektoriellen   Addition von    zwei   Gleichspannungen 
 EMI2.122 
 wobei der    Modulator      Mx      mit   zwei Transistoren und der Phasenschieber    Pxy   sowie das    Addierglied      Axy   je als    Ausführungsbeispiel   voll gezeichnet sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum vektoriellen Addieren von zwei veränderlichen physikalischen Grössen, die als unter einem Winkel (p zueinander orientierte Komponenten des gewünschten Vektors anfallen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponentenwerte in Form entsprechend veränderlicher elektrischer Spannungen als Amplitudenmodulation je einer im Vergleich zu den Änderungsgeschwindigkeiten der Grössen hochfrequenten elektrischen Trägerwechselspannung überlagert werden,

wobei die bezüglich ihrer Frequenz und ihrer mittleren Amplitude eiDan- der gleichen Trägerwechselspannungen bezüglich ihrer Phasenlage gegeneinander um den Winkelwert 99 zwischen den Komponenten verschoben sind, dass diese modulierten Trägerwechselspannungen zueinander addiert werden und die Summenwechselspannung demoduliert wird, wobei eine veränderliche Spannung gewonnen wird, welche jederzeit dem skalaren Wert der Vektorsumme der Momentanwerte der beiden Komponenten entspricht. Il.

Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch mindestens ein Paar von Vektoradditionsketten für zwei veränderliche elektrische Spannungen, umfassend: a) je einen Amplitudenmodulator mit Mitteln zur Einführung einer Komponentenspannung und einer Trägerwechselspannung vorbestimmter Amplitude und Frequenz und einstellbarer Phasenverschie- <Desc/Clms Page number 3> bung gegenüber der dem andern Modulator zugeführten sonst gleichen Trägerwechselspannung;

b) ein Additionsglied zur Gewinnung der Summenwechselspannung, der beiden amplitudenmodu- lierten, zueinander phasenverschobenen Trägerwechselspannungen; c) einen Demodulator zur Gewinnung der der Summenwechselspannung überlagerten veränderlichen Spannung, welche dem Wert der Vektorsumme der beiden Komponenten entspricht.