DE2918131A1 - Frequenzmesser - Google Patents

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ül/p 9B39

3. Mai 1979 Br/Ja

Anmelder: Wagner Electric Corporation

1DD Misty Lane, Parsippany, IMeui Jersey 0705*t, USA

Titel:

Frequenzmesser

Erfinder: Paul K. Griner

28D2 Beechiiiood Lane, Maryland Heights, Missouri 630£f3, USA

Priorität: USA, IMr. 9D3.B6D vom B. Mai 197B

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Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 750 200 73) 5 839 Postscheck München 893 69-801 Gerichtsstand Regensburg

r requenzmesser

Die Erfindung betrifft einen Frequenzmesser bzui. eine Frequenzmeßeinrichtung des Typs, bei dsm die 'Anzahl der Perioden Ides zu messenden Signales (Meßsignal) innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls ermittelt uiird. Dieses Zeitintervall uiird im folgenden auch als "Abtastperiode" bezeichnet.

Bei der Messung von Wechselstrom oder Wechselspannungssignalen mit hoher Frequenz, beispielsweise im HF-Bereich, kann eine ausreichende Genauigkeit üblicherweise dadurch erreicht werden, daß die positiven oder negativen Nulldurchgänge des LJechselspannungs- oder Wechselstramsignals in einem vorgegebenen Zeitintervall gezählt werden. So kann beispielsweise ein 27 Megahertz-Signal sehr genau gemessen werden durch Zählen der Anzahl der positiven oder negativen Nulldurchgänge, die dieses Signal in einer Sekunde aufweist. Dieses Prinzip legt den Frequenzmessern zugrunde, die kommerziell erhältlich sind und von verschiedenen Instrumentenherstellern gefertigt und verkauft werden.

Bei einem herkömmlichen Frequenzmesser fällt der Anfang sowie das Ende der Abtastperiode mit zufälligen Punkten innerhalb der Phase des Meßsignals zusammen. Falls der Beginn der Abtastperiade kurz nach dem Nulldurchgang des Meßsignals liegt, mißt die Einrichtung in den meisten Fällen eine volle Periode weniger als die tatsächliche Anzahl der Perioden, die während des Abtastsignals vorlagen. In ähnlicher Weise mißt die Einrichtung wiederum eine volle Periode weniger als die tatsächliche Anzahl der Perioden im /Abtastintervall, falls das Ende des Abtastintervalls kurz vor dem Nulldurchgang des zu messenden Signals liegt. Es ist daher bei denüblichen Frequenzmessern möglich, daß sie unter Umständen zwei volle Perioden umiger messen als die tatsächliche Anzahl der Perioden während der Abtastdauer. Wenn jedoch Signale mit einer hohen Frequenz, beispielsweise 27 Kilohertz während einer langen Periode, z.B. während einer Zeit von einer Sekunde gemessen werden, SD bedeutet der Verlust von zwei Perioden gegenüber 27.00D Perioden nur einen' unbedeutenden Fehler im Meßergebnis .

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Dies gilt dann nicht mehr, uenn relativ niederfrequente Signale gemessen werden sollen, und zwar noch dazu über ein Zeitintervall bzui. über eine Abtastperiode, die in der Größe der Periadendauer der zu messenden Frequenz liegt. Sa besteht beispielsweise bei Frequenzmessern bzw. bei frequenzmessenden Einrichtungen, die zusammen mit Meßfühlern zum Messen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugrades verwendet werden, nur eine begrenzte Möglichkeit, ein schnell sich änderndes, periodisches Signal zu erzeugen. Sd erzeugt beispielsweise ein Meßfühler für die Ermittlung der Drehgeschwindigkeit von Rädern von Lastkraftwagen bei 2G-Zoll-Rädern SO Impulse pro Radumlauf, was einer Frequenz von lediglich 12 Hertz bei einer Radgeschwindigkeit von einer Meile pro Stunde entspricht. Aus diesem Grunde erzeugt eine Geschwindigkeit von 5 Meilen pro Stunde eine Frequenz van lediglich 60 Hertz. Ein Fehler von nahezu zwei Perioden bei beispielsweise einer Abtastperiode van D,D^ Sekunden würde zu einem Meßfehler von 33 % führen. Als weitere Komplikation bedarf es lediglich einer geringfügig höheren Frequenz innerhalb der 'Abtastperiade, damit die IMulldurchgänge am !Anfang und am Ende der Abtastperiode gezählt werden. Dies kann zu einer fortlaufenden Änderung in der ermittelten Geschwindigkeit um 33 % führen. Da Einrichtungen zum Messen der Radgeschüjindigkeit üblicher Weise als Meßwertgeber für RadschlupfSteuersysteme verwendet werden, die Änderungen in der Radgeschwindigkeit als Zeichen für das Gleiten eines Rades interpretieren und Signale zum Lösen der Bremsen erzeugen, sind derartige zufällige Änderungen in der gemessenen Radgeschwindigkeit nicht akzeptierbar.

Um die Genauigkeit zu erhöhen, müssen die bekannten FrequenzmeaEr die Perioden des Eingangssignals über einen längeren Zeitraum zählen. Um beispielsweise eine Verbesserung der Genauigkeit um den Faktor B zu erhalten, muß auch die Dauer der Abtastlänge um den Faktor B vergrößert werden. Dieses Erfordernis steht dann wiederum dem Erfordernis beispielsweise bei Radschlupfkantrollsystemen entgegen, aufgrund der ermittelten Radgeschwindigkeit ein schnelles Signal zur Änderung der Schlupfbedingungen zu erzeugen,

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In dar Praxis erprobte RadschlupfsteuErsystemE bEnötigen wenigstens mehrere Messungen der Radgeschwindigkeit pro Sekunde, beispiElsweise zuiischen 10 und 3D Messungen der RadgeschwindigkEit pro SekundE. Bsi den oben angegebenen Frequenzen ist es klar, daß die Teilperiaden des Eingangssignales nicht ohne weiteres unberücksichtigt bleiben können, sondern in irgendeiner Weise mit in das Ergebnis einbezogen uierden müssen.

Der Stand der Technik beschreibt verschiedene phasenstarre Systeme, üblicherweise in digitaler Technik, um ein Signal zu erzeugen, welches proportional zur Frequenz des relativ niederfrequenten Eingangssignales ist. Bei den in den US-Patenten if.0ifQ.677, it.0if7.766, 4.033.633 und 3.B3B.B89 beschriebenen Einrichtungen wird aufgrund eines Uergleichs eines Impulsgenerators, der eine interne Frequenzsteuerung aufweist, mit der Frequenz des Eingangssignales ein Fehlersignal erzeugt, welches dazu verwendet wird, um einen in einem Register gespeicherten Wert zu erhöhen oder aber zu verkleinern, und zwar in Abhängigkeit vom Vorzeichen dieses Fehlersignals. Der gespeicherte liiert wird dazu verwendet, um die Frequenz des Impulsgenerators zu ändern, um so dessen Frequenz in Stufen an die Frequenz des Eingangssignals bzw. des Signals des Meßfühlers anzupassen. Der in dem Register gespeicherte Idert stellt den Meßwert für die Frequenz des Eingangssignales dar und wird an die dieses Signal verwendende Schaltung weitergeleitet, beispielsweise an die Radschlupfsteuereinrichtung.

Im US-Patent if.056.2B7 wird der Gedanke einer phasenstarren Schleife verwendet, wobei ein Aufwärtszähler mit einer Frequenz, die sich entsprechend einer positiven Exponentialfunktion mit einem Exponenten größer als Eins ändert, aufwärts zählt, und ein zweiter Zähler, der durch einen vorgegebenen Zählwert des ersten Zählers getriggert wird, nach einer zweiten Exponentialfunktion nach unten zählt, und zwar mit einem Exponenten, der invers proportional zu dem Exponenten des ersten Zählers ist. Die Verwendung von exponentiellen Dder logarithmischen Zählfolgen wird vorgeschlagen, um möglichst schnell zu einem Meßergebnis zu kommen,

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welches der Eingangsfrequenz entspricht.

Alle diese digitalen Einrichtungen erfordern jedoch eine große Anzahl von digitalen Schaltkreisen, um all die notwendigen komplexen Funktionen auszuführen, wodurch sowohl die Herstellungs- als auch die Idartungskosten dieser Anlagen erhöht uerden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung aufzuzeigen, die relativ einfach und billig herstellbar ist, und die trotzdem die Probleme hinsichtlich der Ungenauigkeit in der Frequenzmessung bei niederfrequenten Eingangssignalen vermeidet.

Die vorliegende Erfindung zählt die Anzahl beispielsweise der Nulldurchgänge des Eingangssignals, die während einer festgelegten Abtastperiode bzw. eines festgelegten Zeitintervalls auftreten. Die Länge der letzten vollen Periode im Zeitintervall wird berechnet und die Dauer zwischen dem letzten Nulldurchgang und dem Ende der Abtastperiode wird verglichen mit der ermittelten Länge der vollen Periode. Diese Funktion gibt dann den Bruchteil einer vollen Periode an, die am Ende der Abtastperiode nach dem letzten Nulldurchgang übrig bleibt.

Die Teilperiode zwischen dem Beginn der AbtastperiDde und dem Eintreffen des ersten Nulldurchgangs wird aufgrund des Restes ermittelt, der am Ende der vorausgehenden Abtastperiode übrig bleibt. Diese Berechnung wird so durchgeführt, daß die Teilperiüde, die am Ende des vorausgehenden Zyklus gemessen wurde, von Eins subtrahiert wird. Dies führt dann zu einer geschätzten Teilperiade, die am Beginn des vorliegenden Abtastzyklus auftritt. Die Summe aus den liierten entsprechend den gezählten vollen Perioden und den liierten entsprechend den Teilperiaden am Anfang und am Ende eines Abtastzyklus ergibt dann eine sehr gute Annäherung-an die tatsächliche, zu messende Frequenz.

Beim Messen der Teilperiode, die zwischen dem letzten Nulldurchgang und dem Ende der Abtastperiade auftritt, kann eine geringfügig verbesserte Genauigkeit noch dadurch erhalten werden, daß das Ende

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der Periode des Eingangssignals abgewartet wird, bevor die Teilperiode am Ende des Abtastzyklus ermittelt wird. Diese Technik macht es erforderlich, daß eine Verzögerung mit variabler Länge am Ende jeder Abtastperiode vorgenommen wird, bis die Berechnung erfolgt ist. Eine derartige variable Verzögerung ist jedoch in vielen Fällen nicht erwünscht, beispielsweise in RadschlupfSteuersystemen. Bei einer bevorzugten Ausf-ührungsfarm der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die letzte volle Periode des Eingangssignals vor dem Ende der AbtastperiDde dazu verwendet wird, um die Länge der Periode zu schätzen, die nach dem letzten Nulldurchgang beginnen und nach dem Ende der Abtastperiade enden wird. Aus diesem Grunde ist am Ende jeder Abtastperiade eine relativ kurze Verzögerung mit gleicher Länge für die Berechnung vorgesehen, und zwar anstelle einer Verzögerung mit variabler und verhältnismäßig großer Länge, die dann erforderlich wäre, wenn das Ende der Periode des Eingangssignales noch abgewartet werden müßte, die (Periode) auf den letzten Nulldurchgang folgt. Fehler, die durch die Verwendung der letzten vollen Periode als Schätzwert für diejenige Periode auftreten können, welche erst nach dem letzten Nulldurchgang und nach dem Ende der Abtastperiade endet, sind vernachlässigbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an.Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer flusführungsfarm der Erfindung in digitalerTechnik;

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines "Low-Speed-Schaltkreises";

Fig. k eine Ausführungsform der Erfindung in analoger Schalttechnik.

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Frequenzmessers gemäß der Erfindung.

Eine Signalquelle 1Q, die ein üJechselstromsignal abgibt, ist über eine Eingangsleitung 12 mit der frequenzmessenden Einheit *\h

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gemäß der Erfindung verbunden. Die frequenzmessende Einheit 1^ kann mit Hilfe von analogen Schaltkreisen, digitalen Schaltkreisen oder aber in Hybridtechnik aufgebaut sein, uiobei für die Herstellung der einzelnen Schaltkreise entweder diskrete Bauelemente, integrierte Schaltungen oder aber diskrete Bauelemente in Kombination mit integrierten Schaltkreisen verwendet werden. Die nachfolgende Beschreibung der Fig. 1 ist unabhängig davon, ob die Schaltkreise in analoger oder digitaler Technik ausgeführt sind, sowie auch unabhängig davon, ob für die Herstellung der Schaltkreise diskrete Bauelemente ader integrierte Baugruppen verwendet sind.

Die Eingangsleitung 12 ist mit eine Zyklusmesser bzw. -zähler verbunden, der mißt, wie oft das Signal der Quelle 10 einen bestimmten Zustand durchläuft. Je nach Typ der in dem Zyklusmesser 16 verwendeten Schaltkreise dient der positive Spitzenwert, der negative Spitzenwert, der positive Nulldurchgang, der negative Nulldurchgang cider aber der positive oder negative Durchgang durch eine positive ader negative Schwellspannung als derjenige Punkt, an dem der Zyklusmesser 16 feststellt, daß ein vüler Zyklus beendet ist. In einer bevorzugten /Ausführungsform der Erfindung wird der IMulldurchgang des Signals, vorzugsweise in negativer Richtung für die Feststellung eines Eingangssignals verwendet, und aer wegen der größeren Genauigkeit, die aus der üblicherweise steileren Flanke herrührt,- die viele LJechselstromsignale beim Nulldurchgang aufweisen. Dies führt zu kleineren Fehlern bei der Festlegung eines genau uiederhDlbaren ffinktes im Zyklus des Eingangssignals.

Eine Einheit 1B zur Steuerung der Abtastlänge besitzt einen Ausgang, der mit dem Steuereingang 20 des Zyklusmessers 16 verbunden ist. Die Einheit. 18 erzeugt ein Signal, welches es dem Zyklusmesser 16 erlaubt, das Messen der Zyklen bzw. der Perioden des Signals an der Eingangsleitung 12 zu beginnen und zu enden. Am Ende einer Abtastlänge bzw. -periode wird das Meßergebnis entsprechend den vollständigen Eingangszyklen bzw. -perioden von dem Zyklismesser 16 der Ausgangsleitung 22 für die vollständigen Perioden zugeführt, um dieses Signal so an externe Einrichtungen,

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die nicht dargestellt sind, weiterzuleiten.

Das Eingangssignal an der Eingangsleitung 12 uiird weiterhin auch dem Eingang einer Meßeinrichtung Zk zugeführt, die Bruchteile einer Periode mißt. Der Ausgang der Einheit 18 ist ebenfalls mit dem Steuereingang 26 dieser Meßeinrichtung Zk verbunden.

Der Zyklusmesser 1G legt die Länge jeder vollen Periode fest und am Ende jeder vollen Periode wird ein dieser Länge entsprechendes Signal über die Leitung 2B der Meßeinrichtung Zk zugeführt, ωο dieses Signal gespeichert uiird. Aus diesem Grunde steht der Meßeinrichtung Zk ständig die Länge bzui. Dauer der unmittelbar vorausgehenden Periode zur Verfügung. Am Ende der Abtastperiode ujird die Dauer der nicht vollständigen Periode zwischen dem Ende der letzten vollen Periode und dem Ende der Abtastperiode dividiert durch die Länge der letzten vollen Periode, die in der Meßeinrichtung 2k gespeichert ist. Der durch diese Division erhaltene Wert bzu). Bruchteil ist stets kleiner oder gleich Eins und uiird über die Leitung 3D einem Addierer 32 zugeführt. Das gleiche Signal gelangt weiterhin über eine Leitung 3k an die Einrichtung 36, die zum Schätzen der Plnfangsteilperiode dient und in der dieses Signal dazu verwendet wird, um die Teilperiode am Beginn der nächsten Abtastperiode zu bestimmen. Die Anfangsteilperiode während der Abtastdauer S ist dabei ungefähr gleich dem ülert "1- Endteilperiode am Ende des vorausgehenden Abtastzyklus S-1". Dieser LJert der Anfangs-Teilperiode uiird gespeichert und gleichzeitig dem Addierer 32 zugeführt, der die Anfangsteilperiode und die Endteilperiode addiert und ein Ausgangssignal an die Leitung 3B liefert, welches der Summe dieser Teilperioden entspricht und welches zur Ansteuerung nicht dargestellter externer Schaltkreise dient. Das Summensignal an der Ausgangsleitung 3B kann einen liiert aufweisen, der maximal gleich Zwei ist. Wenn den nicht dargestellten externen Schaltkreisen die beiden Signale, nämlich das den vollen Perioden entsprechende Signal an der Leitung 22 sowie das den Teilperioden entsprechende Signal an der Leitung 3B zugeführt wird, kann durch einfache Summenbildung beider Signale eine sehr genaue Berechnung der

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Frequenz des Eingangssignales bzw. der Periode der Signalquelle während der durch die Einheit 18 festgelegten Abtastdauer erfolgen.

Dbujohl die vorliegende Erfindung vollständig in analoger Technik ausgeführt sein kann, verwendet eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eine digitale Technik, um den Schaltkreis zu vereinfachen und zu verbilligen. Weiterhin lassen sich die Kosten des digitalen Schaltkreises noch dadurch wesentlich senken, daß integrierte Schaltkreise, vorzugsweise jedoch integrierte Schaltkia.se in Forma ganzer Module bzw. Baugruppen verwendet werden.

Fig.. 2 zeigt eine Ausführungsform der frequenzmessenden Einheit in digitaler Schalttechnik.. lüie oben bereits erwähnt, kann das Signal der Signalquelle 1G jede beliebige, sich periodisch ändernde Wellenform aufweisen. In einem speziellen Fall, bei dem die Signalquelle 1D eine Meßeinrichtung bzw. ein Meßfühler zum Messen der Geschwindigkeit eines Rades ist, ist das Signal der Signalquelle 1G annähernd ein Sinus-Signal, welches eine sich ändernde Amplitude sowie Frequenz besitzt. In diesem Fall wird vorzugsweise in der Eingangsleitung 12 ein Schaltkreis 40 vorgesehen, mit dem das Signal der Signalquelle 10 für die V/erwendung der nachfolgenden Schaltkreise in -ein standardisiertes Signal umgewandelt wird. Der Schaltkreis 10 kann beispielsweise schmale positive Impulse erzeugen, und zwar immer dann, wenn das Eingangssignal eine volle Periode durchlaufen hat. Das Ende einer Periode kann entweder die positive oder negative Flanke dar Eingangsimpulse sein. Es ist jedoch auch möglich, dieses Ende auf einen anderen feststellbaren Punkt des Eingangssignales festzulegen. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß der Schaltkreis 40 jeweils einen einzigen Ausgangsimpuls mit einer Spannung von 5 UoIt und einer Länge von einer Mikrosekunde erzeugt, wenn sich das Eingangssignal vom positiven Spitzenwert zum negativen Spitzenwert ändert.

Die Impulse des Schaltkreises 40 werden den Uerriegelungseingängen des Registers 42 (Register für das augenblickliche Ereignis) und des Registers 44 (Register für das vorausgehende Ereignis) sowie

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dem Eingang bzw. Kippeingang des Zyklusmessers 16 zugeführt.

In der Einheit 18 erzeugt ein frei schwingender Generator oder Taktgeber 46 ein kontinuierliches Hachfrequenzsignal in Form van Takt-Impulsen. Der Taktgeber 46 entspricht hinsichtlich seiner Genauigkeit und Stabilität einem quarzgesteuerten Taktgeber. Die Frequenz des Taktgebers ist vorzugsweise wesentlich höher als die höchste, zu erwartende Frequenz der Signalquelle 10. Besitzt beispielsweise die Signalquelle 10 eine maximale Ausgangsfrequenz von einem Kilohertz, so wird vorzugsweise eine Taktfrequenz von 12,5 Kilohertz verwendet.

Die Takt-Impulse des Taktgebers 46 werden einem Zähler 48 zugeführt. Der Zähler 48 ist vorzugsweise ein selbst rückstellender Zähler mit seriellem Eingang, wobei die Kapazität dieses Zählers zumindest so groß ist, daß der Zähler die gesamte Zahl dir Ausgangsimpulse des Taktgebers 46 während einer Abtastperiode aufnehmen kann. Aus Gründen, die weiter unten noch näher erläutert werden, besitzt der Zähler bei einer bevorzugten Ausführungsfarm der Erfindung eine Kapazität, die gleich der doppelten Anzahl der Ausgangsimpulse des Taktgebers 46 während einer Abtastperiade entspricht. Ein Zähler 48 mit einer Kapazität von 512 Abtast-Impulsen würde beispielsweise eine Abtastperiode von 40,96 Millisekunden bei einer Taktfrequenz von 12,5 Kilohertz liefern. Bei einer Ausführungsform wird jedoch ein selb* rücksetzender Zähler 48 mit zehn Binärstellen verwendet, um eine Kapazität van 1024 zu erhalten. Der Zähler 48 zählt die Ausgangsimpulse des Taktgebers 46 von Null bis 1023 .und stellt sich dann selbsttätig auf Null zurück.

Ein Ausgang des Zählers 48 ist mit der Leitung 50 verbunden, die zu einem Abtaststeuergeneratar 52 führt. Dieser Generator 52 erzeugt ein.Ausgangssignal, wenn der Zähler 48 die Ziffer 512 zählt, und erzeugt ein zweites Ausgangssignal, wenn der .Zähler sich selbst bei der Ziffer 1024 auf Null zurückstellt. Aus diesem Grunde erzeugt der Generator 52 eine gleichmäßige Folge von Impulsen, die einen Abstand entsprechend der gewünschten Abtastdauer voneinander aufweisen.

Alle Stellen bzw. Bits des Zählers 48 sind parallel über Leitungen 54 mit den Eingängen des Registers kZ sowie einer Einheit 56 verbunden. Immer dann, wenn ein Impulssignal am Uerriegelungseingang 5B des Registers kZ warn Schaltkreis 40 anliegt, iuird die in diesem Augenblick am Zähler kB anliegende Ziffer im Register kZ festgehalten und der frühere Inhalt des Registers gelöscht. Aus diesem Grunde enthält das Register kZ jeweils die Zählung, die am Zähler kB beim letzten Auftreten eines Ausgangsimpulses des Schaltkreises 40 anliegt. Diese gespeicherte Ziffer wird vom Register kZ über parallele Leitungen ersten Eingängen 62 der Einheit 56 zugeführt, die auch als Teil-Perinden-Längen-Subtrahierer bezeichnet Ljird. Die an den zweiten Eingängen 66 der Einheit 56 anliegende Ziffer entspricht selbstuerständlich dem jeweiligen augenblicklichen Stand des kontinuierlich zählenden Zählers kB. Die Differenz zwischen der Ziffer am Eingang 66 und der Ziffer am Eingang 62 ist dabei gleich der Anzahl der Taktimpulse, die seit dem letzten Eingangsimpuls am Register 42 bzw. sät dem letzten Ausgangsimpuls des Schaltkreises 40 angefallen sind. Dieser UJert wird über parallele Leitungen dem Eingang des Registers 70 zugeführt, welches auch als Teil-Längen-Register bezeichnet wird. Der vom Generator 42 an den Uerriegelungseingang 72 geleitete Impuls löscht jede frühere Ziffer, die im Register 70 gespeichert war, und speichert in diesem Register das Differenzsignal, welches an den Leitungen 68 beim Auftreten des Abtastimpulses anliegt. Aus diesem Grunde entspricht die Zahl, die in dem Register 70 gespeichert ist, einer Zahl, die der Länge der Teilperiode zwischen dem letzten Ausgangssignal des Schaltkreises 40 und dem Ende der Abtastperiode entspricht. Dieser ülert wird über parallele Leitungen 74 den Eingängen 7S einer Diuis.ionsschaltung 76 zugeführt.

Beim Auftreten eines Ausgangsimpulses des Schaltkreises 40 am Uerriegelungseingang 80 des Registers 44 wird der im Register 42 gespeicherte LJert auf das Register 44 übertragen und in diesem Register gespeichert. Dies findet dann statt, wenn der Idert bzw. die Zahl im Zähler 48 auf das Register 42 übertragen wird. Die

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zeitliche Zuordnung der Signale ist jedochjsa gaählt, daß der im Register kk gespeicherte liiert diejenige Zahl ist, die früher im Register k2 gespeichert uiar. Aus diesem Grunde enthält das Register kZ zu jedem Zeitpunkt einen iiiert, der der Zahl im Zähler kB zur Zeit des letzten Ausgangssignals des Schaltkreises 40 entspricht, uiähimd der im Register kk gespeicherte Wert dem Zähluiert des Zählers kB entspricht, der dort zujei Eingangsimpulse früher anlag.

Die Werte der Register kZ und kk uerden in einer Subtrahierschaliung B2voneinander subtrahiert. Diese liierte werden über parallele Leitungen Bk einem Register BG zugeführt, uerden jedoch - solange ein Tastimpulse am Eingang BB anliegt - ignoriert. Das Signal am Werriegelungseingang B8 ermöglicht die Speicherung die zu diesem Zeitpunkt an den parallelen Leitungen Bk anliegt. Dieser liiert entspricht der Länge der letzten\vollen Periode innerhalb der Abtastdauer. Die Länge der letzten vollen Periode bzu. der entsprechende liiert uiird dann über parallele Leitungen 90 der Diuisionsschaltung 76 zugeführt. Diese Divisionsschaltung dividiert die Länge der Teilperiade, die nach dem letzten Eingangsimpuls des Schaltkreises kQ auftritt durch die volle Periodendauer der letzten vollen Periode an der Leitung 90. Dies führt zu einem liiert, der kleiner als Eins sein sollte. Bei dynamischen Änderungen des Signales der Signalquelle 10 ist es jedoch möglich, daß sich für diesen End-Teiluert ein liiert ergibt, der geringfügig größer ist als Eins. Um Fehler zu vermeiden, idird dieser End-Teiliuert auf einen liiert von kleiner als .Eins begrenzt.

Der so ermittelte Enduert uiird dem Addierer 32 zugeführt. Der Endüiert uiird weiterhin auch der Einrichtung 36 zugeführt, die einen Anfangsteilujert für die nachfolgende Aptastperiode er-* mittelt. Die Einrichtung 36 zur Ermittlung des Anfangsteiluertes ermittelt diesen TeiLuert aufgrund der Annahme, daß die Teilperiode für den ersten Impuls des Schaltkreises kQ mährend der augenblicklichen Abtastperiode gleich einem üJert ist, der sich as der Differenz "1- dem End-Teiluert der vorhergehenden Periode" ergibt, !die in dem die Einrichtung 36 darstellenden Block im

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Blockschaltdiagramm angegeben ist, läßt sich für den Anfangsteiluert Yg in der Abtastperiade S folgender Wert angeben:

Y = 1 - X
B S-1

Hierbei gilt:

Y ist der geschätzte Anfangsteilwert für die betrachtete ■Abtastdauer S;
X_c . ist der End-Teiluert der vorausgehenden Abtastung.

Der am Ende ermittelte Teiluert des gegenwärtigen Zyklus bzw. der gegenwärtigen Periode und der Anfangsteiluiert der vorausgehenden Periode, welch letzterer aufgrund des gespeicherten End-Teilwertes der vorausgehenden Periode ermittelt wurde, werden dem Addierer 32 zugeführt.

Der 'Addierer 32 bildet die Summe aus dem End-Teiluiert der Divisionsschaltung 76 und dem Anfangs-Teiluiert der Einrichtung Der Bruchanteil dieser Summe des Addierers 32 uird über parallele Leitungen 92 einem Zujischenspeicher 3k mit verminderter Ansprechfrequenz zugeführt, welch letzterer in einem Schaltkms 96 mit verminderter Ansprechfrequenz angeordnet ist. Falls sich die Frequenz der Signalquelle 10 plötzlich ändert, kann es möglich sein, daß das /Ausgangssignal des Addierers den liiert Eins übersteigt. In diesem Fall ujird über die Leitung 1DD ein Übertrag an einen Detektor 102 mit geringer Ansprechfrequenz geliefert.

Der Ausgang des Zykluszählers 16 ist über parallele Leitungen mit einem Register 1D6 zur Speicherung der Anzahl der vollen Perioden verbunden, so daß beim Auftreten eines Abtastimpulses am Verriegelungseingang 1DB des Registers 1D6 der liiert, der der Anzahl der vollen Perioden während der Abtastdauer entspricht, aus dem Zykluszähler 16 im Register 1D6 gespeichert wird, wobei gleichzeitig jeder vorhergehende LJert gelöscht wird. Gleichzeitig wird der Abtastimpuls auch dem Lösch- bzu. Rückstelleingang 110 des Zyklusmessers bzui. -Zählers 16 zugeführt, wodurch

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dieser Zähler in sEine Ausgangsstellung zurückgeführt wird und dadurch erneut von dieser Ausgangsstellung auszählen kann. Es ist hierbei möglich, die Anordnung so zu treffen, daß der Zykluszähler 16 beim Rückstellen auf den Wert "~1" eingestellt wird, um der Tatsache Rechnung zu tragen, daß die Anzahl der Impulse des Schaltkreises kO stets die Anzahl der Perioden des Signales der Signalquelle 1D um den Wert Eins überst-eigt. Andere Mittel, die zur Kompensation dieses zusätzlichen Zählvorganges bzw. dieses zusätzlichen Impulses geeignet sind, werden im folgenden mit anderen Teilen des bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Anzahl bzuj. der liiert der vollen Perioden der im Register 1D6 gespeichert ist, wird dann über parallele Leitungen 112an den Detektor 102 wiedergeben. In diesem speziellen Fall ist, wenn entweder kein Impuls oder lediglich ein Impuls vom Schaltkreis kD vorliegt, die Periode des Signals der Signalquelle 10 länger als die Abtastperiode des Generators 52. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Frequenz der Signalquelle als gleich mit der Frequenz des Ausgangssignales des Generators 52 anzugeben. Der Detektor 102 erzeugt daher ein Klemmsignal, welches über die Leitung 11^ der Klemmschaltung bzw. dem Zwischenspeicher Sk zugeführt wird. Ein Signal an der Leitung 11£f bewirkt, daß an den Leitungen 116 für die vollen Perioden ein Wert anliegt, der eine einzige Periode anzeigt, während dann die Ausgangsleitungen 118 für die Teilperiode den Wert Null anzeigen.

Wenn ein einziges Impulssignal vom Schaltkreis kQ gezählt und im Register 106 gespeichert wird und wenn gleichzeitig ein Übertrag über die Leitmg 100 an den Detektor 102 gelangt, stellt der Detektor 102 fest, daß eine volle Periode sauiie zugleich eine Teilperiode während der Abtastdauer aufgetreten sind. In diesem Fall entfällt das Klemmsignal und der einer Periode entsprechende Wert wird über Eingangsleitungen 120 der Klemmschaltung 9k zugeführt. Die Klemmschaltung 9^ erlaubt daher, daß an den Ausgangsleitungen 116 für die vollen Perioden eine Periode angezeigt wird und an den Ausgangsleitungen 118 die entsprechende Teilperiode.

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Werden während Abtastperiaden zujei ader mehr Impulse durch den Schaltkreis kQ erzeugt, so verbindet der Detektor 102 die Summe der Ausgangssignale des Registers 1D6 und des Übertrags des Addierers 32 mit der Klemmschaltung 3k. Die Klemmschaltung 3k verbindet dann die den vollen Perioden und der Teilperiode entsprechenden Werte über die Leitungen 116 bzw. 118 mit den externen Schaltkreisen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Detektors 102, in dem eine Korrektur für den Fall vorgenommen ujird, daß das Register 106 einen liiert aufweist, der um Eins größer ist als die Zahl der Perioden des Signals der Signalquelle 10. Es tuird angenommen, daß der Zy.kluszähler 16 am Ende jeder Abtastperiode auf Null zurückgesetzt uird.

Die Anzahl der Impulse, die vom Schaltkreis kü mährend der unmittelbar vorhergehenden Abtastperiode abgegeben wurden, uird über Leitungen 112 einer Subtrahierschaltung 120 zugeführt, die zur Korrektur dient. Wie oben bereits erwähnt wurde, ist die Anzahl dieser Impulse um Eins größer als die Zahl der tatsächlichen Perioden des Signals der Signalquelle 10. Der Übertrag vom Addierer 32 wird über die Leitung 100 einem Inverter 122 zugeführt. Der Ausgang dieses Inverters wird in der Subtrahierschaltung 120 von der an den Leitungen 112 anliegenden Zahl abgezogen. Da der Übertrag im Inverter 122 umgekehrt wurde, ist, falls der Übertrag den Wert Eins aufweist, das Ausgangssignal des Inverters Null, so daß keine Subtraktion stattfindet. Falls jedoch der Übertrag den Wert Null aufweist, ist der Ausgang am Inverter Eins, so daß der Wert Eins von der Anzahl der Impulse des Schaltkreises kQ abgezogen wird. Hierdurch wird die Anzahl der Impulse des Signals des Schaltkreises kü um Eins korrigiert, falls kein Übertrag vorhanden ist, während eine Korrektur mit Null erfolgt, falls ein Übertrag anlegt. Der sich so ergebende korrigierte Wert wird über parallele Leitungen 12*t der die vollen Perioden festhaltenden Einheit bzw. Klemmschaltung 126 der Klemmschaltung 3k zugeführt.

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Im speziellen Fall, daß nur ein einziger Impuls bzw. ein einziger Zählvargang im Register 106 für die vollen Perioden sowie an den Leitungen 112 registriert wird, welch letztere mit der Subtraktionsschaltung 12D verbinden sind, und falls kein Übertrag an der Leitung 1DD anliegt, wird der liiert Null in der Subtractionsschaltung 12D gespeichert. Ein Null-Detektor 128 stellt diesen Zustand fest und erzeugt ein Klemmsignal an seiner Ausgangsleitung 13D, die mit einer ODER-Gatter 132 verbunden ist. Das Klemmsignal am Eingang des DDER-Gatters 132erzeugt ein Ausgangssignal an der Leitung 114, die mit den Klemm-Eingängen 134 der Klemmschaltung 126 für die vollen Perioden und dem Klemmeingang 136 der Klemmschaltung 13B für die Teilperiade verbunden ist. Das Klemmsignal an den Klemmeingängen 134 und 136 verbindet einen Wert Eins mit den Ausgangsleitungen für die vollen Perioden und einen lüert Null mit den Ausgangsleitungen 118 für die Teilperiode, wodurch angezeigt uiird, daß die Frequenz der Signalquelle gleich der Abtastfrequenz ist.

In dem speziellen Fall, in dem keine Impulssignale vom Schaltkreis 40 während einer Abtastperiode vorliegen,, liefert der Null-Detektor 142 ein Klemmsignal an seinem Ausgang an die Leitung 144, die ebenfalls mit dem DDER-Gatter 132 verbunden ist, um Klemmsignale an die Klemmschaltung 126 für die vollen Perioden sowie an die Klemmschaltung 138 für die Teilperiode zu liefern, wie dies oben beschrieben wurde.

Falls kein Signal von dem Schaltkreis 40 während einer Abtastperiode festgestellt wurde, kann auch keine brauchbare Information für die Ermittlung des Anfangsteilwertes im nachfolgenden Zyklus gegeben werden. Aus diesem Grunde, wird ein Löschsignal an der Leitung 146 andie Einrichtung 36 geliefert.(vgl. Fig. 2), um alle Werte, die in dieser Einrichtung ev. gespeichert sind, zu löschen.

Die Klemmschaltung 126 für die vollen Perioden sowie die Klemmschaltung 138 für die Teilperiode können in jeder an sich be-

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kannten Art aufgebaut sein, beispielsweise unter Verwendung von mechanischen Relaise ader elektronischen Gatter; diese Klemmschaltungen bestehen jedoch vorzugsweise aus Schaltern oder Schaltelementen in integrierter Form.

Ein Zähler kB, der eine Kapazität aufweist, der der zweifachen Abtastdauer entspricht, vermeidet Fehler beim Messen der Frequenz des Eingangssignals.

Es wird beispielsweise angenommen, daß die maximale Kapazität des Zählers kB bzw. die maximal mögliche Zählung dieses Zählers gleich der Anzahl der Taktperioden während der Abtastperioden ist, und daher beispielsweise 512. „ beträgt. ^wird weiterhin angenommen, daß zwei AbtastperiDden auftreten. Die Zählung am letzten Ereignis der ersten Abtastperiode ist beispielsweise 400.„. Die Zählung des einzigen Ereignisses der zweiten Abtaiperiode ist etwas größer als 400,...., beispielsweise 401.-. Aus diesem Grunde errechnet dann die Subtraktionsschaltung B2 für die Dauer der letzten vollen Periode einen liiert von 401-.,-40O._ Taktimpulsen oder aber einen Wert νσπ Ι.- Taktimpuls. Die Divisionsschaltung 76 versucht dann den liiert 1.« durch den Wert 1i1 _n zu dividieren, was ein unkorrekter Wert für den End-Teilwert ist. Falls die Kapazität des Zählers kB wenigstens zwei Abtastperiaden entspricht, wird dieser Fehler vermieden. Um dies zu zeigen, wird angenommen, daß der Z-ähler kB eine maximale Kapazität besitzt, die zwei Tastperiaden entspricht, und daß eine Abtastperiode gerade zwischen zwei Eingangsimpulsen liegt. Hier ist es nun wiederum möglich, daß die Subtrahierschaltung B2 für die vorausgehende volle Periode eine letzte volle Periode mit dem Wert von 1.- Zählimpulse ermittelt. Da jedoch während der Abtastperiode ahne Eingangsimpulse der IMuIldetektor 142 die Einrichtung 36 gelöscht hat, ist der Inhalt dieser Einrichtung 36 IMuIl. Aus diesem Grunde können selbst wenn die Divisiansschaltung 76 für den Endteilwert an ihrem Ausgang den maximalen Wert von 1,0 aufweist, das Register sowie der Addierer 32 an ihrem Ausgang keinen Wert besitzen, der größer als 1,0 ist. Da die letzte volle Ausgangsperiode größer war als eine Abtastperiode, ist dieser festgehaltene Wert korrekt.

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Es ist vorteilhaft, eine Subtraktionsschaltung 56 für die TeilperiDdenlänge sowie eine Subtraktionsschaltung 82 für die vorausgehende volle Periodendauer zu verwenden, die mit komplementärer Addition arbeiten. Weiterhin ist es vorteilhaft, solche Subtraktionsschaltungen 56 und 82 zu verwenden, bei denen die Areahl der Binärstellen der Anzahl der Binärstellen des Zählers kB entspricht. Hierdurch können Fehler vermieden werden, die dann auftreten,können, wenn der Zähler kB nach Erreichen des maximalen Zählstandes auf Null zurückgestellt wird. Es wird beispielsweise angenommen, daß der Zähler kB ein 10-Bit-Zähler ist. Der maximale Zählwert, bezogen auf die

10

Basis 10, ist dann 2 -1 oder 1023^. Es wird weiterhin angenommen, daß das letzte Ereignis der vorausgehenden Abtastperiode beim Zählstand 10D0 _n auftrat. Dieser Wert wird in dem Register kk gespeichert. Am Ende der Abtastperiode wird der Zähler auf den Wert ODQO_n zurückgestellt, worauf dann das einzige Ereignis der nächsten Abtastperiode beim Zählstand van 5D.J-. auftritt. Dieser Wert wird im Register kZ gespeichert. Am Ende der Abtastperiode versucht die Subtrahierschaltung den Inhalt des Registers kk von dem Inhalt des Registers kZ abzuziehen, d.h. 50 „-1000 _Q, was d=n Wert -95O_n ergibt. Ein negativer Wert ist ein nicht zulässiges Ergebnis. Außerdem ist dieser Wert weit entfernt von dem richtigen Ergebnis 7^_n Zählvorgänge bzw. Tastimpulse zwischen den beiden Ereignissen.

Eine N-Bit-Komplementär-Subtrahiereinrichtung ermittelt das Zweier-Komplement einer N-Bit-Zahl an einem Eingang und addiert das Ergebnis zu der N-Bit-Zahl am anderen Eingang, wobei der Übertrag ausgeschieden wird. Die als Ergebnis erhaltene N-Bit-Zahl ist ddie Differenz zwischen den beiden ^ingangswerten.

Als Beispiel einer Komplementär-Subtraktionsschaltung, wird der Subtraktionsschaltng 56 das Zweier-Komplement der 10-Bit-Zahl das Zählers 48 an den zweiten EEingängen 66 zugeführt, wobei dann das Ergebnis der 10-Bit-Zahl an den Eingängen 62 hinzuaddiert

-1A-

wird und der Übertrag ausgeschieden wird, urn eine 10-Bit-Zahl zu erhalten, die gleich der Differenz zwischen den beiden Zahlen ist. Die Zahl an den Eingängen 66 wird als (2 -Eingang 66) angenommen und zu der an den Eingängen 62 anliegenden Zahl hinzuaddiert, Da lediglich die letzten zehn Bits das Ausgangssignal der Subtcaktionsschaltung 56 darstellen, hat diese Operation den Effekt einer

IM iO
Subtraktion des Wertes 2 -2 wan dem Rest. Dies führt zu einem Ausgangswert an der Subtraktionsschaltung 56 von 2 -Eingang 66+ Eingang 62-(2 -2 ) = 2 -Eingang 66+ Eingang 62. LJerden hier die als Beispiel gewählten liierte von 1DDQ._n für das Eingangssignal 66 und 5D_1n für das Eingangssignal 62 eingesetzt, so ist das richtige Endergebnis 1024 _-1000 +50 = 7k .

Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung digitale Technik verwendet, kann bei man-chen Anwendungsfällen der höheren Rechengeschwindigkeit wegen eine analoge Technik vorteilhafter sein. Fig. 4 zeigt eine solche Ausführungsform der Erfindung, die analoge Schaltkreise verwendet.

lüie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen erzeugt der Schaltkreis kQ eine Folge von sich wiederholenden Ausgangssignalen, und zwar aufgrund der Ansteuerung durch die Signalquelle 10. Der Schaltkreis 40 kann beispielsweise einen schmalen Impuls oder ein anderes standardisiertes Signal einmal oder mehrfach bei jeder Periode des Signals der Signalquelle 1D erzeugen. Das Signal des Schaltkreises kü wird dem Zyklusmesser 16 zugeführt, der hier vorzugsweise ein Zyklusmesser-Summierer ist. Dieser Summierer 16 ist vorzugsweise eine kapazitive Speicheranordnung, deren Ladung dann ansteigt, wenn der Schaltkreis 40 ein Ausgangssignal liefert. Aus diesem Grunde steigt die Spannung in der Summierschaltung 16 ungefähr linear mit der Anzahl der Perioden der Signalquelle 1D an. Ein Löschsignal, welches von der Einheit 1B dem Löscheingang 146 am Ende jeder Abtastperiode zugeführt wird, löscht die gespeicherten LJerte in der SummierBchaltung 16, um diese Schaltung für die nächste Abtastperiode vorzubereiten.

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Eine Integratiansschaltung "\kB, die auch als Endperiodenintegrator bezeichnet wird, beginnt beim Eingang eines Signals vom Schaltkreis kQ eine Spannung zu integrieren, wobei diese Integration solange fortgesetzt wird, bis das nächste Signal vom Schaltkreis kn eintrifft, welches dann die Integratiansschaltung ItB löscht bzu. in ihre Ausgangsstellung zurückführt und diese Integratiansschaltung veranlaßt, den Integrationsvorgang für die neue Periode aufzunehmen. Am Ende einer Abtastperiode ist die Spannung, die in der Integratiansschaltung IkB gespeichert ist, annähernd linear proportional zur Länge der Zeit zwischen dem letzten Ausgangssignal des Schaltkreises kü und dem Ende der Abtastperiode.

Das Signal des Schaltkreises kü wird weiterhin auch einem Eingang der Integrationsschaltung 150 zugeführt, die für die Länge der vollen vorausgehenden Periode vorgesehen ist. Die Integrationsschaltung 150 speichert eine Spannung, die durch Integration über die vorausgehende volle Periode gaonnen wurde, und zuar mit einer der Integratiansschaltung 14B nahezu gleichen Integrationsrate. Die Integrationsschaltung 150 enthält daher immer eine Spannung, die proportional zur Länge der vorausgehenden vollen Periode des Signals der Signalquelle 10 ist.

Es können auch andere Mittel vorgesehen werden, um eine Spannung zu erhalten, die proportional zu der vorausgehenden Periode ist. So ist e"s beispielsweise möglich, daß bei jeder Periode die Integrationsschaltungen IkB und 150 in ihrer Funktion vertauscht werden. Dies bedeutet, daß am Ende einer ersten Periode der für die vorausgehende volle Periode zuständige Integrator 150 während der nädnsten Periode der Signalquelle geladen bleibt, während die für das Ende der Periode zuständige Integrationsschaltung ^/\k8 gelöscht wird und sich daher während dieser Periode aufladen kann. Am Beginn der nächsten Periode wird dann die Integratiansschaltung . 15Q entladen-, so daß diese Integrationsschaltung dann während der zweiten Periode, eine Integration durchführen kann, uährend die Integrationsschaltung IkB geladen bleibt und somit die Ladung der vorausgehenden Perio.de speichert.

Auf diese lüeise werden die Funktionen cer Integrationsschaltung 148 und der Integrationsschaltung 150 bei jedem Ausgangssignal des Schaltkreises 40 vertauscht. Steuer- und Schaltmethoden für die Erreichung dieser Funktionen sind an sich bekannt. Außerdem sind die hier beschriebenen und dargestellten Methoden selbstverständlich nicht die einzigen Methoden, die zum Integrieren und Speichern der letzten vollständigen Periode und zum Integrieren der Teillänge der augenblicklichen Periode verwendet werden können.

Die Signale der Integrationsschaltungen 148 und 15D werden einer analogen Divisionsschaltung 152 zugeführt. Diese Divisionsschaltung 152 erzeugt ein Ausgangssignal an der Ausgangsleitung 154, welches so gewählt ist, daß es proportional zum Verhältnis zwischen der Länge der letzten Periode bzw. Endperiode und der Länge der vorausgehenden vollständigen Periode ist. Die analoge Divisionsschaltung 152 kann von jeder in der analogen Schaltungstechnik bekannten Divisionsschaltung gebildet sein, z.B. von einem Operationsverstärker.

Das der Teillänge entsprechende Signal an der Ausgangsleitung wird dem Eingang einer Einrichtung bzw. eines Schaltkreises 156 zugeführt, der zum Ermitteln der Anfangs-Teilperiode dient. In diesem Schaltkreis 156 wird das an der Leitung 154 anliegende Signal von dem lüert 1 am Ende jeder Abtastperiode subtrahiert und dann als die geschätzte Dauer der Teilperiode am Beginn des nächsten Abtastzyklus gespeichert. Der Anfangsteilwert, der in der voranstehend beschriäEnen lüeise errechnet und von dar vorausgehenden Abtastperiode gespeichert wird, wird dem einen Eingang eines Addierers 15B zugeführt. Der dar Teillänge dar letzten Periode entsprechende Wert an der Ausgangsleitung 154 wird dem zweiten Eingang des Addierers 158 zugeführt. Das Ausgangssignai dieses Addierers, welches der Gesamtlänge der Teilperioden entspricht, wird über die Leitung 160 dem einen Eingang eines Schaltkreises 162 mit geringer Ansprechgeschwindigkeit zugeführt. Das Ausgangssignal der Summierschaltung 16wird ebenfalls dem Schaltkreis 162 zugeführt.

Bei den analogen Schaltkreisen, die hier beschrieben werden, stehen die errechneten Signale kontinuierlich dem Schaltkreis 162 zur Verfügung. Wenn ein Tastimpuls wan der Einheit 18 an den Eingang 164 des Schaltkreises 162 gelangt, werden die an den Eingängen des Schaltkreises 162 anliegenden Werte an die Ausgangsleitungen 166 und 163 weitergegeben, um die Zahl der vollen Perioden sowie die Teilperioden während einer Abtastperiade anzuzeigen. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die Werte für die Anzahl der vollen Perioden und für die TeilperiDden im Schaltkreis 162 addiert werden, um so ein einziges, analoges Ausgangssignal zu erhalten. Weiterhin ist es auch möglich, die analogen Spannungswerte, die auf diese Weise gewonnen werden, mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers bekannter Bauart in digitale Signale umzuwandeln. Weiterhin ist es auch möglich, daß mit Hilfe des Signals am Tasteingang bzw. am Eingang 164 eine Speicherung der Signale an den beiden anderen Eingängen des Schaltkreises 162 vorgenommen wird. Diese Speicherung kann beispielsweise durch kapazitive Speicherelemente, wie beispielsweise Kondensatoren erfolgen, oder aber dadurch, daß das Signal in ein digitales Signal umgewandelt und dann in einem Register gespeichert wird.

Wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen, liefert der Schaltkreis 162 mit geringer Arbeitsgeschwindigkeit ein Löschsignal an der Leitung 147, mit welchem (Löschsignal)das im Schaltkreis 156 gespeirherte und dem geschätzten Wert der Anfangsteilperiade entsprechende Signal gelöscht werden kann, wenn die Summierschaltung 16 feststellt, daß während einer Abtastperiode kein Signal vom Schaltkreis 4D vo rliegt.

Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen an den beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich sind, ohne daß der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird, und daß die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen hauptsächlich zur Erläuterung der- Erfindung gewählt wurden, die Erfindung und deren Schutzumfang jedoch nicht begrenzen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   .J Einrichtung zur Messung der Frequenz eines sich ändernden Signals, mit einer Perioden- oder Zyklusmeßeinrichtung, der das zu messende Signal sowie ein Zeitinterwalle festlegendes Signal zugeführt werden und die ein erstes Meßwertsignal liefert, welches der Anzahl der vollen Perioden entspricht, die das zu messende Signal während eines Zeitintervalls aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklusmeßeinrichtung ein Längensignal erzeugt, wiches der Dauer der letzten wollen Periode entspricht, daß das zu messende Signal, das die Zeitinterwalle festlegende Signal sowie das Längensignal einer Meßeinrichtung für die Endteilperiode zugeführt werden, in der (Meßeinrichtung) ein zweites Meßwertsignal erzeugt wird, welches dem in einem Zeitinterwall verbleibenden Teil einer wollen Periode entspricht, daß das zweite Meßwertsignal einem Addierer sowie einer Einrichtung zum Ermitteln der Anfangsteilperiode zugeführt wird, in welcher (Einrichtung) ein drittes Meßwertsignal entsprechend der zu erwartenden Teilperiode am Beginn des nächsten Zyklus bestimmt wird, wobei dieses dritte MeB-uiert signal dem Addierer zugeführt wird, und daß der Addierer den üJect der Teilperiaden in dem betrachteten Zeitintervall bestimmt und ein Korrektursignal zur Ergänzung des ersten Meßwertsignals liefert.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis mit geringer Ansprech- bzw. Arbeitsgeschwindigkeit das sich ändernde Signal erhält und das erste Meßwertsignal auf einem worgegebenen Wert hält, wenn wniger als eine wolle Periode des zu messenden Signals innerhalb eines Zeitintervalls auftritt.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Schaltung, die das die Zeitinterwalle festlegende Signal liefert, auch Taktimpulse an die Meßeinrichtung für die EndteilperiDden liefert, daß die Meßeinrichtung für die Endteilperioden ein zur Speicherung des Wertes der letzten vollen Periodendauer dienendes erstes Register besitzt, welches die Anzahl der Taktimpulse während der letzten vollen Periode eines Zeitintervalls mißt, sowie ein zweites Register aufweist, welches

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   ORIGINAL INSPECTED

   zur Speicherung einer Teilperiadendauer dient und die Anzahl der TaktirnpulsE ist, die zwischen dem Ende der letzten v/allen Periode im Zeitintervall und dem Ende dieses Zeitintervalls auftreten, und daß die Ausgangssignale ees ersten souiie zuäten Regist-ers einer ersten Divisionsschaltung zugeführt werden, die das zweite Meßwertsignal an den Addierer liefert, und zuar in Farm eines Signals, welches dem Quotienten aus der Teilperiodendauer und der Dauer der letzten vollen Periode entspricht.

   k. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ermitteln der Anfangsteilperiade dienende Einrichtung eine Subtraktionsschaltung sowie einen Speicher besitzt, um den LJert des eingegangenen zweiten Meßwertsignals von Eins zu Subtrahieren und um das so erhaltene Signal zu speichern, welches der zu erwartenden Anfangsteilperiade entspricht, und daß dieses Signal dem Addierer als drittes Meßwertsignal im nächsten Zeitintervall zugeführt wird.

   5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung für die Endteilperiode Mittel aufweist, um das zweite Meßwertsignal· auf einen liiert zu begrenzen, der maximal Eins beträgt.

   6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklusmeßeinrichtung eine Summierschaltung aufweist, in der ein Signal proportional zu der Anzahl der vollen Perioden dBs zu messenden Signals innerhalb eines Zeitintervalls erzeugt wird, daß das zu messende Signal einer Integratiansschaltung für die Endperiode zugeführt wird, die (Integrationsschaltung) durch integrieren ein Signal proportional zur Länge der Teilperiode am Ende des Zeitintervalls erzeugt und dieses Signal an eine Divisionsschaltung liefert, daß einer weiteren Integratiansschaltung für die .vorausgehende volle Periode das zu messende Signal ebenfalls zugeführt wird, die (Integrationsschaltung) durch Integrieren ein Signal erzeugt, welches proportional zur Dauer der letzten bzw.

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   unmittelbar vorhergehenden vollen Periode ist und dieses Signal ebenfalls an die Divisiansschaltung liefert, daß die Divisiansschaltung das dritte Meßwertsignal an einen Addierer liefert, und ztjar in Form eines Signals, welches dem Quotienten aus dem der letzten Teilperioden proportionalem Signal und dem der vorausgehenden vollen Periode proportionalen Signal entspricht, daß eine Schaltung zum Ermitteln der Anfangsteilperiode vorgesehen ist, die eine Subtrahierschaltung souie eine Speichereinrichtung aufweist, und die das zugeführte zweite Meßwertsignal von Eins subtrahiert, um so ein Signal entsprechend der zu erwartenden Anfangsteilperiode zu erzeugen, welches gespeichert und dem Addierer im nächsten Zeitintervall zugeführt wird, und daß der Addier-er durch Addition des zweiten und dritten Meßwertsignales ein Horrektursignal als Ergänzung zu dem ersten Meßwertsignal liefert.

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