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DE2727209C2 - Schaltkreis zum Überwachen des Verlaufs eines Eingangssignals sich fortlaufend ändernden Pegels auf Extremwerte - Google Patents

Schaltkreis zum Überwachen des Verlaufs eines Eingangssignals sich fortlaufend ändernden Pegels auf Extremwerte

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Publication number
DE2727209C2
DE2727209C2 DE2727209A DE2727209A DE2727209C2 DE 2727209 C2 DE2727209 C2 DE 2727209C2 DE 2727209 A DE2727209 A DE 2727209A DE 2727209 A DE2727209 A DE 2727209A DE 2727209 C2 DE2727209 C2 DE 2727209C2
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DE
Germany
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input
output
circuit
signal
differential amplifier
Prior art date
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Expired
Application number
DE2727209A
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English (en)
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DE2727209A1 (de
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Andrew Redvers Wilton Conn. Muir
Joseph Anthony Monroe Conn. Vergato
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Applied Biosystems Inc
Original Assignee
Perkin Elmer Corp
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Publication date
Application filed by Perkin Elmer Corp filed Critical Perkin Elmer Corp
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Application granted granted Critical
Publication of DE2727209C2 publication Critical patent/DE2727209C2/de
Expired legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/04Measuring peak values or amplitude or envelope of AC or of pulses
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/153Arrangements in which a pulse is delivered at the instant when a predetermined characteristic of an input signal is present or at a fixed time interval after this instant
    • H03K5/1532Peak detectors

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  • Nonlinear Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Schaltkreis zum Überwachen des Verlaufs eines Eingangssignals sich fortlaufend ändernden Pegels auf Extremwerte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein solcher Schaltkreis ist aus der US-PS 34 12 330 bekannt. Bei dem bekannten Schaltkreis wird dem Ausgangssignal der Halteschaltung ein vorgegebener Spannungspegel hinzuaddiert und die Summenspannung wird als eines der Signale dem Differenzverstärker zugeführt. Zwischen dem Differenzverstärker und der Halteschaltung befindet sich eine Logikschaltung, die das Differenzverstärkerausgangssignal digitalisiert und ein digitales Ausgangssignal erzeugt, das dem ihr zugeführten analogen Eingangssignal entspricht. Eine nachgeschaltete Speichereinrichtung empfängt das Ausgangssignal der Logikschaltung und wandelt dieses in ein analoges Signal zurück. Im Betrieb wird der Ausgangsspannung der Halteschaltung ein Vorsignal fortlaufend wechselnder Polarität hinzuaddiert und die Schaltung ist so eingerichtet, daß die Halteschaltung nur dann eine neue Ausgangsspannung vom Differenzverstärker aufnimmt, wenn diese sich um mehr als die Größe der genannten Vorspannung von der zuletzt abgetasteten Spannung unterscheidet. Der Ausgang der Halteschaltung liefert demnach eine Ausgangsspannung, die der Eingangsspannung stufenweise und mit einer Differenz folgt, die der genannten Vorspannung entspricht. Wenn ein Spitzenwert im Verlauf der Eingangsspannung erreicht worden ist, ermittelt die Logikschaltung, daß das Eingangssignal am Differenzverstärker kleiner geworden ist, als das um die genannte Vorspannung veränderte Ausgangssignal der Halteschaltung. Wenn dies auftritt, wird ein Druckbefehl erzeugt, der den zuletzt gehaltenen Pegel am Ausgang der Halteschaltung zum Ausdruck bringt.
  • Die vorgenannte Schaltung ist nicht in der Lage, Minima im Verlauf der Eingangsspannung zu ermitteln. Sie hat zudem einen komplizierten Aufbau und verlangt wegen der digitalen Steuerung ihrer vielfältigen Elemente eine A/D- Wandlung des Differenzverstärkerausgangssignals und eine D/ A-Rückwandlung des von der Halteschaltung übernommenen Differenzverstärkerausgangssignals, um dieses dem Komparator wieder zuführen zu können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltkreis der eingangs genannten Art anzugeben, der einen einfachen Aufbau hat und mit dem es möglich ist, sowohl Maxima als auch Minima einer zu untersuchenden Eingangsspannung zu erfassen.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Schaltkreis gemäß dem Oberbegriff durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung macht es nicht nur möglich, Maxima im Spannungsverlauf einer Eingangsspannung zu erfassen, sondern auch Minima, und dies unabhängig von etwaigen Störspitzen im Spannungsverlauf. Weiterhin ermöglicht es die Erfindung gemäß einer Weiterbildung auch, ein Vorsignal zu erzeugen, das während des Zeitraumes abgegeben wird, in welchem sich die Abtastung auf einen Extremwert zubewegt. Dieses Vorsignal kann dazu verwendet werden, den Betrieb der Schaltung zu überwachen und eine Auswerteeinrichtung für die Aufnahme eines nachfolgend ermittelten Extremwertes vorzubereiten.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Schaltkreises;
  • Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das angibt, wann sowohl das Vorsignal als auch das Extremwert-Bestätigungssignal erzeugt werden, und
  • Fig. 3 eine Schaltung einer Ausführungsform der Erfindung.
  • In Fig. 1 bezieht sich das Blockschaltbild auf eine einen Extremwert erfassende Schaltung 10, in der das elektrische Eingangssignal einer Signalquelle 12 an einen Eingang eines Differenzverstärkers 14 gegeben wird, in welchem es mit einem Spannungspegel verglichen wird. Der Eingang einer Spannungshalteschaltung 16 zum Speichern des Ausgangssignals des Differenzverstärkers 14 ist über eine Schalteinrichtung 18 mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 14 verbunden, die Differenzverstärkerausgangssignale wahlweise nur einer bestimmten Polarität zu der Halteschaltung 16 durchläßt. Das Eingangssignal von der Quelle 12 und der in der Halteschaltung gehaltene Spannungspegel werden außerdem sowohl an eine Schaltung 20 zum Erzeugen eines Vorsignals und an eine Logikschaltung 22 zum Steuern der Schalteinrichtung 18 und zum Erzeugen eines Extremwert-Bestätigungssignals angelegt. Die Schaltung 20 zum Erzeugen eines Vorsignals erzeugt immer dann ein Ausgangssignal, wenn eine Pegeldifferenz zwischen dem Ausgangssignal des Differenzverstärkers und dem Ausgangssignal der Halteschaltung besteht. Die Logikschaltung 22 steuert die Schalteinrichtung 18 nach Maßgabe von Schwellenwerten im Verlauf des Eingangssignals und gibt gleichzeitig mit den Steuersignalen das Extremwert-Bestätigungssignal ab. Ein solcher Schwellenwert ist ein Punkt, bei dem die Amplitude des Eingangssignals sich um ein vorgegebenes Ausmaß gegenüber der gerade vergangenen Extremwertamplitude geändert hat.
  • Eine Kombination von Signalen zum Ermitteln von Maxima oder Minima im Verlauf des Eingangssignals wird von der in Fig. 1 gezeigten Schaltung 10 erzeugt und deren Arbeitsweise wird nachfolgend anhand der Fig. 2 nur für die Erfassung eines Minimums in Verbindung mit der in Fig. 2 gezeigten Signalform erläutert, wobei selbstverständlich eine entsprechende Arbeitsweise auch für die Ermittlung eines Maximums möglich ist. Es versteht sich, daß das Eingangssignal vor einem Minimum eine negative Steigung hat. Bei einem bestimmten Schwellenwert auf dem Kurvenabschnitt negativer Steigung, dem Punkt A in Fig. 2, bewirkt die Logikschaltung 22, daß die Schalteinrichtung 18 den Ausgang des Differenzverstärkers 14 mit dem Eingang der Halteschaltung 16 verbindet. Danach folgt der Spannungspegel am Ausgang der Halteschaltung 16 dem Eingangssignal, bis ein Minimum, der Punkt B in Fig. 2 erreicht ist, wonach der Spannungspegel, der gleich dem Eingangssignal an diesem Minimum ist, gespeichert wird. Während des Andauerns negativer Steigung vor dem Minimum erzeugt der Vorsignal-Schaltkreis 20 immer dann ein Signal, wenn das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 14 negativer als das Ausgangssignal der Halteschaltung 16 ist. Weist das Eingangssignal Rauschen auf, wird eine solche Differenz in dem Bereich vom Punkt A bis zum Punkt B bemerkt, mit der Ausnahme, wenn Rauschspitzen, wie an den Punkten C, D und E in Fig. 2, auftreten, so daß eine Vielzahl von Vorsignalen vor dem Auftreten eines jeden Minimums höchstwahrscheinlich erzeugt werden. Bei einer typischen Anwendung der Extremwerterfassung wird das Eingangssignal bei jedem Vorsignal aufgezeichnet. Am Punkt F in Fig. 2 erzeugt die Logikschaltung 22 ein Extremwert-Bestätigungssignal und bewirkt zugleich, daß die Schalteinrichtung 18 den Eingang der Halteschaltung 16 vom Ausgang des Differenzverstärkers 14 in bezug auf die Ermittlung von Minima abtrennt. Bei dieser typischen Anwendung einer Extremwertermittlung wird das Extremwert-Bestätigungssignal dazu benutzt, das Ausgangssignal der Halteschaltung auszudrucken, das durch das zuletzt aufgetretene Vorsignal bei dem erreichten Minimum aufgezeichnet worden war. Wenn in dem zu untersuchenden Signal keine Rauschspitzen zu erwarten sind, können sowohl der negative als auch der positive Schwellenwert in der Logikeinrichtung 22 auf kleinere Pegel gestellt werden. Es lassen sich dann die Extremwerte schneller und genauer erfassen.
  • Obgleich viele Anwendungsmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Schaltung vorliegen, ist eine besonders geeignete Anwendung die bei Analysatoren. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt, wobei die Blöcke, die jenen nach dem Blockschaltbild nach Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Strichs gekennzeichnet sind. Die Schaltung nach Fig. 3 ist besonders zur Verwendung in Spektrofotometern geeignet, mit denen Konzentrationen verschiedener Bestandteile in Probesubstanzen analysiert werden, bei dem ein Strahlungsspektrum durch die Probe hindurchgeleitet wird und die Konzentration der Bestandteile durch das Frequenzband bestimmt wird, bei dem entweder eine maximale Absorption (A) oder eine minimale Transmission (T) der Strahlung auftritt. Spektrofotometer erzeugen ein elektrisches Ausgangssignal proportional entweder zu A oder zu T, so daß die Maxima und Minima dieses Ausgangssignals für eine solche Analyse sehr genau bestimmt werden müssen. Ein Spektrofotometer als Signalquelle 12&min; erzeugt daher in Fig. 3 das Eingangssignal und ist mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 24 verbunden, der als Differenzverstärker 14&min; benutzt wird. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 24 ist mit dem Ausgang der Halteschaltung 16&min; verbunden, die einen Operationsverstärker 26 aufweist, dessen Ausgang mit seinem invertierenden Eingang verbunden ist und dessen nichtinvertierende Eingang über einen Kondensator 28 geerdet ist. Eine Parallelschaltung aus einer ersten Diode 30, die mit einem ersten Feldeffekttransistor 32 in Reihe geschaltet ist, und einer zweiten Diode 34, die mit einem zweiten Feldeffekttransistor 36 in Reihe geschaltet ist, ist in der Schalteinrichtung 18&min; vorhanden. Die Gates der Feldeffekttransistoren 32 und 36 sind über in Sperrichtung vorgespannte Dioden 38 und 40 jeweils so geschaltet, daß sie keinen Gatestrom ziehen, wenn die Kathode bzw. die Anode der Dioden 30 bzw. 34 jeweils mit dem Eingang der Halteschaltung 16&min; am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 26 verbunden sind. Die Schaltung 20&min; zum Erzeugen des Vorsignals weist einen Operationsverstärker 42 auf, dessen invertierende und nichtinvertierende Eingänge jeweils mit den Ausgängen der Operationsverstärker 26 und 24 verbunden sind. Ein bistabiles Flip-Flop 44, das Setz- und Rücksetzeingänge sowie zueinander komplementäre Ausgänge Q und ≙ hat, ist in der Logikschaltung 22&min; zusammen mit einem positiven Schwellenwertvergleicher 46 und einem negativen Schwellenwertvergleicher 48 vorgesehen. Die komplementären Ausgänge Q und ≙ vom Flip-Flop 44 sind jeweils mit den Gates der Feldeffekttransistoren 32 und 36 über den Pegel verstärkende Operationsverstärker 50 und 52 verbunden. Ausgangssignale von den positiven und negativen Schwellenwertvergleichern 46 und 48 werden jeweils an die Setz- und Rücksetzeingänge des Flip-Flops 44 über Dioden 54 und 56 gegeben. Die Anode einer jeden Diode 44 und 46 ist mit den Flip-Flop-Eingängen, einer positiven Bezugsspannung und mit Erde über in Sperrichtung vorgespannte Dioden 58 und 60 jeweils verbunden. Der positive Schwellenwertvergleicher 46 weist einen Operationsverstärker 62 auf, dessen nichtinvertierende Eingang mit einer positiven Bezugsspannung und mit dem Ausgang der Halteschaltung 16&min; verbunden ist, während sein invertierender Eingang das elektrische Ausgangssignal von dem Spektrofotometer 12&min; erhält. Der negative Schwellenwertvergleicher 48 weist einen Operationsverstärker 64 auf, dessen nichtinvertierender Eingang das elektrische Ausgangssignal von dem Spektrofotometer 12&min; erhält, während sein invertierender Eingang sowohl mit einer negativen Bezugsspannung als auch dem Ausgang der Halteschaltung 16&min; verbunden ist.
  • Die Schaltung der Fig. 3 arbeitet in der gleichen allgemeinen Weise, wie dieses zuvor anhand des Blockschaltbildes der Fig. 1 erläutert wurde, um die Kombination von Vor- und Bestätigungssignalen entweder für Maxima oder Minima des elektrischen Eingangssignals von dem Spektrofotometer 12&min; zu erzeugen. Der Fachmann erkennt selbstverständlich sofort, daß jeder der Operationsverstärker 24, 26, 42, 50, 52, 62 und 64 in der herkömmlichen Weise arbeitet. Wie dieses später erläutert wird, ist einer der Feldeffekttransistoren 32 oder 36 immer leitend, so daß der Verstärker 24 so arbeitet, daß er im wesentlichen abgeglichene Eingangssignale hat, da sein invertierender Eingang in einer Rückkopplungsanordnung mit dem Spannungspegel am Ausgang der Halteschaltung 16&min; verbunden ist. Der Verstärker 26 in der Halteschaltung 16&min; hält seinen Ausgang immer auf dem Pegel, der über den Kondensator 28 an seinen nichtinvertierenden Eingang gegeben wird, da sein invertierender Eingang mit dem Ausgang verbunden ist. Außerdem ist seine Eingangsimpedanz hoch, so daß der Spannungspegel an seinem Ausgang angelegt werden kann, ohne daß der Kondensator 28 sich wesentlich entlädt, wenn weder die Diode 30, noch die Diode 34 in Durchlaßrichtung vorgespannt sind. Der Verstärker 42 in der Einrichtung 20&min; für das Vorsignal arbeitet so, daß ein gesättigter Ausgangspegel erzeugt wird, der eine Polarität nach Maßgabe der Differenz hat, die zwischen seinen Eingangssignalen besteht. Beide Verstärker 50 und 52 arbeiten so, daß sie einen gesättigten Ausgangspegel erzeugen, der eine Polarität nach Maßgabe des Pegels an den nichtinvertierenden Eingängen von ihnen hat, da ihre invertierenden Eingänge geerdet sind. Jeder Verstärker 62 und 64 in der Logikschaltung 22&min; arbeitet so, daß er einen gesättigten Ausgangspegel erzeugt, der eine Polarität nach Maßgabe der Versatz-Differenz hat, die zwischen seinen Eingangssignalen besteht, wobei die Größe des Versatzes durch die Bezugsspannung an seinen jeweiligen Eingängen bestimmt ist. Selbstverständlich arbeitet das Flip-Flop 44 so, daß es Ausgangssignale eines niedrigen Pegels Q und eines hohen Pegels ≙ erzeugt, wenn der Rücksetzeingang auf einem niedrigen Pegel liegt, während der Setzeingang einen hohen Pegel erhält, oder einen hohen Pegel Q und einen niedrigen Pegel ≙ erzeugt, wenn der Rücksetzeingang auf hohem Pegel liegt, während der Setz-Eingang niedrigen Pegel erhält.
  • Ähnlich der vorangegangenen Erläuterungen in Verbindung mit der Schaltung 10 der Fig. 1 wird auch die Schaltung der Fig. 3 nur für Minimaermittlung unter Benutzung der in Fig. 2 gezeigten Eingangssignalform erläutert, wobei selbstverständlich mit der Schaltung auch Maxima erfaßt werden können. Bei dem auf dem Kurvenabschnitt negativer Steigung liegenden Schwellenwert am Punkt A in Fig. 2, wird der Feldeffekttransistor 36 in der Schalteinrichtung 18&min; leitend, um den Ausgang des Differenzverstärkers 14&min; mit dem Eingang der Halteschaltung 16&min; über die Diode 34 zu verbinden. Dieser "negative" Schwellenwert wird durch den Verstärker 64 ausgelöst, der nur dann ein negatives Ausgangssignal erzeugt, wenn das Eingangssignal von dem Spektrofotometer 12&min; um eine Differenz geringer als der am Ausgang der Halteschaltung 16&min; liegende Spannungspegel ist, die größer als die negative Bezugsspannung am invertierenden Eingang des Verstärkers 64 ist.
  • Selbstverständlich macht dieses negative Ausgangssignal von dem Verstärker 64 die Diode 56 leitend, damit ein niedriger Pegel an dem Rücksetz-Eingang des Flip-Flops 44 auftritt, während sein Setzeingang auf einem hohen Pegel bleibt, da die Diode 58 durch die positive Bezugsspannung in Sperrichtung vorgespannt ist. Daher erscheint ein hoher Pegel an dem ≙- Ausgang des Flip-Flops 44, um ein positives Ausgangssignal von dem Verstärker 52 zu bewirken, das damit den Feldeffekttransistor 36 in seinen leitenden Zustand schaltet. Ausgenommen für Rauschspitzen an den Punkten C, D und E in Fig. 2, bleibt sowohl der Feldeffekttransistor 36 als auch die Diode 34 danach leitend, bis das Minimum, am Punkt B in Fig. 2, erreicht ist, so daß der Spannungspegel am Ausgang der Abtasthalteschaltung 16&min; im wesentlichen dem abfallenden Eingangssignal bis zum Minimum folgt. Obwohl der Feldeffekttransistor 36 kontinuierlich bis über das Minimum hinaus leitend ist, wird die Diode 34 bei jeder Rauschspitze und dem Minimum in Sperrichtung vorgespannt, wobei die Halteschaltung 16&min; das niedrigste elektrische Ausgangssignal speichert, das vor jedem Vorspannungszustand in Sperrichtung erreicht wird. Immer wenn das Eingangssignal von dem Spektrofotometer 12&min; negativer als das Ausgangssignal von dem Verstärker 26 während der negativen Steigung des Signalverlaufs vor dem Minimum ist, tritt eine Differenz zwischen den Eingangssignalen des Verstärkers 42 auf, um ein Signal von der Vorsignalerzeugungsschaltung 20&min; zu erzeugen. Nach dem Durchlaufen des Minimums erreicht dann das Eingangssignal den auf dem Kurvenabschnitt positiver Steigung liegenden Schwellenwert am Punkt F in Fig. 2, bei dem der Feldeffekttransistor 32 in der Schalteinrichtung 18&min; leitend wird, um den Eingang der Halteschaltung 16&min; mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 14&min; zu verbinden, während der Feldeffekttransistor 36 gesperrt wird. Dieser "positive" Schwellenwert wird durch den Verstärker 62 verursacht, der nur dann ein negatives Ausgangssignal erzeugt, wenn das Eingangssignal von dem Spektrofotometer 12&min; gegenüber dem Spannungspegel am Ausgang der Halteschaltung 16&min; um eine Differenz größer ist, die größer als die positive Bezugsspannung an dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 62 ist. Selbstverständlich macht dieses negative Ausgangssignal vom Verstärker 62 die Diode 54 leitend, damit ein niedriger Pegel an dem Setz-Eingang des Flip-Flops 44 erscheint, während sein Rücksetz-Eingang auf hohem Pegel bleibt, da die Diode 60 durch die positive Bezugsspannung in Sperrichtung vorgespannt ist. Ein niedriger Pegel, der das Extremwert-Bestätigungssignal bildet, erscheint daher an dem ≙-Ausgang des Flip-Flops 44, damit ein negatives Ausgangssignal vom Verstärker 52 den Feldeffekttransistor 36 sperrt, bis der nächste "negative" Schwellenwert, am Punkt G in Fig. 2, erreicht wird. Selbstverständlich erscheint immer ein Maximum, bevor der nächste Schwellenwert erreicht wird, und der Fachmann erkennt sofort, daß die in Fig. 3 gezeigte Schaltung in der gleichen Weise betrieben werden kann, wie dieses zuvor für die Erfassung solcher Maxima erläutert wurde. Außerdem erkennt der Fachmann, daß die Dioden 38 und 40, die Verstärker 50 und 52, die Dioden 54 und 56 zusammen mit den positiven Bezugsspannungen an ihren Anoden und die Dioden 58 und 60 für die in Fig. 3 gezeigte Schaltung nicht kritisch sind.
  • Die in Fig. 3 gezeigte Schaltung kann vereinfacht werden, um die höchstwertigen Maxima oder Minima jeweils zu erfassen, indem der Feldeffekttransistor 32 oder 36 leitend gemacht wird und der Feldeffekttransistor 36 oder 32 gesperrt wird, während die Vor- und Bestätigungssignale gesperrt oder vernachlässigt werden. Der Ausgang des Differenzverstärkers 14&min; wird daher mit dem Eingang der Halteschaltung 16&min; über die Diode 30 verbunden, wenn das höchstwertige Maximum des Eingangssignals gewünscht wird, und über die Diode 34, wenn das höchstwertige Minimum gewünscht ist. Andererseits kann die in Fig. 3 gezeigte Schaltung in Spektrofotometern benutzt werden, deren Strahlungsfrequenzspektrum von einem Mikrocomputer gesteuert ist und die einen Drucker zum Aufzeichnen der Information haben. Bei einer solchen Anordnung werden die Extremwert-Vor- und -Bestätigungssignale an den Computer zusammen mit dem Spannungspegel am Ausgang der Halteschaltung 16&min; über einen Analog-Digital-Wandler gegeben. Der Mikrocomputer ist so programmiert, daß er sowohl die Strahlungsfrequenz und den Spannungspegel am Ausgang der Halteschaltung 16&min; bei Empfang eines Vorsignals speichert und diese sich auf das zuletzt erschienene Vorsignal beziehende Information an den Drucker gibt, wenn ein Extremwert-Bestätigungssignal erhalten wird.

Claims (7)

1. Schaltkreis zum Überwachen des Verlaufs eines Eingangssignals sich fortlaufend ändernden Pegels auf Extremwerte und zum Erzeugen eines einen ermittelten Extremwert bestätigenden Signals, enthaltend einen Differenzverstärker, dem das Eingangssignal an seinem einen Eingang zugeführt ist, eine mit dem Ausgang des Differenzverstärkers verbundene Halteschaltung, deren Ausgangssignal zur Ansteuerung des Differenzverstärkers an seinem zweiten Eingang verwendet ist, und eine zwischen dem Differenzverstärker und der Halteschaltung angeordnete Schalteinrichtung, die den Signalfluß zwischen dem Differenzverstärker und der Halteschaltung beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Schalteinrichtung (18, 18&min;) zwischen dem Differenzverstärker (14, 14&min;) und der Halteschaltung (16, 16&min;) zwei einander parallele, abwechselnd durchgeschaltete Signalwege (30, 32; 34, 36) für die Durchschaltung von Signalen entweder positiver oder negativer Polarität aufweist,
b) die Halteschaltung (16, 16&min;) das Ausgangssignal des Differenzverstärkers (14, 14&min;) im übrigen unverändert erhält und ihr Ausgang direkt mit dem zweiten Eingang des Differenzverstärkers (14, 14&min;) verbunden ist, und
c) eine Logikschaltung (22, 22&min;) vorhanden ist, deren Eingängen das Ausgangssignal der Halteschaltung (16, 16&min;) und das Eingangssignal (12) zugeführt sind und die in Abhängigkeit davon, daß der Augenblickspegel des Eingangssignals um einen vorbestimmten Betrag vom Extremwert differiert, die Schalteinrichtung (18, 18&min;) vom einen (30, 32) auf den anderen (34, 36) Signalweg umschaltet und das den Extremwert bestätigende Signal abgibt.

2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Differenzverstärkers (14, 14&min;) und der Ausgang der Halteschaltung (16, 16&min;) mit einer differenzbildenden Schaltung (20, 20&min;) verbunden sind, die ein Vorsignal abgibt, solange kein Extremwert im Eingangsspannungsverlauf vorliegt.
3. Schaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschaltung (16&min;) einen Operationsverstärker (26) aufweist, dessen Ausgang mit seinem invertierenden Eingang verbunden ist und dessen nicht invertierender Eingang über einen Kondensator (28) mit Erde verbunden ist.
4. Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker (14&min;) einen Operationsverstärker ( 24) aufweist, dessen nichtinvertierender Eingang das Eingangssignal (12&min;) erhält und dessen invertierender Eingang mit dem Ausgang der Halteschaltung ( 16&min;) verbunden ist.
5. Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (18&min;) zwei jeweils aus einer Diode (30, 34) und einem Feldeffekttransistor (32, 36) bestehende Reihenschaltungen aufweist, die zueinander parallel geschaltet den Ausgang des Differenzverstärkers (14&min;) mit dem Eingang der Halteschaltung (16&min;) verbinden, wobei die Kathode der ersten Diode (30) und die Anode der zweiten Diode (34) mit der Halteschaltung (16&min;) verbunden sind, das Gate des der ersten Diode (30) zugeordneten Feldeffekttransistors (32) bei positiver Steigung des Eingangsspannungsverlaufs eine Steuerspannung und das Gate des der zweiten Diode (34) zugeordneten Feldeffekttransistors bei negativer Steigung des Eingangsspannungsverlaufs eine Steuerspannung von der Logikschaltung (22&min;) erhalten.
6. Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Vorsignal erzeugende Schaltung (20&min;) einen Operationsverstärker (42) aufweist, dessen nichtinvertierender Eingang mit dem Ausgang des Differenzverstärkers (14&min;) und dessen invertierender Eingang mit dem Ausgang der Halteschaltung (16&min;) verbunden sind.
7. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (22&min;) erste und zweite Operationsverstärker (46, 48) und ein bistabiles Flipflop (44) aufweist, das Setz- und Rücksetzeingänge und zueinander komplementäre Ausgänge hat, wobei der erste Operationsverstärker (46) an seinem nichtinvertierenden Eingang mit einer positiven Bezugsspannung (+VDC) und dem Ausgang der Halteschaltung (16&min;) verbunden ist, während sein invertierender Eingang das Eingangssignal (12&min;) erhält, der zweite Operationsverstärker an seinem nichtinvertierenden Eingang das Eingangssignal (12&min;) erhält, während sein invertierender Eingang mit einer negativen Bezugsspannung (-VDC) und dem Ausgang der Halteschaltung (16&min;) verbunden ist, der Setzeingang mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers (46) und der Rücksetzeingang mit dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (48) verbunden sind, während die zueinander komplementären Ausgänge mit der Schalteinrichtung (18&min;) verbunden sind.
DE2727209A 1976-06-29 1977-06-16 Schaltkreis zum Überwachen des Verlaufs eines Eingangssignals sich fortlaufend ändernden Pegels auf Extremwerte Expired DE2727209C2 (de)

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