DE2629172A1 - Amplitude threshold circuit with two differential amplifiers - has three bistable flipflops connected to resistors at amplifier outputs - Google Patents

Abstract

The circuit tests analogue signals to find whether their amplitude exceeds or does not reach specified thresholds. It delivers an output signal when the analogue signal level is above or below the specified threshold. Each differential amplifier (V1, V2) is connected as voltage repeater, and its output is connected to a series circuit consisting of a diode (D1, D2) and a resistor (R5, R6). Setting inputs of bistable flip-flops (FF1, FF2, FF3) are connected to the resistors (R5, R6). The logic element is advance of the flip-flops is an OR gate.

Description

Schaltungsanordnung zur Uberprüfung von Analog-Signalen aufCircuit arrangement for checking analog signals

das Auftreten mit einer vorgegebene Schwellwerte über- oder unterschreitenden Amplitude.the occurrence with a predetermined threshold value exceeding or falling below Amplitude.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einer aus zwei in Reihe geschalteten Operationsverstärkern beziehenden Amplituden-Schwellwertschaltung zur Überprüfung von Analog-Signalen auf das Auftreten mit einer vorgegebene Schwellwerte über- bzw. unterschreitenden Amplitude und zur Abgabe eines Ausgangssignals in dem Fall, daß das Auftreten eines Analog-Signales mit einem oberhalb bzw. unterhalb des jeweils vorgegebenen Schwellwertes liegenden Pegel ermittelt wird.The invention relates to a circuit arrangement with a from two series-connected operational amplifiers referring to amplitude threshold value circuit for checking analog signals for occurrence with a specified threshold value exceeding or falling below amplitude and for the delivery of an output signal in the Case that the occurrence of an analog signal with an above or below of the respective predetermined threshold level is determined.

Es ist bereits eine Amplituden-Schwellwertschaltung bekannt (US-PS 3 708 678), die zwei in Reihe geschaltete Operationsverstärker enthält. Dem in der betreffenden Reihenschaltung ersten Operationsverstärker wird an einem Eingang das hinsichtlich seiner Amplitude jeweils zu überprüfende bzw. zu bewertende Signal zugeführt. An dem anderen Eingang des betreffenden Operationsverstärkers liegt eine Vergleichsspannung. Der andere Operationsverstärker der beiden vorgesehenen Operationsverstärker ist mit seinem einen Eingang direkt und mit seinem anderen Eingang über zwei antiparallel geschaltete Dioden an dem Ausgang des erstgenannten Operationsverstärkers angeschlossen. Die betreffende bekannte Amplituden-Schwellwertschaltung gibt Ausgangssignale mit der einen oder mit der anderen Polarität in Abhängigkeit davon ab, ob die ihr eingangsseitig zugeführten Analog-Signale mit einer oberhalb oder unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegenden Amplltude auftreten. Die betreffende bekannte Amplituden-Schwellwertschaltung vermag indessen keine Anzeigesignale zu liefern, die individuell anzeigen, ob die Amplitude des der betreffenden Schaltungsanordnung jeweils zugeführten Analog-Signals größer oder kleiner ist als der vorgegebene Schwellwert.There is already an amplitude threshold circuit known (US-PS 3 708 678), which contains two operational amplifiers connected in series. That in the relevant series circuit first operational amplifier is at one input that signal to be checked or evaluated with regard to its amplitude fed. At the other input of the operational amplifier in question there is one Equivalent stress. The other operational amplifier of the two planned operational amplifiers is direct with its one entrance and anti-parallel with its other entrance via two connected diodes connected to the output of the first-mentioned operational amplifier. The known in question Amplitude threshold circuit gives output signals with one or the other polarity depending on whether the her Analog signals supplied on the input side with one above or below one given threshold value lying amplitude occur. The known in question Amplitude threshold circuit, however, is not able to deliver any display signals, which individually indicate whether the amplitude of the circuit arrangement in question each supplied analog signal is greater or less than the specified threshold value.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie von einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art auf relativ einfache Weise Anzeigesignale erhalten werden können, die individuell eine Anzeige darüber liefern, ob das der betreffenden Schaltungsanordnung jeweils zugeführte Analog-Signal eine oberhalb oder unterhalb vorgegebener Schwellwerte liegende Amplitude besitzt.The invention has for its object to show a way how from a circuit arrangement of the type mentioned in a relatively simple manner Display signals can be obtained which individually provide an indication of whether the respective analog signal supplied to the circuit arrangement in question has a has amplitude lying above or below predetermined threshold values.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß jeder Operationsverstärker der Amplituden-Schwellwertschaltung als Spannungsfolger geschaltet und ausgangsseitig mit einer aus einer Diode und einem Widerstand bestehenden Reihen schaltung verbunden ist und daß an den Widerständen der beiden Reihenschaltungen bistabile Kippschaltungen mit ihren Setzeingängen angeschlossen sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines reM*iv geringen schaltungstechnischen Aufwands für die Abgabe von Anzeigesignalen, die individuell eine Anzeige darüber liefern, ob das der Schaltungsanordnung zugeführte jeweilige Analog-Signal eine Amplitude besitzt, die größer oder kleiner als die vorgegebentSchwellwerte ist.The object indicated above is achieved with a circuit arrangement of the type mentioned according to the invention in that each operational amplifier the amplitude threshold circuit connected as a voltage follower and on the output side connected to a series circuit consisting of a diode and a resistor is and that the resistors of the two series circuits are bistable flip-flops are connected to their set inputs. This has the advantage of a reM * iv low circuit complexity for the output of display signals, which individually provide an indication of whether the supplied to the circuit arrangement respective analog signal has an amplitude that is greater or less than that is given threshold values.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Widerstand jeder Reihenschaltung der Setzeingang einer bistabilen Kippschaltung angeschlossen, ferner ist an den Widerständen beider Reihenschaltungen der Setzeingang einer weiteren bistabilen Kippschaltung über Entkopplungsschaltmittel angeschlossen, und schließlich wird den Rücksteleingängen sämtlicher bistabiler Kippschaltungen vor Zuführung eines Analog-Signals zum Eingang der Amplituden-Schwellwertschaltung ein Rückstellsignal zugeführt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß mit relativ geringem schaltungstechnischen Aufwand erreicht ist, daß neben individuellen Anzeigesignalen bezüglich des Vorhandenseins eines Analog-Signals mit einer oberhalb bzw. unterhalb der vorgegebenen Schwellwerte liegenden Amplitude ein Anzeigesignal erhalten wird, das das Vorliegen eines Analog-Signals mit einer oberhalb oder unterhalb der genannten Schwellwerte liegenden Amplitude anzeigt.According to an advantageous embodiment of the invention, the resistor each series connection is the set input of one bistable flip-flop connected, furthermore the set input is connected to the resistors of both series connections another bistable multivibrator connected via decoupling switching means, and finally the reset inputs of all bistable flip-flops before an analog signal is fed to the input of the amplitude threshold value circuit a reset signal is supplied. This has the advantage that with relative low circuit complexity is achieved that in addition to individual display signals regarding the presence of an analog signal with one above or below a display signal is received within the amplitude of the specified threshold values, the presence of an analog signal with one above or below the mentioned Threshold values indicates lying amplitude.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.With the aid of a drawing, the invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung sind zwei in Reihe geschaltete Operationsverstärker V1 und V2 dargestellt. Diese Operationsverstärker Vi, V2 sind, wie ersichtlich, jeweils als Spannungsfolger geschaltet. Zu diesem Zweck ist der Ausgang des Operationsverstärkers V1 mit dessen invertierenden Eingang (-) über einen Widerstand R2 verbunden, und der Ausgang des Operationsverstärkers V2 ist mit dessen invertierenden Eingang (-) über einen Widerstand R4 verbunden. Der Operationsverstärker V2 ist mit seinem invertierenden Eingang (-) über einen Widerstand R3 am Ausgang des Operationsverstärkers V1 angeschlossen.In the drawing are two operational amplifiers connected in series V1 and V2 shown. These operational amplifiers Vi, V2 are, as can be seen, each connected as a voltage follower. For this purpose is the output of the operational amplifier V1 connected to its inverting input (-) via a resistor R2, and the output of the operational amplifier V2 is connected to its inverting input (-) connected via a resistor R4. The operational amplifier V2 is with its inverting Input (-) connected to the output of the operational amplifier V1 via a resistor R3.

Der Operationsverstärker V1 ist mit seinem invertierenden Eingang (-) über einen Schutzwiderstand R1 an einem Eingangsanschluß El angeschlossen. Zwischen diesem Eingangsanschluß El und einem Eingangsanschluß E2, der als Masse-Eingangsanschluß dient, werden die hinsichtlich ihrer Amplitude zu überprüfenden Analog-Signale der betreffenden Schaltungsanordnung zugeführt. Die nichtinvertierenden Eingänge (+) der beiden Operationsverstärker V1, q2 liegen direkt an Masse.The operational amplifier V1 is with its inverting input (-) connected to an input terminal El via a protective resistor R1. Between this input terminal El and an input terminal E2, which is used as a ground input terminal is used, the analog signals to be checked with regard to their amplitude are the relevant circuit arrangement supplied. The non-inverting inputs (+) the two operational amplifiers V1, q2 are directly connected to ground.

Am Ausgang des Operationsverstärkers Vi liegt eine Reihenschaltung, bestehend aus einer Diode Di und einem Widerstand R5. Am Ausgang des Operationsverstärkers V2 liegt eine entsprechende Reihenschaltung, bestehend aus einer Diode D2 und einem Widerstand R6. Die beiden Dioden Di, D2 sind für vom Ausgang des jeweiligen Operationsverstärkers V1 bzw. V2 abgegebene positive Signale in Durchlaßrichtung gepolt.At the output of the operational amplifier Vi there is a series circuit, consisting of a diode Di and a resistor R5. At the output of the operational amplifier V2 is a corresponding series circuit, consisting of a diode D2 and a Resistor R6. The two diodes Di, D2 are for the output of the respective operational amplifier V1 and V2 emitted positive signals polarized in the forward direction.

An einem Abgriff des Widerstands R5 ist eine bistabile Kippschaltung FF1 mit ihrem Setzeingang S angeschlossen. An einem Abgriff des Widerstands R6 ist eine bistabile Kippschaltung FF2 mit ihren Setzeingang S angeschlossen. An die beiden Abgriffe der Widerstände R5, R6 ist ferner eine weitere bistabile Kippschaltung FF3 mit ihrem Setzeingang S über ein als Entkopplungsschaltmittel dienendes ODER-Glied GO angeschlossen.A bistable flip-flop is at a tap of the resistor R5 FF1 connected to its set input S. At a tap of the resistor R6 is a bistable flip-flop FF2 is connected to its set input S. To both of them A further bistable trigger circuit is also tapped off the resistors R5, R6 FF3 with its set input S via an OR gate serving as a decoupling switch GO connected.

Die Rückstelleingänge R sämtlicher bistabiler Kippschaltungen FF1, FF2 und FF3 sind an einem Rückstelleingang Er gemeinsam angeschlossen. Die im Setzzustand der betreffenden bistabilen Kippschaltungen ein "1"-Signal führenden Ausgänge sind jeweils an einem gesonderten Ausgangsanschluß Al bzw. A2 bzw. A3 angeschlossen.The reset inputs R of all bistable multivibrators FF1, FF2 and FF3 are connected together to a reset input Er. The one in the set state of the relevant bistable multivibrators are outputs carrying a "1" signal each connected to a separate output connection A1 or A2 or A3.

Im blenden sei die Arbeitsweise der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnung näher betrachtet. Zunächst sei angenommen, daß vor Zuführung eines Analog-Signals zu dem Eingangsanschluß El dem Rückstelleingang Er ein "i"-Rückstellsignal zugeführt werden mag, so daß sichergestellt ist, daß zu Beginn eines sich nunmehr anschließenden Prüfvorgangs sämtliche bistabilen Kippschaltungen PF1, FF2 und FF3 im Rückstellzustand sind. Besitzt das dem Eingangsanschluß El zugeführte Analog-Signal eine negative Amplitude bezogen auf Masse, so gibt der Operationsverstärker V1 ausgangsseitig eine der Amplitude des betreffenden Analog-Signals entsprechende positive Ausgangsspannung ab, durch die die Diode D1 in Durchlaßrichtung beansprucht ist. Der Operationsverstärker V2 gibt dabei eine negative Ausgangsspanung ab, durch die die Diode D2 in Sperrichtung beansprucht ist. Liegt die somit am Abgriff des Widerstandes R5 bezogen auf Masse liegende Spannung oberhalb der zum Setzen einer der betrachteten bistabilen Kippschaltungen liegenden Setzspannung (das ist der eine vorgegebene Schwellwert), so werden die bistabile Kippschaltung FF1 und über das ODER-Glied auch die bistabile Kippschaltung FF3 gesetzt. Die bistabile Kippschaltung FF2 wird infolge Fehlens einer entsprechenden Setzspannung nicht gesetzt. Durch Einstellung des Abgriffs des Widerstands R5 kann somit eine individuelle Festlegung des Schwellwertes erfolgen, bei dessen Überschreiten die bistabilen Kippschaltungen FF1 und FF3 gesetzt werden. Durch die betreffende Einstellung ist damit also auch der Mindestpegel festgelegt, den ein am Eingangsanschluß El zugeführtes negatives Analog-Signal in seiner Amplitude unterschreiten muß, um entsprechende Setzvorgänge bei den bistabilen Kippschaltungen FF1 und FF3 zu bewirken.The mode of operation is shown in the drawing in the fade mode Circuit arrangement considered in more detail. First, assume that before feeding an analog signal to the input terminal El to the reset input Er an "i" reset signal may be supplied, so that it is ensured that at the beginning of a now subsequent test process all bistable multivibrators PF1, FF2 and FF3 are in the reset state. Has the analog signal fed to the input terminal El the operational amplifier V1 outputs a negative amplitude in relation to ground a positive output voltage corresponding to the amplitude of the analog signal in question from, through which the diode D1 is stressed in the forward direction. The operational amplifier V2 there a negative output voltage through which the diode D2 is claimed in the reverse direction. Is it because of the tap of the resistor? R5, based on ground, is a voltage above that for setting one of the considered bistable multivibrators lying set voltage (that is the one given Threshold value), then the flip-flop FF1 and via the OR gate the bistable flip-flop FF3 is also set. The bistable flip-flop FF2 is not set due to the lack of a corresponding set voltage. By attitude the tapping of the resistor R5 can thus be used to define the threshold value individually take place, when exceeded, the bistable flip-flops FF1 and FF3 are set will. The setting in question also defines the minimum level, the amplitude of a negative analog signal fed to the input terminal El must fall below the corresponding setting processes in the bistable multivibrators To effect FF1 and FF3.

Tritt am Eingangsanschluß El ein Analog-Signal mit einer positiven Amplitude bezogen auf Masse auf, so gibt der Operationsverstärker Vi ein der Amplitude dieses Analog-Signals entsprechendes negatives Ausgangssignal ab. Dadurch ist die Diode D1 in Sperrichtung beansprucht, und vom Abgriff des Widerstands R5 wird keine die bistabilen Kippschaltungen FF1 und FF3 -die annahmegemäß zuvor zuruckgestellt worden sein sollen -setzende Spannung abgegeben. Nunmehr gibt jedoch der Operationsverstärker V2 ausgangsseitig eine positive Ausgangsspannung ab, durch die die Diode D2 in Durchlaßrichtung beansprucht ist. Die somit am Abgriff des Widerstands R6 auftretende Spannung bewirkt - wenn sie mit einem den zum Setzen der Kippschaltungen erforderlichen Pegel (das ist der andere vorgegebene Schwellwert, der von dem genannten einen Schwellwert verschieden sein kann) überschreitenden Pegel auftritt - das Setzen der bistabilen Kippschaltung FF2 und der bistabilen Kippschaltung FF3. Durch Einstellen des Abgriffs des Widerstands R6 wird somit der individuelle Mindestpegel festgelegt, den ein am Eingangsanschluß El auftretendes positives Analog-Signal in seiner Amplitude überschreiten muß, um entsprechende Setzvorgänge bei den bistabilen Kippschaltungen FF2 und FF3 zu bewirken.If an analog signal with a positive occurs at the input terminal El Amplitude based on ground, the operational amplifier Vi is the amplitude this analog signal from the corresponding negative output signal. This is the Diode D1 is stressed in the reverse direction, and from the tap of resistor R5 is none the bistable flip-flops FF1 and FF3 - which are assumed to have been reset beforehand should have been -setting voltage emitted. Now, however, the operational amplifier is there V2 on the output side from a positive output voltage, through which the diode D2 in the forward direction is claimed. The voltage thus occurring at the tap of the resistor R6 causes - if they have the level required to set the flip-flops (das is the other predetermined threshold value, that of the aforementioned one threshold value may be different) exceeding level occurs - setting the bistable Flip-flop FF2 and the bistable flip-flop FF3. By setting the tap of Resistor R6 thus defines the individual minimum level that one has at the input terminal El occurring positive analog signal must exceed in its amplitude in order to to effect corresponding setting processes in the bistable multivibrators FF2 and FF3.

Die bistabile Kippschaltung FF2 gibt, wenn sie gesetzt worden ist, an den Ausgangsanschluß Ai ein "1"-Ausgangssignal ab, welches anzeigt, daß ein dem Eingangsanschluß El der betrachteten Schaltungsanordnung zugeführtes Analog-Signal eine Amplitude besitzt, die einen unterhalb eines vorgegebenen negativen Mindestwertes liegenden Wert besitzt. Die bistabile Kippschaltung FF2 gibt im Setzzustand an den Ausgangsanschluß A2 ein "1"-Ausgangssignal ab, welches anzeigt, daß das dem Eingangsanschluß El der beschriebenen Schaltungsanordnung zugeführte Analog-Signal eine Amplitude besitzt, die einen oberhalb eines vorgegebenen positiven MindeEtwertes liegenden Pegel besitzt. Die bistabile Kippschaltung PF3 gibt im Setzzustand an den Ausgangsanschluß A3 ein "1"-Ausgangssignal dann ab, wenn das dem Eingangsanschluß Ei der betrachteten Schaltungsanordnung zugeführte Analog-Signal mit einer Amplitude auftritt, die entweder einen oberhalb des vorgegebenen positiven Mindestwertes oder einen unterhalb des vorgegebenen negativen Mindestwertes liegenden Wert besitzt.The flip-flop FF2 gives, when it has been set, to the output terminal Ai from a "1" output signal, which indicates that a dem Analog signal supplied to the input terminal El of the circuit arrangement under consideration has an amplitude which is below a predetermined negative minimum value has a lying value. The bistable flip-flop FF2 is in the set state to the Output terminal A2 outputs a "1" output signal indicating that the input terminal The analog signal supplied to the circuit arrangement described has an amplitude which has a value above a predetermined positive minimum value Level. The bistable flip-flop PF3 is in the set state to the output terminal A3 then emits a "1" output signal when the input terminal Ei is considered Circuit arrangement supplied analog signal with an amplitude occurs either one above the specified positive minimum value or one below the predetermined negative minimum value.

2 Patentansprüche Leerseite2 claims Blank page

Claims (2)

P a t.e n t a n s p r ü c h e 1 y Schaltungsanordnung mit einer aus zwei in Reihe geschalteten Operationsverstärkern bestehenden Amplituden-Schwellwertschaltung zur Uberprüfung von Analog-Signalen auf das Auftreten mit einer vorgegebene Schwellwerte über- oder unterschreitenden Amplitude und zur Abgabe eines Ausgangssignals in dem Fall, daß das Auftreten eines Analog-Signals mit einem oberhalb bzw. unterhalb des jeweils vorgegebenen Schwellwertes liegenden Pegel ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Operationsverstärker (V1, V2) der Amplituden-Schwellwertschaltung als Spannungsfolger geschaltet und ausgangsseitig mit einer aus einer Diode (D1; D2) und einem Widerstand (R5; R6) bestehenden Reihenschaltung verbunden ist und daß an den Widerständen (R5, R6) der beiden Reihenschaltungen bistabile Kippschaltungen (FF1, FF2, FF3) mit ihren Setzeingängen angeschlossen sind. P a t.e n t a n s p r ü c h e 1 y Circuit arrangement with an off two series-connected operational amplifiers consisting of an amplitude threshold value circuit for checking analog signals for occurrence with a predefined threshold value exceeding or falling below amplitude and for the delivery of an output signal in the Case that the occurrence of an analog signal with an above or below the each predetermined threshold level is determined, characterized in that that each operational amplifier (V1, V2) of the amplitude threshold value circuit as Voltage follower switched and on the output side with one of a diode (D1; D2) and a resistor (R5; R6) existing series circuit is connected and that at the resistors (R5, R6) of the two series circuits, bistable multivibrators (FF1, FF2, FF3) are connected with their set inputs. 2) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Widerstand (R5; R6) jeder Reihen schaltung der Setzeingang einer bistabilen Kippschaltung (FF1; FF2) angeschlossen ist, daß an den Widerständen (R5, R6) beider Reihenschaltungen der Setzeingäng einer weiteren bistabilen Kippschaltung (FF3) über Entkopplungsschaltmittel (GO) angeschlossen ist und daß den Rückstelleingängen (R) sämtlicher bistabiler Kippschaltungen (FF1, FF2, FF3) vor Zuführung eines Analog-Signals zum Eingang (El, E2) der Amplituden-Schrzellwertschaltung (Vi, V2) ein Rückstellsignal zugeführt wird.2) Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that at the resistor (R5; R6) of each series circuit the set input of a bistable Flip-flop (FF1; FF2) is connected to the resistors (R5, R6) of both Series connections of the set inputs of another bistable multivibrator (FF3) is connected via decoupling switching means (GO) and that the reset inputs (R) of all bistable multivibrators (FF1, FF2, FF3) before an analog signal is supplied a reset signal to the input (El, E2) of the amplitude threshold value circuit (Vi, V2) is fed.