DE2811729A1

DE2811729A1 - Schalteinrichtung

Info

Publication number: DE2811729A1
Application number: DE19782811729
Authority: DE
Inventors: Anatolij Vasilievitsch Furman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-17
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE2811729C3; DE2811729B2

Description

Schalteinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf Schaltmittel für elektrische Signale, insbesondere eine Schalteinrichtung.
Sie kann in Präzisionsschaltern zum Schalten von Gleichstromsignalen, vor allem wirksam in mehrstufigen Schaltern elektrischer Signale, verwendet werden.
Es gibt eine Schalt einrichtung in Form einer aktiven Schaltbaugruppe, die mit einem Operationsverstärker mit Gegenkopplungs-Schaltelementen ausgeführt ist. Beim Einschalten der Schaltelemente schließt sich der Gegenkopp--lungskreis des Operationsverstärkers und der Schaltelement-Ubergangswiderstand nimmt stark ab. Jedoch führt die Nullpunktablagespannung (Driftspannung) der Operationsverstärker zu einer instabilen Restspannung an der aktiven Schaltbaugruppe, was Schaltfehler beim Schalten von Gleichstromsignalen verursacht und das Anwendungsgebiet der Schalteinrichtung auf der Grundlage einer aktiven Schaltbaugruppe begrenzt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine derartige Schalteinrichtung zu schaffen, die es gestattet, die Fehler beim Schalten von Gleichstromsignalen durch Verminderung der Rest spannung an der aktiven Schaltbaugruppe in deren Schließstellung wesentlich zu vermindern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Lehre nach dem Patentanspruch 2 angegeben.
Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung sichert eine wesentliche Verminderung der Restspannung und ihrer Instabilität an der aktiven Schaltbaugruppe in deren Schließstellung.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung; Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild der gleichen Schalteinrichtung, Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung enthält zwei in Reihe geschaltete und je mit einem Operationsverstärker 1 bzw. 2 (Fig. 1) ausgeführte aktive Schaltbaugruppen und zwei Speicherschaltungen 3 und 4 für die Nullpunktablagespannungen der Operationsverstärker 1, 2. Jeder Operationsverstärker 1, 2 ist mit einer starken Gegenkopplung mittels Schaltelementen 5 und 6 bzw. 7 und 8 versehen. Als Eingangsklemmen 9 und 10 der Schalteinrichtung dienen die Verbindungspunkte der Schaltelemente 5 und 6 bzw. 7 und 8. Die Speicherschaltungen 3 und 4 sind mit ihrem Eingang an den Ausgang 11 bzw. 12 der Operationsverstärker 1 bzw. 2 angeschlossen. Der Ausgang der Speicherschaltung 3 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang 13 des Operationsverstärkers 2 und der Ausgang der Speicherschaltung 4 mit dem nichtinvertierenden Eingang 14 des Operationsverstärkers 1 verbunden.
Jede Speicherschaltung 3 bzw. 4 enthält einen Kondensator 15 bzw. 16 (Fig. 2), dessen erster Anschluß mit dem Mittelpunkt der Speisequellen 18 und 19 der Operationsverstärker 1 und 2 verbunden ist. Der zweite Anschluß der Kondensatoren 15 bzw. 16 ist über ein entsprechendes Schaltelement 20 bzw. 21 an den nichtinvertierenden Eingang 13 bzw. 14 des gegenüberliegenden Operationsverstärkers 2 bzw. 1 gelegt: der Anschluß des Kondensators 15 über das Schaltelement 20 an den nichtinvertierenden Eingang 13 des Operationsverstärkers 2 und der Anschluß des Kondensators 16 über das Schaltelement 21 an den nichtinvertierenden Eingang 14 des Operationsverstärkers 1.
Außerdem ist der zweite Anschluß jedes Kondensators 15 bzw. 16 jeweils an den Ausgang 11 bzw. 12 des benachbarten Operationsverstärkers 1 bzw. 2 über ein Ladeschaltelement 22 bzw. 23 angeschlossen.
Jede Speicherschaltung 3 bzw. 4 (Fig. 1) enthält auch zwei Schaltelemente 24, 25 bzw. 26, 27 (Fig. 2) zum Kurzschließen der Eingänge der Operationsverstärker 1 bzw.
2. Die Schaltelemente 24 bzw. 26 sind zwischen dem Ausgang 11 bzw. 12 des entsprechenden Operationsverstärkers 1 bzw. 2 und dessen invertierendem Eingang 28 bzw. 29 geschaltet, während die Schaltelemente 25 bzw. 27 zwischen dem nichtinvertierenden Eingang 14 bzw. 13 des entsprechenden Operationsverstärkers 1, 2 und dem Mittelpunkt 17 der Speisequellen 18 und 19 der Operationsverstärker 1 und 2 geschaltet sind.
Die Schalteinrichtung arbeitet wie folgt: Auf ein Signal hin von einer (in Fig. 1, 2 nicht gezeigten) Steuereinrichtung sind im Speicherbetrieb die Schaltelemente 22 - 27 geschlossen, wobei der nichtinvertierende Eingang 14 bzw. 13 der Operationsverstärker 1bzw.
2 mit dem Mittelpunkt der Speisequellen 18 und 19 der Operationsverstärker 1 und 2 verbunden ist. Über das Schaltelement 24 bzw. 26 steht der invertierende Eingang 28 bzw. 29 der Operationsverstärker mit ihren Ausgängen 11 bzw. 12 in Verbindung, so daß die Operationsverstärker 100%-ig gegengekoppelt sind.
Die Spannung vom Ausgang 11 bzw. 12 der Operationsverstärker lädt über das Ladeschaltelement 22 bzw. 23 den Kondensator 15 bzw. 16 bis auf eine Spannung gleich der Nullpunktablagespannung des entsprechenden Operationsverstärkers auf. Im Schaltbetrieb werden auf ein Signal hin von der Steuereinheit die Schaltelemente 5 - 8, 20 und 21 geschlossen, während sich die Schaltelemente 22 - 27 öffnen. Die gespeieherte Nullpunktablagespannung der Operationsverstärker 1 und 2 wird über das Schaltelement 20 bzw. 21 auf den nichtinvertierenden Eingang 14 bzw.
13 des entsprechenden Operationsverstärkers 1 bzw. 2 gegeben. Im Schaltbetrieb sind die Operationsverstärker mit Hilfe der Schaltelemente 5, 6 bzw. 7, 8 100%-ig gegengekoppelt, so daß sich am Ausgang 11 bzw. 12 der Operationsverstärker 1 bzw. 2 jeweils eine Spannung ergibt, die gleich der algebraischen Summe der Nullpunktablagespannung des einen Operationsverstärkers und der gespeicherten Nullpunktablagespannung des anderen Operationsverstärkers ist.
Die Nullpunktablagespannung jedes Operationsverstärkers 1 bzw. 2 geht in diese algebraische Summen mit ein und demselben Vorzeichen ein, da die gespeicherten Ablagespannungen auf den nichtinvertierenden Eingang der Operationsverstärker 1 bzw. 2 gegeben werden. Die aktiven Schaltbaugruppen sind in Reihe geschaltet, und zwischen den Eingangsklemmen 9 und 10 wird die Differenzsspannung der am Ausgang der Operationsverstärker 1 und 2 anliegenden Summenspannungen eingestellt; da letztere aus gleichen Gliedern mit gleichem Vorzeichen bestehen, ist die Spannungsdifferenz zwischen den Eingangsklemmen 9 und 10 gleich Null. Somit findet eine volle Kompensation der Restspannung an den Eingangsklemmen 9 und 10 der Schalteinrichtung statt.
Leerseite

Claims

An~sprüc~he Oi Schalteinrichtung auf der Grundlage einer aktiven Schaltbaugruppe, die als Operationsverstärker mit Gegenkopplungs-Schaltelementen ausgeführt ist, gekennzeichnet durch zwei in Reihe geschaltete gleiche derartige aktive Schaltbaugruppen und zwei gleiche Speicherschaltungen (3; 4) für die Operationsverstärker(1, 2)-Nullpunktablagespannung, deren Eingang jeweils mit dem Ausgang (11; 12) eines der Operationsverstärker (1; 2) und deren Ausgang jeweils mit dem nichtinvertierenden Eingang (13; 14) des jeweils anderen Operationsverstärkers (2; 1) verbunden ist (Fig. 1).
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Speicherschaltung (3, 4) für die Operationsverstärker(l, 2)-Nullpunktablagespannung aufweist: einen Kondensator (15; 16), dessen einer Anschluß an den Mittelpunkt (17) der Speisequellen (18, 19) der Operationsverstärker (1; 2) und dessen anderer Anschluß über ein Schaltelement (20; 21) an den nichtinvertierenden Eingang (13; 14) des jeweils anderen Operationsverstärkers (2, 1) und über ein Ladeschaltelement (22; 23) an den Ausgang (11; 12) des jeweils einen Operationsverstärkers (1; 2) angeschlossen ist, und zwei Schaltelemente (24, 25; 26, 27) zum Kurzschließen der Eingänge des Operationsverstärkers (1; 2) im Zeitpunkt der Speicherung, dessen eines (24; 26) zwischen dem Ausgang (11; 12) und dem invertierenden Eingang (28; 29) des jeweils einen Operationsverstärkers (1, 2) und dessen anderes (25; 21) zwischen dem nichtinvertierenden Eingang (14; 13) des jeweils einen Operationsverkers (28, 29) und dem Mittelpunkt (17) der Speisequellen (18, 19) der Operationsverstärker (1, 2) geschaltet ist (Fig. 2).