DE19600173A1 - Trennverstärker und/oder Differenzverstärker mit Optokoppler - Google Patents

Trennverstärker und/oder Differenzverstärker mit Optokoppler

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DE19600173A1
DE19600173A1 DE1996100173 DE19600173A DE19600173A1 DE 19600173 A1 DE19600173 A1 DE 19600173A1 DE 1996100173 DE1996100173 DE 1996100173 DE 19600173 A DE19600173 A DE 19600173A DE 19600173 A1 DE19600173 A1 DE 19600173A1
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • H03F3/08—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light
    • H03F3/085—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light using opto-couplers between stages

Description

Bei optischen Trennverstärkern wird eine Ausgangsspannung erzeugt, die gleich einer Eingangsspannung ist, wobei die Werteübertragung von der Eingangsstufe zu der Ausgangsstufe ein Optokoppler ist, z. B. Typ: PC 817.
Aus der Technik sind analoge Koppelglieder bekannt (Buch: U.Tietze Schenk Halbleiter- Schaltungstechnik 4. Auflage s. S. 649) und auch Verfahren die aus der Eingangsspannung eine genormte Frequenz erzeugen, die nach digitaler Übertragung wieder in eine Spannung generiert wird.
Als Stand der Technik gilt auch die Eingangsspannung mit einem AD-Wandler (ADC) zu digitalisieren und den Digitalwert durch mehrere Optokoppler parallel zu übertragen und dann mit einem DA-Wandler (DAC) wieder die Eingangsspannung zu erzeugen.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, mit minimalem technischen Aufwand die gestellte Aufgabe zu verwirklichen, wobei der Optokoppler, wegen der Unliniarität im analogen Bereich, digital arbeiten soll.
Funktionsweise
Es wird dazu im Empfangsteil eine Vergleichsspannung Uv ähnlich der Eingangsspannung Ue erzeugt. Die Eingangs- und eine Vergleichsspannung werden mit einem Komperator verglichen, und im Falle daß die Vergleichsspannung niedriger ist, wird durch einen Impuls des Komperators die Vergleichsspannung erhöht.
Die Anzahl der Impulse ist der Eingangsspannung verhältnisgleich und erzeugt über den strombegrenzenden Widerstand Rs im Widerstand Rv mit den parallel geschalteten Kondensatoren Cv die Vergleichsspannung mit einem gewissen und notwendigen überlagerten Welligkeit (Ripple ca. 50 mV).
Der Ausgang des Komperators ist ein digitales Signal das mit seiner Zeitdauer über einen strombegrenzten Widerstand sofort die Vergleichsspannung Uv erzeugt und damit wiederum im Vergleich mit der Eingangsspannung Ue die entsprechenden digitalen Ausgangssignale erzeugt.
Die Ausgangsspannung Ua wird gleichartig wie die Vergleichsspannung Uv erzeugt. Es wird dazu der Impuls über den Schalter Optokoppler und den strombegrenzenden Widerstand Rs a zur Aufladung des Widerstandes Ra mit dem parallel geschalteten Kondensator Ca genutzt. Die Ausgangsspannung wird geglättet durch den wesentlich größeren Kondensator Ca als Ce (10 × Ce = Ca).
Die Ähnlichkeit der Vergleichsspannung mit der Eingangsspannung und die Ähnlichkeit der Ausgangsspannung mit der Vergleichsspannung, wegen den zugestandenen großen Toleranzen der verwendeten Bauelemente, wird durch Offset- und Verstärkungsabgleich vornehmlich in der Ausgangsstufe (Geberseite) so abgeglichen das die Ausgangsspannung der Eingangsspannung gleicht.
Ein Probeaufbau bei dem die Vergleichsspannung gleichartig wie die Ausgangsspannung erzeugt wurde erbrachte auf Anhieb 0,05% Genauigkeitsfehler. Genauigkeit ist die Gleichartigkeit der Ausgangsspannung mit der Eingangsspannung.
Bei der erdfreie Stromversorgung des Empfangsteils ist die Eingangsspannung eine Eingangsdifferenzspannung und folglich ist dieser Trennverstärker dann ein Trenn- und/oder Differenzverstärker.
Bei der erdfreien Stromversorgung des Geberteils ist die Ausgangsspannung eine Ausgangsdifferenzspannung, mit den dann möglichen Verwendungszwecken.

Claims (1)

  1. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Trennverstärker und/oder Differenzverstärker mit einem digital arbeitenden Optokoppler zu realisieren wobei der Lösungsweg gekennzeichnet ist durch:
    • 1. Einen Komperator der im Empfangsteil durch Vergleich der Eingangsspannung mit einer Vergleichsspannung ein digitales Ausgangssignal erzeugt
      und gekennzeichnet dadurch daß das digitale Ausgangssignal über ein strombegrenzendes Bauteil (Widerstand) an einem Widerstand mit parallel geschalteten Kondensator die Vergleichsspannung erzeugt
      und gekennzeichnet dadurch daß das digitale Ausgangssignal über einen Optokoppler in dem Ausgangsteil über eine gleichartige Vorrichtung wie zur Erzeugung der Vergleichsspannung die Ausgangsspannung erzeugt
      und gekennzeichnet durch Abgleichvorrichtungen für Offset-und Verstärkung vornehmlich in der Ausgangsstufe zur Angleichung der Ausgangsspannung an die Eingangsspannung.
DE1996100173 1996-01-04 1996-01-04 Trennverstärker und/oder Differenzverstärker mit Optokoppler Withdrawn DE19600173A1 (de)

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DE19700404A DE19700404A1 (de) 1996-01-04 1997-01-04 Trennverstärker und/oder Differenzverstärker mit Optokoppler oder mit kapazitiever Übertragung der Vergleichsspannung zur Erzeugung der Ausgangsspannung anstatt des Optokopplers

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005027958B4 (de) * 2005-06-16 2010-11-25 Delta Electronics Inc. Wandler für ein Analogsignal

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