DE2406094B1 - Schaltungsanordnung zum Umschalten der Polaritaet von Analogsignalen - Google Patents

Description

• Macht man die Widerstände R 1 und R2 unterschiedlich groß, so wird erreicht, daß bei einer Umschaltung der Polarität der Ausgangsspannung gleichzeitig auch deren Größe in einem bestimmten Verhältnis verändert wird. Durch Einschalten eines gestrichelt gezeichneten Widerstandes R 3 in den Ausgangskreis des Verstärkers V2 und durch Verbinden des vom Verstärker V2 abgewandten Anschlusses des Widerstandes R 3 mit dem nicht invertierenden Eingang wird der Ausgang des Verstärkers V2 hochohmig, und der dem Digital-Analog-Umsetzer DA U zugeführte Digitalwert wird als Strom iA ausgegeben, wobei die Polarität durch das dem Eingang V zugeführte Signal bestimmt ist.
• Wie schon erwähnt, kann, wenn der Digital-Analog-Umsetzer keinen hochohmigen Ausgang hat, der Verstärker V1 in geeigneter Weise beschaltet werden.
• F i g. 2 zeigt hierzu ein BeispieI. Die Ausgangsspan- nung des Digital-Analog-Umsetzers wird dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers V 1 zugeführt, der wiederum mittels eines Umschalters US wahlweise über den Widerstand R 1 oder den Widerstand R2 gegengekoppelt ist. Durch den Widerstand R 1 wird vom Verstärker V 1 ein Strom geschickt, der der Eingangsspannung proportional ist.
• Im Ausführungsbeispiel ist die Erfindung zur Polaritätsumschaltung des Ausgangssignals eines Digital-Analog-Umsetzers eingesetzt. Sie kann aber auch für die Polaritätsumschaltung beliebiger anderer unipolarer analoger Spannungen oder Ströme eingesetzt werden.

Claims (2)

1. Patentanspniche: 1. Schaltungsanordnung zum Umschalten der Polarität von Analogsignalen, insbesondere für Digital-Analog-Umsetzer, d a d II r c h g e k e 1111 zeichnet, daß zwei Widerstände (R1, R2), die jeweils mit dem einen Anschluß an einem Eingang eines Differenzverstärkers (V2) und mit dem anderen Anschluß auf einem gemeinsamen Potential liegen, in Reihe mit einem je nach Polarität geschalteten Umschalter(FET1, FET2, N) und einer Stromquelle (DA U) geschaltet sind.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils stromdurchflossene Widerstand (R 1, R2) und der jeweils stromdurchflossene Transistor (FET 1, FET2) des Umschalters den Oegenkopplungspfad eines Verstärkers (V 1) bilden.

   Die Digital-Analog-Umsetzern zugeführten Digitalwerte enthalten häufig neben dem Absolutwert eine Angabe über das Vorzeichen, die in der Regel im Eintrag einer logischen Eins oder Null in einer bestimmten Stelle des Digitalwertes besteht Wird ein solcher Digitalwert einem Digital-AnalogXUmsetzer zugeführt, so muß dieser eine Spannung abgeben, deren Größe durch den Ablolutwert und deren Polarität durch das Vorzeichen bestimmt ist.

   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit der eine Spannung oder ein Strom wahlweise in beiden Polaritäten mit geringen Fehlern erzeugt werden kann.

   Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei Widerstände, die jeweils mit dem einen Anschluß an einem Eingang eines Differenzverstärkers und mit dem anderen Anschluß auf einem gemeinsamen Potential liegen, in Reihe mit einem je nach Polarität geschalteten Umschalter und einer Stromquelle geschaltet sind. im Falle der Digital-Analog-Umsetzung wird das Analogsignal von einem unipolaren Digital-Analog-Umsetzer abgegeben, dessen Ausgangssignal gegebenenfalls in einen eingeprägten Strom umgewandelt werden muß. Dieser durchfließt je nach Schaltstellung des Umschalters den einen oder den anderen Widerstand und erzeugt an diesem einen Spannungsabfall, der die Eingangsspannung des Differenzverstärkers ist. Sind die Widerstände gleich groß, so bleibt nach dem Umschalten der Spannungsabfall gleich; er tritt aber mit umgekehrter Polarität am Eingang des Differenzverstärkers auf, so daß auch dessen Ausgangsspannung die Polarität umkehrt. Vorteilhaft liegt der jeweils stromdurchflossene Widerstand sowie der Umschalter im Gegenkopplungsweg eines Verstärkers, der dann den Strom liefert. Der Einsatz eines Differenzverstärkers bringt den Vorteil mit sich, daß eine etwaige Störspannung am Ausgang unterdrückt wird.

   An Hand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Analogsignal ein Strom ist, und F i g. 2 ein Beispiel für die Polaritätsumschaltung einer Spannung.

   Den Eingängen E eines unipolaren Digital-Analog-Umsetzers DAU werden die den Absolutwert eines Digitalwertes darstellenden Binärsignale zugeführt.

   Sein Ausgangssignal ist ein der Größe des Absolutwertes entsprechender eingeprägter Strom iE. Mit dem Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers ist der invertierende Eingang eines Verstärkers V1 verbunden, dessen nichtinvertierender Eingang über einen nicht bezeichneten Widerstand auf Nullpotential liegt. Der Ausgang dieses Verstärkers ist über zwei Widerstände R1 und R2 und zwei FeldeffekttransistorenFET1 und FET2 mit dem invertierenden Eingang verbunden. Die beiden Feldeffekttransistoren bilden zusammen mit einem Invertierglied N einen Umschalter, der über einen Eingang V gesteuert ist, dem das das Vorzeichen des Digitalwertes kennzeichnende Binärsignal zugeführt wird. Ist dieses z. B. eine positive Spannung, so ist der Transistor FET 2 gesperrt, der Transistor FET 1 durchgeschaltet und der Stroms fließt aus dem Verstärker V1 durch den Widerstand R2, an dem er einen Spannungsabfall UEl erzeugt.

   Durch dessen Widerstand R 1 fließt kein Strom, so daß die an diesem abfallende Spannung UE' Null ist und am Eingang eines Differenzverstärkers V2 2 nur die Spannung UE' liegt, die bei der eingezeichneten Polarität der Spannung UE', die von der eingezeichneten Richtung des Stromes iE herrührt, eine positive Ausgangsspannung + UA des Differenzverstärkers V2 ergibt. Das positive Signal am Eingang V gibt daher an, daß der am Digital-Analog-Umsetzer DA U zugeführte Wert positiv sein soll. Ist das dem Eingang V zugeführte Signal Null, so ist der Transistor FET 1 gesperrt und der Transistor FEST 2 durchgeschaltet, so daß nun am Widerstand R 1 ein Spannungsabfall auftritt, der, wenn die Widerstände R 1 und R2 gleich sind, gleiche Größe wie der zuvor am Widerstand R 2 aufgetretene hat. Am Widerstand R2 liegt praktisch keine Spannung. Am Eingang des Differenzverstärkers V 2 ist nur die Spannung UE", deren Polarität vom Eingang des Verstärkers V2 aus gesehen entgegengesetzt der Polarität der Spannung UEl ist, so daß von ihm die Spannung - UA abgegeben wird.

   Durch Umschalten der Transistoren FEST 1 und FEST 2 wird also die Polarität der Ausgangsspannung gewechselt.

   Die Eingangsspannung des Verstärkers V 2 ist nur gleich der Summe der an den Widerständen R1 und R2 abfallenden Spannungen. Die Spannungsabfälle an den Transistoren FET 1 und FEST 2 gehen nicht ein; der Umschalter verursacht daher keinen Fehler, vorausgesetzt, daß der Strom iE ein eingeprägter Strom ist. Dies kann, falls der Digital-Analog-Umsetzer keinen hochohmigen Ausgang hat, in üblicher Weise dadurch erreicht werden, daß in den Ausgangskreis ein großer Widerstand, z. B. die Emitter-KollektorStrecke eines Transistors geschaltet ist.