DE2307485A1

DE2307485A1 - Als elektronischer schwellwertschalter wirksame leitungsempfaenger-eingangsstufenbaugruppe

Info

Publication number: DE2307485A1
Application number: DE19732307485
Authority: DE
Inventors: Werner Grimmeiss
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-02-15
Filing date: 1973-02-15
Publication date: 1974-08-22
Also published as: DE2307485B2; DE2307485C3

Description

Als elektronischer Schwellwertschalter wirksame Leitungsempfänger-Eingangsstufenbaugruppe.
Die Erfindung bezieht sich auf eine als elektronischer Schwel'-wertschalter wirksame Leitungsempfänger-Eingangsstufenbaugruppe, bestehend aus zwei von einer Betriebsspannungsquelle versorgten Transistoren komplementären LeitfshigReitstyps und Widerständen, mit Außenanschlüssen.
Schwellwertschalter haben veränderliche Spannungen zu erfassen und führen eine Umformung analoger Signale in eine binäre Darstellung durch. Die auch als Grenzwertstufen bezeichneten Schwellwertschalter weisen ein sogenanntes Zweipunktverhalten auf. Sie liefern nur dann ein binäres Ausgangssignal, wenn das analoge Eingangssignal einen bestimmten Wert über- bzw. untezschritten hat. Überschreitet die Eingangsspannung des Schwellwertschalters einen Kippwert, so wechselt der Signalzustand des Ausgangs schlagartig von einer logischen Null auf einz logische Eins oder umgekehrt. Der Schwellwertschalter kippt in seinc Ausgangslage zurück, wenn die Eingängsspannng einen Rückkippwert unterschreitet. Die Differenz zwischen dem Kippwert und dem Rückkippwert wird als Hysteresis bezeichnet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen ohne Schwierigkeit in integrierter Schaltung ausführbaren Leitungsempfänger zur Ansteuerung von TTL/DTL-Logikbausteinen (Transistor-Transistor-Logik, Diode-Transistor-Loglk) zu schaffen, mit dem eine störsichere Übertragung von Logiksignalen über ungeschirmte Leitungen unter der Voraussetzung einer eindeutigen und niederohmigen Einspeisung auf der Leitungseingabesite gewchrleistet ist. Gemä der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den beiden Eingangsanschlüssen für die Eingangssignalspannung die Emitter-Kollektorstrecke des ersten Transistors mit einem Emitter- und einem Kollektorwiderstand liegt, daß an den Kollektor dieses Transistors die Basis des zweiten Transistors angeschlossen ist, dessen Kollektor über einen Kollektorwiderstand am einen Pol der Betriebsspannungsquelle liegt, mit dem auch die Basis des ersten Transistors verbunden ist, daß der Emitter des zweiten Tr2nsistors am anderen Pol der Betriebsspannungsquelle liegt und daß der eine Ausgangsanschluß mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist und der andere Ausgangsanschluß zugleich denjenigen Eingangsanschluß bildet, an den auch der Kollektor des ersten Transistors über den Kollektorwiderstand geführt ist und der mit dem zweiten Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden ist. Diese Stufe besitzt ein definiertes Spannungsschwellviert-Schaltverhalten. Es ergibt sich eine statische Störspannungssicherheit ir. der Größe von etwa der Betriebsspannung. Bei Leitungsbruch oder Kurzschluß besteht am Eingang eine logische Null, was bei dem invertierenden Ausgang stets das Vorhandensein einer logischen Eins sicherstellt. Die nachfolgende Schaltung läßt sich dann so beschalten, daß in solchen Fällen stets der unkritische Zustand eingenommen wird.
Vorteilhaft ist der Emitterwiderstand des ersten Transistors in zwei Reihen-Einzelwiderstände aufgeteilt, zwischen die mit einem Anschluß ein Kondensator angeschaltet ist, dessen anderer Anschluß am zweiten Eingangsanschluß liegt. Durch diese Maßnahme wird zusätzlich eine dynamische Störspannungssicherheit erreicht.
Durch Einfügen eines in der Zuführungsleitung zum Anschluß für den ersten Pol der Betriebsspannungsquelle verhältnismaßig niederohnigen, einstellbaren Widerstandes läßt sich ein Schwellwert-Schaltverhalten mit veränderbarer Hysteresisspannung erreichen.
Vorteilhaft wird die Leitungsempfänger-Baugruppe in integrierter Dickschichtschaltung ausgeführt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand zweier Figuren im einzelnen erläutert.
Fig. 1 zeigt die Schaltung einer vorteilhaft in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführten Leitungsempfänger-Baugruppe nach der Erfindung im einzelnen, und Fig. 2 zeigt die Einschaltung einer solchen Leitungsempfänger-Baugruppe im Verlaufe einer Übertragungsstrecke.
Die über die Leistung kommende Eingangssignalspannung wird in Fig.1 den Anschlüssen 9 und 10 der Leitungsempfänger-Baugruppe zugeführt, wobei der Anschluß 10 auf Massepotential liegt.
Zwischen den Anschlüssen 9 und 10 liegt ein Widerstand 3. An dem Anschluß 9 ist außerdem mit seinem einen Ende ein Widerstand 4 angeschlossen, dessen anderes Ende über einen weiteren Widerstand 5 mit dem Emitter eines ersten Transistors 1 verbunden ist. Zwischen den beiden gemeinsam als Emitterwiderstand wirksamen Viiderständen 4 und 5 und Masse liegt ein über zwei von außen durch eine Leitungsbrücke verbindbare Anschlüsse 12 und 13 zuschaltbarer Kondensator 14. Der Kollektor des Transistors ist sowohl über einen Widerstand 7 mit Masse als auch unmittelbar mit der Basis eines zweiten Transistors 2 vom komplementären Leitfähigkeitstyp verbunden. Der Emitter dieses Transistors 2 liegt unmittelbar an Masse, während sein Kollektor über zwei in Reihe geschaltete Widerstände 6 und 8 am Anschluß 15 für den positiven Pol der Betriebsspannungsquelle liegt. Zwischen den beiden VJiderständen 6 und 8 ist eine leitende Zuführung zur Basis des Transistors 1 vorgesehen. Die Ausgangssignalspannung wird zwischen dem Kollektor des Transistors 2 über einen Anschluß 11 und dem an Masse liegenden Anschluß 10 abgenommen.
Anstelle des Widerstands 3 kann auch ein Widerstand zwischen dem Emitter des Transistors 1 und dem Anschluß 10 vorgesehen sein.
Der Leitungsempfänger nach Fig. 1 besitzt ein definiertes Spannungsschwellwert-Schaltverhalten mit veränderbarer Hysteresis-Charakteristik, so daß er sich als universeller Schwellwertschalter einsetzen läßt.
Steht zwischen den Anschlüssen 9 und 10 eine Signalsparnung in der Größe bis ungefähr zur Betriebsspannung an, so ist aufgrund der Sperrung des Transistors 2 die Basis des Transistors 1 auf positiverem Potential als dessen Emitter, so daß der Transistor 1 auch gesperrt ist. Am Ausgangsanschluß 11 steht somit bis zum Erreichen des Eingangs-Schwellwerts gegenüber Masse etwa die Betriebs spannung an und signalisiert eine logische Eins. Der Ausgang wirkt demnach gegenüber dem Eingang invertierend. Übersteigt nunmehr die Eingangssignalspannng die Betriebsspannung eindeutig, so wird der Transistor 1 in den leitenden Zustand gesteuert, da das Emitterpotential positiver ist als das anstehende Basispotential. Durch diesen Kippvorgang des Transistors 1 wird auch der Transistor 2 entsperrt, so daß zwischen den Ausgangsanschlüssen 11 und 10 keine wesentliche Spannung mehr auftritt. Dadurch ist der Zustand einer logischen Null am Ausgang eingetreten. Der Leitungsempfänger wertet demnach nur ankommende Signale aus, die spannungsmäßig über dem Schwellwert liegen. Dieser Schwellwert liegt in der Größenordnung der Betriebsspannung, so daß auch eine dementsprechende statische Störspannungssicherheit besteht. Durch die Zuschaltung des Kondensators 14 erhält man zusätzlich noch eine dynamische Störsicnerheit. Durch die Einschaltung des Widerstands 8 in die Betriebsspannungszuführung wir eine Hysteresis beim Hin- und Rückkippen erreicht, die von der Größe des Widerstands 8 abhängig ist und sich somit verändern läßt.
In Fig.2 ist ein Übertragungszug mit einem Leitungsempfänger 18 dargestellt. Der Leitungsempfanger 18 gestattet eine störsichere Übertragung von Logiksignalen über eine ungeschirmte Leitung 20 in Verbindung mit Schaltungsbaugruppen 16 und 19 in TTL/DTL-Technik am Anfang und Ende der Übertragungsstrecke.
Mit 17 ist ein Leitungstreiber bezeichnet, der das zu übertragende Signal mit der entsprechenden Spannung niederohmig aufbereitet.
Bei Zusammenarbeit mit Bausteinen in der bekannten TTL/DTL-Technik kommt man mit der dafür vorgesehenen Stromversorgungsquelle aus.
7 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche.

1 tl Äls elektronischer Schwellwer-tschalter wirksame Leitungsempfänger-Eingangsstufenbaugruppe, bestehend aus zwei von einer Betriebsspannungsquelle versorgten Transistoren komplementären Leitfähigkeitstyps und Widerständen, mit Außenanschlüssen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zwischen den beiden Eingangsanschlüssen (9,10) für die Eingangssignalspannung die Emitter-Kollektorstrecke des ersten Transistors (1) mit einem Emitter (4,5) und einem Kollektorwiderstand (7) liegt, daß an den Kollektor dieses Transistors (1) die Basis des zweiten Transistors (2) angeschlossen ist, dessen Kollektor über einen Kollektorwiderstand (6) am einen Pol (15) der Betriebsspannungsquelle liegt, mit dem auch die Basis des ersten Transistors (1) verbunden ist, daß der Emitter des zweiten Transistors (2) am anderen Pol (10) der Betriebsspannungsquelle liegt und daß der eine Ausgangsanschluß (11) mit dem Kollektor des zweiten Transistors (2) verbunden ist und der andere Ausgangsanschlu3 (10) zugleich denjenigen Eingangsanschluß bildet, an den auch der Kollektor des ersten Transistors (1) über den Kollektorwiderstand (7) geführt ist und der mit dem zweiten Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden ist.
2. Leitungsempfänger-Eingangsstufenbaugruppe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der zweite Pol (10) der Betriebsspannungsquelle Massepotential aufweist.
3. Leitungsempfänger-Eingangsstufenbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t daß zusätzlich zwischen den beiden Eingangsanschlüssen (9,10) ein ohmscher Widerstand (3) eingeschaltet ist.
4. Leitungsempfänger-Eingangsstufenbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zusätzlich zwischen dem Emitter des ersten Transistors (1) und dem zweiten Pol (10) der Betriebsspannungsquelle ein Widerstand eingeschaltet ist.
5. Leitungsempfänger-Eingangsstufenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Emittewlderstand des ersten Transistors (1) in zwei Reihen-Einzelwiderstände (4,5j aufgeteilt ist, zwischen die mit einem Anschluß ein Kondensator (14) angeschaltet ist, dessen anderer Anschluß am zweiten Eingangsanschluß (10) liegt.
6. Leitungsempfänger-Singangsstufenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in der Zuführungsleitung zum Anschluß (15) für den ersten Pol der Betriebsspannungsquelle ein verhältnismäßig niederohmiger, cinstellbarer Widerstand (8) eingeschaltet ist.
7. Leitungsempfänger-Eingangsstufenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Ausführung in integrierter Dickschichtschaltung.

Leerseite