DE2364313A1

DE2364313A1 - Niveauverfolgungs-detektor

Info

Publication number: DE2364313A1
Application number: DE2364313A
Authority: DE
Inventors: James A Neuner; Maurizio Traversi
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1973-01-03
Filing date: 1973-12-22
Publication date: 1974-07-04
Also published as: FR2212548B1; BE809321A; FR2212548A1; US3858199A; SE397246B; ES421651A1; CH587522A5; DE2364313C2; GB1462198A; IT1005310B; CA993558A; JPS545478U; JPS49117076A

Description

.Düsseldorf, 19. Dez. 1973

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Nive auver fοlgungs-Detektor

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf vergleichende elektronische Schaltungen und insbesondere auf Niveauverfolgungs -Detektoren, die in der Lage sind, eine Vielzahl analoger Eingangssignale so zu vergleichen, daß ein Ausgangssignal im Vergleich zum größten analogen Eingangssignal mit vorgegebenem Vorzeichen geliefert wird.

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In vielen System/ist es wünschenswert, eine Vielzahl analoger Eingangssignale zu vergleichen, um das größte dieser Eingangssignale zu errechnen und dann ein dafür repräsentatives Ausgangssignal zur Verfügung stellen zu können. Im Hinblick auf die verhältnismäßig kleinen Spannungen, wie sie in Festkörper- bzw. Halbleiter-Schaltungen auftreten, ist es zwingend, eine genaue Wiedergabe des maßgeblichen Eingangssignals abzugeben, um einen Verlust der übermittelten Information zu vermeiden. Der allge-r mein benötigte Schaltungsaufbau muß das höchste oder niedrigste

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Telegramme Custopat

von "η" analogen Eingangssignalen, wobei η eine ganze Zahl zwischen Eins und Unendlich ist, bestimmen und entsprechend eine Anzahl digitaler Ausgänge als eine Funktion des höchsten oder niedrigsten analogen Signals steuern können, ferner einen "gepufferten" analogen Ausgang haben, der entweder dem höchsten oder dem niedrigsten analogen Eingangssignal gleich ist. Ferner müssen die analogen Eingänge des vergleichenden Schaltkreises folgenden Forderungen genügen: Sie müssen einen niedrigen Vorspannungsstrom haben, um eine Belastung der analogen Eingänge zu vermeiden und den Stromfluß auf einem Minimum zu halten? sie müssen eine nie^· drige Verschiebungsspannung haben, so daß das analoge Ausgangssignal im wesentlichen eine genaue Wiedergabe des maßgeblichen analogen Eingangssignals ist, um einen Verlust an übermittelter Information zu vermeiden und einen genauen Vergleich sicherzustellen; und sie müssen eine große Differential- und Gemeinsame Betriebsart-Eingangs-Kapazität haben, so daß ein weiter Bereich Eingangsamplituden gehandhabt werden kann.

Der Hauptnachteil der nach dem Stand der Technik entwickelten Schaltungen zur Erstellung der beschriebenen abgeleiteten Funktion ist darin zu sehen, daß im Handel erhältliche Bauteile nicht jeweils den Bedingungen genügen, wie sie notwendig sind, um allen vorerwähnten Forderungen zu entsprechen= Einige der im Handel erhältlichen Bauteile können zwar mehreren der oben angegebenen Kriterien genügen, sind jedoch teuer und schwierig zu reproduzieren, um eine Vielzahl Eingangssignale verarbeiten zu können. Es sind aufwendige Schaltungen mit einer übermäßigen Anzahl an

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zur Kompensation dienenden Bauelementen entwickelt worden, die jedoch teuer und immer noch nicht in der Lage sind, ein genaues analoges Ausgangssignal für das maßgebliche Eingangssignal zu erzeugen.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, einen einfachen Schaltungsaufbau zu schaffen, der mit einem Minimum an billigen herkömmlichen Bauteilen auskommt und im übrigen den erforderlichen niedrigen Vorspannungsstrom, eine niedrige Spannungsverschiebung und eine hohe Differential- und Gemeinsame Betriebsart-Eingangs-Kapazität hat.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Niveauverfolgungs-Detektor erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Vergleich der Niveaus von "n" analogen elektrischen Eingangssignalen wobei "n" eine ganze Zahl zwischen Eins und Unendlich ist -, die auf eines der "n" Eingangssignale anspricht, das zu einem bestimmten Zeitpunkt gegenüber den übrigen (n-1) Eingangssignalen einen extremen analogen Wert mit vorgegebenem Vorzeichen hat, um so ein analoges Ausgangssignal zu liefern, das von dem einen Eingangssignal mit dem extremen Wert elektrisch getrennt und diesem im wesentlichen gleich ist.

Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform wird die große Differential- und Gemeinsame Betriebsart-Eingangs-Kapazität geschaffen, indem dem Schaltungsaufbau des NiveausVerfolgungs-Detektors eine freischwebende oder schwankende Vorspannung zuge-

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führt wird. Andere Ausführungsformen enthalten eine Kodierstufe, die auf das eine der "n" Eingangssignale anspricht, die den analogen Ausgang steuern, um so ein zusätzliches binär kodiertes Ausgangssignal zu liefern, das dem maßgeblichen Eingangssignal entspricht. Dabei kann mit einer Reihe digitaler Kodes unterschiedlicher Bitlängen geerbeitet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispxelen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen: .

Fig. 1A schematisch ein Schaltbild, wie es für eine Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik typisch ist?

Fig. 1B eine WahrheitstabeHe entsprechend der Schaltung nach Fig; 1A;

Fig_o 2A schematisch ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung zur Ermittlung des größten analogen Eingangssignals;

Fig. 2B die Wahrheitstabelle entsprechend Fig. 2A;

Fig.SA schematisch ein Schaltbild einer Abwandung der Schaltung nach Fig, 2A zur Bestimmung des niedrigsten analogen Eingangssignals;

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Fig. 3B eine Wahrheitstabelie entsprechend der Schaltung nach Fig. 3A;

Fig. 4 schematisch ein Schaltbild einer vereinfachten Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 2A;

Fig. 5 schematisch ein Schaltbild einer vereinfachten Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 4; und

Fig. 6 eine zugehörige Abwandlung der zuvor veranschaulichten Schaltungen zur Aufnahme hoher Gemeinsame Betriebsart- und Differential-Eingangssignale.

Die der Erfindung zugrundeliegende Schaltung, auf die als Niveauverfolgungs-Detektor bezug genommen wird, hat die Fähigkeit, "n" analoge Eingangssignale aufzunehmen und auf diese anzusprechen, wobei η eine ganze Zahl ist, die zwischen Eins und Unendlich liegen kann. Die Schaltung bzw. der Niveauverfolgungs-Detektor nach der Erfindung gibt ein analoges Ausgangssignal ab, das die gleiche Amplitude wie das eine der η Eingangssignale hat, das bei vorgegebenem Vorzeichen den Maximalwert im Vergleich zu den übrigen n-1 EingangsSignalen aufweist und im übrigen elektrisch von diesem größten der η Eingangssignale getrennt ist. Unter dem Begriff "vorgegebenes Vorzeichen" ist im Rahmen der vorliegenden Beschreibung zu verstehen, daß die maximal hohe oder maximal niedrige Eingangsspannung entweder positiv oder negativ im Vergleich zu den anderen Eingangssignalen ist, also nicht unbedingt

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einen positiven Wert haben muß. Vorzugsweise wird ein zusätzliches kodiertes digitales Ausgangssignal vorgesehen, das dem höchsten oder niedrigsten maßgeblichen analogen Eingangssignal entspricht, wie es durch den Schaltungsaufbau ermittelt wird. Der Hauptvorteil des Schaltungsaufbaus nach der Erfindung ist die Fähigkeit, eine unbegrenzte Kombination einer großen Anzahl Eingangssignale aufnehmen zu können, zugleich jedoch eine hohe Eingangsimpedanz, eine niedrige Spannungsverschiebung und eine hohe Differential- und Gemeinsame Betriebsart-Eingangssignal-Kapazität aufzuweisen. Ferner wird die Verwirklichung verschiedener Ausgangs-Kodes, wie sie mittels billiger, im Handel allgemein erhältlicher Bauteile erzielt werden, beschrieben«

Bisher bestand das einfachste und möglicherweise einem Standard am nächsten kommende Verfahren zur Verwirklichung der abgeleiteten beschriebenen Funktion darin, gesonderte Differentialverstärker, Niveauumsetzer sowie Kodierstufen ähnlich dem mit Fig. 1A veranschaulichten Schaltungsaufbau zu verwenden. Der Schaltungsaufbau nach Fig. 1A ist als typisches Beispiel für solche Schaltungen nach dem Stand der Technik anzusehen und enthält Differentialverstärker mit Transistoren 10 - 20 und Widerständen 32 - 40. Der Niveauumsetzer ist aus Transistoren 22 - 30 aufgebaut _t und dar Kodierer ist aus Dioden 42 — 48, Widerständen 50 - 54 und den geeigneten ODER-Verknüpfungs-Drahtverbindungen mit den Kollektoren der Transistoren 22 - 30 aufgebaut. Es ist ersichtlich, daß das höchste analoge Eingangssignal den Differentialverstärker steuert, der dann den entsprechenden Niveauumsetzer leitend werden läßt

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und die resultierenden Binär-Ausgangssignale ABC hervorruft. Der analoge Ausgang "verfolgt" den höchsten analogen Eingang, hat jedoch einen inhärenten Fehler von einem Basis-VEmitterspannungsabfall. In gleicher Weise könnte eine Schaltung aufgebaut werden, die durch das niedrigste aller analogen Eingangssignale gesteuert wird.

Der Hauptnachteil der mit Fig. 1A wiedergegebenen Schaltung besteht darin, daß die im Handel erhältlichen Bauteile keine Werte haben, wie sie notwendig sind, um allen mit der zuvor beschriebenen Funktion verbundenen Forderungen zu genügen. Selbst die Bauteile, die nur einigen der verschiedenen Forderungen genügen, erweisen sich als zu teuer. Um beispielsweise den niedrigen Vorspannungsstrom zu erzielen, müßten die Transistoren 10-20 eine sehr hohe Verstärkung aufweisen, was dann entsprechend hohe Kosten nach sich ziehen würde, wie sie üblicherweise mit hoch verstärkenden Transistoren verbunden sind. Ein zweiter Nachteil besteht darin, daß die Differential-Eingangsspannung durch die Basis-/Emitter-Dürchbruchsspannung von üblicherweise 5 - 7 V begrenzt ist, so daß die Differential-Spannungseingangssignale, die die Schaltung aufnehmen könnte, eine entsprechende Beschränkung erfahren würden. In gleicher Weise müßten, um eine hohe Gemeinsame Betriebsart-Eingangs-Kapazität zu gewährleisten, wo die Eingangssignale über einen relativ großen Spannungsbereich schwanken können müssen, die Transistoren 10 - 20 als Hochspannungstransistoren mit niedrigem Stromfluß ausgebildet sein. Um den Eingangsstromfluß auf einem Minimum zu halten, müßten die

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Transistoren 10 - 20 Hochspannungstransistoren mit niedrigem Strom, aber hoher Verstärkung sein. Um die Eingangs-Spannungsversetzung zu minimieren, müßten die Transistoren 10-20 sauber aufeinander abgestimmt sein, indem sie gleichzeitig auf einem monolitischen integrierten Schaltkreis hergestellt werden» Wenn die Anzahl der analogen Eingangssignale auf fünf oder sechs beschränkt ist, stehen Bauteile zur Verfügung, die den meisten, jedoch nicht allen der obigen Forderungen entsprechen. Wenn jedoch die Anzahl der analogen Eingangssignale wie etwa in einem System für die Anzeige der verschiedenen Lagen von Steuerstäben in einem Kernreaktor groß ist, beispielsweise über 20 liegt, so lassen sich keine Standard-Bauteile finden, die allen Forderungen dann noch genügen.

Fig. 1B ist die Wahrheitstabelle für die Schaltung nach Fig. 1A, die die Zustände der entsprechenden, Binärausgänge ABC wiedergibt, wenn die verschiedenen analogen Eingänge 1 - m steuern, wobei die Wahrheitstabelle das Verständnis der Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 1A erleichtern soll.

Eine für die vorliegende Erfindung typische Schaltung zur Verwirklichung der abgeleiteten Funktion, die mit billigen, im Handel erhältlichen Standard-Bauteilen arbeitet und den erforderlichen niedrigen Vorspannungsstrom, eine niedrige Spannungsverschiebung und eine hohe Differential-Eingangs-Kapazität hat, ist mit Fig. 2A gezeigt. Diese Schaltung wird in Abhängigkeit von dem höchsten Eingangssignal gesteuert und ist mit der Schaltung nach

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Fig. 3A zu vergleichen, die durch das niedrigste Eingangssignal gesteuert wird. Als Grund-Bauteil wird ein Operationsverstärker, beispielsweise im Hinblick auf seine verriegelungssichere Arbeitsweise und seine niedrigen Kosten ein 747-Operationsverstärker verwendet. Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 2A wird im nachstehenden Absatz beschrieben, wobei jedoch nicht außeracht gelassen werden sollte, daß die Beschreibung ebenso auf die Schaltung nach Fig. 3A zutrifft, deren Ausgang durch das Eingangssignal gesteuert wird, das zu einem bestimmten Zeitpunkt den niedrigsten Analogwert hat.

Zum leichteren Verständnis der Schaltung nach Fig. 2A sei angenommen, daß deren Eingang 2 den höchsten Analogwert aller Eingangssignale hat. Der Ausgang des Verstärkers 60 steigt dann ge-: nügend weit an, um den Basis-/Emitterübergang des Transistors 70 und die Diode 82 in Vorwärtsrichtung vorzuspannen, so daß das Signal in den invertierenden Eingang des Verstärkers 60 mit einem der Spannung am Eingang 2 entsprechenden Wert rückgekoppelt wird. Da dieselbe Spannung durch alle invertierenden Eingänge jedes der Verstärker 58 - 68 rückgekoppelt wird und da alle anderen Eingänge niedriger als der Eingang 2 liegen, werden alle weiteren Verstärker 58 _f 62, 64, 66 sowie 68 negativ gesättigt. Da der Transistor 70 leitet, geht auch der Transistor 94 in den Ein-Zustand_r so daß am Ausgang ABC das Binärsignal 001 auftritt. Wird angenommen, daß der Eingang 4 das höchste aller Eingangssignale führt, so sind die Transistoren 74 und 78 (wobei dieser Transistor normalerweise durch das Eingangssignal "n" gesteuert

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wird).leitend, was den Binärkode 101 ergibt. Infolgedessen ist die Kodierung in dem Niveauverfolgungs-Detektor enthalten und durch die Einschaltung der Transistoren 70 - 78 in die Rückkopplungsschleife und die entsprechende ODER-Verknüpfungsver-/ drah.tung der Kollektoren verwirklicht. Da die Transistoren in der Rückkopplungsschleife enthalten sind, werden die Eingangsimpedanz und die Spannungsverschiebung nur durch den gewählten Operationsverstärker bestimmt. Die Transistoren 94-98 und die Widerstände 100 - 110 dienen als Niveauumsetzer (um das Stromausgangssignal in ein Spannungssignal abzuwandeln) und sind in diesem Beispiel aus Erläuterungsgründen vorgesehen. Da das analoge Äusgangssignal ebenso das zu den invertierenden Eingängen aller Verstärker rückkoppelnde Signal ist, "folgt" es dem höchsten Eingangssignal, von dem es sich nur um die Spannungsverschiebung des Operationsverstärkers unterscheidet. Wie auf dem einschlägigen Gebiet bekannt, kann diese Spannungsverschiebung durch Einschaltung' eines Trennpotentiometers in den Verstärkerkreis auf Null zurückgeführt werden. Die Wahrheitstabelie nach Fig. 2B ist selbsterläuternd im Hinblick auf die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 2A, deren entsprechende Ausgangssignale sie veranschaulicht, die erhalten werden* wenn jeweils einer der Eingänge 1-n die Steuerwirkung ausübt bzw. dominiert. Ein ähnlicher Vorgang läuft in Verbindung mit der Schaltung nach Fig, 3A ab, deren zugehörige WahrheitstabeHe mit Fig. 3B wiedergegeben ist. In beiden Schaltungsausführungen sind die entsprechenden Dioden 82, 84, 86, 88 und 90 in Reihe mit dem Exnitter-/Basisübergang des entsprechenden Folgetransistors ge-

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schaltet, um einen Durchbruch dieses Übergangs zu verhindern. Ferner ist die Anzahl der Ausgänge, die erforderlich sind, um das binär kodierte Signal in beiden Schaltungen zu führen, gleich X, wobei 2X gleich "n" und "n" wiederum gleich der Anzahl der Eingänge ist.

Eine Vereinfachung der mit Fig. 2A wiedergegebenen Schaltung zeigt Fig, 4, wobei diese Schaltung sich für Fälle einsetzen läßt, in denen die Minimumanzahl beschriebener kodierter Ausgänge nicht erforderlich ist. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform kann jede Stufe entsprechend den einzelnen analogen Eingängen einen Aufbau ähnlich demjenigen mit dem Verstärker 60, dem Transistor 70 und der Diode 82 haben. Die ausgeübte Funktion ist einfach die eines Differentialverstärkers mit η-Eingängen, jedoch mit den zusätzlichen Vorzügen, wie sie zuvor beschrieben wurden und durch das Kriterium nach dieser Erfindung gefordert werden. Es sei darauf hingewiesen, daß der kodierte Ausgang der Fig. 4 eine Anzahl Ausgangsklemmen benötigt, die gleich der Anzahl analoger Eingänge ist. Der Vorteil dieser Schaltung besteht in der Standardisierung jeder Stufe, mit einer entsprechenden Zunahme der Leitungen, die notwendig sind, um die von den Ausgängen übermittelte Information weiterzuleiten. Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 4 entspricht derjenigen, wie sie in Verbindung mit Fig. 2A erläutert wurde. In der gleichen Weise kann eine Schaltung zur "Verfolgung" des niedrigsten analogen Eingangssignals in Analogie zur Schaltung nach der Fig. 3A aufgebaut werden.

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Eine weitere Vereinfachung, wie sie mit Fig. 5 gezeigt ist, kann für Anwendungsfälle vorgesehen werden, die keinen kodierten Ausgang erfordern. Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 5 erklärt sich selbst. Dabei weist die Schaltung nach Fig. 5 einen einzelnen analogen Ausgang auf, der die gleiche Amplitude wie das höchste Eingangssignal hat und diesem gegenüber "gepuffert" ist. Es ist wiederum eine Anzahl Operationsverstärker 58-68 vorgesehen, deren invertierte Eingänge parallel geschaltet und an die ODER-Verknüpfungs-Verdrahtung der Verstärkerausgangsdioden angeschlossen sind, die ihrerseits über einen gemeinsamen Knotenpunkt parallel zu einer Vorspannungsversorgung geschaltet sind. Um eine entsprechende Schaltung zu erhalten, die das niedrigste analoge Signal "verfolgt", braucht nur die Richtung der entsprechenden Dioden umgekehrt und eine Vorspannung vorgesehen zu werden, die die gleiche Größe wie die mit V bezeichnete Spannung, jedoch ein dieser entgerichtetes Vorzeichen hat.

Durch Verwendung der zusätzlichen Schaltungsanordnung nach Fig. kann der Niveauverfolgungs-Detektor hohe Gemeinsame Betriebsart-Eingangssignale in der Größenordnung der mit V„_v bezeichneten Spannungen aufnehmen. Es sei darauf hingewiesen, daß - wenngleich dies in den entsprechenden Fig. nicht gezeigt ist - jeder der Operationsverstärker inhärent eine positive und negative Vorspannungsversorgung +V__c und -V_cc erfordert, die ebenfalls der Vorspannung V_ entspricht, wie sie an dem gemeinsamen Knotenpunkt angegeben ist, der den analogen Ausgang mit dem negativen Eingang des Verstärkers koppelt. Die hohe Gemeinsame Betriebsart-

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Eingangskapazität wird verwirklicht, indem die Niveauverfolgungs-Detektor-Schaltung zwischen den höchsten positiven bzw. negativen Spannungsversorgungen V₁-. schwankt und die analogen Ausgänge verwendet werden, um die genaue Spannung zu steuern. Dementsprechend sind die analogen Ausgänge der verschiedenen Schaltkreise mit dem Knotenpunkt 112 zwischen Zenerdioden 114 und 116 verbunden, und die positiven bzw. negativen VorspannungsVersorgungen V__c sind mit den entsprechenden Emittern der Transistoren 120 bzw. 118 verbunden. Somit werden alle zuvor beschriebenen wichtigen Parameter wie Vorspannungsstrom, Spannungsverschiebung und Differential-Eingangskapzität allein durch den gewählten Operationsverstärker bestimmt. Alle weiteren Elemente der Schaltungen können zu wirtschaftlichen Preisen allgemein im Handel erhältliche Bauteile niedrigerer Qualität sein. Infolgedessen läßt die Schaltung sich auf eine unbegrenzte Anzahl Eingänge η erweitern. Das analoge Ausgangssignal ist ein Ausgangssignal niedriger Impedanz, das je nach der gewählten Auslegung der Schaltung dem höchsten oder niedrigsten Eingangssignal genau folgt. Die Kodierung ist in der Niveauverfolgungs-Detektorstufe enthalten, ohne Beeinträchtigung der wesentlichen Eigangs-Parameter, wie sie sich sonst aus einem starken Vorspannungsstromfluß in den verschiedenen Eingängen ergeben könnte. Zusätzlich kann die Schaltung in der beschriebenen Weise geändert werden, um hohe Gemeinsame Betriebsart-Eingänge aufzunehmen;

Während bei Schaltungen nach dem Stand der Technik die Eingangsimpedanz allgemein durch den Faktor beta (d. h. das Stromüber-

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tragungsverhältnis der verwendeten Transistoren) gesteuert wurde, -wird in den Schaltungen nach der vorliegenden Erfindung die Eingangsimpedanz durch den Vorspannungsstrom des Operationsverstärkers gesteuert, welcher der an den jeweiligen Eingängen gezogene Strom ist. Zwischen dem Basisstromeingang, der für dieses Stromziehen nach dem Stand der Technik verantwortlich ist, und dem Basisstrom der Operationsverstärker läßt sich eine Beziehung aufstellen. Der Vorspannungsstrom entspricht dem Basisstrom, der dem Kollektorstrom geteilt durchbeta gleich ist. Verwendet man die optimalen derzeit im Handel erhältlichen Bauteile, so sind Vorspannungsstrom-Kennwerte in der Größenordnung von 1O A erhältlich, während die optimalen Kennwerte z. Z. zur Verfügung stehender Transistoren'Basisströme in der Größenordnung von 10 A erfordern. Damit ist der Vorzug der Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei der eine verhältnismäßig hohe Eingangsimpedanz im Vergleich zum Stand der Technik vorgesehen wird, aus der Verringerung der Belastung ersichtlich, die an der Analogeingangsschaltung auftritt.

Wo ferner ein genauer Vergleich der Eingangssignale erforderlich ist, weist der Schaltungsaufbau nach der Erfindung eine Differential-Spannungsverschiebung auf, die sich auf Null zurückführen läßt, während die Spannungs verschiebung nach dem Stand der Technik durch den Spannungsabfall an dem'Basis-/Emitterübergang bestimmt wird, der sich nicht auf Null zurückführen läßt. Dementsprechend liefert die Schaltung nach der vorliegenden Erfindung einen eine genaue Wiedergabe bildenden Analogausgang, der dem

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analogen Eingang folgt, während der Stand der Technik einen Analogausgang liefert, der in der Größenordnung der Spannung an dem Basis-/Emitterübergang abweicht. Wie zuvor erwähnt, kann diese Differenz - wenngleich der erwähnte Spannungsabfall im Vergleich zu den in Verbindung mit den Festkörperelementen verwendeten Spannungen klein zu sein scheint - einen Verlust an Information bedeuten, die von den Ausgängen übermittelt werden sollet. Hinzu kommt, daß die an den entsprechenden Eingängen auftretende Differenzspannung nicht mehr wie beim Stand der Technik auf die Basis-ZEmitterübergang-Durchbruchspannung der Eingangstransistoren begrenzt ist, sondern erfindungsgemäß Bereiche in der Größenordnung der Versorgungsspannungen überspannen kann, so daß die Differential-Betriebsart-Eingangskcpazität des Detektors erhöht wird.

Ferner führt *ie vorliegende Erfindung zu einer Verringerung des Schaltungsaufwands, da - wie mit Fig. 2 veranschaulicht - ein Niveauumsetzer je Digital-Bit-Ausgang erforderlich ist, während im Vergleich dazu Schaltungen nach dem Stand der Technik einen Niveauumsetzer pro Eingang erforderten.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung stellt somit eine optimale Einheit zur Verfügung, um eine Vielzahl Eingangssignale zu vergleichen und zu bestimmen und dabei einen elektrisch gepufferten analogen Ausgang entsprechend dem höchsten Eingang eines vorgegebenen Zeichens zu reproduzieren, wobei ein zweiter digitaler kodierter Ausgang identifiziert, welches der Eingangs-

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Signale aus der Mehrzahl Eingangssignale maßgeblich ist. Die abgeleitete Funktion wird nicht nur mit theoretischer Genauigkeit durchgeführt, sondern auch mit einem Minimum an Bauteilen, ohne dabei eine nennenswerte Belastung des Eingangsschaltkreises hervor= zu= ruf en.

Patentansprüche:

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Claims

P atentansprüche ;

Niveauverfolgungs-Detektor, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Vergleich der Niveaus von "n" analogen elektrischen Eingangssignalen - wobei "n" eine ganze Zahl zwischen Eins und Unendlich ist -, die auf eines der "n" Eingangssignale anspricht, das zu einem bestimmten Zeitpunkt gegenüber den übrigen (n-1) Eingangssignalen einen extremen analogen Wert mit vorgegebenem Vorzeichen hat, um so ein analoges Ausgangssignal zu liefern, das von dem einen Eingangssignal mit dem extremen Wert elektrisch getrennt und diesem im wesentlichen gleich ist.
2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

■ Einrichtung zum Vergleich eine hohe Eingangsimpedanz im Vergleich zu jedem der η-Eingänge hat, um so für einen vernachlässigbaren Stromfluß in den η-Eingängen zu sorgen.
3. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der analoge Ausgang genau gleich dem einen Eingang ist,
4. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Vergleich folgende Elemente aufweist: η Operationsverstärker mit einem ersten nicht invertierenden Eingang und einem zweiten invertierenden Eingang und einem Ausgang, wobei die invertierenden Eingänge parallel=geschaltet sind und die nicht invertierenden Eingänge mit entsprechenden

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Eingängen der η-Eingänge verbunden sind; η Dioden, die jeweils in Reihe mit entsprechenden Operationsverstärkerausgängen der η Operationsverstärkerausgänge in einer Richtung geschaltet sind, so daß der Ausgang in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Vorzeichen weitergeleitet wird, wobei jede der Dioden in einer ODER-Verknüpfung mit dem analogen Ausgang verbunden ist; sowie eine Einrichtung zur Erzeugung einer Referenz-Vorspannung, die parallel zu einem gemeinsamen Knotenpunkt der in einer UND-Verknüpfung verbundenen Anordnung der η Dioden und der parallelen Anordnung von η invertierten Eingängen geschaltet ist und eine vorgegebene Spannung hat, um die η Operationsverstärker so vorzuspannen, daß sie das eine der η Eingangssignale mit dem extremen Wert an den analogen Ausgang weiterleiten.
5. Detektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Versorgung der Einrichtung zum Vergleich mit einer schwankenden Vorspannung, um so hohe Gemeinsame Betriebsart-Eingangs spannungen für die η Eingänge in der Größenordnung der Vorspannung aufzunehmen.
6. Detektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kodiereinrichtung, die auf den einen der η Eingänge anspricht, der den extremen Analogwert hat, um einen damit korrespondierenden digitalen kodierten Ausgang zu liefern.

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7. Detektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Ausgang η Bits enthält.
8. Detektor nach Anspruch '6, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Ausgang X Bits enthält, wobei 2 = η ist.

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