DE2364313C2

DE2364313C2 - Schaltungsanordnung zur Ermittlung des Extremwertes von mehreren Meßwerten

Info

Publication number: DE2364313C2
Application number: DE2364313A
Authority: DE
Inventors: James A. Gibsonia Pa. Neuner; Maurizio Pittsburgh Pa. Traversi
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1973-01-03
Filing date: 1973-12-22
Publication date: 1984-06-28
Also published as: DE2364313A1; US3858199A; CA993558A; FR2212548B1; SE397246B; IT1005310B; ES421651A1; FR2212548A1; JPS49117076A; JPS545478U; CH587522A5; GB1462198A; BE809321A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Ermitteln des Extremwertes von mehreren Meßwerten, mit η Operationsverstärkern, mit je einem ersten, z. B. invertierenden und je einem zweiten, /.. B. nichtinvertierenden Eingang, wobei die ersten Eingänge parallel geschaltet sind und die zweiten Eingänge mit den entsprechenden Eingangsbuchsen verbunden sind, sowie mit η Dioden, die jeweils in Reihe mit den einsprechenden Operutionsverstärkerausgängen in einer Richtung gevlullcl sind, so dall d.is Viisgaiigssignal gemäß seinem N«>i gegebenen \ or/eklu'n ueuergelenct wird, wobei jede der Dioden in einer ODI-R Verknüpfung mit dem analogen Ausgang verbunden ist.

Kine derartige Schaltungsanordnung ist aus der DF.-OS 21 24 314 bekannt.

Der aus dieser Druckschrift bekannte Stand der Technik entspricht im wesentlichen der in Fig. la dargestellten Anordnung, die noch näher erläutert werden wird.

So entspricht den einzelnen Differentialverstärkern der oben genannten Druckschrift mit jeweils nachgeschalteter Diode das Transistorpaar 16,26 mit Diode 42, 44 der F i g. 1 a.

Auch die ODER-Verknüpfungen sind beim in der

Fig. 1a dargestellten Aufbau bereits vorhanden, und

to zwar in Form der Kollektoranschlüsse der Transistoren

22 bis 30, siehe dazu den Absatz 2 der Seite 6 der DE-OS

23 64 313. Nachteilig beim Stand der Technik, wie er in Fig. la dargestellt ist, wie auch bei der Schaltung gemäß der DE-OS 21 24 314 ist die Tatsache, daß den miteinander verbundenen Eingängen der Operationsverstärker eine Bezugsspannung von O Volt zugeführt wird, weil sie alle ?m ächaltungsnullpunkt liegen. Aus dieser Besonderheit ergibt sich zunächst einmal, daß die zulässige Eingangsspannung für den Differentialverstärker — sofern diese keine verteuernden Sonderkonstruktionen darstellen — auf die Basis/Emitter-Durchbruehspannung des Eingangstransistors des Operationsverstärkers begrenzt ist, wie später noch näher ausgeführt wird. Ein weiterer Nachteil ist die Notwendigkeit. bei einer Schaltung gemäß dem Stand der Technik die Eingangsverstärker genau aufeinander abzustimmen, was bei größeren Anzahlen von zu verarbeitenden analogen Eingangssignalen auf beträchtliche Schwierigkeiten stoßen kann. So treten bei einem Überjo wachungssystem hinsichtlich der verschiedenen Lage von Brennstäben in einem Kernreaktor Eingangsanalogsignale in einer Anzahl auf. die die Zahl 20 weit überschreiten kann.

Bei niedrigen zu überwachenden Eingangsanalogsi-J5 gnalen kann auch der Basis-Emitter-Spannungsabfall bei der bekannten Schaltung störend in Erscheinung treten.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit einem Minimum an billigen herkömmlichen Bauteilen erreicht wird, daß a^ich bei kleinen Spannungen, wie sie bei Festkörper- bzw. HaIbleitcrschaltungen auftreten, eine genaue Wiedergabe des maßgeblichen Eingangssignals erfolgt und mögliehst wenig Informationsverlust auftritt.

Außerdem wäre es günstig, wenn die analogen Eingänge der vergleichenden Schaltungsanordnung einen möglichst niedrigen Vorspannungsstrom haben, um so eine Belastung der analogen Eingänge zu vermeiden und den Stromfluß möglichst niedrig zu halten, außerdem sollten sie eine niedrige Verschiebespannung aufweisen, um so das analoge Ausgangssignal im wesentlichen zu einer genauen Wiedergabe des maßgeblichen analogen Eingangssignals zu machen. Schließlich soll ein möglichst weiter Bereich von Eingangsamplituden gehandhabt werden können.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Einrichtung (Widerstand nach — V(c in Fig. 5; Fig. 6) zur Erzeugung einer Referenzspannung, die parallel zu einem gemein-M) samen Verbindungspunkt der ODER-Verknüpfung der η Dioden und der Parallelschaltung der η ersten Eingänge geschaltet ist und die π Operationsverstärker so vorspannt, daß sie das eine der η Eingangssignale mit dem extremen Wen an den analogen Ausgang weiterleiten. h^r> Durch diese Maßnahme werden die eingangs geschilderten Schwierigkeiten vermieden und mit verhältnismäßig einfachen Mitteln, nämlich insbesondere lediglich mil einem Widerstand, erreich!, daß die oben genannten

Probleme nicht mehr auftreten. Man kann die Einrichtung auch etwas aufwendiger gestalten, siehe den Unteranspruch 3. um so den von der Einrichtung zu verarbeitenden Spannungsbereich zu erweitern.

In weiteren Unteransprüchen finden sich Ausgestaltungen, mit denen in verhältnismäßig einfacher Weise neben dem Analogausgang auch ein Binärausgang erzeugt werden kann, wie in den Fig. 2a und 3a zu erkennen ist

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigt

Fig. la schenatisch ein Schaltbild einer im wesentlichen bereits bekannten Schaltungsanordnung;

F i g. 1 b eine Wahrheitstabelle entsprechend der Schaltung nach F i g. 1 a;

Fig.2a schematisch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß einer Ausführunu.sform. mit der das jeweils größte analoge Eingangssignal ermittelt werden kann:

F i g. 2b die zur F i g. 2a gehörende Wahrheitstabelle;

Fig.3a schematisch ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung zur Bestimmung des niedrigsten analogen Eingangssignals;

F i g. 3b eine zur Schaltung gemäß F i g. 3a zugehörige Wahrheitstabelle;

F i g. 4 schematisch ein Schaltbild einer vereinfachten Ausführungsform der Schaltung nach F i g. 2a;

F i g. 5 schematisch ein Schaltbild einer vereinfachten Ausführungsform der Schaltung gemäß F i g. 4; und

F i g. 6 eine zugehörige Abwandlung der zuvor veranschaulichten Schaltungen, die für erweiterte Bereiche für Betriebs- und Differentialeingangssignale geeignet ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Schaltung besitzt die Fähigkeit, η analoge Eingangssignalc aufzunehmen und auf diese anzusprechen, wobei η cine ganze Zahl ist, die zwischen 1 und unendlich liegen kann. Die Schaltungsanordnung gibt dabei ein analoges Ausgangssignal ab, das die gleiche Amplitude wie das eine der π Eingangssignale besitzt, das bei vorgegebenem Vorzeichen den Maximalwert im Vergleich zu den übrigen n—\ Eingangssignalen aufweist und im übrigen elektrisch von diesem größten der η Eingangssignale getrennt ist. Unter dem Begriff »vorgegebenes Vorzeichen« ist hier zu verstehen, daß die maximal hohe oder maximal niedrige Eingangsspannung entweder positiv oder negativ im Vergleich zu den anderen Eingangssignalcn ist, also nicht unbedingt einen positiven Wert haben muß. Vorzugsweise wird ein zusätzliches codiertes digitales Ausgangssignal vorgesehen, das dem höchsten oder niedrigsten maßgeblichen analogen Eingangssignal entspricht, wie es durch die Schaltungsanordnung ermittelt wird. Der erfindungsgemäße Schaltungsaufbau besitzt die Fähigkeit, eine (theoretisch) unbegrenzte Kombination einer großen Anzahl von F.ingangssignalen aufnehmen zu können, zugleich jedoch eine hohe Eingangsimpedenz und eine niedrige Spannungsverschiebung zu besitzen und außerdem es zu ermöglichen, die Schaltungsanordnung für große Bereiche von Eingangssignalen, wie auch Betriebsspannungen zu verwenden. Ferner ermöglicht die Schaltung die Abgabe von verschiedenen Ausgangscodierungen, wobei der Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltung mittels billiger, im Handel leicht erhältlicher Bauteile verwirklicht werden kann.

LJm die oben angegebenen Betriebsfunklionen zu ermöglichen, hat man bisher als einfachste und möglichereinem Standard am nächsten kommende Verfahrensweise einen Scha'.tungsaufbau benutzt, der aus besonderen Differcntialverstärkcrn. Niveauumsetzerr., sowie Cüdiersiufen bestand, wie es in der Fig. la dargestellt ist, siehe dazu auch die Fig. I der DE-OS 21 24 314. Der für den Stand der Technik typische Schaltungsaufbau gemäß Fig. la enthält Differentialverstärker mit Transistoren 10 bis 20 und Widerslänaen 32 bis 40. Der Niveauumsetzer ist aus Transistoren .22 bis 30 aufgebaut, und der Codierer aus Dioden 42 bis 48, Widerständen 50 bis 54 und geeigneten ODER-Verknüpfungsverbindungen mit den Kollektoren der Transistoren 22 bis 30. Es ist ersichtlich, daß das höchste analoge Eingangssignal den Differentialverstärker steuert, der dann den entsprechenden Niveauumsetzer leitend werden läßt und die resultierenden binären Ausgangssignale ABC hervorruft. Der analoge Ausgang »verfolgt« den höchsten analogen Eingang, hat jedoch als eingegebene Fehler eine Abweichung, die dem Basis-Emilter-Spannungsabfall entspricht. In gleicher Weise könnte eine Schaltung aufgebaut werden, die durch das niedrigste aller analogen Eingangssignale gesteuert wird.

Die in F i g. la dargestellte Schaltung hat die Nachteile, die bereits eingangs geschildert wurden. Insbesondere gibt e^ im Handel keine Bauteile mit Werten, die notwendig sind, um allen eingangs geschilderten Forderungen Rechnung zu tragen. Selbst solche Bauteile, die nur einige der verschiedenen Forderungen erfüllen, erweisen sich als zu teuer. Um beispielsweise den niedrigsten Vorspannungsstrom zu erzielen, müßten die Transistoren 10 bis 20 eine sehr hohe Verstärkung aufweisen, was zu hohen Kosten für diese Transistoren führt. Ein zweiter Nachteil besteht darin, daß die Differentialeingangsspannung durch die Basis-Emitter- Durchbruchspannung von üblicherweise 5 bis 10 V begrenzt ist, so daß die Differentialspannungseingangssignale, die die Schaltung aufnehmen kann, eine entsprechende Beschränkung erfahren wurden. In gleicher Weise müßten, um die Schaltung für weite Eingangssignalbereiche geeignet zu machen, die Schaltung also für z. B. große Spannungsbereiche einsetzen zu können, die Transistoren 10 bis 20 als Hochspannungstransistoren mit niedrigem Stromfluß ausgebildet u erden. Um den Eingangsstromfluß auf einem Minimum zu halten, müßten die Transistoren 10 bis 20 wiederum Hochspannungstransistoren mit niedrigem Strom aber hoher Verstärkung sein. Um andererseits die Eingangsspannungsversetzung zu minimieren, müßten die Transistoren 10 bis 20 genau aufeinander abgestimmt sein, indem sie gleichzei-

5i) lig auf einem monolithischen integrierten Schaltkreis hergestellt werden. Wenn die Anzahl der analogen Eingangssignale auf fünf oder sechs beschränkt ist, stehen Bauteile zur Verfugung, die den meisten, jedoch nicht allen der obigen Forderungen entsprechen, wenn jedoch die Anzahl der analogen Eingangssignale, wie etwa bei einem System zur Anzeige der verschiedenen Lagen von Steuerstäben in einem Kernreaktor, groß ist, beispielsweise über 20 liegt, so lassen sich keine Bauteile im Handel mehr finden, die allen Forderungen noch genügen.

Fig. Ib ist die Wahrhcitstaoelle für die Schaltung ii.ich Fig. la, die die Zustünde des entsprechenden Binärausgangs ABC wiedergibt, wenn die verschiedenen analogen l'.ingange 1 —m steuern. wob«*i die Wahrhcits-

b5 tabelle das Verständnis der Arbeitsweise der Schaltung nach l·' ig. la erleichtern soll.

F.ine für die vorliegende Erfindung typische Schaltung zur Verwirklichung der oben eeniinnten Funktionen, die

mit billigen, im Handel erhältlichen Standardbauteilen arbeitet und den erforderlichen niedrigen Vorspannungsstrom, eine niedrige Spannungsverschiebung und einen hohen Differentialcingangsspannungsbereich hat, ist mil Fig. 2a gezeigt. Mit dieser Schaltung wird die Ausgangsspannung in Abhängigkeit von dem höchsten Eingangssigna! gesieuert. während bei I·' i g. 3a eine entsprechende Schaltung dargestellt ist. bei der das niedrigste Eingangssignal maßgeblich ist. Als Grundbauteil wird ein Operationsverstärker, beispielsweise im Hinblick auf seine verriegelungssichere Arbeitsweise und seine niedrigen Kosten ein 747-Operationsversiärker verwendet. Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig.2A wird im nachstehenden Absatz beschrieben, wobei jedoch nicht außeracht gelassen werden sollte, daß die Beschreibung ebenso auf die Schaltung nach Fig. 3A zutrifft, deren Ausgang durch das Eingangssignal gesteuert wird, das zu einem bestimmten Zeitpunkt den niedrigsten Analogwert hat.

Zum leichteren Verständnis der Schaltung nach Fig. 2A sei angenommen, daß deren Eingang 2 den höchsten Analogwert aller Eingangssignale hat. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 60 steigt dann genügend weit an, um den Basis-/Emitterübergang des Transistors 70 und die Diode 82 in Vorwärisrichtung vorzuspannen, so daß das Signal in den invertierenden Eingang des Verstärkers 60 mit einem der Spannung am Eingang 2 entsprechenden Wert rückgekoppelt wird. Da dieselbe Spannung durch alle invertierenden F.ingänge jedes der Verstärker 58—68 rückgekoppelt wird und da alle anderen Eingänge niedriger als der Eingang 2 liegen, werden alle weiteren Verstärker 58, 62, 64, 66 sowie 68 negativ gesättigt. Da der Transistor 70 leitet, geht auch der Transistor 94 in den Ein-Zustand. so daß am Ausgang ABC das Binarsignal 001 auftritt. Wird angenommen, daß der Eingang 4 das höchste aller F.ingangssignaie führt, so sind die Transistoren 74 und 78 (wobei dieser Transistor normalerweise durch das Eingangssignal »η« gesteuert wird) leitend, was den Binärkode 10! ergibt. Infolgedessen ist die Kodierung in dem Niveauverfolgungs-Detektor enthalten und durch die Einschaltung der Transistoren 70—78 in die Rückkopplungsschleife und die entsprechende ODER-Verknüpfungsverdrahtung der Kollektoren verwirklicht. Da die Transistoren in der Rückkopplungsschleife enthalten sind, werden die Eingangsimpedanz und die Spannungsverschiebung nur durch den gewählten Operationsverstärker bestimmt. Die Transistoren 94—98 und die Widerstände 100—110 dienen als Niveauumsetzer (um das Stromausgangssignal in ein Spannungssignal abzuwandeln) und sind in diesem Beispiel aus Krlä'uterungsgründen vorgesehen. Da das analoge Ausgarigssigna! ebenso das zu den invertierenden Eingängen aller Verstärker rückkoppeinde Signal ist, »folgt« es dem höchsten Eingangssignal, von dem es sich nur um die Spannungsverschiebung des Operationsverstärkers unterscheidet. Wie auf dem einschlägigen Gebiet bekannt, kann diese Spannungsverschiebung durch Einschaltung eines Trennpotentiometers in den Verstärkerkreis auf NuI! zurückgeführt werden. Die Wahrheitstabelle nach F i g. 2B ist selbsterläuternd im Hinblick auf die Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 2A. deren entsprechende Ausgangssignale sie veranschaulicht, die erhalten werden, wenn jeweils einer der Eingänge 1 — η die Steuerwirkung ausübt bzw. dominiert. Ein ähnlicher Vorgang läuft in Verbindung mit der Schaltung nach F i g. 3A ab. deren zugehörige Wahrhcitstabelle mit F i g. 3B wiedergegeben ist. In beiden Schaltungsausführungen sind die entsprechenden Dioden 82, 84, 86, 88 und 90 in Reihe mit dem Emitter-/Basisübergang des entsprechenden Folgetransistors geschaltet, um einen Durchbruch dieses Übergangs zu verhindern. Ferner ist die Anzahl der Ausgänge, die erforderlich sind, um das binär kodierte Signal in beiden Schaltungen zu führen, gleich X, wobei 2X gleich »n« und »n« wiederum gleich der Anzahl der Eingänge ist.

Eine Vereinfachung der mit Fig. 2A wiedergegebenen Schaltung zeigt F i g. 4, wobei diese Schaltung sich für Fälle einsetzen läßt, in denen die Minimumanzahl beschriebener kodierter Ausgänge nicht erforderlich ist. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform kann jede Stufe entsprechend den einzelnen analogen Eingängen

is einen Aufbau ähnlich demjenigen mit dem Verstärker 60. dem Transistor 70 und der Diode 82 haben. Die ausgeübte Funktion ist einfach die eines Differentialverstärkers mit n-Eingängen, jedoch mit den zusätzlichen Vorzügen, wie sie zuvor beschrieben wurden und durch das Kriterium nach dieser Erfindung gefordert werden. Es sei darauf hingewiesen, daß der kodierte Ausgang der F i g. 4 eine Anzahl Ausgangsklemmen benötigt, die gleich der Anzahl analoger Eingänge ist. Der Vorteil dieser Schaltung besteht in der Standardisierung jeder Stufe, mit einer entsprechenden Zunahme der Leitungen, die notwendig sind, um die von den Ausgängen übermittelte Information weiterzuleiten. Die Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 4 entspricht derjenigen, wie sie in Verbindung mit Fig. 2A erläutert wurde. In der gleichen Weise kann eine Schaltung zur »Verfolgung« des niedrigsten analogen Eingangssignals in Analogie zur Schaltung nach der F i g. 3A aufgebaut werden. Eine weitere Vereinfachung, wie sie mit Fig. 5 gezeigt ist, kann für Anwendungsfälle vorgesehen werden,

j5 die keinen kodierten Ausgang erfordern. Die Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 5 erklärt sich selbst. Dabei weist die Schaltung nach F i g. 5 einen einzelnen analogen Ausgang auf, der die gleiche Amplitude wie das höchste Eingangssignal hat und diesem gegenüber »gepuffert« ist. Es ist wiederum eine Anzahl Operationsverstärker 58—68 vorgesehen, deren invertierende Eingänge parallel geschaltet und an die ODER-Verknüpfungs-Verdrahtung der Verstärkerausgangsdioden angeschlossen sind, die ihrerseits über einen gemeinsamen Knotenpunkt parallel zu einer Vorspannungsversorgung geschaltet sind. Um eine entsprechende Schaltung zu erhalten, die das niedrigste analoge Signal »verfolgt«, braucht nur die Richtung der entsprechenden Dioden umgekehrt und eine Vorspannung vorgesehen zu wer-

5u den. die die gleiche Größe wie die mit Vcc bezeichnete Spannung, jedoch ein dieser entgegengerichtetes Vorzeichen h^a*

Durch Verwendung der zusätzlichen Schaltungsanordnung nach Fig. 6 kann der Niveauverfolgungs-Detektor hohe Gleichtakt-Eingangssignale in der Größenordnung der mit Vnν bezeichneten Spannungen aufneh-. men. Es sei darauf hingewiesen, daß — wenngleich dies in den entsprechenden Figuren nicht gezeigt ist — jeder der Operationsverstärker inhärent eine positive und negative Vorspannungsversorgung + Vcc und — Vcc erfordert, die ebenfalls der Vorspannung Vcc entspricht, wie sie an dem gemeinsamen Knotenpunkt angegeben ist, der den analogen Ausgang mit dem negativen Eingang des Verstärkers koppelt. Die Fähigkeit hohe

h5 Glcichtakt-Eingangsspannungen zu verarbeiten, wird erreicht, indem die Niveauverfolgungs-Detektor-Schaltung erdfrei zwischen die höchste positive bzw. negative Versorgungsspannung Vuv gelegt ist und die analogen

Ausgänge verwendet werden, um die genaue Spannung zu steuern. Dementsprechend sind die analogen Ausgänge der verschiedenen Schaltkreise mit dem Knotenpunkt 112 zwischen Zenerdioden 114 und 116 verbunden, und die positiven bzw. negativen Vorspannungsquellen V₁C sind mit den entsprechenden Emittern der Transistoren 120 bzw. 118 verbunden. Somit werden alle zuvor beschriebenen wichtigen Parameter wie Vorspannungsstrom, Spannungsverschiebung und Differential-Eingangskapazität allein durch den gewählten Operationsverstärker bestimmt. Alle weiteren Elemente der Schaltungen können zu wirtschaftlichen Preisen allgemein im Handel erhältliche Bauteile niedrigerer Qualität sein. Infolgedessen läßt die Schaltung sich auf eine unbegrenzte ,\nzah! Eingänge η erweitern. Das analoge Ausgangssignal ist ein Ausgangssignal niedriger Impedanz, das je nach der gewählten Auslegung der Schaltung dem höchsten oder niedrigsten Eingangssignal genau folgt. Die Kodierung ist in der Niveauverfolgungs-Detektorstufe enthalten, ohne Beeinträchtigung der wesentlichen Eingangs-Parameter, wie sie sich sonst aus einem starken Vorspannungsstromfluß in den verschiedenen Eingängen ergeben könnte. Zusätzlich kann die Schaltung in der beschriebenen Weise geändert werden, um hohe Gleichtakt-Eingangsspannungen aufzunehmen.

Während bei Schaltungen nach dem Stand der Technik die Eingangsimpedanz allgemein durch den Faktor beta (d. h. die Stromverstärkung der verwendeten Transistoren) gesteuert wurde, wird in den Schaltungen nach der vorliegenden Erfindung die Eingangsimpedanz durch den Vorspannungsstrom des Operationsverstärkers gesteuert, welcher der an den jeweiligen Eingängen gezogene Strom ist. Zwischen dem Basisstromeingang, der für dieses Stromziehen nach dem Stand der Technik verantwortlich ist, und dem Basisstrom der Operationsverstärker läßt sich eine Beziehung aufstellen. Der Vorspannungsstrom entspricht dem Basisstrom, der dem Kollektorstrom geteilt durch beta gleich ist. Verwendet man die optimalen derzeit im Handel erhältlichen Bauteile, so sind Vorspannungsstrom-Kennwerte in der Größenordnung von 10~ " A erhältlich, während die optimalen Kennwerte z. Z. zur Verfügung stehender Transistoren Basisströme in der Größenordnung von 10- ^b A erfordern. Damit ist der Vorzug der Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei der eine verhältnismäßig hohe Eingangsimpedanz im Vergleich zum Stand der Technik vorgesehen wird, aus der Verringerung der Belastung ersichtlich, die an der Analogeingangsschaltung auftritt.

Wo ferngr ein genauer Vergleich der Eingangssignal" erforderlich ist, weist der Schaltungsaufbau nach der Erfindung eine Differenz-Spannungsverschiebung auf, die sich auf Null zurückführen läßt, während die Spannungsverschiebung nach dem Stand der Technik durch den Spannungsabfall an dem BasisVEmitterübergang bestimmt wird, der sich nicht auf Null zurückführen läßt. Dementsprechend liefert die Schaltung nach der vorliegenden Erfindung einen eine genaue Wiedergabe bildenden Analogausgang, der dem analogen Eingang folgt, während der Stand der Technik einen Analogausgang liefert, der in der Größenordnung der Spannung an dem Basis-/Emitterübergang abweicht. Wie zuvor erwähnt, kann diese Differenz — wenngleich der erwähnte Spannungsabfall im Vergleich zu den in Verbindung mit den Festkörperelementen verwendeten Spannungen klein zu sein scheint — einen Verlust an Information bedeuten, die von den Ausgängen übermittelt werden soll. Hin/u kommt, dall die an den entsprechenden Eingangen auftretende Differenzspannung nicht mehr wie beim Stand der Technik auf die Basis-'F.mittcriibergang-Durchbruchspannuiig der Eingangstransi-

-> stören begrenzt ist. sondern erl'indungsgemäß Bereiche in der Größenordnung der Versorgungsspannungen überspannen kann, so daß die vom Detektor verarbeitbare Dilferen/F.mgangsspaniuing erhöht wird.

Ferner führt die vorliegende Erfindung /.u einer Vi r-

Hi ringcrung des Schaltungsaufwands, da — wie mit F i g. 2 veranschaulicht — ein Niveauumsetzer je Digital-Bit-Ausgang erforderlich ist, wahrend im Vergleich dazu Schaltungen nach dem Stand der Technik einen Niveauumsetzer pro Eingang erforderten.

!5 Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung stellt somit eine optimale Einheil zur Verfügung, um eine Vielzahl Eingangssignale zu vergleichen und zu bestimmen und dabei ein elektrisch gepuffertes analoges Ausgangssignal entsprechend dem höchsten Eingangssignal vor/.eichcngetreu zu reproduzieren, wobei ein zweiter digitaler kodierter Ausgang identifiziert, welches der Eingangssignale aus der Mehrzahl Eingangssignale maßgeblich ist. Die abgeleitete Funktion wird nicht nur mit der theoretisch möglichen Genauigkeit durchgeführt, sondern auch mit einem Minimum an Bauteilen, ohne dabei eine nennenswerte Belastung des Eingangsschaltkreises hervorzurufen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Ermitteln des Extremwertes von mehreren Meßwerten mit π Operationsverstärkern mit je einem ersten, z. B. invertierenden und je einem zweiten, z. B. nicht invertierenden Eingang, wobei die ersten Eingänge parallel geschaltet sind und die zweiten Eingänge mit den entsprechenden Eingangsbuchsen verbunden sind, sowie mit π Dioden, die jeweils in Reihe mit den entsprechenden Operationsverstärker-Ausgängen in einer Richtung geschaltet sind, so daß das Ausgangssignal gemäß seinem vorgegebenen Vorzeichen weitergeleitet wird wobei jede der Dioden in einer ODER-Verknüpfung mit dem analogen Ausgang verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (Widerstand nach — V«· in F i g. 5; F i g. 6) zur Erzeugung einer Referenzvorspannung, die parallel zu einem gemeinsamen Verbindungspunkt der ODER-Verknüpfung der η Dioden und der Parallelschaltung der η ersten Eingänge geschaltet ist und die η Operationsverstärker so vorspannt, daß sie das eine der η Eingangssignale mit dem extremen Wert an den analogen Ausgang weiterleiten.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Dioden jeweils ein Transistorverstärker vorgeschaltet ist (F i g. 4).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen einer Referenzspannung eine erdfreie Vorspannung liefert, um auf diese Weise hohe Gleichtaktbetriebseingangsspannungen für die η Eingänge in der Größenordnung der Vorspannung aufnehmbar zu machen (F i g. 6).

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Codiereinrichtung (94 bis 1 tO, F i g. 2a), die auf den einen der η Eingänge anspricht, der den extremen Analogwert hat. um einen damit korrespondierenden digital codierten Ausgang (A. B. C)zu liefern.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Ausgang (A. B. C)η Bits enthält.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Ausgang (A, B. C) X Bits enthält, wobei ?^Λ = η und η eine Potenz von 2 ist.