DE1234788B

DE1234788B - Elektronische Schaltvorrichtung fuer die UEbertragung von Spannungssignalen mit grossem Schwankungsbereich

Info

Publication number: DE1234788B
Application number: DEE27015A
Authority: DE
Inventors: Roger Loyen
Original assignee: Etat Francais
Current assignee: Etat Francais
Priority date: 1963-06-21
Filing date: 1964-05-11
Publication date: 1967-02-23
Also published as: GB1044135A; NL6405873A; US3330968A; FR1391697A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

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

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

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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

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 Zeichnungen

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