CH465005A

CH465005A - Frequenztor, ausgebildet als Hoch-, Tief- oder Bandpass

Info

Publication number: CH465005A
Application number: CH283968A
Authority: CH
Inventors: Pecnik Ivan
Original assignee: Landis & Gyr Ag
Priority date: 1968-02-27
Filing date: 1968-02-27
Publication date: 1968-11-15

Description

Frequenztor, ausgebildet als Hoch-, Tief- oder Bandpass Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fre- quenztor zu schaffen, das durchlässig ist, wenn die Fre quenz des Eingangssignals innerhalb eines bestimmten Wertes liegt. Das Frequenztor ist als Hoch-, Tief- oder Bandpass ausgeführt und soll eine Kennlinie mit extrem steilen Flanken und sehr guter Stabilität aufweisen. Die Grenzfrequenz des Frequenztores soll beliebig gewählt werden können.

Die Erfindung betrifft somit ein Frequenztor, ausge bildet als Hoch-, Tief- oder Bandpass, und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Eingang einer logischen Schaltung unmittelbar und mindestens ein weiterer Ein gang der logischen Schaltung über eine Zeitschaltung mit dem Eingang des Frequenztores verbunden ist, das durchlässig ist, wenn die Periodendauer der dem Eingang des Frequenztores zugeführten Grösse innerhalb eines durch die Zeitschaltung bestimmten Wertes liegt.

Eine vorteilhafte Verwendung eines Frequenztores besteht erfindungsgemäss darin, dass es als Anlaufsperre bei einem elektronischen Energiemesser dient.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild eines Frequenztores und Fig. 2 ein Diagramm.

In der Fig. 1 ist ein Frequenztor nach Art eines Hoch passes dargestellt, das aus einer Zeitschaltung 1 und einer logischen Schaltung 2, die hier ein Und-Tor ist, besteht.

Die Zeitschaltung 1 weist einen monostabilen Multi vibrator 3 auf, dessen Eingang den Eingang 4 des Fre- quenztores bildet und dessen Ausgang 5 an die Basis eines Transistors 6 geführt ist. Der Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 6 ist ein Kondensator 7, der mit einem konstanten Strom Io aus einer Stromquelle 8 aufgeladen wird, und der Eingang 9 eines Schwellenschalters 10 par allel geschaltet. Ein erster Eingang 11 der logischen Schaltung 2 ist mit dem Eingang 4 des Frequenztores, ein weiterer Eingang 12 mit einer Ausgangsklemme 13 des Schwellenschalters 10, welche zugleich den Ausgang der Zeitschaltung 1 bildet, verbunden.

Die konstante Stromquelle 8 weist einen Transistor 14 auf, dessen Emitter über die Reihenschaltung eines Widerstandes 15 und eines Potentiometers 16, das zur Einstellung des Kollektorstromes IC dient, an eine Speise klemme 17 angeschlossen ist. Der Kollektor des Tran sistors 14 ist über den Kondensator 7 mit einer Speise klemme 18 verbunden. Die Basis des Transistors 14 liegt am Abgriff eines an die Speiseklemmen 17 und 18 ange schlossenen Spannungsteilers 19.

Der Emitter eines ersten Transistors 20 des Schwel lenschalters 10 ist über eine Zenerdiode 21 mit der Speiseklemme 18, der Kollektor über einen Widerstand 22 mit der Speiseklemme 17 und über eine Zenerdiode 23 mit der Basis eines zweiten Transistors 24 verbunden. Durch einen am Emitter des Transistors 20 und an der Speiseklemme 17 angeschlossenen Widerstand 25 fliesst ein konstanter Strom, so dass sich die Zenerdiode 21 im Durchbruchgebiet befindet.

Der Emitter des Transistors 24 liegt an der Speiseklemme 18, der Kollektor desselben über einen Widerstand 26 an der Speiseklemme 17 und über eine Inverterschaltung 27, die zur Phasenumkehrung dient, an der Ausgangsklemme 13.

Die in der Fig. 1 durch Pfeile eingezeichneten Span nungen U, bis U5 sind in der Fig. 2 als Funktion der Zeit dargestellt. Die Frequenz
EMI0001.0039
der impulsförmigen Spannung U1 am Eingang des Frequenz tores ist zeitlich variabel. Bei jeder negativen Flanke 28 der Eingangsimpulse 29 wird der monostabile Multi vibrator 3 getriggert und erzeugt einen Impuls 30 kon stanter Dauer T3. Der Transistor 6 schliesst bei jedem Impuls 30 den Kondensator 7 kurz, so dass dieser kurz zeitig entladen wird.

Anschliessend wird der Kondensa tor 7 mit dem konstanten Strom IC aus der Stromquelle 8 wieder aufgeladen und die Spannung U3 über dem Kondensator 7 steigt linear an.

Bei kleiner Spannung U3 ist der Transistor 20 ge sperrt, der Arbeitspunkt der Zenerdiode 23 befindet sich im Durchbruchgebiet und der Transistor 24 ist leitend. Wenn die Spannung U3 den Schwellenwert US des Schwel lenschalters 10 erreicht, schaltet dieser um und die Span nung U3 kann, da sie durch die Zenerdiode 21 begrenzt wird, nicht mehr weiter ansteigen. Nach dem nächstfol genden Eingangsimpuls wird der Kondensator 7 wieder entladen und der Schwellenschalter 10 schaltet in den ursprünglichen Zustand zurück.

Die Vergleichszeit To, vom Beginn der Kondensator entladung bis zum Erreichen des Schwellenwertes US ge rechnet, ist näherungsweise durch den Ausdruck To = T3 -I-
EMI0002.0010
gegeben, wobei C die Kapazität des Konden- sators 7 bedeutet.

Wenn nach einer Kondensatorentladung der nächst folgende Eingangsimpuls erst eintrifft, wenn die Spannung U3 den Wert US erreicht und der Schwellenschalter 10 angesprochen hat, so kann dieser Impuls die logische Schaltung 2 nicht durchlaufen. Ist hingegen die Perioden dauer T der Eingangsimpulse 28 kleiner als die Ver gleichszeit To, so ist die logische Schaltung 2 für die Eingangsimpulse durchlässig, weil der Kondensator 7 wieder entladen wird, bevor der Schwellenschalter 10 ansprechen kann.

Die Eingangsimpulse werden verkürzt durchgelassen, wenn der Schwellenschalter 10 während der Impulsdauer T1 anspricht. Diese Verkürzung der Impulse stört im allgemeinen nicht, weil meistens nur massgebend ist, ob am Ausgang der logischen Schaltung 2 ein Impuls auftritt oder nicht. Insbesondere bei einem grossen Verhältnis
EMI0002.0018
wirkt sich die Impulsverkürzung nicht nachteilig aus. In besonderen Anwendungsfällen besteht die Möglichkeit, der logischen Schaltung 2 unter Anwendung bekannter Massnahmen eine Schaltungsanordung nachzuschalten, die nur für Impulse vorgegebener Dauer durchlässig ist.

Das beschriebene Frequenztor lässt Eingangsimpulse durch, deren Frequenz f grösser ist als eine vorgegebene Grenzfrequenz f.. Bei einem grossen Verhältnis
EMI0002.0023
gilt für die Grenzfrequenz f" die Beziehung
EMI0002.0025
Durch entsprechende Wahl der Kapazität des Kon- densators 7 kann die Grenzfrequenz f. beliebig festgelegt werden. Die Kennlinie des Frequenztores weist eine ex trem steile Flanke und eine sehr gute Stabilität auf, weil die Grenzfrequenz f, nur von Elementen abhängt, deren Parameter naturgemäss stabil sind.

Ein Frequenztor nach Art eines Tiefpasses lässt sich realisieren, wenn in der Schaltungsanordnung gemäss der Fig. 1 die Inverterschaltung 27 weggelassen wird. Ein derartiges Frequenztor ist für Eingangsimpulse durch lässig, deren Frequenz f kleiner ist als die Grenzfrequenz f.- Ein Frequenztor nach Art eines Bandpasses lässt sich ebenfalls leicht realisieren, wenn die logische Schaltung 2 einen dritten Eingang aufweist, der über eine weitere Zeitschaltung mit dem Eingang 4 des Frequenztores ver bunden ist,

wobei die eine Zeitschaltung als Hochpass und die andere als Tiefpass ausgeführt ist.

Das beschriebene Frequenztor kann vorzüglich als Anlaufsperre bei einem elektronischen Energiemesser, der keine mechanisch bewegten Teile aufweist, verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Frequenztor, ausgebildet als Hoch-, Tief- oder Band- pass, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Eingang (11) einer den Ausgang des Frequenztores bildenden logi schen Schaltung (2) unmittelbar und mindestens ein wei terer Eingang (12) der logischen Schaltung (2) über eine Zeitschaltung (1) mit dem Eingang (4) des Frequenztores verbunden ist, das durchlässig ist, wenn die Periodendauer der dem Eingang (4) des Frequenztores zugeführten Grösse innerhalb eines durch die Zeitschaltung (1) be stimmten Wertes liegt.

1I. Verwendung eines Frequenztores nach Patentan spruch I als Anlaufsperre bei einem elektronischen Ener giemesser. UNTERANSPRÜCHE 1. Frequenztor nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zeitschaltung (1) einen an eine konstante Stromquelle (8) angeschlossenen Kondensator (7) aufweist, welcher einem Eingang (9) eines Schwellen schalters (10) parallel geschaltet ist. 2. Frequenztor nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass dem Kondensator (7) ein von der Ein- gangsgrösse mittelbar oder unmittelbar betätigter Kurz- schlussschalter parallel geschaltet ist.

3. Frequenztor nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Kurzschlussschalter durch den Ausgang (5) eines monostabilen Multivibrators (3) ge bildet ist. 4. Frequenztor nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kurzschlussstrecke des Kurz- schlussschalters durch die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors (6) gebildet ist. 5. Frequenztor nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Strom der konstanten Stromquelle (8) der Kollektorstrom eines Transistors (14) ist.

6. Frequenztor nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass im Emitterkreis des Transistors (14) ein Potentiometer (16) zur Einstellung des Kollektorstro- mes vorgesehen ist. 7. Frequenztor nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schwellenschalter (10) einen ersten Transistor (20) aufweist, dessen Emitter an eine erste Zenerdiode (21) angeschlossen ist.

8. Frequenztor nach Unteranspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass der Kollektor des ersten Transistors (20) über eine zweite Zenerdiode (23) mit der Basis eines zweiten Transistors (24) verbunden ist, dessen Kollektor unmittelbar oder über eine Inverterschaltung (27) an einer Ausgangsklemme (13) der Zeitschaltung (1) angeschlos sen ist. 9. Frequenztor nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die logische Schaltung (2) ein Und- Tor ist.

10. Frequenztor nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zeitschaltung (1) unmittelbar und eine weitere Zeitschaltung über eine Inverterschaltung an je einem der weiteren Eingänge der logischen Schaltung (2) angeschlossen ist.