DE2431485A1 - Output voltage generator - delivers balanced variable frequency voltage at output of measurement or communication equipment - Google Patents
Output voltage generator - delivers balanced variable frequency voltage at output of measurement or communication equipmentInfo
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Abstract
Description
Schaltungsanordnung zur Abgabe einer symmetrischen Bus Rangs sT,annung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Abgabe einer frequenzvariablen, massepotentialfreien und symmetrischen Ausgangs spannung über den Ausgangskreis eines Geräts der elektrischen Meß- und Nachrichtentechnik unter Verwendung eines den Ausgangskreis von den übrigen Schaltungsteilen galvanisch trennenden Bauteils.Circuit arrangement for the delivery of a symmetrical bus rank sT, annung The invention relates to a circuit arrangement for the delivery of a frequency variable, potential-free and symmetrical output voltage via the output circuit a device of the electrical measurement and communication engineering using a The component that electrically isolates the output circuit from the remaining circuit parts.
Bekannte Schaltungen dieser Art weisen einen Ausgangsübertrager mit galvanisch getrennter Sekundärwicklung auf, über die die Ausgangsspannung mit dem gewünschten Pegel abgegeben wird. Dabei werden jedoch die oftmals nebeneinander bestehenden und einander teilweise widersprechenden Forderungen nach einem großen, möglichst konstanten Ausgangspegel der abæugebenden Spannung, einem von ihr zu überstreichenden, großen Frequenzbereich und einem kleinen Innenwiderstand des Ausgangskreises wegen der Eigenschaften des Ausgar.gstransformators nur unvollständig erfüllt Bei größer werdendem Ausgangspegel verringert sich nämlich der überstreichbare Frequenzbereich infolge eines Ansteigens der unteren Grenzfrequenz ganz wesentlich, wenn keine großen Schwankungen des Ausgangspegels zugelassen werden. Die genannten Forderungen können zwar umso besser erfüllt werden, je größer der Eisenkern des Ausgangstransformators gewählt wird, doch gelangt man auf diese Weise bald zu einer durch den Raumbedarf und das Gewicht des Transformators gegebenen oberen Grenze, die aus Gründen der Praktikabilität nicht mehr überschritten werden kann.Known circuits of this type have an output transformer galvanically separated secondary winding, via which the output voltage with the desired level is output. However, they are often next to each other existing and partially contradicting demands for a large, output level of the output voltage that is as constant as possible, one that it has to sweep, large frequency range and a small internal resistance of the output circuit of the characteristics of the output transformer only incompletely fulfilled As the output level increases, the frequency range that can be covered decreases as a result of an increase in the lower cut-off frequency, it is very substantial, if not a large one Fluctuations in the output level are allowed. The claims mentioned can the larger the iron core of the output transformer, the better the fulfillment is chosen, but in this way one soon arrives at one through the space requirement and the weight of the transformer given upper limit for the sake of Practicability can no longer be exceeded.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art in der Weise zu verbessern, daß gerade den genannten Forderungen in einem wesentlich höheren Maße entsprochen wird als bisher.The present invention is based on the object of a circuit arrangement of the type mentioned in such a way that just the mentioned Requirements are met to a much greater extent than before.
Dies wird ertindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Bauteil aus einem Ausgangstransformator mit galvanisch getrennter Sekundärwicklung besteht, dessen Primärseite die abzugebende Spannung mit einem solchen Pegel ugeführt wird, daß die sekundärseitige Klemmenspannung nur einen Bruchteil der gewünschten Ausgangsspannung beträgt, und daß die Kiemmenspannung in einem vom Masse- oder einem sonstigen Bezugspotential des Geräts freigeschalteten und eine eigene, entsprechend freigeschaltete Betriebsspannungsversorgung aufweisenden Verstärker mit großem Eingangs- und insbesondere kleinem AusgangswiderstarXd auf die gewünschte Ausgangsspannung verstärkt und sodann dem Geräteausgang zugeführt wird.This is achieved according to the invention in that the component consists of one Output transformer with a galvanically isolated secondary winding, whose Primary side, the voltage to be output is fed at such a level that the secondary-side terminal voltage is only a fraction of the desired output voltage is, and that the terminal voltage in one of the ground or another reference potential of the device and its own correspondingly activated operating voltage supply having amplifier with large input and especially small output resistance Xd amplified to the desired output voltage and then fed to the device output will.
Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, daß die Kombination der galvanisch getrennten Sekundärwicklung mit einem nachgeschalteten, von dem Masse- oder einem sonstigen Bezugspotential des Geräts auch hinsichtlich seiner Spannungsversorgung freigeschalteten Verstärker es erlaubt, den Ausgangstransformator mit einem stark reduzierten Pegel der abzugebenden Spannung zu beaufschlagen und seinen Sisenkern infolgedessen so zu dimensionieren, daß auch extreme Anforderungen hinsichtlich des Pegels, des Frequenzbereichs und des Innenwiderstandes des Ausgangskreises mit einem verretbaren Aufwand an Konstruktionsraum und Gewicht zu realisieren sind.The advantage that can be achieved with the invention is, in particular, that the combination of the galvanically isolated secondary winding with a downstream, of the ground or any other reference potential of the device, also with regard to Its power supply enabled amplifier allows the output transformer to apply a greatly reduced level of the voltage to be output and As a result, its sisenkern should be dimensioned in such a way that even extreme requirements with regard to the level, the frequency range and the internal resistance of the output circuit can be realized with a reasonable amount of construction space and weight.
Gemäß weiterer Erfindung besteht das den Ausgangskreis von den übrigen Schaltungsteilen galvanisch trennende Bauteil aus einem opto-elektronischen Koppler, dessen Eingang die abzugebende Spannung über einen Spannungs-Strom-Wandler mit einem solchen Pegel zugeführt wird, daß seine ausgangsseitige Klemmenspannung nur einen Bruchteil der gewünschten Ausgangsspannung beträgt, wobei die Klemmenspannung in einem vom Masse- oder einem sonstigen Bezugspotential des Geräts freigeschalteten und eine eigene, entsprechend freigeschaltete Betriebsspannungsversorgung aufweisenden Verstärker mit großem Eingangs- und insbesondere kleinem Ausgangswiderstand auf die gewünschte Ausgangs spannung verstärkt und sodann dem Geräteausgang zugeführt wird. Hiermit wird erreicht, daß eine untere Frequenzgrenze der abzugebenden Spannung entfällt und die Schaltung auch zur Abgabe von Spannungen sehr kleiner Frequenzen oder von Gleichspannungen geeignet ist.According to a further invention, the output circuit consists of the rest Circuit parts galvanically separating component from an opto-electronic Coupler, the input of which is the voltage to be output via a voltage-current converter is supplied at such a level that its output-side terminal voltage is only a fraction of the desired output voltage, the terminal voltage in an isolated from the ground or another reference potential of the device and having their own correspondingly activated operating voltage supply Amplifiers with large input and especially small output resistance the desired output voltage is amplified and then fed to the device output will. This achieves a lower frequency limit for the voltage to be output omitted and the circuit also for the output of voltages of very low frequencies or from DC voltages is suitable.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einigen in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem Ausgangs-übertrager und einem nachgeschalteten Verstärker, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Ausgangsübertrager und einem nachgeschalteten Gegentaktverstärker, Fig. 3 ein Ausfahrungsbeispiel mit einem opto-elektronischen Wandler und Fig. 4 ein weiteres Ausfahrungsbeispiel in Form einer Gegentaktschaltung mit zwei opto-elektronischen Wandlern.The invention is illustrated below with reference to some in the drawing illustrated, preferred embodiments explained in more detail. It shows: Fig. 1 shows a first exemplary embodiment with an output transformer and a downstream one Amplifier, Fig. 2 shows a second embodiment with an output transformer and a push-pull amplifier connected downstream, FIG. 3 with an exemplary embodiment an opto-electronic converter and FIG. 4 shows a further exemplary embodiment in Form of a push-pull circuit with two opto-electronic converters.
In Fig. 1 ist ein Gerät der elektrischen Meß- und Nachrichtentechnik durch sein Gehäuse 1 angedeutet. Ein Ausgangskreis, der von den übrigen Schaltungsteilen des Geräts durch einen Ausgangsübertrager 2 galvanisch getrennt ist, soll eine vom Massepotential des Geräts unabhängige und symmetrische Ausgangsspannung Ua über die den Geräteausgang bildenden Klemmen 3 abgeben. Dabei kann Ua entweder in irgendeiner herkömmlichen Weise von einer über eine Eingangsklemme 4 gegen Masse zugeführten Eingangsspannung Ue abgeleitet oder in ebenfalls herkömmlicher Weise im Gerät 1 selbst erzeugt werden.In Fig. 1 is a device of electrical measurement and communication technology indicated by its housing 1. An output circle, of the remaining circuit parts of the device through an output transformer 2 galvanically is separated, it should be independent and symmetrical from the ground potential of the device Output the output voltage Ua via the terminals 3 that form the device output. Included can Ua either in any conventional manner from an input terminal 4 derived input voltage Ue supplied to ground or in a likewise conventional manner Way are generated in the device 1 itself.
Im ersteren Fall handelt es sich bei dem Gerät 1 beispielsweise um einen Verstärker, im letzteren um einen Generator.In the former case, the device 1 is, for example an amplifier, in the latter a generator.
In Fig. 1 sind diese beiden Anwendungsfälle in der Weise angedeutet, daß eine am Schaltungspunkt 5 auftretende Spannung Ul entweder von einer mit der Eingangsspannung Ue beaufschlagten Verstärkerstufe 6 geliefert wird oder von einer Generatorschaltung 7, wobei nur jeweils eine dieser Alternativen für ein bestimmtes Gerät 1 in Betracht kommt. Dementsprechend sind für den Fall eines Verstärkers die Schaltungsteile 4, 5 und 6 mit voll ausgezogenen Leitungen anstelle der gestrichelten zu verbinden und die Generatorschaltung 7 sowie die gestri chelte Verbindungsleitung von 7 nach 5 wegzulassen, während im Falle eines Generators die Leitung von 7 nach 5 voll auszuziehen ist und die Schaltungsteile 4 und 6 einschließlich der sie mit 5 verbindenden Leitungen entfallen. Die einpolig an das Massepotential des Gehäuses gelegte Verstärkerstufe 6 ist mit einer Betriebsspannungsversorgung 8 versehen, die eine auf das Massepotential bezogene, also unsymmetrische Betriebsspannung Ub1 liefert. In analoger Weise ist der Generatorschaltung 7 eine die Betriebsspannung Ub2 erzeugende Betriebsspannungsversorgung 9 zugeordnet, wobei 7 und 9 ebenfalls einpolig an Masse gelegt sind.In Fig. 1 these two applications are indicated in such a way that that a voltage U1 occurring at node 5 either from one with the Input voltage Ue applied amplifier stage 6 is supplied or from a Generator circuit 7, with only one of these alternatives for a particular Device 1 comes into consideration. Accordingly, in the case of an amplifier, the Circuit parts 4, 5 and 6 with fully drawn lines instead of the dashed lines to connect and the generator circuit 7 and the dashed connecting line from 7 to 5, while in the case of a generator the line from 7 to 5 is fully extended and the circuit parts 4 and 6 including them with 5 connecting lines are omitted. The unipolar to the ground potential of the housing placed amplifier stage 6 is provided with an operating voltage supply 8, the one related to the ground potential, so asymmetrical operating voltage Ub1 supplies. In an analogous manner, the generator circuit 7 is an operating voltage Ub2 generating operating voltage supply 9 assigned, with 7 and 9 also are connected to ground with one pole.
Mittels einer entsprechenden Dimensionierung der vor dem Schaltungspunkt 5 befindlichen, durch die Bezugszeichen 6 bis 9 lediglich angedeuteten Schaltungsteile des Geräts 1 wird nun im Einklang mit der Erfindung die der Primärwicklung des Ausgangsübertragers 2 zugeführte Spannung U7 so bemessen, daß die an 10 abgreifbare Klemmenspannung U2 der Sekundärwicklung nur einen Bruchteil der gewünschten Ausgangsspannung Ua beträgt. Die Klemmenspannung U2 wird sodann in einem nachgeschalteten Verstärker 11 mit einem hochohmigen und frequenzunabhängigen Eingangswiderstand auf den gewünschten Ausgangspegel von Ua verstärkt. Dabei wird zweckmäßigerweise ein Differenzverstärker 11 mit einer durch die Widerstände R1 und R2 bestimmten Verstärkung verwendet, dessen invertierender Eingang über R1 an das obere Ende der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators 2 geschaltet ist, während sein nicht invertierender Eingang am unteren Ende der Sekundärwicklung liegt. Der Verstärkerausgang ist mit den Ausgangsklemmen 3 des Geräts 1 beschaltet. Die über die Leitung 12 zugeführte Betriebsspannung Ub3 des Differenzverstärkers 11 wird von einer Betriebsspannungsversorgung 13 geliefert, die vom Massepotential oder einem sonstigen Bezugspotential der übrigen Schaltungsteile des Geräts 1 vollständig unabhängig ist. Über einen ohmschen Spannungsteiler R3, R4 wird Ub3 geteilt und definiert so am nicht invertierenden Eingang und an der unteren Ausgangsklemme 3 des Differenzverstärkers 11 ein Potential, das aber ebenfalls nicht vom Massepotential oder einen sonstigen Bezugspotential der übrigen Schaltungsteile abhängt. Der Gegenkopplungswiderstand R2 des Differenzverstärkers 11 kann 2;km Zwecke einer Amplitudenänderung von Ua auf unterschied-1 che erte umgeschaltet werden, was beispielsweise durch die Parallelschaltung eines Widerstandes R2' über einen Arbeitskontakt 14 erfolgt.By means of a corresponding dimensioning of the before the switching point 5 located by the reference numerals 6 to 9 only hinted at Circuit parts of the device 1 are now those of the primary winding in accordance with the invention of the output transformer 2 supplied voltage U7 such that the tapped at 10 Terminal voltage U2 of the secondary winding is only a fraction of the desired output voltage Among other things is. The terminal voltage U2 is then used in a downstream amplifier 11 with a high-resistance and frequency-independent input resistance to the desired Output level amplified by Ua. A differential amplifier is expediently used here 11 is used with a gain determined by the resistors R1 and R2, its inverting input via R1 to the upper end of the secondary winding of the output transformer 2 is switched, while its non-inverting input is at the lower end of the Secondary winding lies. The amplifier output is connected to output terminals 3 of the Device 1 wired. The operating voltage Ub3 des supplied via line 12 Differential amplifier 11 is supplied by an operating voltage supply 13, that of the ground potential or another reference potential of the remaining circuit parts of the device 1 is completely independent. Via an ohmic voltage divider R3, R4 is divided into Ub3 and thus defined at the non-inverting input and at the lower output terminal 3 of the differential amplifier 11 a potential, but that too not from the ground potential or any other reference potential of the other circuit parts depends. The negative feedback resistor R2 of the differential amplifier 11 can be 2; km purposes a change in amplitude can be switched from Ua to different values, what for example by the parallel connection of a resistor R2 'over a Make contact 14 takes place.
Der Fegelunterschied von U2 und Ua bringt es mit sich, daß -auch extreme Anforderungen an die abgegebene Spannung Ua hinsichtlich ihres Ausgangspegels, des überstreichbaren Frequenzbereiches und des frequenzabhängigen Pegelfehlers beim Ausgangstransformator 2 nur solche Ubertragungseigenschaften voraussetzen, die mit einem Eisenkern vertretbarer Größe ohne weiteres erfüllt werden können. Etwaige frequenzabhängige Schwankungen des zwischen den Klemmen 10 gemessenen Transformatorwiderstandes fallen durch die Parallelsohaltung des hochohmigen Eingangswiderstandes des Verstärkers 11 praktisch nicht mehr ins Gewicht. Ein an den Klemmen 3 zu fordernder, kleiner Widerstand des Ausgangskreises, der einen belastungsunabhangigen Ausgangspegel von Ua gewährleistet, ist durch eine Ausbildung des Verstärkers 11 als Impedanzwandler erzielbar, ohne daß die übertragungseigenschaften des Ausgangstransformators 2 hiervon beeinflußt werden. Die Spannung Ua ist sowohl symmetrisch als auch massepotentialfrei, so daß den Klemmen 3 ein Stromkreis mit einem beliebigen Bezugspotential nachgeschaltet werden kann.The difference in level between U2 and Ua means that -also extreme Requirements for the output voltage Ua with regard to their output level, the frequency range that can be covered and the frequency-dependent level error at Output transformer 2 only require those transmission properties with an iron core of reasonable size can easily be met. Any frequency-dependent fluctuations in the transformer resistance measured between terminals 10 fall due to the parallel hold of the high-ohmic input resistance of the amplifier 11 practically no longer significant. A smaller one to be demanded at terminals 3 Resistance of the output circuit, which has a load-independent output level of Among other things, this is ensured by designing the amplifier 11 as an impedance converter achievable without affecting the transmission properties of the output transformer 2 to be influenced. The voltage Ua is symmetrical as well as free of ground potential, so that terminals 3 are followed by a circuit with any reference potential can be.
In Fig. 2 ist ein anderes Ausfahrungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem der dem Ausgangsübertrager 2 nachgescha1-tete Verstärker in Gegentaktschaltung aufgebaut ist. Im einzelnen besteht er aus zwei Differenzverstärkern 15 und 16, deren invertierende Eingänge über die Widerstände R5 und R6 und Kopplungskondensatoren Cl und C2 an die Enden der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators 2 geschaltet sind.In Fig. 2, another embodiment of the invention is shown, where the output transformer 2 is followed by the push-pull amplifier is constructed. In detail it consists of two differential amplifiers 15 and 16, their inverting inputs via resistors R5 and R6 and coupling capacitors Cl and C2 are connected to the ends of the secondary winding of the output transformer 2 are.
Ihre nicht invertierenden Eingänge liegen an einem vom Masse-oder einem sonstigen Bezugspotential des Geräts 1 freigeschalfetten Mittelabgriff 17 der Sekundärwicklung von 2, dessen Poential durch den Teilungspunkt des ohmschen Spannungsteilers R7 und R8 von der Betriebsspannung Ub3 abgeleitet wird.Their non-inverting inputs are connected to one of the ground or A center tap 17 that is exposed to another reference potential of the device 1 of the secondary winding of 2, whose potential passes through the dividing point of the ohmic Voltage divider R7 and R8 is derived from the operating voltage Ub3.
Die Betriebsspannungen der Differenzverstärker 15 und 16 werden über einander parallel geschaltete Leitungen 18 und 19 zugeführt, die mit der vom Masse- oder einem sonstigen Bezugspotential des Geräts 1 freigeschalteten Betriebsspannungsversorgung 13 verbunden sind. Die übrigen Schaltungsteile der Fig. 2, die mit den bereits in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen versehen sind, entsprechen den dort dargestellten nach Aufbau und Wirkungsweise.The operating voltages of the differential amplifiers 15 and 16 are over lines 18 and 19 connected in parallel to each other, which are connected to the or another reference potential of the device 1 enabled Operating voltage supply 13 are connected. The remaining circuit parts of Fig. 2, which are provided with the reference numerals already used in FIG. 1, correspond those shown there according to structure and mode of operation.
Bei einer ausgeführten Versuchsschaltung ergab sich für einen Ausgangspegel der Spannung Ua von 26 dB und für einen Frequenzbereich von 10 Hz bis 100 kHz ein Pegelfehler von unter 1 . Weiterhin wurde mit einer Schaltung nach Fig. 2 eine Unsymmetriedämpfung von mehr als 60 dB erzielt. Dabei wurde der Ausgangsübertrager 2 lediglich mit einem zu übertragenden Pegel von - 20 dB belastet.When an experimental circuit was carried out, the result was an output level the voltage Ua of 26 dB and for a frequency range from 10 Hz to 100 kHz Level error of less than 1. Furthermore, an unbalance attenuation was achieved with a circuit according to FIG of more than 60 dB. The output transformer 2 was only equipped with one transmitted level of - 20 dB.
Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht zunächst linksseitig vom Schaltungspunkt 5 den bisher beschriebenen Schaltungen. Die an 5 liegende, entweder über die Verstärkerstufe 6 von der Eingangs spannung Ue abgeleitete oder durch die Generatorschaltung 7 im Gerät 1 erzeugte Spannung U1 wird in einem als Spannungs-Strom-Wandler geschalteten Differenzverstärker 20 mit zwei Widerständen Ra, zwei Widerstanden Rb und einer die unsymmetrische Betriebsspannung Ub5 liefernden Betriebsspannungsversorgung 20a, die ebenso wie 20 einpolig am Massepotential von 1 liegt, in einen proportionalen Strom I1 umgesetzt, der die eingangsseitige, lichtemittierende Diode 21 eines opto-elektronischen Kopplers 22 aussteuert. Mit der lichtemittierenden Diode 21 ist eine Fotodiode 23 optisch gekoppelt, die in Abhängigkeit von der vorliegenden Beleuchtungsstärke einen Fotostrom unterschiedlicher Stromstärke abgibt. Dieser steuert einen Transistor 24, dessen Emitterstrom am ausgangsseitigen Widerstand 25 einen Spannungsabfall U3 hervorruft. U3 wird in einem nachgeschalteten Differenzverstärker 26 auf die gewünschte Ausgalgsspannung Ua verstärkt, die an den Ausgangsklemmen 3 abgreifbar ist.The exemplary embodiment shown in FIG. 3 initially corresponds to the left from circuit point 5 to the circuits described so far. The one lying on 5, either Derived through the amplifier stage 6 from the input voltage Ue or through the Generator circuit 7 in the device 1 generated voltage U1 is used as a voltage-current converter switched differential amplifier 20 with two resistors Ra, two resistors Rb and an operating voltage supply delivering the asymmetrical operating voltage Ub5 20a, which, like 20, is unipolar at the ground potential of 1, into a proportional one Current I1 implemented, which the input-side, light-emitting diode 21 of an opto-electronic Coupler 22 controls. With the light emitting diode 21 is a photodiode 23 optically coupled, which depending on the existing illuminance a Photocurrent emits different amperage. This controls a transistor 24, the emitter current of which has a voltage drop across the resistor 25 on the output side U3 causes. U3 is in a downstream differential amplifier 26 on the desired output voltage Ua increased, those at the output terminals 3 can be tapped.
Der zwischen der Fotodiode 23 und den Ausgangsklemmen 3 liegende Ausgangskreis des Geräts 1 ist wieder von dem Masse-oder einem sonstigen Bezugspotential des Geräts völlig freigeschaltet. Diese Forderung ist auch an die Betriebsspannungsversorgung 27 zu stellen, die eine entsprechend freigeschaltete Betriebsspannung Ub4 erzeugt. Ub4 wird einerseits dem Differenzverstärker 26 über eine Leitung 28 zugeführt und andererseits an die endseitigen Anschlüsse eines Potentiometers 29 gelegt, dessen Abgriff so eingestellt wird, daß das Potential an dem mit ihm verbundenen, nicht invertierenden Eingang von 26 einen Wert erreicht, der den von 23 erzeugten Ruhestrom bzw. den hierdurch hervorgerufenen Spannungsabfall am Widerstand 25 kompensiert. Der nicht invertierende Eingang von 26 ist mit der unteren Ausgangsklemme 3 verbunden, während der invertierende Eingang -über den Widerstand R9 mit dem emitterseitigen Ende des Widerstandes 25 und über den Widerstand R10 mit der oberen Ausgangsklemme 3 beschaltet ist. Die Widerstand de R9 und R10 definieren dabei in herkömmlicher Weise durch ihre Werte die Spannungsverstärkung des Differenzverstärkers 26.The output circuit lying between the photodiode 23 and the output terminals 3 of the device 1 is again from the ground or some other reference potential of the device fully unlocked. This requirement also applies to the operating voltage supply 27, which generates a correspondingly activated operating voltage Ub4. Ub4 is on the one hand fed to the differential amplifier 26 via a line 28 and on the other hand placed on the end connections of a potentiometer 29, whose Tap is set so that the potential at the one connected to it, not inverting input of 26 reaches a value that corresponds to the quiescent current generated by 23 or compensates for the resulting voltage drop across resistor 25. The non-inverting input of 26 is connected to the lower output terminal 3, while the inverting input -over the resistor R9 with the emitter-side End of resistor 25 and via resistor R10 to the upper output terminal 3 is connected. The resistance de R9 and R10 define in a conventional way The voltage gain of the differential amplifier 26 is determined by their values.
Die Dimensionierung der Schaltung nach Fig. 3 wird so vorgenommen, daß die Spannung U3 am Ausgang des opto-elektronischen Kopplers 22 nur einen Bruchteil des Pegels der an den Klemmen 3 abzugebenden Spannung Ua beträgt, wobei die Anhebung des Pegels von U3 auf den gewünschten Pegel von Ua mit Hilfe des Differenzverstärkers 26 erfolgt. Durch den reduzierten Pegel von U3 wird erreicht, daß die nichtlinearen Verzerrungen des Bauteils 22 hinreichend klein gehalten werden. Die Schaltung nach Fig. 3 ist auch zur Abgabe von Spannungen Ua sehr niedriger Frequenzen oder von Gleichspannungen geeignet.The circuit according to FIG. 3 is dimensioned in such a way that that the voltage U3 at the output of the opto-electronic coupler 22 is only a fraction of the level of the voltage Ua to be output at terminals 3, with the increase the level of U3 to the desired level of Ua with the aid of the differential amplifier 26 takes place. The reduced level of U3 ensures that the non-linear Distortions of the component 22 are kept sufficiently small. The circuit after Fig. 3 is also for the output of voltages Ua of very low frequencies or of Suitable for DC voltages.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das die Schaltung nach Fig. 3 zu einer Gegentaktschaltung erweitert. Hierbei sind zwei opto-elektronische Koppler 22' und 22"der bereits beschriebenen Art vorgesehen, die durch Ströme I1' und I1" angesteuert werden Die letzteren werden von der an der Schaltungsklemme 5 liegenden Spannung Ul, die in gleicher Weise abgeleitet bzw. erzeugt wird wie nach den Figuren 1 bis 3, über zwei Verstärkerstufen 30 und 31 und diesen nachgeschalteten Spannungs-Strom-Wandlern 20' und 20" abgeleitet. Die Wandler 20' und 20" entsprechen dabei nach Aufbau und Wirkungsweise dem Wandler 20 in Fig. 3. Ul wird dem invertierenden Eingang des Verstärkers 30 und gleichzeitig dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 31 zugeführt, wobei in 30 eine Phasenumkehr erfolgt, die eine Gegentakt-Ansteuerung der beiden Wandler 20' und 20" und der nachgeschalteten opto-elektronischen Koppler 22' und 22" bewirkt.Fig. 4 shows another embodiment of the invention, which The circuit of FIG. 3 is expanded to form a push-pull circuit. Here are two opto-electronic Couplers 22 'and 22 "of the type already described are provided, which are generated by currents I1' and I1 "are controlled. The latter are controlled by the on the circuit terminal 5 lying voltage Ul, which is derived or generated in the same way as according to Figures 1 to 3, via two amplifier stages 30 and 31 and these downstream Voltage-current converters 20 'and 20 "derived. Converters 20' and 20" correspond according to the structure and mode of operation of the converter 20 in Fig. 3. Ul is the inverting Input of amplifier 30 and at the same time the non-inverting input of the Amplifier 31 is supplied, with a phase reversal taking place in 30, which is a push-pull control the two transducers 20 'and 20 "and the downstream opto-electronic coupler 22 'and 22 "causes.
Für die Verstärkerstufen 30 und 31 und die Wandler 20' und 20" ist eine Betriebsspannungsversorgung 32 vorgesehen, die eine unsymmetrische Betriebsspannung Ub6 liefert. Andererseits liegen die Stufen 30, 31, 20' und 20" jeweils über einem ihrer Eingänge direkt oder über einen in Serie dazu geschalteten Widerstand am Massepotential des Geräts 1. An den ausgangsseitigen Widerständen 25' und 25" der Koppler 22t und 22" treten zueinander gegenphasige Spannungen U3' und U3" auf, die jeweils dem invertierenden Eingang von nachgeschalteten Differenzverstärkern 33 und 34 zugeführt werden. Ihre Betriebsspan nung Ub7 wird von einer Betriebsspannungsversorgung 35 geliefert, die wiederum vom Masse- oder einem sonstigen Bezugspo tential des Geräts 1 freigeschaltet ist. Ub7 wird einerseits über einen ohmschen Spannungsteiler R11, R12 und R13 und andererseits über einen Spannungsteiler R11, R14 und R13 geteilt.For amplifier stages 30 and 31 and converters 20 'and 20 "is an operating voltage supply 32 is provided which has an asymmetrical operating voltage Ub6 delivers. On the other hand, steps 30, 31, 20 'and 20 "are each above one their inputs directly or via a resistor connected in series to the ground potential of the device 1. At the output-side resistors 25 'and 25 "of the couplers 22t and 22 "occur voltages U3 'and U3" which are in phase opposition to one another, which correspond to the inverting Input of downstream differential amplifiers 33 and 34 are supplied. Her Operating voltage Ub7 is supplied by an operating voltage supply 35 which in turn unlocked from the ground or some other reference potential of the device 1 is. Ub7 is on the one hand via an ohmic voltage divider R11, R12 and R13 and on the other hand divided via a voltage divider R11, R14 and R13.
Dabei sind die Widerstände R12 und R14 als Potentiometer ausgebildet, deren Abgriffe jeweils mit den nicht invertierenden Eingängen von 33 und 34 beschaltet sind und so eingestellt werden, daß die Ruheströme der Bauteile 22' und 22" bzw. die durch sie hervorgerufenen Spannungsabfälle US' und U3 jeweils kompensiert werden.The resistors R12 and R14 are designed as potentiometers, whose taps are connected to the non-inverting inputs of 33 and 34 and are set so that the quiescent currents of the components 22 'and 22 "or the voltage drops US 'and U3 caused by them are each compensated.
Die Spannungen U3' und U3" sind gegenüber dem gewunschten Ausgangspegel von Ua so weit reduziert, daß die nichtlinearen Verzerrungen der Bauteile 22' und 22" hinreichend klein gehalten werden, wobei die Anhebung der Pegel von U3' und U3" auf den gewünschten Ausgangspegel mit Hilfe der Differenzverstärker 33 und 34 erfolgt. Die Schaltung nach Fig. 4 zeichnet sich durch eine besonders hohe Unsymmetriedämpfung an den Ausgangsklemmen 3 aus, die bei einem ausgeführten Schaltungsbeispiel oberhalb von 60 dB lag.The voltages U3 'and U3 "are opposite the desired output level of Ua so far reduced that the nonlinear distortion of the components 22 'and 22 "can be kept sufficiently small, with the increase in the level of U3 'and U3 ″ to the desired output level with the aid of the differential amplifiers 33 and 34 he follows. The circuit according to FIG. 4 is characterized by a particularly high level of asymmetry attenuation at the output terminals 3, which in a circuit example shown above of 60 dB.
Die anhand der Figuren 3 und 4 beschriebenen opto-elektronischen Koppler 22, 22' und 22" stellen lediglich spezielle Ausführungsformen dar, die ohne weiteres durch andere Typen dieser Bauelemente ersetzt werden können, beispielsweise durch solche, bei denen eine Fotodiode mit einem Fototransistor optisch gekoppelt ist.The opto-electronic couplers described with reference to FIGS. 3 and 4 22, 22 'and 22 "only represent specific embodiments that are readily available can be replaced by other types of these components, for example by those in which a photodiode is optically coupled to a phototransistor.
7 Patentansprüche 4 Figuren7 claims 4 figures
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742431485 DE2431485C3 (en) | 1974-07-01 | 1974-07-01 | Circuit arrangement for obtaining a frequency-variable, ground-potential-free and symmetrical output voltage in a device used in electrical measurement and communication technology |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742431485 DE2431485C3 (en) | 1974-07-01 | 1974-07-01 | Circuit arrangement for obtaining a frequency-variable, ground-potential-free and symmetrical output voltage in a device used in electrical measurement and communication technology |
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|---|---|
| DE2431485A1 true DE2431485A1 (en) | 1976-01-15 |
| DE2431485B2 DE2431485B2 (en) | 1976-07-29 |
| DE2431485C3 DE2431485C3 (en) | 1980-09-25 |
Family
ID=5919381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19742431485 Expired DE2431485C3 (en) | 1974-07-01 | 1974-07-01 | Circuit arrangement for obtaining a frequency-variable, ground-potential-free and symmetrical output voltage in a device used in electrical measurement and communication technology |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2431485C3 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2418581A1 (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-21 | Mitel Corp | BIDIRECTIONAL CIRCUIT WITHOUT TRANSFORMER |
| EP0157363A2 (en) | 1984-03-29 | 1985-10-09 | Konica Corporation | Silver halide photografic material |
| DE19501236A1 (en) * | 1995-01-17 | 1996-08-01 | Ldt Gmbh & Co | amplifier |
-
1974
- 1974-07-01 DE DE19742431485 patent/DE2431485C3/en not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2418581A1 (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-21 | Mitel Corp | BIDIRECTIONAL CIRCUIT WITHOUT TRANSFORMER |
| EP0157363A2 (en) | 1984-03-29 | 1985-10-09 | Konica Corporation | Silver halide photografic material |
| DE19501236A1 (en) * | 1995-01-17 | 1996-08-01 | Ldt Gmbh & Co | amplifier |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2431485C3 (en) | 1980-09-25 |
| DE2431485B2 (en) | 1976-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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