DE1062280B - Schaltungsanordnung fuer eine Einrichtung zur Auswertung von elektrischen Spannungen von abgestuften Groessenwerten - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Einrichtung zur Auswertung von elektrischen Spannungen von abgestuften Größenwerten zur Signalisierung in einer Empfangseinrichtung. Die genannte Auswerteeinrichtung ist aus mehreren Schaltungseinheiten aufgebaut, deren jede einer bestimmten Größenwertstufe der auszuwertenden Spannung zugeordnet ist und die als Schalter wirkungsfähige Schaltelemente enthalten. Derartige Auswerteeinrichtungen haben unter anderem als Meßgeräte, aber in einer vorzugsweisen Anwendung auch in Fernsprechanlagen mit Tastenwahl Verwendung gefunden. Hierbei wertet die Einrichtung von einer Fernsprechteilnehmerstation als Spannungswerte gegebene Signalkennzeichen aus, welche zur Herstellung von Fernsprechverbindungen dienen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine solche Auswerteeinrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer jeden Schaltungseinheit der Empfangseinrichtung neben als Schalter wirkungsfähigen Transistoren ohmsche Widerstände in Reihenschaltung mit spannungsabhängigen Schaltelementen — sogenannten Zenerdioden — an den Basen der Transistoren angeordnet sind, deren Durchlaßspannungswerte entsprechend den Größenwertstufen der auszuwertenden Signalspannung bemessen sind, daß die Emitter der Transistoren in den einzelnen Schaltungseinheiten an den einzelnen Spannungsteilerstufen eines an der Betriebsspannung liegenden Spannungsteilers liegen, derart, daß die Potentialstufen am Spannungsteiler eine den auszuwertenden Potentialstufen entgegengerichtete Größenabstufung aufweisen, und daß die Basen der Transistoren der jeweils vorgeordneten Schaltungseinheiten durch Richtleiter in solcher Durchlaßrichtung mit den Kollektoren der Transistoren der jeweils nachgeordneten Schaltungseinheiten zur Auswertung der Größenwertstufe der anliegenden Signalspannung verbunden sind, daß bei Durchlässigwerden des Transistors in einer nachgeordneten Schaltungseinheit den Basen der Transistoren aller vorgeordneten Schaltungseinheiten ein Sperrpotential aufgedrückt wird. Es ist auf diese Weise sichergestellt, daß einer jeden Größenwertstufe der Signalspannung eine und nur eine bei Anliegen einer bestimmten Größenwertstufe der Signalspannung an der Empfangseinrichtung im Aktivzustand befindliche Schaltungseinheit entspricht, wogegen alle anderen, den anderen Größenwertstufen der Signalspannung entsprechenden Schaltungseinheiten inaktiv sind.

Die Anordnung der Erfindung bringt den Vorteil, daß zur Auswertung der Signalspannungswerte nur trägheitslos wirkende elektronische Schaltmittel verwendet sind und daß außerordentlich niedrig be-Schaltungsanordnung

für eine Einrichtung zur Auswertung

von elektrischen Spannungen

von abgestuften Größenwerten

Anmelder:
Standard Elektrik Lorenz

Aktienges ells chaft,

Stuttgart-Zuffenhausen,

Hellmuth-Hirth-Str. 42

Dipl.-Ing. Rainer Thyen, Hirschlanden,
ist als Erfinder genannt worden

messenen Spannungswerten sichere und stets gleichbleibende Auswerteergebnisse erreichbar sind. Wechselt jedoch die angelegte Signalspannung stetig von einer Größenwertstufe zu einer anderen Größenwertstufe, so erfolgt trotzdem eine sprunghafte Aktivierung der nächsten Transistorstufe und eine ebenso sprunghafte Sperrung der vorher wirksamen Transistorstufe. Wenn nämlich die nachfolgend wirksam werdende Transistorstufe durchlässig wird und anfängt, einen sperrenden Einfluß auf die vorgeordnete Transistorstufe auszuüben, tritt hierdurch eine geringfügige Stromstärkenänderung und als Folge dieser eine Potentialverlagerung in dem Spannungsteiler ein, welche einen Rückkopplungsvorgang darstellt, der dazu führt, daß.nun die nachfolgende Stufe sprunghaft völlig durchlässig und die vorgeordnete ebenso gesperrt wird.

Ein weiteres Merkmal der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist die Anordnung eines spannungsabhängigen Richtleiters — z. B. einer Zenerdiode — parallel zu jenem Bereich der Spannungsteilerwiderstände, an denen der zur Auswertung der Signalspannungsstufen werte verwendete Bereich der Betriebsspannung abfällt. Dadurch wird Konstanz dieses Spannungsbereiches unabhängig von Schwankungen der Betriebsspannung erreicht.

Es ist aber auch möglich, einen spannungsabhängigen Richtleiter einem anderen Bereich der Spannungsteilerwiderstände parallel zu schalten, wodurch sich die Ansprechspannungswerte der Auswerteschaltungseinheiten mit den Schwankungen der

909 579/239

Claims (3)

Betriebsspannung verschieben. Solcherart ist es möglich, Relativänderungen der Ansprechwerte zu den Betriebsspannungsschwankungen je nach den Erfordernissen zu verändern. Schließlich ist es in einer besonderen Ausführungsform möglich, den in der Basisleitung der ersten Transistorstufe liegenden spannungsabhängigen Richtleiter dadurch zu ersparen, daß der Widerstandswert des Teihviderstandes des Spannungsteilers, an dem das Vergleichspotential für die auf die höchste Stufe der Signalspannung ansprechende Auswerteschaltungseinheit auftritt, so bemessen wird, daß dieses an dem Teilwiderstand auftretende Yergleichspotential gleich ist dem Ansprechspannungswert dieser Schaltungseinheit. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel mit drei Auswerteschaltungseinheiten zur Auswertung von drei Größenstufen der Signalspannung Ux. Diese liegt zwischen den Klemmen Erde und Sig an; die Betriebsspannung U liegt an den Klemmen + und —. Je Schaltungseinheit ist ein Transistor TrI bis TrZ vorgesehen. In bekannter Weise tritt an den an den Kollektoren angeschlossenen Arbeitswiderständen Wi4t bis Wi6 im Falle der Aktivierung einer Schaltungseinheit ein Spannungsabfall auf, der zwischen der Klemme 0 und jeweils einer der Klemmen 1, 2, 3 zur Auswertung der empfangenen Signale dienen kann. Im Ruhezustand sind die Transistoren TrI bis Tr 3 gesperrt, weil kein Strom über ihre Basen fließt. An der Klemme Sig kann nun eine Signalspannung Ux gegen Erde angelegt werden, welche in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel den drei Größenwertstufen der Potentiale in den Punkten Pl, P 2, PZ, vermehrt um die jeweilige Ansprechspannung der Zenerdioden Zl . . . Z 3, entspricht. Bei Anliegen der höchsten Größenwertstufe der Signalspannung wird die Schaltungseinheit mit dem Transistor TrI aktiv, und die Transistoren 7>2 und TrZ bleiben gesperrt, da sie keine Aussteuerung erfahren; bei Anliegen der mittleren Größenwertstufe der Signal spannung Ux wird die Schaltungseinheit mit dem Transistor Tr 2 aktiv, und die beiden anderen Transistoren TrI und TrZ sind gesperrt, und schließlich ist bei Anliegen der niedrigsten Größeuwertstufe der Signalspannung Ux die Schaltungseinheit mit dem Transistor Tr 3 aktiv, und die Transistoren TrI und Tr2 sind gesperrt. Diese Funktion der Schaltungsanordnung nach der Erfindung folgt daraus, daß bei Anliegen einer Signalspannung Ux bestimmter Größenstufe, z. B. der mittleren entsprechend dem Potential im Punkt P1, vermehrt um die Ansprechspannung der Zenerdiode Z 2, die Basis des Transistors Tr 2 um einen geringen Spannungswert negativer wird als das Potential P2 am Emitter, wodurch er durchlässig wird und zwischen den Klemmen 0 und 2 eine Signalspannung auftritt. An der Basis des Transistors TrI herrscht hingegen infolge der Wirkung der Diode Di 1 etwa das Potential des Punktes P2, da der Transistor Tr2 durchlässig ist; am Emitter des Transistors TrI herrscht hingegen das Potential des Punktes Pl, das niedriger ist als das am Punkt P2 anliegende, daher ist der Transistor TrI gesperrt. Die Basis des Transistors Tr 3 liegt auf keinem definierten Potential, da die Zenerdiode Z 3 sperrt, der Transistor Tr3 ist daher ebenfalls gesperrt. Die aussteuernde Wirkung der Signalspannung Ux auf die Basis des Transistors TrI über WiI, Zl wird durch Anlegen des Sperrpotentials über DiI unwirksam gemacht. Sinngemäß ergibt sich daraus, daß bei Aktivierung der Schaltungseinheit mit dem Transistor Tr 3 bei Anliegen der niedrigsten Signalspannungsstufe an der Klemme Sig die Basis des Transistors Tr 3 auf einem um ein Geringes niedrigeren Potential als das des Punktes P 3 liegt. Daher wird der Transistor Tr 3 durchlässig, und das Potential an den Basen der Transistoren TrI und Tr2 springt über die Dioden Di2 und Di 3 auf den Wert des Potentials im Punkt P 3, also auf einen über dem ίο Wert der Potentiale Pl, P 2 der Emitter liegenden Wert, wodurch die Transistoren TrI und Tr 2 gesperrt werden. Die Zenerdiode Z 4 dient zur Konstanthaltung des Spannungsbereiches der Betriebsspannung U, der an den Spannungsteilerwiderständen Rl bis i?4 abfällt. Betriebsspannungsschwankungen sind daher ohne Einfluß auf die Genauigkeit der Auswertung der Signalspannungsstufen. Die Zenerdiode Z 5 kann alternativ — unter Weg- ao fall der Zenerdiode Z 4 — einen anderen Spannungsbereich konstant halten, so daß die Betriebsspannungsschwankungen in voller Höhe auf die Vergleichspotentiale in den Punkten P1, P2, PZ einwirken und daher je nach Wunsch veränderbare Wirkungen erzielbar sind. Bei Angleichung des \7ergleichspotentialwertes für die höchste Größenwertstufe der Signalspannung an den Ansprechspannungswert der zugeordneten Schaltungseinheit kann die Zenerdiode Z1 wegfallen, weil ihre Ansprechspannung in diesem Fall den Wert Null haben müßte. P A T E N T Λ N S P Γ. CCHEi

1. Schaltungsanordnung für eine Einrichtung zur Auswertung von elektrischen Spannungen von abgestuften Größenwerten zur Signalisierung in einer Empfangseinrichtung, welche aus mehreren Schaltungseinheiten aufgebaut ist, deren jede einer Größenwertstufe der auszuwertenden Spannung zugeordnet ist und die als Schalter wirkungsfähige Schaltelemente enthalten, vorzugsweise für die Auswertung von bei Tastenwahl in Fernsprechanlagen von einer Teilnehmerstation gegebenen, eine Verbindungsherstellung veranlassenden Signalkennzeichen, dadurch gekennzeichnet, daß in einer jeden Schaltungseinheit der Empfangseinrichtung neben als Schalter wirkungsfähigen Transistoren (TrI . . . TrZ) ohmsche Widerstände (WiI, Wi2, WiZ) in Reihenschaltung mit spannungsabhängigen Schaltelementen (Zl, Z2, Z3) an den Basen der Transistoren angeordnet sind, deren Durchlaßspannungswerte entsprechend den Größenwertstufen der auszuwertenden Signalspannung (Ux) bemessen sind, daß die Emitter der Transistoren in den einzelnen Schaltungseinheiten an den einzelnen Spannungsteilerstufen eines an der Betriebsspannung (U) liegenden Spannungsteilers (Rl ... R^) liegen, derart, daß die Potentialstufen am Spannungsteiler eine den auszuwertenden Potentialstufen entgegengerichtete Größenabstufung aufweisen, und daß die Basen der Transistoren (TrI ... Tr 3) der jeweils vorgeordneten Schaltungseinheiten durch Richtleiter (Dioden DiI ... DiZ) in solcher Durchlaßrichtung mit den Kollektoren der Transistoren der jeweils nachgeordneten Schaltungseinheiten zur Auswertung der Größenwertstufe der anliegenden Signalspannung (Ux) gekoppelt sind, daß bei Durchlässigwerden des Transistors einer nachgeordneten Schaltungseinheit den Basen der

Transistoren aller vorgeordneten Schaltungseinheiten ein Sperrpotential aufgedrückt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein spannungsabhängiger Richtleiter (Z 4) entweder parallel zu jenem Bereich der Spannungsteilerwiderstände (Rl, R2, R3) geschaltet ist, an denen der zur Auswertung der Signalspannungsstufen werte (Ux) verwendete Bereich der Betriebsspannung (£7) abfällt, wodurch Konstanz dieses Spannungsbereiches unabhängig von Schwankungen der Betriebsspannung erreicht wird, oder daß ein spannungsabhängiger Richtleiter (Z 5) einem anderen Bereich (R2, R3, i?4) der Spannungsteilerwiderstände (i?l...i?4) parallel geschaltet ist, wodurch sich

die Ansprechspannungswerte der Auswerteschaltungseinheiten mit den Schwankungen der Betriebsspannung (U) verschieben.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des Teilwiderstandes (Rl) des Spannungsteilers (Rl. . . i?4), an dem das Vergleichspotential für die auf die niedrigste Stufe der Signalspannung ansprechende Auswerteschaltungseinheit auftritt, so bemessen ist, daß dieses an dem Teilwiderstand (Rl) auftretende Vergleichspotential gleich ist dem Ansprechspannungswert dieser Schaltungseinheit, wodurch der dieser Schaltungseinheit zugeordnete spannungsabhängige Richtleiter (ZT) entbehrlich wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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