DE1277335B - Schaltungsanordnung zur aufeinanderfolgenden Entnahme einer Mehrzahl von elektrischen Signalen oder Spannungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche KL: 21 al-36/18

Nummer: 1277 335

Aktenzeichen: P 12 77 335.2-31 (M 70869)

Anmeldetag: 9. September 1966

Auslegetag: 12. September 1968

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur aufeinanderfolgenden Entnahme einer Mehrzahl von elektrischen Signalen oder Spannungen.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer relativ einfach aufgebauten Schaltungsanordnung der eingangs angeführten Gattung, die es ermöglicht, eine gewünschte Anzahl von Signalen oder Spannungen, bei denen es sich um Wechselstrom, Gleichstrom oder um einen einer Gleichspannung überlagerten Wechselstrom handeln kann, aufeinanderfolgend mit sehr großer Geschwindigkeit zu entnehmen.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch wenigstens ein Paar von Gattern, die jeweils mit einem Transistor versehen sind, dessen Emitter an einem festen Potential liegt, an dessen Kollektor eines der zu entnehmenden Signale bzw. eine der zu entnehmenden Spannungen angelegt ist und an dessen Basis eine vorgegebene Vorspannung angelegt ist, derart, daß der Transistor im Sperrzustand des Gatters gesperrt ist, ferner durch ein Paar gegeneinander- so geschalteter Dioden, die zwischen den Kollektoren der Transistoren eines Gatterpaares angeordnet sind, und durch Mittel zur aufeinanderfolgenden wechselweisen Überlagerung der an die Basis des Transistors in jedem Gatter angelegten Vorspannung mit zwei Sehaltspannungspegeln, derart, daß die Transistoren des Gatterpaares abwechselnd in den leitenden Zustand gebracht werden und an dem Verbindungspunkt der gegeneinandergeschalteten Dioden abwechselnd Spannungen auftreten, die den an die Kollektoren der Transistoren angelegten Spannungen entsprechen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß jedes Gatter einen an eine Gleichstromquelle mit vorgegebenem Potential angeschlossenen Spannungsteilerwiderstand, eine Eingangsdiode, über die die Schaltspannungspegel für das Gatter abwechselnd an einen Abgriff des Spannungsteilerwiderstandes gelegt werden, eine Verbindung zwischen einem anderen Abgriff des Spannungsteilerwiderstandes und der Basis des Transistors, einen Kondensator zwischen diesen Abgriffen und einen Widerstand besitzt, über den die durch das Gatter zu entnehmende Spannung an den Kollektor des Transistors angelegt ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß sie aus halb so vielen ersten Gatterpaaren, als Signale oder Spannungen zu entnehmen sind, besteht sowie aus Mitteln zur Anlegung eines der zu entnehmenden Signale oder einer der zu entnehmenden Spannungen an jedes der Gatter der ersten Paare, aus Mitteln zum Anlegen einer Schaltimpulsreihe vorgegebener Fre-Schaltungsanordnung zur aufeinanderfolgenden

Entnahme einer Mehrzahl

von elektrischen Signalen oder Spannungen

Anmelder:

The Marconi Company Limited, London

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs

und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. G. Manitz,

Patentanwälte,

8000 München 22, Robert-Koch-Str. 1

Als Erfinder benannt:
Ronald Arthur Tyler,
Chelmsford, Essex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 10. September 1965 (38 845)

quenz an alle entsprechenden Gatter der ersten Paare und einer Schaltimpulsreihe der gleichen Frequenz, mit entgegengesetzter Phasenlage an alle anderen Gatter der ersten Paare, aus halb so vielen zweiten Gatterpaaren als ersten Paaren, aus Mitteln zum Anlegen des durch eines der ersten Paare ausgewählten Signals oder der entsprechend ausgewählten Spannung an jedes der Gatter der zweiten Paare, aus Mitteln zum Anlegen einer gegenüber der vorgegebenen Frequenz doppelte Frequenz aufweisenden Schaltimpulsreihe an alle entsprechenden Gatter der zweiten Paare und einer Schaltimpulsreihe mit dieser doppelten Frequenz, aber entgegengesetzter Phasenlage an alle anderen Gatter der zweiten Paare usw., bis ein ausgewähltes Ausgangssignal durch die Auswahl eines Endgatterpaares ausgewählt wird, von dem ein Gatter eine Spannung oder ein Signal erhält, das durch aufeinanderfolgende Auswahlstufen von der Hälfte der ersten Gatterpaare abgeleitet ist und das andere eine Spannung oder ein Signal erhält, das in entsprechender Weise durch aufeinanderfolgende Auswahlstufen von der anderen Hälfte der ersten Gatterpaare abgeleitet ist.

Die Schaltspannungswellen der erforderlichen Frequenzen werden vorzugsweise von einer Frequenzteilerzähleinrichtung abgeleitet.

809 600/492

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der den entsprechend bezeichneten Zeilen der Fig. 2 Zeichnung im einzelnen erläutert; in dieser zeigt dargestellt sind. Die Zeilen α bis h in F i g. 2 zeigen,

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform daß jede dieser Wellenformen sich zwischen zwei der Erfindung und Pegeln verändert.

F i g. 2 eine zur Erklärung der Wirkungsweise der 5 Jedes Gatter besitzt einen gewöhnlichen Schalt-Erfindung dienende Darstellung von Kurvenverläufen. transistor R, dessen Emitter geerdet und dessen KoI-Zur Vereinfachung der Beschreibung ist die Aus- lektor mit der Gleichspannungseingangsklemme über führungsform der F i g. 1 als Stufen-Wellenform- oder einen Widerstand S verbunden ist. Ferner besitzt jedes -Rechteckspannungs-Generator erläutert, von dem Gatter einen an eine Spannungsquelle angeschloseinzeln einstellbare Gleichspannungen aufeinander- io senen Spannungsteilerwiderstand T, eine zwischen folgend entnommen werden, um eine Stufen-Wellen- einen Abgriff des Widerstandes T und der Schaltform zu erhalten, bei der die Werte der Stufen durch spannungseingangsklemme des Gatters geschaltete die eingestellten Werte der Gleichspannungen fest- Diode U, einen zweiten mit der Basis des Transistors gelegt sind. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die verbundenen und positiveres Potential aufweisenden Erfindung auch bei allen anderen Fällen zu ver- 15 Abgriff und einen zwischen die zwei Abgriffe gewenden ist, in denen eine aufeinanderfolgende Ent- schalteten Kondensator W.

nähme von Signalen oder Spannungen gefordert wird. Die Gatter sind paarweise zusammengeschaltet.

So kann die Erfindung beispielsweise dazu verwendet Die Kollektoren der Transistoren R der Gatter jedes werden, Hochfrequenzspannungen oder andere einer Gatterpaares sind über zwei gegeneinandergeschaltete Gleichspannung überlagerte Wechselspannungen oder ao Dioden X und Y verbunden, und der Verbindungsvon Hochfrequenzspannungen oder anderen Wechsel- 'punkt ist mit Z bezeichnet. Es wird nunmehr das Spannungen abgeleitete Gleichspannungen zu ent- Gatterpaar 15 und 16 betrachtet und angenommen, nehmen. Die Erfindung kann beispielsweise auch als daß sich der Transistor des ersteren im leitenden Testgerät zum automatischen Prüfen einer Einrich- Zustand befindet und der Transistor des letzteren tang verwendet werden, bei der an einer Anzahl von 25 gesperrt ist. In diesem Falle wird die bei E ange-Punkten Spannungen auftreten, von denen keine einen legte Gleichspannung im wesentlichen an Erde gevorgegebenen Wert überschreitet, solange die Ein- legt, und die bei M angeschlossene Gleichspannung richtung sicher arbeitet. Wird ein gemäß der Erfin- erscheint am Verbindungspunkt Z zwischen den zwei dung aufgebautes Gerät zur aufeinanderfolgenden Dioden X und Y, welche die zwei Gatter miteinander Entnahme der Spannungen an diesen Punkten oder 30 verbinden. Wenn der Transistor des Gatters 16 leitend davon abgeleiteten Spannungen mit einer Sicherheits- und der Transistor im Gatter 15 gesperrt ist, tritt oder Alarmeinrichtung versehen, die automatisch be- bei Z etwa die bei E angelegte Spannung auf. Somit tätigt wird, wenn der Ausgang des Geräts einen vor- werden dadurch, daß die Transistoren der zwei Gatgegebenen Wert überschreitet, so wird dadurch eine ter eines Gatterpaares abwechselnd in den leitenden automatische Alarmgebung oder eine Sicherheits- 35 Zustand geschaltet werden, die an diese Gatter anüberwachung erreicht, wenn die zu prüfende Ein- gelegten Gleichspannungen abwechselnd ausgewählt, richtung nicht mehr sicher arbeitet. Die in Fig. 1 wodurch die zu beliebiger Zeit (am PunktZ) ausdargestellte Ausführungsform der Erfindung ist zur gewählte Spannung im wesentlichen der Spannung aufeinanderfolgenden Entnahme von sechzehn Span- entspricht, die an das Gatter angelegt ist, dessen Trannungen ausgelegt, aber mittels der Erfindung kann 40 sistor gesperrt ist.

auch eine geringere oder eine größere Anzahl von Die Gatter 15 und 16, 17 und 18, 19 und 20, 21

Spannungen entnommen werden. und 22, 23 und 24, 25 und 26, 27 und 28, 29 und 30

In der Fig. IA sind die sechzehn zu entnehmen- sind wie beschrieben zu Paaren zusammengefaßt, und den Spannungen als einzeln einstellbare Spannungen die durch zwei dieser Paare ausgewählten Spannungen dargestellt, die von den Abgriffen von sechzehn 45 werden als Gleichstrom-Eingangsspannungen den Potentiometern (von denen nur fünf dargestellt sind) Gattern eines weiteren Gatterpaares zugeführt. So ist abgeleitet sind und an den Klemmen A, B .. .O, P ein weiteres Gatterpaar 7 und 8 vorgesehen, von auftreten. Zur Vereinfachung der Fig. IA sind elek- denen das Gatter 7 die Eingangsgleichspannung von trisch zusammengefaßte Klemmen mit den gleichen dem Punkt Z zwischen den Gattern 15 und 16 und Bezugszeichen oder -zahlen versehen. Somit sind die 50 Gatter 8 die Eingangsspannung von dem Punkt Z zwei mit A bezeichneten Klemmen in gleicher Weise zwischen den Gattern 17 und 18 erhält. In entsprenxiteinander verbunden wie die zwei mit B bezeich- chender Weise ist ein weiteres Paar von Gattern 9 neten Klemmen, die zwei mit 17 bezeichneten Klem- und 10 mit Gattern 19 bis einschließlich 22 verbunmen und die zwei mit 25 bezeichneten Klemmen usw. den. Das nächste Gatterpaar 11 und 12 ist mit Gat-Die Einrichtung weist dreißig Schaltgatter auf, die 55 tern 23 bis einschließlich 26 und das folgende Gattermit den Bezugszeichen 1 bis 30 versehen sind. Da paar 13 und 14 ist mit Gattern 27 bis einschließlich alle Gatter gleich aufgebaut sind, wurden nur die 30 verbunden.

Gatter 15 und 16 im einzelnen dargestellt. Jedes Jedes weitere Gatterpaar ist in entsprechender

Gatter besitzt zwei Eingangsklemmen. Eine dieser Weise mit dem einen oder anderen eines zusätzlichen Klemmen, die im Fall der Gatter 15 bis einschließ- 60 Gatterpaares verbunden und stellt die ausgewählte lieh 22 und 23 bis einschließlich 30 mit einem Groß- Spannung als Gleichstromeingang zur Verfügung. So buchstaben bezeichnet ist, liegt an einer Gleich- erhält das Gatter 3 als Eingangsspannung die von den spannung, und die andere Klemme, die mit den glei- Gattern 7 und 8 ausgewählte Spannung, das Gatter 4 chen Bezugszeichen wie das betreffende Gatter ver- erhält die von den Gattern 9 und 10 ausgewählte sehen ist, erhält eine Schaltspannungswelle von einem 65 Spannung, das Gatter 5 erhält die von den Gattern Frequenzteilerzählgerät Q. Dieses Gerät besitzt acht 11 und 12 ausgewählte Spannung, und das Gatter 6 mit α bis h bezeichnete Ausgangsklemmen, an denen erhält die von den Gattern 13 und 14 ausgewählte eine von acht Schaltwellenformen auftritt, wie sie in Spannung.

Die zwei zusätzlichen Gatterpaare sind in entsprechender Weise mit einem Endgatterpaar 1 und 2 verbunden, von dem das erste Gatter die von den Gattern 3 und 4 ausgewählte Gleichspannung und das zweite Gatter die von den Gattern 5 und 6 ausgewählte Gleichspannung erhält. Die Endausgangsspannung, die von dem Endgatterpaar 1 und 2 aus den zwei Eingangsgleichspannungen ausgewählt wird, erscheint an der Endausgangsklemme A US. ίο

Aus Fig. 2 ergibt sich, in welcher Weise die Gatter geschaltet werden. Eine Rechteckwellenform, wie sie in Fig. 2 in Zeile (α) dargestellt ist, oder eine andere geeignete Wellenform mit vorgegebener Freqrienz, z. B. 32 kHz, wird als Haupteingang an das Zihlgerätß angelegt, das in bekannter Weise aufgebaut ist und an seinen Ausgangsklemmen α bis h die Schaltwellenformen liefert, wie sie in den Zeilen (a) bis Qi) der Fi g. 2 dargestellt sind. Jede dieser Wellenformen schwankt zwischen zwei Pegeln. Wird der obere Pegel an eines der Gatter angelegt, so wird der Transistor dieses Gatters gesperrt, und im Falle des Anlegens des unteren Pegels an das Gatter wird der Transistor in den leitenden Zustand gebracht. Die Schaltwellenform (ä) entspricht der Eingangswellenform des Gerätes Q und wird an das Gatter 1 angelegt. Die Wellenform Q)), die im Vergleich zu (a) entgegengesetzte Phasenlage aufweist, ist an das Gatter 2 gelegt. Die Wellenform (c) weist eine um die Hälfte geringere Frequenz als die Wellenform (a) auf und wird an die Gatter 3 und 5 gelegt. Die Wellenform (d) hat gegenüber (c) entgegengesetzte Phasenlage und liegt an den Gattern 4 und 6. Die Wellenform (e) weist eine um die Hälfte geringere Frequenz als (c) auf und liegt an den Gattern 7, 9, 11 und 13. Die Wellenform (/) besitzt gegenüber (e) entgegengesetzte Phasenlage und liegt an den Gattern 8,10, 12 und 14. Die Wellenform (g) besitzt eine um die Hälfte geringere Frequenz als (e) und liegt an den Gattern 15,17,19,21,23, 25, 27 und 29. Die Wellenform Qi) weist gegenüber der Wellenform (g) entgegengesetzte Phastenlage auf und liegt an den verbleibenden Gattern 16,18, 20, 22, 24, 26, 28 und 30. Demgemäß erscheint an der Ausgangsklemme A US eine Wellenform, wie sie in der Zeile (AUS) der F i g. 2 dargestellt ist. Diese Wellenform besteht aus sechzehn aufeinanderfolgenden und einen Halbzyklus der Wellenform (ä) dauernden Entnahmen der Spannungen, auf die die mit den Klemmen A, B .. .O, P verbundenen Potentiometerschieber eingestellt sind. Das Zählgerät ist in bekannter Weise (nicht dargestellt) so eingerichtet, daß es am Ende der sechzehnten Entnahme rückgesetzt wird und eine neue Folge von sechzehn Entnahmen vorgenommen wird. In F i g. 2 sind die Zeitpunkte, zu denen die verschiedenen Entnahmen am Ausgang auftreten, durch die Buchstabenfolge A bis P am oberen und unteren Teil der Figur angegeben.

Die Gesamtanzahl der Gatter wird entsprechend der Anzahl der zu entnehmenden Proben gewählt. So werden bei geforderten acht Entnahmen vierzehn Gatter vorgesehen — nämlich die Gatter 15, 16, 17, 18, 7, 8, 3, 23, 24, 25, 26, 12, 11 und 5, wobei die Gatter 3 und 5 zur Bildung eines Endausganges zusammengefaßt sind — und das Zählgerät wäre so ausgelegt, daß es nur die Ausgänge a, b, c, d, e und / liefert. In entsprechender Weise wären bei geforderten 32 Entnahmen 62 Gatter vorgesehen, und das Zählgerät wäre mit zwei weiteren Ausgängen mit entgegengesetzter Phasenlage versehen.

Wie bereits angegeben wurde, können die zu entnehmenden Signale Wechselstromsignale, Gleichstromsignale und einem Gleichstrom überlagerte Wechselstromsignale sein. Wenn die zu entnehmenden Signale Wechselstromsignale oder einem Gleichstrom überlagerte Wechselstromsignale sind, so werden sie über einen Blockkondensator an die geeigneten mit den Bezugszeichen A, B, C ... P bezeichneten Klemmen angelegt, und die mit diesen Klemmen verbundenen Potentiometerschieber können durch feste Abgriffe an geeigneten Widerständen ersetzt werden.

In der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform ist der Haupteingang zu dem Zählgerät Q mit einer regelmäßigen periodischen Rechteckwellenform (in dem speziellen Beispiel mit 32 kHz) gespeist, die zwischen zwei vorgegebenen Gleichstrompegeln schwankt. Es ist jedoch nicht wesentlich, daß dieser Haupteingang mit einer regelmäßigen periodischen Wellenform gespeist wird. Ist dies aber der Fall, so ist auch die Probenentnahme regelmäßig periodisch und zyklisch. Der Haupteingang kann jedoch auch vollkommen unregelmäßig, d. h. nicht periodisch sein, solange er zwischen zwei Pegeln schwankt. So kann beispielsweise der Haupteingang mit von Hand geschalteten und zeitlich willkürlich gewählten Änderungen zwischen den zwei vorgegebenen Gleichstrompegeln gewählt werden, wobei vorausgesetzt werden muß, daß das Zählgerät Q so aufgebaut ist, daß es eine beliebige »Zähl«-Position beibehält, die sie erreicht hat. Mit einer derartigen Anordnung wird die zeitliche Aufeinanderfolge der Probenentnahmen durch die nacheinander ausgeführten und von Hand erfolgenden Schaltvorgänge festgelegt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur aufeinanderfolgenden Entnahme einer Mehrzahl von elektrischen Signalen oder Spannungen, gekennzeichnet durch wenigstens ein Paar von Gattern, die jeweils mit einem Transistor versehen sind, dessen Emitter an einem festen Potential liegt, an dessen Kollektor eines der zu entnehmenden Signale bzw. eine der zu entnehmenden Spannungen angelegt ist und an dessen Basis eine vorgegebene Vorspannung angelegt ist, derart, daß der Transistor im Sperrzustand des Gatters gesperrt ist, ferner durch ein Paar gegeneinandergeschalteter Dioden, die zwischen den Kollektoren der Transistoren eines Gatterpaares angeordnet sind, und durch Mittel zur aufeinanderfolgenden wechselweisen Überlagerung der an die Basis des Transistors in jedem Gatter angelegten Vorspannung mit zwei Schaltspannungspegeln, derart, daß die Transistoren des Gatterpaares abwechselnd in den leitenden Zustand gebracht werden, und an dem Verbindungspunkt der gegeneinandergeschalteten Dioden abwechselnd Spannungen auftreten, die den an die Kollektoren der Transistoren angelegten Spannungen entsprechen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gatter einen an eine Gleichstromquelle mit vorgegebenem Potential angeschlossenen Spannungsteilerwiderstand, eine Eingangsdiode, über die die Schaltspannungspegel für das Gatter abwechselnd an einen Abgriff

des Spannungsteilerwiderstandes gelegt werden, eine Verbindung zwischen einem anderen Abgriff des Spannungsteilerwiderstandes und der Basis des Transistors, einen Kondensator zwischen diesen Abgriffen und einen Widerstand besitzt, über den die durch das Gatter zu entnehmende Spannung an den Kollektor des Transistors angelegt ist. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus halb so vielen ersten Gatterpaaren, als Signale oder Spannungen zu entnehmen sind, besteht sowie aus Mitteln zur Anlegung eines der zu entnehmenden Signale oder einer der zu entnehmenden Spannungen an jedes der Gatter der ersten Paare, aus Mitteln zum Anlegen einer Schaltimpulsreihe vorgegebener Frequenz an alle entsprechenden Gatter der ersten Paare und einer Schaltimpulsreihe der gleichen Frequenz, mit entgegengesetzter Phasenlage an alle anderen Gatter der ersten Paare, aus halb sovielen zweiten Gatterpaaren als ao ersten Paaren, aus Mitteln zum Anlegen des durch eines der ersten Paare ausgewählten Signals oder der entsprechend ausgewählten Spannung an jedes der Gatter der zweiten Paare, aus Mitteln zum Anlegen einer gegenüber der vorgegebenen Frequenz doppelte Frequenz aufweisenden Schaltimpulsreihe an alle entsprechenden Gatter der zweiten Paare und einer Schaltimpulsreihe mit einer doppelten Frequenz, aber entgegengesetzter Phasenlage an alle anderen Gatter der zweiten Paare usw., bis ein ausgewähltes Ausgangssignal durch die Auswahl eines Endgatterpaares ausgewählt wird, von dem ein Gatter eine Spannung oder ein Signal erhält, das durch aufeinanderfolgende Auswahlstufen von der Hälfte der ersten Gatterpaare abgeleitet ist und das andere eine Spannung oder ein Signal erhält, das in entsprechender Weise durch aufeinanderfolgende Auswahlstufen von der anderen Hälfte der ersten Gatterpaare abgeleitet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltspannungswellen mit den geforderten Frequenzen von einem Frequenzteilerzählgerät abgeleitet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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