DE2423463C3 - Circuit arrangement for galvanic isolation with optoelectronic coupling elements - Google Patents

Circuit arrangement for galvanic isolation with optoelectronic coupling elements

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DE2423463C3
DE2423463C3 DE19742423463 DE2423463A DE2423463C3 DE 2423463 C3 DE2423463 C3 DE 2423463C3 DE 19742423463 DE19742423463 DE 19742423463 DE 2423463 A DE2423463 A DE 2423463A DE 2423463 C3 DE2423463 C3 DE 2423463C3
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Gerhard Dipl.-Ing. Blaess
Karl-Ruediger Busse
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/20—Repeater circuits; Relay circuits
    • H04L25/26—Circuits with optical sensing means, i.e. using opto-couplers for isolation

Description

tuijgsanordnung ^um Übertragen von Gleichstromsignalen bekannt, bei der die Signale von einem Eingang 55 zu einem galvanisch davon getrennten Ausgang durch optoelektronische Koppelelemente übertragen wer-tuijgsordnung ^ to transmit direct current signals known, in which the signals from an input 55 to an output galvanically separated therefrom optoelectronic coupling elements are transmitted

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsan- den. Die optoelektronischen Koppelelemente enthalordnung zur galvanischen Trennung mit optoelektro- ten ebenfalls jeweils eine Leuchtdiode und einen dienischen Koppelelementen, bei der über einen Eingang ser zugeordneten Fototransistor Diese bekannte ein Eingangssignal einem ersten bzw. zweiten 60 Schaltungsanordnung hat ebenfalls den Nachteil, daß Sehwellwertverstärker zugeführt wird, über deren sie einen großen Eingangsstrom erfordert und außer-Ausgang ein Ausgangssignal übertragen wird und bei dem kein bistabiles Schaltglied enthält. Insbesondere der Daten Vom Eingang zum Ausgang übertragen bei der Verwendung dieser bekannten Schaltungsänwerden, Ordnung als Eingangsschaltung für Meßgeräte wirdThe invention relates to a circuit board. The optoelectronic coupling elements contain order for galvanic separation with optoelectrodes, there is also one light-emitting diode and one serving Coupling elements in which the phototransistor assigned via an input ser This known an input signal to a first or second 60 circuit arrangement also has the disadvantage that Threshold amplifier is supplied, through which it requires a large input current and out of output an output signal is transmitted and does not contain a bistable switching element. In particular the data is transferred from input to output when using this known circuit change, Order as an input circuit for measuring instruments

Es sind bereits Schaltungsanordnungen bekannt, 65 eine große Symmetrie der Abtastung der Datensignate bei denen eine galvanische Trennung ihres Eingangs gefordert. Diese Symmetrie kann mit der bekannten Von ihrem Ausgang durch einen Übertrager erfolgt Schaltungsanordnung wegen der Unterschiede in den und bei denen Daten vom Eingang zum Ausgang Durchlaßspannungen der Leuchtdioden nicht immerCircuit arrangements are already known, 65 a great symmetry of the scanning of the data signals where galvanic isolation of their input is required. This symmetry can be compared with the known From their output through a transformer is done because of the differences in the circuitry and in which data from the input to the output forward voltages of the light emitting diodes are not always

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garantiert werden. Stromsignalen eine eindeutige Unterscheidung einesguaranteed. Current signals a clear distinction between a

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingangssignals mit einem konstanten Binärwert vonThe invention is based on the object of providing an input signal with a constant binary value of

Schaltungsanordnung zur galvanischen Trennung ei- einer Unterbrechung der Leitung am Eingang, da beiCircuit arrangement for galvanic separation of an interruption of the line at the input, as at

nes Eingangs von einem Ausgang anzugeben, die ei- einer Unterbrechung keine Leuchtdiode aufleuchtet,Specify an input from an output that does not light up in the event of an interruption,

nen großen Eingangswiderstand hat und bei der die 5 Außerdem kann der für die Anzeigeeinrichtung erfor-has a large input resistance and at which the 5 In addition, the

Eingangssignale ohne Differentiation zum Ausgang derliche Strom auf einfache Weise einer erdgebunde-Input signals without differentiation to the output

übertragen werden. nen Spannungsquelle entnommen werden.be transmitted. can be taken from a voltage source.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Schal- Im folgenden wird an Hand von Zeichnungen einAccording to the invention, the task at the scarf- In the following is based on drawings a

tungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch Ausführungsbeispiel der Eingangsschaltung gemäßprocessing arrangement of the type mentioned thereby embodiment of the input circuit according to

gelöst, daß dem ersten bzw. zweiten Schwellwertver- I0 der Erfindung erläutert. Es zeigtsolved that the first and second Schwellwertver- explained I0 of the invention. It shows

stärker ein erstes bzw. zweites optoelektronisches Fig 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanord-stronger a first or second optoelectronic Fig. 1 a block diagram of the circuit arrangement

Koppelelement nachgeschaltet ist, das an seinem nung,Coupling element is connected downstream, which at its voltage,

Ausgang erste bzw. zweite Signale abgibt, solange das Fig 2 Zeitdiagramme von Signalen an verschiede-Output emits first or second signals as long as the Fig. 2 time diagrams of signals to different

Eingangssignal eine erste bzw. zweite Schwellenspan- nen Punkten der Schaltungsanordnung,Input signal a first or second threshold voltage points of the circuit arrangement,

nung über- bzw. unterschreitet und daß mit den Aus- 1S Fig. 3 ein Schaltbild der Schaltungsanordnung,voltage exceeds or falls below and that with the 1 S Fig. 3 a circuit diagram of the circuit arrangement,

gangen der optoelektronischen Koppelelernente ein Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt dieentered the optoelectronic coupling element. The block diagram shown in FIG. 1 shows the

Flipflop verbunden ist, das gesetzt bzw. rückgesetzt Schaltungsanordnung als Eingangsschaltung in einemFlip-flop is connected, the set or reset circuit arrangement as an input circuit in one

wird, wenn vom ersten bzw. zweiten optoelektroni- Meßgerät zur Messung der Schrittverzerning von Te-is when the first or second optoelectronic measuring device for measuring the step distribution of te-

schen Koppelelement die ersten bzw. zweiten Signale legrafie- oder Datensignalen. Die Schaltungsanord-between coupling element the first and second signals legrafie- or data signals. The circuit arrangement

abgegeben werden und das über den Ausgang das ao nung enthält einen Vorwiderstand R V, der für einenare issued and the output via the ao voltage contains a series resistor RV, which for a

Ausgangssignal abgibt. Mindesteingangswiderstand des M. igerätes sorgt.Emits output signal. Minimum input resistance of the device.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung hai Über einen Eingang E und über den Vf widerstand die Vorteile, daß sie einen geringen Aufwand erfor- ÄKwirdeinzu messendes binäres Eingangssignal ES, dert und im Gegensatz zu Schaltungsanordnungen mit . das ein Einfachstrom- oder ein Doppelstromsignal Übertragern in Form eines integrierten Schaltkreises a5 sein kann, zwei Schwellwerlverstärkern 571 und STl aufgebaut werden kann. Außerdem ist die Schal- zugeführ·. Als Schwellwertverstärker 571 und 572 tungsanordnung für die Übertragung von Daten mit werden beispielsweise Schmitt-Trigger mit einstellbahoher Übertragungsgeschwindigkeit geeignet. Insbe- rer Schwellenspannung verwendet. Wenn das Einsondere bei der Verwendung der Schaltungsanord- gangssignal £5 eine erste Schwellenspannung USl nung als Eingangsschaltung für Meßgeräte zum Mes- 3o überschreitet, gibt der erste Schwellwerfverstärker sen der Schrittverzerrung von Signalen hat sie die 571 ein Signal 51 ab und wenn es eine zweite Schwel-Vorteile einer geringen Störanfälligkeit und eines gro- lenspannung t/52 unterschreitet, gibt der zweite ßen Eingangswiderstandes. Es werden beispielsweise Schwellwertverstärker STZ ein Signal 52 ab. Die Si-Signaleinbrüche am Ausgang des Flipflops nicht ange- gnale 51 und 52 werden jeweils einem opt^elektronizeigt. Weiterhin ist die Schaltungsanordnung für einen 35 sehen Koppelelement KEl bzw. KEl zugeführt. Die weiteren Bereich der Amplituden der Eingangssignale Koppelelemente KEl und KEl enthalten optoeiekeinsetzbar, da die Spannungsversorgung der Schwell- tronische Koppler, mit deren Hilfe die Signale 51 und wertverstärker nicht über die Eingangssignale erfolgt 52 ohne galvanische Verbindung von den Eingängen und die Schwellwertverstärker jeweils einen Span- zu den Ausgängen der Koppelelemente übertragen nungsteiler enthalten, über den die Eingangssignale 40 werden,
den eigentlichen Verstärkern zugeführt werden. Jeder optoelektronische Koppler enthält eineThe circuit arrangement according to the invention hai via an input E and the Vf resistance the advantages that they require little effort changed ÄKwirdeinzu measuring binary input signal ES and in contrast to circuit arrangements. which can be a single-stream or a double- stream signal transmitters in the form of an integrated circuit a 5, two Schwellwerl amplifiers 571 and STl can be set up. In addition, the scarf feed ·. Schmitt triggers with an adjustable transmission speed, for example, are suitable as threshold amplifiers 571 and 572 for the transmission of data. In particular, threshold voltage is used. If the special when using the circuit arrangement output signal £ 5 exceeds a first threshold voltage USl voltage as an input circuit for measuring devices for measuring, the first threshold amplifier sends the step distortion of signals, the 571 sends a signal 51 and if there is a second threshold -The advantages of a low susceptibility to interference and a large voltage t / 52 are below the second input resistance. For example, threshold amplifier STZ emits a signal 52. The Si signal dips at the output of the flip-flop not signaled 51 and 52 are each displayed to an opt ^ electronic. Furthermore, the circuit arrangement for a coupling element KEl or KEl is supplied. The further range of the amplitudes of the input signals coupling elements KEl and KEl contain optoeiekeinsetzbar, since the voltage supply of the threshold tronic coupler, with the help of which the signals 51 and value amplifier does not take place via the input signals 52 without a galvanic connection from the inputs and the threshold amplifier each have a voltage contain voltage dividers transmitted to the outputs of the coupling elements, via which the input signals 40 are
are fed to the actual amplifiers. Each optoelectronic coupler contains one

In vorteilhafter Weise wird die Schaltungsanord- Leuchtdiode und einen Fototransistor. Wenn die Si-The circuit arrangement is advantageously light-emitting diode and a phototransistor. When the Si

nungfür binäre Eingangssignale mit unterschiedlichen gnale 51 oder 52 den Binärwert 1 annehmen, sendettion for binary input signals with different signals 51 or 52 assume the binary value 1, sends

Polaritäten (Doppelstromsignale) verwendet, wenn die jeweilige Leuchtdiode Licht zu dem ihr zugeord-Polarities (double current signals) are used when the respective light emitting diode is light to the one assigned to it.

die den Schwellwertverstärkern zugeführten Schwel- 45 neten Fototransistor aus und steuert diesen leitend,the threshold phototransistor fed to the threshold amplifiers and controls it to be conductive,

lenspannungen unterschiedliches Vorzeichen haben. Die Signale 53 bzw. 54 an den Ausgängen der opto-lens voltages have different signs. The signals 53 and 54 at the outputs of the opto-

Falls der Schaltungsanordnung binäre Eigenschaf- elektronischen Koppler nehmen immer dann den Biten mit der gleichen Polarität (Einfachstromsignale) närwert 0 an, wenn die Signale 51 bzw. 52 den Binärzugeführt werden, ist es zweckmäßig, daß die den wert 1 annehmen.If the circuit arrangement has binary properties - electronic couplers always take the bit with the same polarity (single current signals), if the signals 51 and 52 are fed to the binary it is advisable that they take on the value 1.

Schwellwertverstärkern zugeführten Schwellenspan- 50 Die Signale 53 und 54 werden einerseits jeweilsThreshold span 50 The signals 53 and 54 are on the one hand each

nungen gleiches Vorzeichen haben. einer Anzeigeeinrichtung ANl bzw. ANl und ande-have the same sign. a display device ANl or ANl and other

Um ein Überschreiten der Schwellenspannungen rerseits einem Flipflop FFzugeführt. Das Flipflop FF To ensure that the threshold voltages are exceeded, a flip-flop FF is supplied on the other hand. The flip-flop FF

durch das Eingangssignal eindeutig erkennen zu kön- wird gesetzt, wenn das Signal 53 den Binärwert 0 an-can be clearly recognized by the input signal is set if the signal 53 has the binary value 0

nen, ist es vorteilhaft, wenn Schwellwertverstärker mit nimmt -.nd zurückgesetzt, wenn das Signal 54 den Bi-it is advantageous if the threshold amplifier takes with -.nd is reset when the signal 54 exceeds the binary

einer Hysterese vorgesehen sind. 55 närwert 0 annimmt. Vom Flipflop FF wird ein Aus-a hysteresis are provided. 55 assumes a primary value of 0. The flip-flop FF outputs an

Da die optoelektronischen Koppelelemente, die an gangssignal AS abgegeben, das immer dmn die ihren Eingängen anliegenden Signale ohne Differen- Binärwerte 1 bzw. 0 annimmt, wenn das Eingangssifiation übei tragen, werden die Eingangssignale auf gnal £5 die ersts Schwellenspannung t751 übeieinfache Weise störungsfrei und ohne Verkleinerung schreitet bzw. die iweite Schwellenspannung USl undes Eingangswiderstandes der Schaltungsanordnung 60 terschreitet. Das Aasgangssignal AS wird über einen angezeigt, wenn jedem optoelektronischen Koppel- Ausgang Λ beispielsweise einer Meßeinrichtung zum element eine Anzeigeeinrichtung nachgeschaltet ist. Messen der Schrittverzerrung zugeführt.
Insbesondere ist es Vorteilhaft, wenn die Anzeigeein- Die Anzeigeeinrichtungen ANl und ANl zeigen richtungen zur Anzeige der Binärwerte des Eingangs- z. B. mittels einer Leuchtdiode den Binärwert des Einsigna1? jeweils eine Leuchtdiode enthalten. 65 gangssignals £5 an. Wenn das Signal 53 den Binär-Since the optoelectronic coupling elements, which are delivered to the input signal AS , always accept the signals applied to their inputs without differential binary values 1 or 0 when the input sifiation is transmitted, the input signals on signal £ 5, the first threshold voltage t751, are simply free of interference and without reduction or the i-wide threshold voltage USl and the input resistance of the circuit arrangement 60 falls below. The output signal AS is displayed when each optoelectronic coupling output Λ, for example a measuring device for the element, is followed by a display device. Measure the step distortion supplied.
In particular, it is advantageous if the display devices ANl and ANl show directions for displaying the binary values of the input z. B. the binary value of Einsigna 1 by means of a light emitting diode? each contain a light emitting diode. 65 output signal £ 5. If the signal 53 corresponds to the binary

Dvrch den Anscbii'ß der Anzeigeeinrichtungen an wert 0 hat, leuchtet die Leuchtdiode in der Anzeigeden Ausgang der optoelektronischen Koppelelemente einrichtung ANl und wenn das Signal 54 den ermöglicht die Schaltungsanordnung bei Doppel- Binärwert 0 hat, leuchtet die Leuchtdiode in der An-Since the connection of the display devices has a value of 0, the light-emitting diode in the display lights up the output of the optoelectronic coupling element device ANl and when the signal 54 enables the circuit arrangement with double binary value 0, the light-emitting diode in the display lights up.

Zeigeeinrichtung AN2. Pointing device AN2.

Falls das Eingangssignal £5 weder die erste Schwelle t/51 überschreitet noch die zweite Schwelle t/52 unterschreitet, leuchtet keine der Leuchtdioden in d.n Anzeigeeinrichtungen auf, und auf diese Weise kann z.B. bei Doppelstromsignalen eine Leitungsunterbrechung von einem Dauersignal mit einem der beiden Binärwerte unterschieden werden.If the input signal £ 5 neither exceeds the first threshold t / 51 nor the second threshold t / 52, none of the LEDs are lit. in the display devices, and in this way, for example, in the case of double-current signals, a line interruption can be distinguished from a continuous signal with one of the two binary values.

Weitere Einzelheiten der Schaltungsanordnung werden irn folgenden zusammen mit den in Fig. 2 dargestellten Zeitdiagrammen des Eingangssignals £5, des Ausgangssignals AS und der Signale 51 bis 54 beschrieben.Further details of the circuit arrangement are described below together with the timing diagrams of the input signal £ 5, the output signal AS and the signals 51 to 54 shown in FIG.

Als Eingangssignal wird ein Doppelstromsignal mit unterschiedlichen Polaritäten angenommen. Der ne- *5 gativen Polarität wird der Binärwert 0 und der positiven Polarität wird der Binärwert 1 zugeordnet.A double-current signal with different polarities is assumed as the input signal. The ne- * 5 The binary value 0 is assigned to the negative polarity and the binary value 1 is assigned to the positive polarity.

7.iim Zpjtniinkt /1 ändert das F.ingangssignal ES seinen Binärwert von 0 auf 1. In der Darstellung wird angenommen, daß die Änderung mit einer großen »° Zeitkonstante erfolgt. Zum Zeitpunkt <2 überschreitet das Eingangssignal £5 die positive Schwellenspannung USl des Schwellwertverstärkers 571, und das Signal 51 ändert damit seinen Binärwert von 0 auf 1. Dem Binärwert 0 ist eine Bezugsspannung von bei- a5 spielsweise 0 V zugeordnet, und dem Binärwert 1 ist eine positive Spannung zugeordnet. Das Signal 51 bringt die Leuchtdiode im Koppelelement KLl zum Leuchten und der zugehörige Fototransistor wird leitend gesteuert. Das Signal 53 am Ausgang des Koppelelements nimmt den Binärwert 0 an und setzt das Flipflop FF. Das Ausgangssignal AS am Ausgang des Flipflops FFnimmt damit den Binärwert 1 an. Gleichzeitig beginnt die Leuchtdiode in der Anzeigeeinrichtung ANl zu leuchten und zeigt auf diese Weise den Binärwert 1 des Eingangssignals £5 an. 7. In Zpjtniinkt / 1 the input signal ES changes its binary value from 0 to 1. In the illustration it is assumed that the change takes place with a large time constant. At time <2, the input signal £ 5 exceeds the positive threshold voltage USL of the threshold value amplifier 571, and thus the signal 51 changes its binary value from 0 to 1. The binary value 0 is a 5 associated game, 0 V, a reference voltage of examples, and the binary value 1 a positive voltage is assigned. The signal 51 causes the light-emitting diode in the coupling element KL1 to light up and the associated phototransistor is controlled to be conductive. The signal 53 at the output of the coupling element assumes the binary value 0 and sets the flip-flop FF. The output signal AS at the output of the flip-flop FF thus assumes the binary value 1. At the same time, the light-emitting diode in the display device ANl begins to light up and in this way shows the binary value 1 of the input signal £ 5.

Zum Zeitpunkt i3 ändert das Eingangssignal £5 wieder seinen Binärwert von 1 auf 0, und es unterschreitet zum Zeitpunkt /4 die Schwellenspannung t/51. Das Signal 51 nimmt den Binärwert 0 an. Das Leuchten der Leuchtdiode im Koppelelement KEl wird beendet, und das Signal 53 nimmt den Binärwert 1 an und beendet auch das Leuchten der Leuchtdiode in der Anzeigeeinrichtung ANl. At time i3, the input signal £ 5 changes its binary value from 1 to 0 again, and at time / 4 it falls below the threshold voltage t / 51. The signal 51 assumes the binary value 0. The lighting of the light-emitting diode in the coupling element KEl is ended, and the signal 53 assumes the binary value 1 and also ends the lighting of the light-emitting diode in the display device ANl.

Zum Zeitpunkt tS unterschreitet das Eingangssignal £5 die negative Schwelle t/52, und das Signal 52 am Ausgang des Schwellwertverstärkers 572 ändert seinen Binärwert von 0 auf 1. Der Binärwert 1 ist in diesem Fall z. B. einer negativen Spannung zugeordnet, und der Binärwert 0 ist der Bezugsspannung zugeordnet. Die Leuchtdiode im Koppelelement KE2 beginnt zu leuchten, und der zugehörige Fototransistor wird leitend gesteuert. Das Signal 54 nimmt den Binärwert 0 an und setzt das Flipflop FF zurück. Das Ausgangssignal AS nimmt den Binärwert 0 an. Gleichzeitig beginnt die Leuchtdiode in der Anzeigeeinrichtung AN2 zu leuchten und zeigt den Binärwert 0 des Eingangssignals £5 an. At time tS the input signal £ 5 falls below the negative threshold t / 52, and the signal 52 at the output of the threshold amplifier 572 changes its binary value from 0 to 1. In this case, the binary value 1 is z. B. assigned to a negative voltage, and the binary value 0 is assigned to the reference voltage. The light-emitting diode in the coupling element KE2 starts to light up and the associated phototransistor is controlled to be conductive. The signal 54 assumes the binary value 0 and resets the flip-flop FF . The output signal AS assumes the binary value 0. At the same time, the light-emitting diode in the display device AN2 begins to light up and shows the binary value 0 of the input signal £ 5.

Zum Zeitpunkt i6 ändert das Eingangssignal £5 wieder seinen Binärwert von 0 auf 1. Mit dem Überschreiten der negativen Schwellenspannung t/52 nimmt das Signal 54 wieder den Binärwert 1 an, und mit dem Überschreiten der positiven Schwellenspannung USl werden in gleicher Weise wie zum Zeitpunkt f2 das Flipf'iop FF gesetzt und die Leuchtdiode 5j in der Anzeigeeinrichtung ^4JVl zum Leuchten gebracht. At the time i6, the input signal £ 5 changes its binary value from 0 to 1. When the negative threshold voltage t / 52 is exceeded, the signal 54 again assumes the binary value 1, and when the positive threshold voltage USl is exceeded , in the same way as at the time f2 the Flipf'iop FF set and the light emitting diode 5j in the display device ^ 4JVl to light up.

Zum Zeitpunkt Π wird angenommen, daß das Eingangssignal £5 infolge einer Störung mit einem Spannungsbruch versehen ist. In ähnlicher Weise wie zum Zeitpunkt f4 wird zum Zeitpunkt /8 die Schwellenspannung USl unterschritten. Das Signal 51 nimmt den Binärwert 0 an. Das Signal 53 nimmt den Binärwert 1 an, und die Leuchtdiode in der Anzeigeeinrichtung ANl erlischt. Zum Zeitpunkt /9 überschreitet ■das Eingangssignal £5 wieder die Schwellenspannung USl, und das Signal 51 nimmt wieder den Binärwert 1 an. Das Signal 53 nimmt damit wieder den Binärwert 0 an, und die Leuchtdiode in der Anzeigeeinrichtung ANl beginnt erneut zu leuchten.At time Π it is assumed that the input signal £ 5 has a voltage break due to a disturbance. In a manner similar to that at point in time f4, the value falls below threshold voltage US1 at point in time / 8. The signal 51 assumes the binary value 0. The signal 53 assumes the binary value 1, and the light-emitting diode in the display device ANl goes out. At the instant / 9, the input signal £ 5 again exceeds the threshold voltage US1, and the signal 51 takes on the binary value 1 again. The signal 53 thus assumes the binary value 0 again, and the light-emitting diode in the display device AN1 begins to light up again.

Da das Eingangssignal £5 zwischen den Zeitpunkten ti und /9 die negative Schwellenspannung US2 nicht unterschritten hat, wurden die Binärwerte der Signale 52 und 54 nicht geändert. Damit bleibt auch die Lage des Flipflops FF unverändert, und das Ausgangssignal AS am Ausgang de:, Flipflops FF ist nicht gestört.Since the input signal £ 5 did not fall below the negative threshold voltage US2 between the times ti and / 9, the binary values of the signals 52 and 54 were not changed. The position of the flip-flop FF remains unchanged, and the output signal AS at the output de :, flip-flop FF is not disturbed.

Zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schaltungsanordnung ist keine galvanische Verbindung vorhanden. Die Bezugspotentiale des aus den Schwellwertverstärkern STl und 5Γ2 und den Lcuihtdioden in den Koppelelementen KEl und KE2 bestehenden Teils können daher in einem weiten Bereich verschieden von dem Bezugspotential des aus di.ii Fototransistoren in den Koppelelementen KEl und KE2, den Anzeigeeinrichtungen ANl und AN2, dem Flipflop FF und den nachfolgenden Meßeinrichtungen bestehenden Teils der Schaltungsanordnung sein. Um auch eine galvanische Trennung der beiden Teile hinsichtlich der Versorgungsspannung zu erreichen, werden die Versorgungsspannungen der erdfreien Teile vorzugsweise mit Hilfe von Gegentaktwandlern erzeugt.There is no galvanic connection between the input and the output of the circuit arrangement. The reference potentials of the part consisting of the threshold amplifiers STl and 5Γ2 and the Lcuihtdioden in the coupling elements KEl and KE2 can therefore differ in a wide range from the reference potential of the di.ii phototransistors in the coupling elements KEl and KE2, the display devices ANl and AN2, the Flip-flop FF and the subsequent measuring devices existing part of the circuit arrangement. In order to achieve a galvanic separation of the two parts with regard to the supply voltage, the supply voltages of the ungrounded parts are preferably generated with the help of push-pull converters.

Die Fig. 3 zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Schaltungsanordnung. Der Schwellwertverstärker 571 enthält einen Operationsverstärker Vl. an dem eine positive und eine negative Versorgungsspannung Ul bzw. i/2 anliegen. Dem Operationsverstärker Vl wird an seinem nichtinvertierenden Eingang das Eingangssignal £5 zugeführt. An seinem invertierenden Eingang wird über den Mittelabgriff eines Potentiometers Pl die Schwellenspannung i/51 zugeführt. An dem Potentiometer Pl liegt eine positive Referenzsspannung URl an. Das Signal am Ausgang des Operationsverstärkers Vl wird über einen Widerstand El als Signal 51 einerseits dem Koppelelement KEl zugeführt und andererseits über einen Widerstand R2 dem nichtinvertierende»* Eingang des Operationsverstärkers Vl zugeführt. Der Widerstand Rl dient als Mitkopplungswiderstand, und er sorgt für eine Hysterese des Schwellwertverstärkers 571.3 shows the circuit diagram of an exemplary embodiment of the circuit arrangement. The threshold amplifier 571 contains an operational amplifier Vl. at which a positive and a negative supply voltage Ul and i / 2 are applied. The input signal £ 5 is fed to the operational amplifier V1 at its non-inverting input. The threshold voltage i / 51 is fed to its inverting input via the center tap of a potentiometer P1. A positive reference voltage URl is applied to the potentiometer P1. The signal at the output of operational amplifier Vl is the one hand, supplied through a resistor El as a signal 51 to the coupling element KEl and on the other hand via a resistor R2 to the non-inverting "* input of the operational amplifier Vl supplied. The resistor Rl serves as a feedback resistor, and it ensures a hysteresis of the threshold amplifier 571.

Das Koppelelement KEl enthält einen optoelektronischen Koppler OKI, der aus einer Leuchtdiode und einem zugehörigen Fototransistor besteht. Außerdem enthält es einen Arbeitswiderstand Ri für den Fototransistor. Wenn die mit dem Schwellwertverstärker 571 verbundene Kathode der Leuchtdiode positiver ist als die Anode, beginnt die Leuchtdiode zu leuchten. Der Widerstand Rl begrenzt den Strom durch die Leuchtdiode.The coupling element KEl contains an optoelectronic coupler OKI, which consists of a light-emitting diode and an associated phototransistor. It also contains a working resistor Ri for the phototransistor. If the cathode of the light-emitting diode connected to the threshold amplifier 571 is more positive than the anode, the light-emitting diode begins to light up. The resistor Rl limits the current through the light emitting diode.

Die Anzeigeeinrichtung ANl enthält einen Inverter Jl, der den Binärwert des -Signals 53 am Ausgang des Koppelelements KEl invertiert und die Leuchtdiode Ll ansteuert. Ein Widerstand RA übernimmt beim Leuchten der Leuchtdiode Ll einen Teil ihresThe display device ANl contains an inverter Jl which inverts the binary value of the signal 53 at the output of the coupling element KEl and controls the light-emitting diode Ll . A resistor RA takes over part of it when the light-emitting diode Ll lights up

Stromes. Das Flipflop FF ist in bekannter Weise aus zwei NAND-Gliedern Nl und Nl aufgebaut.Current. The flip-flop FF is constructed in a known manner from two NAND gates Nl and Nl .

Der Schwellwertverstärker STl ist in gleicher Weise wie der Schwellwertverstärker 5Tl aufgebaut und besteht aus einem Operationsverstärker Vl, einem Potentiometer Pl und zwei Widerständen RS und R6. An dem Potentiometer Pl liegt eine zweite Referenzspannung UR2 an. Die Referenzspannung URl ist negativ, wenn als Eingangssignale ES Doppelstromsignale verwendet werden^ und sie hat das gleiche Vorzeichen wie die Referenzspannung URl, wenn Einfachstromsignale verwendet werden^ wobei das Potential unter dem der Referenzspannung URl liegt.The threshold amplifier STl is constructed in the same way as the threshold amplifier 5Tl and consists of an operational amplifier Vl, a potentiometer Pl and two resistors RS and R6. A second reference voltage UR2 is applied to the potentiometer P1. The reference voltage URl is negative if double-current signals are used as input signals ES ^ and it has the same sign as the reference voltage URl if single-current signals are used ^ the potential being below that of the reference voltage URl .

Das Koppelelement KEl ist wie das Koppelelement KEl aufgebaut und besteht aus einem optoelektronischen Koppler OKI und einem Widerstand Rl. Die Anode der Leuchtdiode im optoelektronischen Koppler OKI ist mit dem Schwellwertverstärker STl verbunden* und wenn die Spannung an der Anode negativer ist als die zugehöriges Bezugsspannung, beginnt die Leuchtdiode zu leuchten.The coupling element KEl is constructed like the coupling element KEl and consists of an optoelectronic coupler OKI and a resistor Rl. The anode of the light-emitting diode in the optoelectronic coupler OKI is connected to the threshold amplifier ST1 * and if the voltage at the anode is more negative than the associated reference voltage, the light-emitting diode begins to light up.

Die Anzeigeeinrichtung ANl ist ähnlich wie die Anzeigeeinrichtung ANl aus einem Inverter Jl, einem Widerstand R8 und einer !Leuchtdiode Ll aufgebaut. The display device ANl is constructed similarly to the display device ANl from an inverter Jl, a resistor R8 and a light-emitting diode Ll .

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (6)

1 2 übertragen werden. Da der Übertrager wegen seiner Patentansprüche: differenzierenden Wirkung nur Änderungen der den Daten zugeordneten Eingangssignale überträgt, ist es1 2 are transferred. Since the transmitter, because of its patent claims: differentiating effect, only transmits changes to the input signals assigned to the data, it is 1. Schaltungsanordnung zur galvanischen Tren- nicht möglich, den Binärwert der Eingangssignale am1. Circuit arrangement for galvanic isolation not possible, the binary value of the input signals on nung mit optoelektronischen Koppelelementen, 5 Ausgang zu erkennen. Am Ausgang des Übertragerstion with optoelectronic coupling elements, 5 output to be recognized. At the output of the transformer bei der über einen Eingang ein Eingangssignal ei- ist daher ein bistabiles Schaltglied erforderlich. Au-a bistable switching element is therefore required in the case of an input signal via an input. Au- S nem ersten bzw. zweiten Schwellwertverstärker ßerdem hat ein Übertrager den Nachteil, daß er fürS nem first or second threshold amplifier ßerdem a transformer has the disadvantage that it is for zugeführt wird, über deren Ausgang ein Aus- eine Herstellung der Schaltungsanordnung in Formis supplied, via the output of which a production of the circuit arrangement in the form gangssignal übertragen wird und bei der Daten eines integrierten Schaltkreises nicht geeignet ist.output signal is transmitted and is not suitable for the data of an integrated circuit. vom Eingang zum Ausgang übertragen werden, 10 Als Schaltelemente zur galvanischen Trennung ei-transmitted from the input to the output, 10 as switching elements for galvanic isolation dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten nes Eingangs von einem Ausgang sind neben Übertra-characterized in that the first nes input from an output are in addition to transmission bzw. zweiten Schwellwertverstärker (571 bzw. gern auch optoelektronische Koppelelemente be-or second threshold amplifier (571 or optoelectronic coupling elements ST2) ein erstes bzw. zweites optoelektronisches kannt. In der DE-OS 2 336 624 ist eine mit ST2) a first or second optoelectronic knows. In DE-OS 2 336 624 is one with Koppelelement (KEl bzw. KEl) nachgeschaltet optoelektronischen Koppelclementen versehene Te- Coupling element (KEl or KEl) connected downstream of optoelectronic coupling elements provided Te- ist, das an seinem Ausgang erste bzw. zweite Si- 15 leqrafieempfangsschaltung beschrieben, bei der einis described at its output first or second silicon receiving circuit, in which a gnale (53 bzw. 54) abgibt, solange das Eingangs- Eingangssignal einem ersten und einem zweitensignals (53 or 54) emits as long as the input input signal is a first and a second signal {ES) eine erste bzw. zweite Schwellenspan- Schwellwertverstärker zugeführt wird. Den Schwell-signal {ES) a first or second threshold span threshold amplifier is supplied. The threshold ■ä nung (t/51 bzw. i/52) über- bzw. unterschreitet wertverstärkern ist jeweils ein mit einem optoelektro-■ change (t / 51 or i / 52) exceeds or falls below value amplifiers are each marked with an optoelectronic * und daß mit den Ausgängen der optoelektroai- nischen Koppelelement verbundener Transistor* and that transistor connected to the outputs of the optoelectronic coupling element j sehen Koppf 'elemente (KEl bzw. KE2) ein Flip- ao nachgeschaltet. Νεχη jeder Änderung des Binärwertesj see head elements (KEl or KE2) followed by a flip-ao. Νεχη every change in the binary value flop (FF) verbunden ist. das gesetzt bzw. rückge- des Eingangssignals wird jeweils einer der Transisto-flop (FF) is connected. the input signal is set or returned to one of the transistor setzt wird, v/enn vom ersten bzw. zweiten ren leitend gesteuert und über eine Leuchtdiode imis set, v / enn controlled by the first or second ren conductive and via a light-emitting diode in the optoelektronischen Koppelelement (KEl bzw. optoelektronischen Koppelelement wird damit einoptoelectronic coupling element (KEl or optoelectronic coupling element is thus a KE2) die ersten bzw. zweiten Signale (53 bzw. Kondensator kurzzeitig eniladen. Die Leuchtdiode KE2) briefly unload the first or second signals (53 or capacitor. The light-emitting diode 54) abgegeben werden und das über den Ausgang as sendet zu einem Photoempfänger im optoelektroni-54) and that via the output as sends to a photo receiver in the optoelectronic (A) das Ausgangssignal (AS) abgibt. sehen Koppelelement einen Lichtblitz, und am Aus- (A ) emits the output signal (AS). see coupling element a flash of light, and at the end 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- gang des optoelektronischen Koppeleiements wird durch gekennzeichnet, daß die den Schwellwert- nach jeder Änderung des Binärwertes des Eingangssiverstärkern (5Tl, STl) zugeführten Schwellen- gnals ein kurzer Impuls abgegeben,
spannungen (USl, i/52) unterschiedliches Vor- 30 Die Impulse am Ausgang des optoelektronischen zeichen haben. Koppelelementes entsprechen ebenso wie bei der gal-2. Circuit arrangement according to claim 1, the output of the optoelectronic coupling element is characterized in that the threshold signal supplied to the threshold value after each change in the binary value of the input amplifier (5Tl, STl) emits a short pulse,
voltages ( USl, i / 52) have different pre-30 The pulses at the output of the optoelectronic sign. As with the gal- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- vanischen Trennung durch einen Übertrager den difdurch gekennzeichnet, daß dL den Schwellwert- ferenzierten Eingangssignalen, und es ist auch hier ein verstärkern (571, 572) zugeführten Schwellen- bistabiles Schaltglied am Ausgang erforderlich, um spannungen (i/51, i/52) gle; iies Vorzeichen 35 den jeweiligen Binärwert des Eingangssignals zweihaben, felsfrei zu erkennen. Am Eingang eines Meßgerätes3. Circuit arrangement according to claim 1, the vanic separation by a transformer is characterized by the fact that dL the threshold value-ferentiated input signals, and here too an amplifiers (571, 572) supplied threshold bistable switching element is required at the output to convert voltages ( i / 51, i / 52) equals ; i this sign 35 have the respective binary value of the input signal two, can be clearly recognized. At the input of a measuring device 4. Schaltungsanordnung nach einem der vor- zum Messen der Schrittverzerrung von Datensignalen hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- ist jedoch ein bistabiles Schaltglied erforderlich, damit net, daß Schwellwertverstärker (571, 57*2) mit ei- kurzzeitige Unterbrechungen oder kurze Impulse inner Hysterese vorgesehen sind. 40 folge von Kontaktprellen in eier sendenden Einrich-4. Circuit arrangement according to one of the prior to measuring the step distortion of data signals previous claims, marked thereby, a bistable switching element is required net that threshold amplifier (571, 57 * 2) with a short interruption or short impulses inside Hysteresis are provided. 40 result of contact bouncing in egg-sending institutions 5. Schaltungsanordnung nach einem der vor- tung nicht ausgewertet werden. Eine. Anzeige der Bihergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- närwerte der Datensignale am Eingang kann beinet, daß jedem optoelektronischen Koppelele- spielsweise durch Parallelschalten einer Zusatzeinment (KEl, KEl) eine Anzeigeeinrichtung richtung erfolgen, was jedoch den Nachteil hat, daß (ANl, ANl) nachgeschaltet ist. 45 die Störanfälligkeit der Schaltungsanordnung erhöht5. Circuit arrangement according to one of the above cannot be evaluated. One. Display of the previous claims, characterized in that the data signals at the input can be characterized in that each optoelectronic coupling element, for example by connecting an additional unit ( KEl, KEl) in parallel, is given a display device, but this has the disadvantage that (ANl, ANl) is connected downstream . 45 increases the susceptibility of the circuit arrangement to failure 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, da- wird und der Eingangswiderstand verkleinert wird, durch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrich- Die bekannte Telegrafieempfangsschaltung ist außertung (ANl, ANl) zur Anzeige der Binärwerte des dem als Eingangsschaltung für Meßgeräte nicht geeig-Eingangssignals (£5) jeweils eine Leuchtdiode net, da sie keine eigene Spannungsquelle enthält und (Ll, Ll) enthalten. 50 damit für ihren Betrieb verhältnismäßig viel Energie6. Circuit arrangement according to claim 5, there is and the input resistance is reduced, characterized in that the display device The known telegraphy receiving circuit is out of order (ANl, ANl) for displaying the binary values of the input signal not suitable as an input circuit for measuring devices (£ 5 ) each have a light-emitting diode net, since they do not contain their own voltage source and contain (Ll, Ll) . 50 therefore a relatively large amount of energy for their operation der Telegrafenleitung entnimmt.from the telegraph line. Aus der DE-AS I 290 562 ist eine weitere Schal-From DE-AS I 290 562 another switch is
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