DE2406094C2 - Schaltungsanordnung zum Umschalten der Polarität von Analogsignalen - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Umschalten der Polarität von AnalogsignalenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Umschalten der Polarität von Analogsignalen
für Digital-Analog-Umsetzer mit einem Umschalter, der wahlweise ein Signal mit verschiedener Polarität
auf den Eingang eines Differenzverstärkers schaltet.
Die Digital-Analog-Umsetzern zugeführten Digitalwerte enthalten häufig neben dem Absolutwert eine
Angabe über das Vorzeichen, die in der Regel im Eintrag einer logischen Eins oder Null in einer be- 4"
stimmten Stelle des Digitalwertes besteht. Wird ein solcher Digilalwert einem Digital-Analog-Umsetzer
zugeführt, so muß dieser eine Spannung abgeben, deren Größe durch den Absolutwert und deren
Polarität durch das Vorzeichen bestimmt ist. Aus der DT-AS 12 80 306 und der DT-OS 20 02 387 sind
Schaltungsanordnungen der eingangs beschriebenen Art bekannt, mit denen die Polarität von Spannungen
umgeschaltet werden kann. Sie haben jedoch insbesondere den Nachteil, daß die zu schaltende Spannung
in den beiden Schaltstellungen des Umschalters über unterschiedliche Bauelemente geführt wird und
daher leicht Fehler auftreten. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zu schaffen, mit der bei geringem Aufwand eine Spannung oder ein Strom wahlweise in
beiden Polaritäten mit geringen Fehlern erzeugt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei Widerstände, die jeweils mit dem
Anschluß an einem Eingang des Differenzverstärkers und mit dem anderen Anschluß auf einem gemeinsamen
Potential liegen, in Reihe mit den je nach der vom Eingangssignal bestimmten Polarität des Analogsignals geschalteten Umschaltern und dem Digital-
Analog-Umsetzer, der einen dem Absolutwert des Digitalwertes entsprechenden eingeprägten Strom
liefert, geschaltet sind. Im Falle der Digital-Analog-Umsetzung wird das Analogsignal von einem
unipolaren Digital-Analog-Umsetzer abgegeben, dessen Ausgangssignal gegebenenfalls in einen eingeprä°ten
Strom umgewandelt werden muß. Dieser durchfließt je nach Schaltstellung des Umschalters
den einen oder den anderen Widerstand und erzeugt an diesem einen Spannungsabfall, der die Eingangsspannung des Differenzverstärkers ist. Sind die Widerstände
gleich groß, so bleibt nach dem Umschalten der Spannungsabfall gleich; er tritt aber mit umgekehrter
Polarität am Eingang des Differenzverstärkers auf, so daß auch dessen Ausgangsspannung die Polarität
umkehrt. Vorteilhaft liegt der jeweils stromdurchflossene Widerstand sowie der Umschalter im
Gegenkopplungsweg eines Verstärkers, der dann den Strom liefert. Der Einsatz eines Differenzverstärkers
bringt den Vorteil mit sich, daß eine etwaige Störspannung am Ausgang unterdrückt wird.
An Hand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen
näher beschrieben und erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Analogsignal ein Strom ist, und
Fig. 2 ein Beispiel für die Polaritätsumschaltung einer Spannung.
Den Eingängen E eines unipolaren Digital-Analog-Umsetzers DA U werden die den Absolutwert eines
Digitalwertes darstellenden Binärsignale zugeführt. Sein Ausgangssignal ist ein der Größe des Absolutwertes
entsprechender eingeprägter Strom iE. Mit dem Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers ist der invertierende
Eingang eines Verstärkers Vl verbunden, dessen nichtinvertierender Eingang über einen nicht
bezeichneten Widerstand auf Nullpotential liegt. Der Ausgang dieses Verstärkers ist über zwei Widerstände
Rl und Rl und zwei Feldeffekttransistoren FETl und FETl mit dem invertierenden Eingang verbunden.
Die beiden Feldeffekttransistoren bilden zusammen mit einem Invertierglied N einen Umschalter,
der über einen Eingang V gesteuert ist, dem das das Vorzeichen des Digitalwertes kennzeichnende Binärsignal
zugeführt wird. Ist dieses z. B. eine positive Spannung, so ist der Transistor FET 2 gesperrt,-der
Transistor FETl durchgestaltet und der Strom iE
fließt aus dem Verstärker VI durch den Widerstand
Rl, an dem er einen Spannungsabfall UE erzeugt.
Durch den Widerstand Rl fließt kein Strom, so daß die an diesem abfallende Spannung UE" Null ist
und am Eingang eines Differenzverstärkers Vl nur die Spannung UE liegt, die bei der eingezeichneten
Polarität der Spannung UE, die von der eingezeichneten
Richtung des Stromes iE herrührt, eine positive Ausgangsspannung +UA des Differenzverstärkers V2
ergibt. Das positive Signal am Eingang V gibt daher an, daß der am Digital-Analog-Umsetzer DA U zugeführte
Wert positiv sein soll. Ist das dem Eingang V zugeführte Signal Null, so ist der Transistor FETl
gesperrt und der Transistor FET 2 durchgeschaltet, so daß nun am Widerstand R1 ein Spannungsabfall auftritt,
der, wenn die WiderständeR1 und Rl gleich
sind, gleiche Größe wie der zuvor am Widerstand R 2 aufgetretene hat. Am Widerstand R1 liegt praktisch
keine Spannung. Am Eingang des Differenzverstärkers V 2 ist nur die Spannung UE", deren Polarität
vom Eingang des Verstärkers Vl aus gesehen entgegengesetzt
der Polarität der Spannung UE ist, so
daß von ihm die Spannung - UA abgegeben wird. Durch Umschalten der Transistoren FET! und
<f
FETl wird also die Polarität der Ausgangsspannung gewechselt.
Die Eingangsspannung des Verstärkers V 2 ist nur gleich der Summe der an den Widerständen R 1 und
Rl abfallenden Spannungen. Die Spannungsabfälle an den Transistoren FETl und FETl g^hen nicht
ein; der Umschalter verursacht daher keinen Fehler, vorausgesetzt, daß dei Strom /,.- ein eingeprägter
Strom ist. Dies kann, falls der Digital-Analog-Umsetzer keinen hochohmigen Ausgang hat, in üblicher
Weise dadurch erreicht werden, daß in den Ausgangskreis ein großer Widerstand, z. B. die Emitter-Kollektor-Strecke
eines Transistors geschaltet ist. Macht man die Widerstände R 1 und R 2 unterschiedlich
groß, so wird erreicht, daß bei einer Umschaltung der Polarität der Ausgangsspannung gleichzeitig auch
deren Größe in einem bestimmten Verhältnis verändert wird. Durch Einschalten eines gestrichelt gezeichneten
Widerstandes R 3 in den Ausgangskreis des Verstärkers Vl und durch Verbinden des vom
Verstärker Vl abgewandten Anschlusses des Widerstandes
R 3 mit dem nicht invertierenden Eingang wird der Ausgang des Verstärkers Vl hochohmig, und der
dem Digital-Analog-Umsetzer DA U zugeführte Digitalwert wird als Strom iA ausgegeben, wobei die Polarität
durch das dem Eingang V zugeführte Signal bestimmt ist.
Wie schon erwähnt, kann, wenn der Digitai-Analog-Umsetzer
keinen hochohmigen Ausgang hat, der Verstärker V 1 in geeigneter Weise beschältet werden.
Fig. 2 zeigt hierzu ein Beispiel. Die Ausgangsspannung
des Digital-Analog-Umsetzers wird dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers Vl zugeführt,
der wiederum mittels eines Umschalters US wahlweise über den Widerstand R 1 oder den Widerstand
Rl gegengekoppelt ist. Durch den Widerstand/?!
wird vom Verstärker Vl ein Strom geschickt, der der
Eingangsspannung proportional ist.
Im Ausführungsbeispiel ist die Erfindung zur PoIaritätsumschaltung
des Ausgangssignals eines Digital-Analog-Umsetzers eingesetzt. Sie kann aber auch für
die Polaritätsunischaltung beliebiger anderer unipolarer analoger Spannungen oder Ströme eingesetzt
werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Schaltungsanordnung zum Umschalten der Polarität von Analogsignalen für Digital-Analog-Umsetzer
mit einem Umschalter, der wahlweise ein Signal mit verschiedener Polarität auf den
Eingang eines Differenzverstärkers schaltet, d a durch gekennzeichnet, daß zwei Widerstände
(Rl, Rl), die jeweils mit dem einen Anschluß an einen Eingang des Difierenzverstarkers
(Vl) und mit dem anderen Anschluß auf einem gemeinsamen Potential liegen, in Reihe mit
den je nach der vom Eingangssignal (V) bestimmten Polarität des Analogsignals geschalteten umschaltern
(FETl, FETl, N) und dem Digital-Analog-Umsetzer
(DAU), der einen dem Absolutwert des Digitalwcrles entsprechenden eingeprägten
Strom liefert, geschaltet sind.
2 Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, (Jadurch
gekennzeichnet, daß der jeweils stromdurchflossene Widerstand (Al, Rl) und der jeweils
stromdurchflossene Transistor (Ftl.l>
FETl) des Umschalters den Gegenkopplungspiad eines Verstärkers (Kl) bilden.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742406094 DE2406094C2 (de) | 1974-02-08 | Schaltungsanordnung zum Umschalten der Polarität von Analogsignalen | |
JP50015860A JPS50115947A (de) | 1974-02-08 | 1975-02-06 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742406094 DE2406094C2 (de) | 1974-02-08 | Schaltungsanordnung zum Umschalten der Polarität von Analogsignalen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2406094A1 DE2406094A1 (de) | 1975-04-17 |
DE2406094B1 DE2406094B1 (de) | 1975-04-17 |
DE2406094C2 true DE2406094C2 (de) | 1977-12-29 |
Family
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