DE1234788B - Elektronische Schaltvorrichtung fuer die UEbertragung von Spannungssignalen mit grossem Schwankungsbereich - Google Patents
Elektronische Schaltvorrichtung fuer die UEbertragung von Spannungssignalen mit grossem SchwankungsbereichInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
H03k
Deutsche Kl.: 21 al - 36/18
Nummer: 1234 788
Aktenzeichen: E 27015 VIII a/21 al
Anmeldetag: 11. Mai 1964
Auslegetag: 23. Februar 1967
Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltvorrichtung für die Übertragung von Spannungssignalen mit großem Schwankungsbereich, d. h. von
Signalen, deren Amplitude in einem Bereich von etwa —50 Volt bis +50 Volt in bezug auf ein Bezugspotential
liegt, auf eine einzige Ausgangsleitung unter Verwendung mehrerer Gatter, deren Eingängen
jeweils die verschiedenen Spannungssignale zugeführt werden und deren Ausgänge gemeinsam mit der
einzigen Ausgangsleitung verbunden sind, wobei die normalerweise geschlossenen Gatter durch periodische
Schaltsignale nacheinander in zyklischer Folge geöffnet werden und wobei jedes Gatter einen Schalttransistor
enthält, dessen Basis das Schaltsignal zugeführt wird und dessen Emitter-Kollektor-Strecke
das durch das Gatter zu übertragende Spannungssignal erhält und zugleich mit der einzigen Ausgangsleitung
verbunden ist.
Es ist ein Verteiler für ein an einer Eingangsklemme auftretendes Signal bekannt, der eine Verteilung
an mehrere Ausgänge bewirkt. Es handelt sich hier um eine Transistor-Verteiler-Schaltung, die
für die Verteilung von Impulssignalen, also für die Übertragung von Signalen, die durch das Fließen
eines Stromes oder das Fehlen eines Stromes gekennzeichnet sind, vorgesehen ist. Hierbei kommt es auf
geringfügige Verzerrungen durch den Transistor nicht an. Eine derartige Schaltung ist nicht geeignet,
Spannungsmeßwerte zu übertragen, die sich kontinuierlich verändern und die an der Empfangsstelle
mit großer Genauigkeit ankommen müssen. Auch ist eine derartige Schaltung zur Übertragung mehrerer
Meßergebnisse auf eine einzige Leitung ungeeignet.
Es sind ferner Gatterschaltungen unter Verwendung von Transistoren bekannt, bei denen die Kollektor-Emitter-Strecke
des Transistors als Eingangskreis verwendet wird. Der Transistor überträgt hier nicht die Eingangssignale, sondern wirkt als Schalter,
der je nach seinem Schaltzustand einen Punkt der für die Übertragung der Meßwerte vorgesehenen Leitung
mit Masse verbindet oder diese Verbindung unterbricht. Auch derartige Schaltungen sind zur Übertragung
von Signalen vorgesehen, die entweder durch das Fließen oder das Fehlen eines Stromes dargestellt
sind. Es sind deshalb keine Maßnahmen vorgesehen, um durch den Transistor hervorgerufene
Verzerrungen zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Schaltvorrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, mit welcher verschiedene Spannungssignale auf große Entfernungen über nur eine
Elektronische Schaltvorrichtung für die
Übertragung von Spannungssignalen mit großem
Schwankungsbereich
Übertragung von Spannungssignalen mit großem
Schwankungsbereich
Anmelder:
fitat Frangais, Ministere des Armees (Armement),
Vernon, Eure (Frankreich)
Vertreter:
Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 4
Als Erfinder benannt:
Roger Loyen, Vernon, Eure (Frankreich)
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 21. Juni 1963 (938 962)
einzige Leitung mit großer Genauigkeit übertragen
werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an die Eingänge der Gatter jeweils erste
Widerstände angeschlossen sind, deren jeweils andere Anschlüsse mit einem gemeinsamen zweiten Widerstand
zu einer Addierschaltung für die Spannungssignale verbunden sind, daß der den ersten Widerständen
gemeinsame Punkt über einen weiteren Widerstand mit dem ersten Eingang und die Gatterausgänge
gemeinsam mit dem zweiten Eingang eines Verstärkers verbunden sind, dessen Ausgang an die
einzige Leitung angeschlossen ist, und daß die Eingangssignale für die beiden Verstärkereingänge sich
in Gegenphase befinden. Auf diese Weise wird eine Kompensation der Widerstandswerte der Transistoren
erreicht und eine außerordentlich getreue Übertragung der Signale bewirkt.
Nachfolgend wird beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit dem Schaltbild
näher beschrieben.
Die dargestellte erfindungsgemäße Schaltanlage besitzt eine Anzahl Gatter 10, 20, 30, deren Zahl
gleich derjenigen der elektrischen Spannungssignale ist, welche auf eine einzige Leitung 1 geschaltet werden
sollen. Den Gattern 10, 20, 30 werden Spannungssignale 51, 52, Sn mit Spannungspegeln zugeführt,
die mit Bezug auf das gemeinsame Bezugssignal Masse, veränderlich sind. Der Bereich der
Spannung, innerhalb welchem diese verschiedenen
709 510/494
Signale schwanken können, beträgt etwa —50 Volt bis +50 Volt mit Bezug auf das Potential der Masse.
Die Signale 51, 52 ... Sn werden jeweils den Eingangsklemmenpaaren
11 und 12, 21 und 22, 31 und 32 der entsprechenden Gatter 10, 20 und 30 zügeführt.
Diese Gatter werden aufeinanderfolgend und im Zyklus durch die Zufuhr von Schaltsignalen C1,
C 2 ... Cn gesteuert; die beispielsweise von einem Taktgeber 2 herkömmlicher Art geliefert werden können.
Die Polarität dieser SchaltsignaleC1 ... Cn ist derart, daß sie zeitlich so verteilt werden, daß zu
einem gegebenen Zeitpunkt nur eines der Gatter 10, 20 usw. offen ist. Da die Ausbildung aller Gatter 10,
20 usw. gleich ist, wird nachfolgend nur eines derselben, nämlich das Gatter 10, beschrieben. Dieses
Gatter weist bei der dargestellten Ausführungsform einen npn-Transistor 13 auf. Der Emitter dieses
Transistors ist einerseits mit der Eingangsklemme 12 über einen Widerstand 14 verbunden und andererseits
mit einem gemeinsamen Knotenpunkt 3 über einen Widerstand 15. Der Kollektor des Transistors
ist mit der Eingangsklemme 11, d. h. mit der gemeinsamen Masse, verbunden. Die Basis des Transistors
13 ist über einen Widerstand 16 mit dem Ausgang des Taktgebers 2 verbunden, welcher das SynchronisiersignalCl
liefert, das das Öffnen des Gatters 10 bewirkt.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltanlage ist wie folgt: Die den jeweiligen Eingängen
der Gatter 10, 20... 30 zugeführten Spannungssignale Sl, Sl ... Sn sind ständig vorhanden. Sie können
beispielsweise Ergebnisse von Einzelmessungen darstellen, welche auf eine einzige Ausgangsleitung
übertragen werden sollen. In einem gegebenen Zeitpunkt sind alle Gatter der Schaltanlage mit Ausnähme
eines einzigen geschlossen. Hinsichtlich des Gatters 10 ist, bevor diesem das Schaltsignal C1 zugeführt
wird, das Potential der Basis des Transistors 13 so ausreichend negativ gewählt, damit unabhängig
von der Amplitude des Eingangssignals Sl dieser Transistor 13 leitend ist. Infolgedessen hat der
Emitter dieses Transistors, d. h. der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 14 und 15, im
wesentlichen das Potential der Masse, was auch für alle anderen geschlossenen Gatter gilt.
Wenn dagegen das Schaltsignal Cl, bei diesem
Beispiel in Form einer positiven Halbperiode, der Basis des Transistors 13 zugeführt wird, bewirkt es
die Überführung des letzteren in den gesperrten Zustand. Dies hat zur Folge, daß die Spannung des
Emitters des Transistors ebenso wie die des gemeinsamen Knotenpunktes 3 ansteigt, welch letzterer
mit den Enden aller dem Widerstand 15 entsprechenden Widerstände der anderen Gatter 20 ... 30 verbunden
ist, während die anderen Enden dieser Widerstände das Potential der Masse haben, da
diese Gatter geschlossen sind. Infolgedessen ist das Potential des gemeinsamen Knotenpunktes 3 proportional
der Spannung des Eingangssignals 51. Der gemeinsame Knotenpunkt3 wird daher aufeinanderfolgend
im Laufe eines vollständigen Schaltzyklus auf Spannungen gebracht, die den verschiedenen
Eingangssignalen 51, 52 ... Sn proportional sind.
Der gemeinsame Knotenpunkt 3 ist mit dem Eingang eines Verstärkers 4 verbunden, der einen Gegenkopplungswiderstand
5 aufweist. Man erhält daher am Ausgang des Verstärkers 4 auf der einzigen Ausgangsleitung
1 eine Folge von Signalen, welche den Eingangssignalen 51, 52 ... Sn entsprechen, die
den Gattern 10, 20, ... 30 zugeführt werden.
Um die Störungen so weit als möglich herabzusetzen, die infolge des Sättigungswiderstandes der
Transistoren, beispielsweise des Transistors 13, der verschiedenen Gatter 10, 20 ... 30 bestehen können,
ist ein Korrekturkreis vorgesehen, der durch Widerstände 17, 27 ... 37 gebildet wird, deren eines Ende
mit den Eingangsklemmen 12, 22 ... 32 verbunden ist, während die anderen Enden gemeinsam mit dem
einen Ende eines Widerstandes 6 verbunden sind, dessen anderes Ende an Masse liegt. Diese Anordnung
von Widerständen bilden einen analogen Addierer, dessen Ausgangssignal in geeigneter Weise
gedämpft in Gegenkopplung über einen Widerstand 7 dem Verstärker 4 zugeführt wird.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargegesitellte
und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens
verschiedene Abänderungen erfahren.
Beispielsweise kann an Stelle eines pnp-Transistors ein npn-Transistor unter Umkehrung der Polarität
der Schaltsignale verwendet werden.
Claims (1)
- Patentanspruch:Elektronische Schaltvorrichtung für die Übertragung von Spannungssignalen mit großem Schwankungsbereich, d. h. von Signalen, deren Amplitude in einem Bereich von etwa —50 Volt bis +50 Volt in bezug auf ein Bezugspotential liegt, auf eine einzige Ausgangsleitung unter Verwendung mehrerer Gatter, deren Eingängen jeweils die verschiedenen Spannungssignale zugeführt werden und deren Ausgänge gemeinsam mit der einzigen Ausgangsleitung verbunden sind, wobei die normalerweise geschlossenen Gatter durch periodische Schaltsignale nacheinander in zyklischer Folge geöffnet werden und wobei jedes Gatter einen Schalttransistor enthält, dessen Basis das Schaltsignal zugeführt wird und dessen Emitter-Kollektor-Strecke das durch das Gatter zu übertragende Spannungssignal erhält und zugleich mit der einzigen Ausgangsleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an die Eingänge der Gatter jeweils erste Widerstände (17, 27 . ..) angeschlossen sind, deren jeweils andere Anschlüsse mit einem gemeinsamen zweiten Widerstand (6) zu einer Addierschaltung für die Spannungssignale verbunden sind, daß der den ersten Widerständen gemeinsame Punkt über einen weiteren Widerstand (7) mit dem ersten Eingang und die Gatterausgänge gemeinsam mit dem zweiten Eingang eines Verstärkers verbunden sind, dessen Ausgang an die einzige Leitung angeschlossen ist, und daß die Eingangssignale für die beiden Verstärkereingänge sich in Gegenphase befinden.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 044 163,
260;
Zeitschrift »Frequenz«, 1960, Nr. 1, S. 7, Bild 8.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen709 510/494 2. 67 © Bundesdruckerei Berlin
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