DE1280306B - Elektronische Schaltanordnung zur Umschaltung der Polaritaet einer Eingangsspannung - Google Patents
Elektronische Schaltanordnung zur Umschaltung der Polaritaet einer EingangsspannungInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
Nummer:
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Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
H03k
Deutsche Kl.: 21 al - 36/18
P 12 80 306.4-31 (B 95109)
24. Oktober 1967
17. Oktober 1968
Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltanordnung zur Umschaltung der Polarität einer Eingangsspannung,
insbesondere der von einem Digital-Analog-Umsetzer erzeugten Spannung, und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei Digital-Analog-Umsetzern wird eine dem jeweiligen Digitalwert entsprechende Spannung in
bekannter Weise, z. B. mit digital schaltbaren Spannungsteilern dem Betrag nach erzeugt (vgl. zum
Beispiel Steinbuch, Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung [1962], S. 768 bis 773). Oftmals ist es
bei derartigen Umsetzern notwendig, die so zur Verfügung gestellte Spannung in ihrer Polarität umzuschalten,
d, h. in Abhängigkeit eines jeweils neben dem digitalen Betragssignal vorliegenden Polaritätssignals eine dem Digitalwert entsprechende Spannung
wahlweise mit positiver oder negativer Polarität zur Verfügung zu stellen.
Bei den bisher bekannten elektronischen Schaltanordnungen zur Herstellung derartiger Spannungen
mit unterschiedlicher Polarität müssen die Schalttransistoren und die Präzisionswiderstände der Spannungsteiler
doppelt vorgesehen werden, wobei in manchen Fällen sogar zwei getrennte Normalspannungsquellen
zur Ableitung der gewünschten Spannungen erforderlich sind (vgl. zum Beispiel Elektronik,
1963, S. 145).
Aufgabe der .Erfindung ist es, eine elektronische
Schaltanordnung anzugeben, mit der es in einfacher Weise möglich ist, eine mit Hilfe eines bekannten
Digital-Analog-Umsetzers erzeugte Spannung in Abhängigkeit eines vorliegenden Polaritätssignals von
einer ersten Polarität in die jeweils andere umzuschalten.
Bei einer elektronischen Schaltanordnung zur Umschaltung der Polarität einer Eingangsspannung,
insbesondere der von einem Digital-Analog-Umsetzer erzeugten Spannung, ist diese Aufgabe gemäß der
Erfindung dadurch gelöst, daß bei Vorliegen eines Polaritätssignals erster Art mit Hilfe von Schaltmitteln
ein erster Eingang eines Differenzverstärkers mit der Eingangsspannung und der Ausgang des Differenzverstärkers
mit seinem zweiten Eingang verbunden wird, daß bei Vorliegen eines Polaritätssignals zweiter
Art der erste Eingang des Differenzverstärkers mit Nullpotential verbunden und die Ausgangsspannung
des Differenzverstärkers zusammen mit der Eingangsspannung auf den zweiten Eingang des Differenzverstärkers
gegeben wird.
Mit Hilfe eines bekannten, vorzugsweise als integrierter Schaltkreis ausgeführten Differenzverstärkers
Elektronische Schaltanordnung zur
Umschaltung der Polarität einer
Eingangsspannung
Umschaltung der Polarität einer
Eingangsspannung
Anmelder:
Bölkow Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
8012 Ottobrunn
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Albin Lang, 7312 Kirchheim
ist es gemäß der Erfindung möglich, durch Rückkopplung des Ausgangs auf jeweils einen der Ein-
ao gänge des Differenzverstärkers und Beaufschlagung
entweder des ersten oder des zweiten Eingangs des Differenzverstärkers mit der Eingangsspannung in
Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Polaritätssignals eine einfache Umschaltung der Polarität der
»5 jeweils am Eingang vorliegenden Spannung zu erzielen,
ohne ihren Betrag zu ändern.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schaltanordnüng^derart ausgebildet,
daß ein die Eingangsspannung führender Schaltpunkt über ein erstes Schaltmittel mit dem ersten Eingang
und über einen Entkopplungswiderstand und ein zweites Schaltmittel mit dem zweiten Eingang des
Differenzverstärkers verbunden ist, daß der Ausgang des Differenzverstärkers über ein drittes Schaltmittel
mit dem zweiten Eingang des Differenzverstärkers und über einen Spannungsteilerwiderstand mit einem
Schaltpunkt zwischen dem Entköpplungswiderstand und dem zweiten Schaltmittel verbunden ist, daß der
erste Eingang des Differenzverstärkers über ein viertes Schaltmittel mit Nullpotentiäl verbunden ist
und daß weitere Schaltmittel vorgesehen sind, die in Abhängigkeit des Polaritätssignals gleichzeitig das
erste und dritte oder aber das" zweite und vierte Schaltmittel betätigen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Schaltungsanordnung sind das erste, zweite, dritte
und vierte Schaltmittel Feldeffekttransistoren und die weiteren Schaltmittel zwei als Differenzverstärker mit
gemeinsamem Emitterwiderstand geschaltete Transistören, von denen einer an seiner Basis das Polaritätssignal und der andere konstantes Basispotential erhält
und deren Kollektoren jeweils über Entkopp-
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lungsdioden die Basen der Feldeffekttransistoren
steuern.
Mit Hilfe einer derart einfach aufgebauten Schaltungsanordnung ist es möglich, mit sehr wenigen,
vorzugsweise elektronisch ausgeführten Schaltern die beiden Eingänge und den Ausgang des Differenzverstärkers
in geeigneter· Weise mit dem Eingangssignal zu verbinden,- um eine Polaritätsumschaltung
einer Eingangsspannung gemäß der Erfindung durchzuführen, ίο
Alles Nähere der Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Beispiels einer Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung erläutert.
Ein die Eingangsspannung Uein gegen Nullpotential
führender Schaltpunkt 5-ist über die Source-Drain-Strecke eines ersten Feldeffekttransistors T1 und einen
Widerstand R1 mit dem ersten Eingang E und gleichzeitig
über einen" Widerstand R3 und einen zweiten
Feldeffekttransistor T2 mit dem zweiten, invertierenden
Eingang Έ eines bekannten, vorzugsweise als ao integrierter Schaltkreis ausgeführten Differenzverstärkers
V verbunden.
Der Ausgang des Differenzverstärkers V ist über einen Widerstand R2 und einen dritten Feldeffekttransistors
T3 mit dem zweiten Eingang Έ des Differenzverstärkers
V und über eine mit Ri bezeichnete
Widerstandskombination mit einem zwischen dem Widerstand R3 und dem Feldeffekttransistors T2
liegenden Schaltpunkt C verbunden. Der erste Eingang E des Differenzverstärkers V ist über den
Widerstand R1 und einen weiteren Feldeffekttransistor
T1 mit Nullpotential verbunden.
Die Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren T1,
T2, T3 und T1 sind über Entkopplungsdioden D1, D2,
D3 und D1 mit den Kollektoren zweier Transistoren
T5 und T6 verbunden, die mit einem gemeinsamen
Emitterwiderstand als Differenzverstärker geschaltet sind. Die Basis des Transistors T5 ist mit einem Eingang
A verbunden, dem das Polaritätssignal zugeführt wird. Die Basis des Transistors T6 liegt dagegen an
einem in bekannter Weise durch einen Spannungsteiler eingestellten Bezugspotential. Der Kollektor
des Transistors T5 ist über die bereits genannten Entkopplungsdioden
D2 und D4 mit den Steuerelektroden
der Feldeffekttransistoren T2 und T4 und der KoI-lektor
des Transistors T6 über die Entkopplungsdioden D1 und D3 mit den Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren
T1 und T3 verbunden.
Liegt am Eingang A ein Polaritätssignal erster Art, das die Emitter-Kollektor-Streeke des Transistors T5
sperrt, so werden über die leitende Emitter-Kollektor-Streeke des Transistors T6 die Steuerelektroden der
Feldeffekttransistoren T1 und T3 derart beeinflußt,
daß die Feldeffekttransistoren T1 und T3 durchschalten,
also ihre Source-Drain-Strecken bei einem gegen den Eingangswiderstand des Verstärkers zu vernachlässigenden
Durchlaßwiderstand leitend sind. Damit gelangt die Eingangsspannung Uein über den Feldeffekttransistor
T1 und den Widerstand R1 auf den
ersten Eingang E des Differenzverstärkers F. Dem zweiten, invertierenden Eingang Έ, des Differenzverstärkers
V wird das Ausgangssignal des Differenzverstärkers V über den Widerstand R2 und den leitenden
Feldeffekttransistor T3 zugeführt. Die Feldeffekttransistoren
T2 und T4 sind dagegen gesperrt, so daß
die mit ihren Elektroden verbundenen Leitungen vom Differenzverstärker V abgetrennt sind. Die Verbindung
über den Widerstand R2 und den leitenden Feldeffekttransistor T3 wirkt als volle Gegenkopplung
des Differenzverstärkers V, so- daß die- am Ausgang anstehende Spannung ljaus des Differenzverstärkers
nach Betrag und Vorzeichen gleich der am ersten Eingang E des Differenzverstärkers anliegenden
Eingangsspannung ist.
Liegt dagegen am Eingang .4 ein Polaritätssignal
zweiter Art, so ist die Emitter-Kollektor-Streeke des Transistors T5 leitend,: während die des Transistors T6
jetzt gesperrt ist. Über den leitenden Transistor T5 werden die Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren
T2 und T4 derart beeinflußt, daß die Feldeffekttransistoren
leitend werden, während die Feldeffekttransistoren T1 und T3 nun gesperrt sind. Über
den leitenden Feldeffekttransistor T4 ist damit der
erste Eingang E des Differenzverstärkers V an Nullpotential gelegt. Der Ausgang des Differenzverstärkers
V ist. dagegen über die Widerstandskombination
A4 mit dem zwischen dem Widerstand R3 und
dem Feldeffekttransistor T2 liegenden Schaltpünkt C
verbunden. An diesem Schaltpunkt C liegt gleichzeitig,
die Eingangsspannung, so daß die Summe beider Spannungen über den Feldeffekttransistor T2 auf den
zweiten, invertierenden Eingang Έ des Differenzverstärkers gelangt. Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers stellt sich bei richtiger Bemessung
der Widerstände J?g und i?4 nun so ein, daß sie mit
der über den Widerstand R3 gelangenden Eingangsspannung als Summe die Spannung Null ergibt. Die
am Ausgang des Differenzverstärkers V liegende Spannung Uaas ist daher dem Betrag nach gleich der
Eingangsspannung EZ61n, jedoch gegenüber dieser um·
180Q phasenverschoben, besitzt also die umgekehrte Polarität der Eingangsspannung.
Die Anordnung der Feldeffekttransistoren T1, T2,
T3 und T4 ist so gewählt, daß ihr Durchlaßwiderstand
bzw. ihre thermische Änderung des Durchlaßwiderstands auf die Spannungsteiler keinen Einfluß hat.
Der Durchlaßwiderstand der Feldeffekttransistoren ist in jedem Schaltzustand klein gegenüber dem Eingangswiderstand
des Differenzverstärkers.
Feldeffekttransistoren wurden deshalb als Schaltmittel gewählt, weil sie als steuerbare Widerstände
zu betrachten sind und gegenüber Transistoren keine endliche Kollektor-Emitter-Restspannung besitzen,
sondern ihre Source-Drain-Spannung bei TD — 0
ebenfalls Null ist.
Die Größen der Widerstände R1 bzw. R2 sind so
gewählt, daß für den vom Differenzverstärker V her auftretenden Leckstrom in beiden Schaltzuständen
vom Differenzverstärker V her der gleiche Generatorquellwiderstand gesehen wird, wodurch eine Nullpunktsauswanderung
auf Grund des Leckstromes und des jeweils am Eingang A liegenden Polaritätssignal vermieden wird.
Die Schaltungsanordnung hat neben ihrer großen Einfachheit den Vorteil, eine Ausgangsspannung zu
liefern, die einen niedrigen Quellwiderstand auf der einen Seite hat, ohne dabei an Linearität und Gleichtaktunterdriickung
des Differenzverstärkers V große Anforderungen zu stellen, da dieser in jedem Schaltzustand
mit voller Gegenkopplung arbeitet und somit eine Schleifenverstärkung von V = I aufweist.
Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist dabei zusammen mit jedem bekannten herkömmlichen
Digital-Analog-Umsetzer zu verwenden, ohne jedoch auf die Verbindung mit diesen beschränkt zu
sein, da grundsätzlich jede Art von Eingangsspannung
mit Hilfe dieser Schaltungsanordnung in ihrer Polarität umgeschaltet werden kann.
Claims (3)
1. Elektronische Schaltanordnung zur Umschaltung der Polarität einer Eingangsspannung,
insbesondere der von einem Digital-Analog-Umsetzer erzeugten Spannung, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Vorliegen eines Polaritätssignals erster Art mit Hilfe von elektronischen
Schaltmitteln ein erster Eingang (E) eines Differenzverstärkers (V) mit der Eingangsspannung
(Uei„) und der Ausgang des Differenzverstärkers
(V) mit seinem zweiten Eingang (E) verbunden wird, daß bei Vorliegen eines Polaritätssignals
zweiter Art der erste Eingang (E) des Differenzverstärkers mit Nullpotential verbunden
und die Ausgangsspannung (Uaus) des Differenzverstärkers
(F) zusammen mit der Eingangsspannung (Uein) auf den zweiten Eingang (E) des ao
Differenzverstärkers (V) gegeben wird.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Eingangsspannung
(Uein) führender Schaltpunkt (B) über ein erstes
elektronisches Schaltmittel (T1) mit dem ersten »5
Eingang (E) und über einen Entkopplungswiderstand (R3) und ein zweites elektronisches Schaltmittel
(T2) mit dem zweiten Eingang (E) eines Differenzverstärkers (V) verbunden ist, daß der
Ausgang des Differenzverstärkers über ein drittes elektronisches Schaltmittel (T3) mit dem zweiten
Eingang (E) des Differenzverstärkers und über einen Spannungsteilerwiderstand (R4) mit einem
Schaltpunkt (C) zwischen dem Entkopplungswiderstand (R3) und dem zweiten elektronischen
Schaltmittel (T2) verbunden ist, daß der erste Eingang (E) des Differenzverstärkers über ein
viertes Schaltmittel (T4) mit Nullpotential verbunden
ist und daß weitere elektronische Schaltmittel T5, T6) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit
des Polaritätssignals gleichzeitig das erste und dritte (T1, T3) oder aber das zweite und vierte
elektronische Schaltmittel (T2, T4) einschalten.
3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite, dritte und
vierte elektronische Schaltmittel (T1, T2, T3 und
T4) Feldeffekttransistoren und die weiteren
Schaltmittel (T5, T6) zwei als Differenzverstärker
mit gemeinsamem Emitterwiderstand geschaltete Transistoren (T5, T6) sind, von denen einer (T5)
an seiner Basis das Polaritätssignal und der andere (T6) konstantes Basispotential erhält und
deren Kollektoren jeweils über Entkopplungs) i d
dioden (D1, D2, D3 und
der Feldeffekttransistoren
steuern.
der Feldeffekttransistoren
steuern.
η fr
die Steuerelektroden T2, T4 und T1 und T3)
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 627/1287 10.68 © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (3)
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GB1226433D GB1226433A (de) | 1967-10-24 | 1968-10-17 | |
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DE1280306 | 1967-10-24 |
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---|---|
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DE1280306C2 DE1280306C2 (de) | 1970-01-02 |
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ID=25751593
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DE (1) | DE1280306B (de) |
FR (1) | FR1587204A (de) |
GB (1) | GB1226433A (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3944852A (en) * | 1970-01-27 | 1976-03-16 | Motor Finance Corporation | Electrical switching device and modulator using same |
EP0090104A1 (de) * | 1982-03-26 | 1983-10-05 | International Business Machines Corporation | Operationelle Verstärkerschaltung zur Umschaltung der Polarität eines Eingangssignals |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69413235T2 (de) | 1994-10-31 | 1999-01-28 | St Microelectronics Srl | In verschiedene Konfigurationen umschaltbarer Operationsverstärker |
-
1967
- 1967-10-24 DE DEB95109A patent/DE1280306B/de active Granted
-
1968
- 1968-10-17 GB GB1226433D patent/GB1226433A/en not_active Expired
- 1968-10-23 FR FR1587204D patent/FR1587204A/fr not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0090104A1 (de) * | 1982-03-26 | 1983-10-05 | International Business Machines Corporation | Operationelle Verstärkerschaltung zur Umschaltung der Polarität eines Eingangssignals |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1280306C2 (de) | 1970-01-02 |
FR1587204A (de) | 1970-03-13 |
GB1226433A (de) | 1971-03-31 |
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