AT374016B

AT374016B - Schaltungsanordnung zum spannungsvergleich zweier entgegengesetzt gepolter gleichspannungen

Info

Publication number: AT374016B
Application number: AT0548581A
Authority: AT
Inventors: Walter Koelzer
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1981-12-21
Publication date: 1984-03-12
Also published as: ATA548581A

Description


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   Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Spannungsvergleich zweier entgegengesetzt gepolter Gleichspannungen, welche über je einen strombestimmenden Widerstand einen Summenpunkt bilden, der an den invertierenden Eingang eines ersten, als Summierverstärker wirkenden Operationsverstärkers angeschlossen ist. 



   In der Spannungsversorgung vieler elektrischer und elektronischer Einrichtungen, insbesondere auf dem Gebiet der Regelungstechnik, ist es von oftmals ausschlaggebender Bedeutung, genau definierte und stabile Versorgungsspannungen zur Verfügung zu haben. Dies trifft auch in jenen Fällen zu, in denen zufolge der Eigenheiten von Schaltungen mit Operationsverstärkern zu einem elektrischen Mittelpunkt symmetrisch entgegengesetzt gerichtete Gleichspannungen zur Verfügung gestellt werden müssen. 



   Es ist naheliegend, für derartige Einsatzbereiche Komparatoren mit durch Zenerdioden stabilisierten Referenzspannungen vorzusehen. Derartige Verfahren sind in ihrer Genauigkeit naturgemäss durch die Toleranzbereiche der Zenerdioden von etwa 5 bis 10% und deren Temperaturabhängigkeit begrenzt. Überdies ist bei der Herstellung derartiger Schalteinrichtungen ein beträchtlicher Aufwand zu ihrem Abgleich auf den gewünschten Spannungswert erforderlich. Andere Methoden, wie beispielsweise die Verwendung von Normalelementen oder Glimmstrecken mit Spannungsteilern, sind gleichfalls seit langem bekannt, gelten aber zu Recht als zu aufwendig und technisch überholt. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zur Verfügung stehenden Versorgungsspannungen elektronischer Bauelemente, vorzugsweise in der Regelungstechnik, zu überwachen und allenfalls auch als Glied einer Regelkette korrigierend einzugreifen. Sie ist zur Verwendung mit entgegengesetzt gepolten, im wesentlichen mittelpunktsymmetrischen Gleichspannungsquellen vorgesehen. 



   Die Erfindung besteht darin, dass der Ausgang des ersten Operationsverstärkers über einen als Gleichrichterdiode ausgebildeten Entkoppelzweipol mit dem nichtinvertierenden Eingang eines weiteren Operationsverstärkers verbunden ist. der über einen Widerstand an einem Bezugspotential liegt, dass weiters der Ausgang des ersten Operationsverstärkers über einen dem ersten Entkoppelzweipol entgegengesetzt gepolten zweiten Entkoppelzweipol mit dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers verbunden ist, der über einen andern Widerstand an dem Bezugspotential liegt, und dass zwischen dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers und dessen nichtinvertierenden Eingang ein Mitkopplungswiderstand geschaltet ist. 



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. 



   Die Summe der bei P und N zugeführten Betriebsspannungen wird in einem Summierverstärker - gebildet, an dessen invertierenden Eingang die   Widerstände --2   und 3-- als Summensignalbilder anliegen. Die Ausgangsspannung des   Operationsverstärkers-l-ist   bei Gleichheit der Spannungen P und N in bezug auf die Bezugsspannung M gleich Null. Ändern sich die Spannungen P und N derart, dass ihr Verhältnis konstant bleibt, ist auch das Ausgangssignal von 1 gleich Null.

   Tritt eine ungleichmässige, unsymmetrische Änderung einer der Spannungen P oder N in bezug auf die Bezugsspannung M auf. so wird durch die   Entkoppelzweipole --4   bzw. 5-- der jeweils zugeordnete Eingang des   Operationsverstärkers --6-- aktiviert.   Der Ausgang dieses Operationsverstärkers ist zur Stabilisierung mit einem   Mitkopplungswiderstand-7-an   den nichtinvertierenden Eingang zurückgeführt. Ein Widerstand --8-- ist als Rückführwiderstand für die Verstärkung des   Operationsverstärkers-l-massgeblich   und wird zur Festlegung der Ansprechempfindlichkeit vorgesehen. Die beiden Eingänge des   Operationsverstärkers --6-- sind   über Ent-   kopplungswiderstände --9   und   10-- an   die Bezugsspannung gelegt. 



   Es ist einleuchtend, dass durch die erfindungsgemässe Ausführung bei Anwendung moderner Verfertigungsverfahren in grossen Stückzahlen zufolge des Wegfalls des bei den bekannten Verfahren notwendigen und bei jedem einzelnen Gerät gesondert durchzuführenden Abgleiches ein sehr wesentlicher Vorteil für die Fertigungstechnik und damit für den Kostenaufwand bei der Herstellung entsteht. 



   In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, einen der beiden Eingänge des   Operationsverstärkers --6-- mit   einer andern Vorspannung als der Bezugsspannung vorzuspannen und damit den Regelbereich der erfindungsgemässen Schaltung entsprechend zu verschieben. 

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   Der Verwendungsbereich der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung umfasst den gesamten Überwachungsbereich von Versorgungsspannungen und kann überdies auch durch entsprechende Stellglieder, welche vom Ausgang des   Verstärkers-l   und/oder   6-- der Spannungsnachführung   dienen, in an sich dem Fachmann geläufiger Weise als Spannungsregeleinrichtung Verwendung finden.

Claims

PATENTANSPRUCH : Schaltungsanordnung zum Spannungsvergleich zweier entgegengesetzt gepolter Gleichspannungen. welche über je einen strombestimmenden Widerstand einen Summenpunkt bilden, der an den invertierenden Eingang eines ersten, als Summierverstärker wirkenden Operationsverstärkers angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des ersten Operationsverstärkers (1) über einen als Gleichrichterdiode ausgebildeten Entkoppelzweipol (5) mit dem nichtinvertierenden Eingang eines weiteren Operationsverstärkers (6) verbunden ist.

der über einen Widerstand (10) an einem Bezugspotential liegt, dass weiters der Ausgang des ersten Operationsverstärkers (1) über einen dem ersten Entkoppelzweipol (5) entgegengesetzt gepolten zweiten Entkoppelzweipol (4) mit dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (6) verbunden ist, der über einen andern Widerstand (9) an dem Bezugspotential liegt, und dass zwischen dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (6) und dessen nichtinvertierenden Eingang ein Mitkopplungswiderstand (7) geschaltet ist.