DE2440341A1 - Gleichstrom-trennverstaerker - Google Patents

Gleichstrom-trennverstaerker

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DE2440341A1
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pulse transformer
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amplifier
capacitor
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DE2440341A
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Yasuzi Kamata
Kazuo Kato
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Hitachi Ltd
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Description

Die Erfindung betrifft einen isolierten Gleichstromverstärker oder Gleichstrom-Trennverstärker, das heißt einen Gleichstromverstärker mit einer transformatorgekoppelten Isolation zur Übertragung von Gleichstromsignalen von einem Eingang zu einem Ausgang einer Schaltung, deren Potentiale gegenüber Masse voneinander unterschiedlich sind.
Für den obigen Zweck werden ein magnet isolier Operationsverstärker, ein modulierender Gleichstromverstärker mit Modulationsrückkopplung und ein Impulsbreitenübertragungs-Gleichstromverstärker verwendet. Diese Schaltungen sind jedoch kompliziert, groiS, haben einen hohen Leistung;3verbrauch und eine niedrige Arbeitsgeschwindigkeit. Ferner werden diese Schaltungen durch Störungen nachteilig beeinflußt, da sie infolge vieler isolierender Teile und der Größe der Schaltung ein hohe Streukapazität haben. Wegen der hohen Zahl der Schaltelemente,
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von denen einige ihre Eigenschaften bei Änderung der Umgebungsbedingungen ändern, sind diese Schaltungen bei Trennbedingungen bzw. zusi Trennen nicht verwendbar. ·."__"'
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleichstrom-Trennverstärker zu schaffen, bei dem das Absinken und die unvollständige Rückschwingung eines GleichstroDdmpulses, der durch einen Impulswandler der Schaltung übertragen wird, die Genauigkeit der Schaltung nicht nachteilig beeinflussen, der eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aufweist, der durch Änderungen des Tastverhältnisses der speisenden Signale möglichst wenig beeinflußt -ri:"<:, der als Schaltelement einen extrvia kleinen Impulswandler enthält, der durch Störungen nicht beeinflußt wird, einfach aufgebaut ist, einen geringen Leisturigsverbrauch hat, unter Trennbedingungen anwendbar ist und ohne Einstellung sehr genau arbeitet.
Erfindungsgemäß vird ein extrem kleiner Impulswandler verwendet, so daß der Gleichstrom-Trennverstärker kleiner ist und seine Kosten gering sind. Zu diesem Zweck ist die Schaltung möglichst symmetrisch, so daß sie durch ein Absinken und eine unvollständige Rückschwingung der durch den Impulswandler übertragenen Gleichstrom-Impulssignale nicht nachteilig beeinflußt wird, das heißt die Schaltung ist so aufgebaut, daß die zu einem Gleichstromverstärker gekoppelten Signale im wesentlichen identisch mit den einer Belastung zugeführten Signalen sind.
Der erfindungsgemäße Gleichstrom-Trennverstärker vergleicht die Amplituden von Impulsspannungen und nicht deren Mittelwert, die in der Primärwicklung und in der Sekundärwicklung des Impulswandlers auftreten, der durch eine Impulsquelle gespeist wird, deren scheinbare Impedanz gleich Null ist. . ■-■■·, . , ■-■
Der erfindungsgemäße Gleichstrom-Trennverstärker mit wandler-· gekoppelter Isolation enthält einen Gleichstromverstärker, ein mit dem Ausgang des Gleichstromverstärkers verbundenes elektronisches Schaltelement, einen das elektronische Schaltelement
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steuernden Impulsgenerator, einen kleinen Impulswandler mit einer Primär- -and einer Sekundär v/i okliing. dessen Primärwicklung vom elektronischen Schaltelement pulsierende Signale zugeführt v/er den, zv.'ei im wesentlichen ::·:; teinandor identische Schaltungen mit je einer Diode und einen hiermit in Reihe geschalteten Kondensator, die parallel ii.ur PriniLlr-· bzw. Sekundärv/ickluTig des kleinen Impulswandler^ geschaltet sind sowie eine Einrichtung zur Rückkopplung dor geglätteten Signale von der zur Primärwicklung des Ic] einen Ir.r.'dlsv&ncLlörs parallel geschalteten Schaltung zu einer negativen Eingcuigsklenune dec Gleichstromverstärker.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung ira folgenden näher erläutert. Es-zeigen:
Fig. 1 bis 7 sieben verschiedene Ausiühr-urigsbei spiele des Gleichstrom-Trennverstärkars; und
Fig. 8 eine Anwendung des Gleichütrosi-Tr&imverstärkers bei einem Digital/Analog- "handler zur Zeitteilung und -Vervielfachung.
Fig. 1 zeigt die Grundschaltung des Gleichstrom-Trennverstärkers. Gleichstromsignale werden einer Gleichr.tror-isignal-Eingangekiemme 10 zugeführt und von hier über einen Eingangsviderstand 12 dem negativen Eingang eines Gleichstromverstärkers 14 zugeführt, der z.B. aus einem Gleich.strom-Differenzverstärker aus einer integrierten Halbleiterschaltung besteht. Der Verstärkungsfaktor des Gleichstromverstärkers 14 beträgt 1Cr bis 106.
Ein Impulsgenerator 18 steuert einen elektronischen Schalter 16, der aus einem gewöhnlichen Schalttransistor oder einem Feldeffekttransistor besteht, der an den Ausgang des Gleichstromverstärkers 14 angeschlossen ist. Durch, den Impulsgenerator 18 wird der elektronische Schalter 16 periodisch betätigt»
Die periodisch unterbrochenen Gleichstromsignale vom elektro-
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nischen Schalter 16 werden der Primärwicklung 22 eines kleinen Impulstransformators 20 zugeführt. Die in der Sekundärwicklung 24 des IiJipulstrans.tormators 20 erzeugten Gleichstromimpulse werden mittels einer Diode 30 und eines Kondensators 32 geglättet und einer Belastung 34 zugeführt. Die der Primärwicklung 22 zugeführten Gleichspanmingssignale varüen gleichzeitig durch eine Diode 26 und einen Kondensat;:?." 28 gleichgerichtet und zum negativen Eingang des Gleichstromverstärkers 14 über einen Rückkopplungswiderstand 36 rückgekoppelt.
Die Polarität der Primärwicklung 22 und der Sekundärwicklung 24 des Impulstransformators 20 ist in Fig. 1 und in den übrigen Figuren durch Punkte angedeutet.
Wenn gegenüber der Hasse einer Spannungsquelle positive Spannungen an die Gleichspanmmgssignal-Eingangsklemme 10 angelegt werden, so werden die Eingangespannungen über den Eingangswiderstand 12 den am inversen Eingang dea Gleichstroiaverstärkers 14 einlaufenden Signalen hinzuaddiert. Ära Ausgang des Gleichstromverstärkers 14 entstehen negative Ausgangsspannungen, Diese werden durch den elektronischen Schalter 16 periodisch unterbrochen, so daß zur Primärwicklung 22 des Impulstransfor-V mators*20 eine Reihe von negativen Impulsen gelangt. Die in die Sekundärwicklung 24 des Impulstransformator 20 induzierten Impulsspannungen laden den Kondensator 32 auf. Gleichzeitig wird der parallel zum Kondensator 32 liegenden Belastung 34 nach der Gleichrichtung durch die Diode 30 eine Gleichspannung zugeführt-
Gleichzeitig laden die an der Primärwicklung 22 des Impulswandlers 20 auftretenden Spannungen den Kondensator 28 über die Diode 26 negativ auf. Die am Kondensator 28 auftretende negative Spannung wird negativ zum inversen Eingang des Gleichstromverstärkers 14 rückgekoppelt. Die Eingangsspannung am Gleichstromverstärker 14 erreicht schließlich das Massepoten- ' tial (0 Volt) und die Schaltung ist abgeglichen.
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Die an der Belastung 34 dieser Schaltung auftretende isolierte Ausgangsspannung Eq ergibt sich aus folgender Gleichung:
N0 R-,
2. o
N1
Darin sind: E. die Eingangsspuiuiving, IL· die Windungszahl der Primärwicklung 22 des ImpulKtr-r-.iisf orrnators 20, N9 die Windungs zahl der Sekundärwicklung ?h des Inpulstransforri-ators 20, FL9 der Widerstand dec Bir>gang^d.derstandes 12 und Rvg der' Widerstand des Rückkopplimysv.dderstandes 36.
Die Verstärkung (Eq/E.. ) der Schaltung ist mit Hilfe des obigen WirKVungs verhältnis« et oder des obigen Widerstandsverhältnisses veränderlich. Vorzugüweise wird, um eine möglichst hohe Genauigkeit der Schaltung zu erreiche, des V/iderstandsverhält» ni s geändert, indem das Windungsverhältnis gleich 1-gewählt. wird.
Da der elektronische Schalter 16 in einer geschlossenen Hasche der Schaltung liegt, v/erden durch eine Änderung des Leitwiderstandes des elektronischen Schalters 16 leine Fehler in der Schaltung verursacht.
"*CJ
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Gleichstrom-Trennverstärkers. Äquivalente Teile der Schaltung sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1. Gleiches gilt für die im folgenden noch beschriebenen Schaltungen der Figuren 3 bis 8.
Da das Arbeitsprinzip der Schaltung der Fig. 2 im wesentlichen gleich dem der Fig. 1 ist, sei nur der prinzipielle Unterschied dieser Schaltung erläutert. * . ■
Die Gleichstromsignale werden direkt einer positiven Eingangsklemme des Gleichstromverstärkers 14 zugeführt, mit anderen
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Worten, der Gleichstromverstärker wird als Differenzverstärker verwendet. Die Schaltung hat eine höhere "ßingangsimpedanz, wodurch, der Eingangs- oder Operationsv/iderstand 12 und der Rückkopplungstransistor· 36 der Schaltung der Fig. 1 überflüssig werden, Diese Widerstände müssen extrem genau sein.
Parallel zur Primärwicklung 22 des Impulstransformator 20 ist als elektrischer Schalter 16 ein Transistor geschaltet. Hierdurch wird die Steuerung des Schalters 16 erleichtert, es sind jedoch zwei :;.n Reihe zueinander geschaltete Widerstände 38 und 40 notwendig, die einen verhältnismäßig großen Verlust der Speisespannung bewirken. Die Schaltung der Fig. 2 ist daher bei Schaltungen, die ein hohes Ausgangssignal erfordern, nicht anwendbar.
Die Eingangsimpeclazii.'. der Schaltung wird im wesentlichen gleich der Gleichtaktimp&danz. des Gleichstromverstärkers 14, Die Eingangsimpedanz der Schaltung erreicht leicht Werte in der Größenordnung von 1 000 ΜΩ. Da jedoch die Impedanz der negativen oder inversen Eingangsklemme des Gleichstromverstärkers, dem die Rückkopplungssignale zugeführt werden,steigt, und die Ansprechiarakteristik der Schaltung infolge der hohen Zeitkonstante für die Entladung des Kondensators 18 abnimmt, ist parallel zum Kondensator 28 ein Entladungswiderstand 42 geschaltet, der so gewählt wird, daß sein Widerstand dem der Belastung 34 entspricht, beispielsweise innerhalb einiger 10 % des Belastungswiderstandes.
Fig * 3 zeigt: ein drittes Ausführungsbeispiel des Gleichstrom-Trennverstärkers, wobei mehrere Gleichspannungssignal-Eingangsklemmen 110, 112, 114 und 116 vorgesehen sind, denen je ein Widerstand 120, 122, 124 bzw. 126 nachgeschaltet ist. Sämtliche Eingängsklemißen sind gemeinsam auf den negativen Eingang des Gleichstromverstärkers 14 geschaltet. Hierdurch werden die verschiedenen Eingangssignale addiert.
Der Impulstransformator 20 enthält ferner eine Rückkopplungs-
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wicklung 44 zusätzlich zur Primärwicklung 22. Ferner ist die Reihenschaltung aus der Diode 26 und dem Kondensator 28 parallel" zur Rückkopplungsvicklung 44 geschaltet. Hierdurch wird der Einfluß des durch die Primärwicklung 22 fließenden Erregerstroms auf die dein inversen Eingang des Gleichstroinverstärkers zugeführten Rückkopplungssignale ausgeschaltet.
Fig. 4 zeigt die Schaltung eines vierten Ausführungssbeispiels des GleichstroE-Trennverstärkers. Hierbei ist der Eingangsseite des Gleichstromverstärker?? 14 zur v/eitnren Erhöhung der Iso-. lationseigenschaften der Schaltung ein Eingangsimpuls-Transformatcr 200 mit einer Primärwicklung 202 und einer Sekundärwicklung 204 hinzugefügt.
Die Eingangßglcichspanuungssignale werden den Klemmen 210, zugeführt, so daß die Klemme 210 positiv und die Klemme 212 negativ ist. Die Signale, werden ferner einem Kondensator 214 zugeführt, der auf die Eingangsspannung aufgeladen wird.-Da in Gegenrichtung eine Diode 216 geschaltet ist. kann der EntIadungsstrom kaum durch die Diode 216 fließen, so daß die Schaltung eine hohe Eingangsimpedanz hat.
Da der positiven Eingangsklemme des Gleichstromverstärkers von einer nichtgezeigten Vorspannungsquelle zur Einleitung der Operation ein etwas positives Potential zugeführt wird, erscheint an der Ausgangsklemme des Gleichstromverstärkers 14 ein dauerndes Gleichspannungssignal mit positiver Polarität. Das positive Gleichspannungs-Ausgangssignal wird dann der Pri-· märwicklung 22 des Impulstransformators 20 und gleichzeitig über einen Widerstand 206 der Primärwicklung 202 des Eingangsimpulstransformators 200 zugeführt, nachdem es durch den elektronischen Schalter 16 in eine Reihe von Gleichspannurigsiiapulsen umgewandelt wurde. Die an den Primärwicklungen 22 und 202 auftretenden Spannungen werden durch die Diode 26 an den Kondensator 28 bzw. durch eine Diode 220 und einen Kondensator 222 gleichgerichtet und geglättet und dann zum inversen·Eingang
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bsw. zum positiven Eingang des Gleichstromverstärkers 14 über den Rückkopplungswiderstand 36 "bzw. einen Rückkopplungswiderstand 224 rückgekoppelt. Die Ladespannung des Kondensators 28 v/ird nach Teilung durch ο ei! Rüekkcpplungswideratand 36 und d.en Einganrjswiderstand 12 negativ aui: den Glej.chstromverstärker 14 rückgekoppelt. Die Ladespanivjug des Kondensators 222 wird nach Teilung durch den Rückkopplungswiderstand 224 und einen Operetions-Eingangswid^stand 226 positiv auf den Gleichstromverstärker 14 rückgekoppelt.
Da die Diode 216 leitet,.wenn die an der SeVamdärwicklung des Eingangsimpulstransformators 200 auftretende Spannimg die Ladespannung des Kondensators 214 etwas übersteigt, v/ird die an der Primärwicklung 202 des Eing?.ngsinpu2straris£orinators auftretende Spannung auf die Ladesptinnuag (los Kondensators 214 begrenzt, das heißt auf die Eingangsfipsrvuung. Demzufolge wird die maximale Ladespannung des Kondensators 222 durch die EirjgangKspannung begrenzt ♦
Wenn dio Beträge der positiven und negativer.!. Rückkopp lungs -signale durch den Rückkopplungswiderstand 36 bzw. den Rückkopplungswiderstand 224 gleich sind, oder, mit caideren VJorten, v/enii die Ladespannung des Kondensators 222 auf die Eingangsspannung begrenzt ist, ist der Gleichstromverstärker abgeglichen. Damit ergibt sich an der Belastung 3^ eine der isolierten Eingangsspannung entsprechende isolierte Äusgangsspannung.
Die Schaltung der Fig. 4 hat folgende Vorteile:
1. Da auf der Eingangsseite eine FiIterschaltung vorgesehen ist, werden Störsignale in großem Maße eleminiert. Zusätzlich ergibt sich ein extrem hoher Eingangswiderstand.
2. Wenn die Amplitude der Primärwicklung 202 bezüglich der Sekundärwicklung 204 des Eingangsimpulstransformators ebenso begrenzt wird wie die der Primärwicklung 22 gegenüber der Sekundärwicklung 24 des Impulstransformators 20, so wird die Amplitudendifferenz zwischen den beiden Impuls-«
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transfornatoren 200 und 20 vollständig kompensiert, so daß der Gleichstrcn-Trennverstärker mit höherer Genauigkeit arbeitet.
3» Die maximal zulässige Spannung der Schaltung wird verdoppelt; und der Einfluß von Störspannungen auf die Hälfte verringert *
Bei aera in Fig,, 5 gezeigten fünften Aucführ-u^fobeispiel den Gleichstrow-Trennvcrstärkers werden zur gleichen Zeit gegenüber dem Potential KuIl an der Belastung 50 iyinnietr-ischc· Ausgangssp-.^m.nigen entgegengesetzter PcOarität erzeugt. Die Schaltung dient hauptsächlich als Spannungscuelle für genaue Verstärker oder als Bezugsopannungsquelle für Signa!generatoren .
Bei dieser Schaltung ist zusätzlich ein zweiter Ircpulstrans-" format or 60 mit eir-er Priraärv.dcklung 62 und einer Sekundärwicklung 63 vorgesehen. Die Primärwicklung -S2 des zweiten Impulstrani.i:irmators 60 ist parallel zur Primärvricklung 22 des ersten Irnpulstransforraators 20 geschaltet. üEine Reihenschaltung aus einer Diode 70 und einera Kondensator 72, deren Charakteristik im wesentlichen identisch ist der der Diode 30 und des Kondensators 32, ist parallel zur Sekundärwicklung 64 des zweiten Impulstransfornators 60 geschaltet.
Da die Daten des ersten und zweiten Transformators 20 und 60 im wesentlichen identisch sind und sie gleichzeitig von dem gemeinsamen elektronischen Schalter 16 getrieben oder gesteuert v/erden, werden gleichzeitig eine positive und eine negative Spannung mit identischem Absolutwert erzeugt, die den Kondensatoren 32 bzw. 72 zugeführt werden.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten sechsten Ausfü&rungsbeispiel des■ Gleichstrom-Trennverstärkers ist die Reihenschaltung aus einer Diode 94 und dem gemeinsamen Kondensator 2& parallel zur Primärwicklung 62 des zweiten Impulstransfornators 60 geschaltet.
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Weiter ist eine Reihenschaltung aus einer Diode 80 und einem Kondensator 82 parallel zur Sekundärwicklung 64. des zweiten Impulstransformator 60 geschaltet. Parallel zu den Kondensatoren 32 und 82 sind Widerstände 90 bzw. 92 geschaltet,.die zur Übertragung der Ausgangssignal&pannung zur Belastung 34 dienen. Zwischen die Äusgangskleranjc des elektronischen Schalters 16 und eine Klemme dor Primärwicklung 22 des ersten Impulstransforiaatorn 20 ist eine Diode S'6 geschaltet. Ferner ist zwischen den Ausg?·:^, des elektronischen Schalters 16 und eine Klciiime der Primärwicklung 6?. des zweiten Impiilotransf ormators 60 ein Diode 9β geschaltet.
Die Dioden 96 und 93 sind .c;o gepolt, daß ^c nach der Polarität der der Eingangsklemme 10 su&eführten Lingangs-Signalnpannung entweder oer ersts Inpuli £ätra"f.vü3?oriaator 20 oder der zweite Impulstransformator 60 erregt wird. Die Schaltung erzeugt daher ,"je xiach der den Widerständen 90 und 92 zugeführten Spannung eine positive oder negative Ausgangsspannung.
Bei dem in Fig. 7 gezeigen siebten Ausführurigsbeispiel des Gleichstrom-Trennverstärkers wird an der Belastung 34 ebenfalls je nach der angelegten Eingangsspannung eine positive oder negative Ausgangsspannung erzeugt.
Anstelle des elektronischen Schalters 16, der Dioden 26 und 94 und der Dioden 30 und 80 werden Bidirektional-Feldeffekt- transistoren 130, 132 und 134 verwendet. Damit erübrigt sich beim Ausfüiirungsbeispiel der Fig, 7 der zweite Impulstransformator 60. Zusätzlich ist andererseits ein Treiberimpulstrans formator 140 mit einer Primärwicklung 142 und einer Sekundärwicklung 144 vorgesehen. .
Die Gates der Feldeffekttransistoren 130 und 132 und eine. Klemme der Primärwicklung 142 des Transformators 140 sind an den Impulsgenerator 18 angeschlossen. Eine Klemme der Sekundärwicklung 144 des Transformators 140 ist mit dem Gate des Feldeffekttransistors 134 verbunden.
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Die Feldeffekttransistoren 130, 132 und 134 sind gleichzeitig geöffnet oder geschlossen und an der Belastung ~$k wird je nach der Polarität der angelegten Eingr.ngSF.ignalßpannuiig eine isolierte positive oder negative Ausgangssp.'-mming erzeugt.
Bei der Schaltung der Fig. 8 sind. M icic-intische Gleichstrom-Trennverstäilrer mit einem Digital/Analogweridler 300 über Feldeffekttransistoren 31OA, 310Br . .., 310K z\rr Verwendung eines Multiplexers verbunden.
Da Differenz-Komparatcren mit oincü Abtastinrpulc als Gleichstrom-Trendverstärker 14 verwendet vrsrden, entfallen die elei.~ troiiischen Schalter 16 der Figuren 1 bis 7*
Von einer Digitalsignalquelle, beispielsweise einem Rechner, werden dem Eingang 330 des D/A-Wandlers Di(;italsignale zugeführt, die im Wandler in Analogsignale: ursgcvcinuelt worden, Barauf wird einer der Hultiplexer-fir.halte?.· 31OA, 310B7..., 31 OJi dos entsprechenden Kanals, bei:;piolf.v/eit-e der Feldeffekttransistor 310A für eine kurze Zeitspanne geschlossen, so daß die Analogsignale in einem entsprechenden Speicherkondensator 320A gespeichert werden. Darauf wird der nächste, beispielsweise der Multiplexer-Schalter 31 OB für eine kurze Zeitspanne geschlossen, so daß im entsprechenden Speicherkondensator 320B die Analogsignale gespeichert v/erden, die von den der Eingangsklemme 330 zugeführten Signalen abhängig sind. Der gleiche Vorgang wiederholt sich zur Speicherung von Analogsignalen in den weiteren Speicherkondensatoren....320N, das heißt, die jeweiligen Multiplexer-Schalter 310A, 310B, ..., 310N werden durch Zeitteilung für eine kurze Zeitspanne geschlossen und verteilen die umgewandelten Digitalsignale a\af die jeweils entsprechenden Kanäle und synchronisieren mit dem Betrieb des D/A-Wandlers 300.
Die gespeicherten Spannungssignale, beispielsweise die im Speicherkondensator 320A gespeicherten Signalspannungen, werden.
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der positiven Singangsklemrae des getasteten Differenzkompara- . tors 14A zugeführt, dessen Eingangsimpodanz sehr hoch ißt. Dieser erzeugt eine Reihe von positiven Impulsen, während die Tarvtsignalc vom Impulsgenerator 18 zugeführt v/erden. Die Reihe von positiven Impulsen wird der Primärwicklung 22A des Impuls™ transfoi-mators 2OA zugeführt, die isolierten Ausgang.s-Gled.chspfinnungssignalspannungen werden der Belastung 34A-zugeführt. Gleichzeitig wird 6.ev Kondensator 28A über die Diode 2.GA durch di.e an der Primärwicklung 22A des Irapulstransforraators 2OA auftretenden Spannungen aufgeladen. Da die Spannung am Kondensator 2SA negativ zum inversen Eingang des Differenzkoinparators 14A rückgekoppelt wird, erreicht schließlich die E.irigangsspannung arc Differenzverstärker 14A das Kassepotential und die Schaltung ist abgeglichen.
Die übrigen Gleichstrom-Trennverstärker arbeiten genau gleich wie der oben beschriebene.
Mit der Schaltung der Fig. 8 können mit nur einem D/A-Wandler Digitalspannungen entsprechende Analogsignale mit unterschiedlichen Potentialen gegenüber Masse mehreren Ausgangsklemmen zugeführt werden. Die Schaltung ist also bei RechnerSteuerungen zürn Multiplex!eren von direkten Digitalsteuerungen gut brauchbar.
Die Speisefrequenz kann bei dem erfindungsgemäßen Gleichstrom-Trennverstärker bis in die Größenordnung von 1MHz getrieben werden, die Arbeitsgeschwindigkeit der Schaltung v/ird also stark erhöht.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Signalspannungen mit normalem Intervall (nicht dem Rücklaufintervall) durch den Impulstransformator übertragen. Die Spannungen des Rücklaufintervalls werden jedoch als zu übertragende Signalspannungen verwendet. Dies sei anhand des Gleichstrom-Trennverstärkers der Fig. 1 erläutert.
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Die Schaltung der Fig. 1 muß so umgebaut werden, daß,* wenn der elektronische Schalter 16 eingeschaltet ist, die Dioden 26 und 30 n:Lr/:rb led ton, und, v;enn der elektronische Schalter in ausgeschc.l ce,-1 ist, die Dioden 26 und 30-leiten. Demzufolge wird eine hc^re isolierte Äusg^ngGnP^n^ung als die ccs Gleichstroia- verct;iy]:.eyz 14 erhalten. I'crnsx1 wii-d der ΞΙπ^ΙλλΒ do^ ßpHA2)muiirsabJcü.is am Impulstransfor-jiir-.toi* infc'lge des Ei-regerstrcrüß schaltet.
Pat entansprüche
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Claims (5)

i ~» DA-11383 DE/Ja· 27. Januar J 975 PATENTANSPRÜCHE
1. Gleichstrom-Trennverstärker" mit einem Gleichstromverstärker, einem an den Ausgang des Gleichstromverstärkers angeschlossenen elektronischen Schaltelement, einem Impulstransformator mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung, wobei eine Klemme der Primärwicklung an den Ausgang des elektronischen Schaltelements angeschlossen ist, einem ersten, an eine Klemme der Sekundärwicklung des Impulstransformators angeschlossenen Gleichrichter, und einem mit einer Klemme an die zweite Klemme des ersten Gleichrichters angeschlossenen Kondensator, dessen zweite Klemme an die zweite Klemme der Sekundärwicklung des Impulstransformators angeschlossen ist, gekennzeichnet durch einen zweiten Gleichrichter (26), dessen eine Klemme an eine Klemme der Primärwicklung (22) des Impulstranformators (20) angeschlossen ist, durch einen zweiten Kondensator (28), dessen eino Klemme an die zweite Klemme des ersten Gleichrichters und dessen zweite Klemme an die zweite Klemme der Primärwicklung des Impulstransformators angeschlossen ist, und durch eine zwischen den Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Gleichrichter und dem zweiten Kondensator und den negativen Eingang des Gleichstromverstärkers (14) geschaltete Rückkopplung (36), wobei die Betriebseigenschaften der beiden an der Primär- und Sekundärwicklung des Impulstransformators angeschlossenen Schaltungen symmetrisch sind , so daß die beiden Gleichrichter bei Erregung des Impulstransformators gleichzeitig leitend werden (Fig. 1).
2. GIeichstrom-Trannverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität der Primärwicklung (22) und der Sekundärwicklung (24) des Impulstransformators (20) so gewählt ist, daß die beiden'Gleichrichter (26, 30) bei Erregung des Impulstransformators (20) gleichzeitig leitend werden (Fig. 1).
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3. Gleichstrom-Trennverstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen parallel zum zweiten Kondensator (28) geschalteten Widerstand (42), dessen Wert etwa äquivalent ist der an den ersten Kondensator (32) angeschlossenen Belastung (34) (Fig. 2).
4. Gleichstrom-Trennverstärker nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Eingangsimpulstransformator (200) mit einer Primärwicklung (202) und einer Sekundärwicklung (204), wobei eine Klemme der Primärwicklung des Eingangs-Impulstransformators über einen zweiten Widerstand (226) an eine positive Eingangsklemme des Gleichstromverstärkers (14) angeschlossen ist, durch eine an die zweite Klemme der Primärwicklung (202) des Eingangs-Impulstransformators (200) angeschlossene erste Diode,durch einen einerseits an die zweite Klemme der ersten Diode und andererseits an die erste Klemme der Primärwicklung (202) des Eingangs-Impulstransformators angeschlossenen dritten Kondensator (222), durch eine zwischen den Verbindungspunkt der ersten Diode (220) und des dritten Kondensators (222) und die positive Eingangsklemme des Gleichstromverstärkers (14) geschalteten dritten Widerstand. (224), durch einen zwischen die zweite Klemme der Primärwicklung (202) des Eingangs-Impulstransformators (200) und die erste Klemme des zweiten Gleichrichters (26) geschalteten vierten Widerstand (206),durch eine an die erste Klemme der Sekundärwicklung (204) des Eingangs-Impulstransformators (200) angeschlossene zweite Diode (216), und durch einen einerseits an die zweite Klemme der zweiten Diode (216) und andererseits an die zweite Klemme der Sekundärwicklung (204) des Eingangs-Impulstransformators (200) angeschlossenen vierten Kondensators (214) (Fig. 4).
5. Gleichstrom-Trennverstärker nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen zweiten Impulstransformator (60) mit einer Primärwicklung.(62) und einer Sekundärwicklung (64), wobei die Primärwicklung des zweiten Impulstransformators parallel zur Primärwicklung (22) des ersten Impulstransformators (20) geschaltet ist, durch einen dritten Gleichrich-
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ter (70), dessen eine Klemme an eine Klemme der Sekundärwicklung (64) des zweiten Impulstransformators angeschlossen ist, und durch einen fünften Kondensator (70), der einerseits an die zweite Klemme des dritten Gleichrichters (70) und andererseits an die zweite Klemme der Sekundärwicklung (64) des zweiten Impulstransformators (60) angeschlossen ist, wobei die Polarität der Primärwicklung und der Sekundärwicklung des zweiten Impulstransformators (60) so gewählt ist, daß der dritte Gleichrichter (70) bei Erregung des zweiten Impulstransformators (60) gleichzeitig mit dem ersten und zweiten Gleichrichter (30, 26) leitend wird (Fig. 5).
Gleichstrom-Trennverstärker nach Anspruch 3, gekenn -~ ζ e ichne t durch eine zwischen die erste Klemme der Primärwicklung (22) des ersten Impulstransformators (20) und den Ausgang des elektronischen Schaltelements (16) geschaltete dritte Diode (96), durch einen zweiten Impulstransformator (60) mit einer Primärwicklung (62) und einer Sekundärwicklung (64), wobei eine Klemme der Primärwicklung über eine vierte Diode (90) an den Ausgang des elektronischen Schaltelements (16) angeschlossen ist, und wobei die zweite Klemme der Primärwicklung (62) an die zweite Klemme der Primärwicklung des ersten Impulstransformators (20) angeschlossen ist, wobei die Polaritäten der ersten und zweiten Diode so gewählt sind, daß je nach der Polarität der der Eingangsklemme des Gleichstromverstärkers (14) zugeführten Gleichstromsignale entv/eder der erste oder der zweite Impulstransformator erregt wird, durch einen einerseits an eine Klemme der Primärwicklung (62) des zweiten Impulstransformätors (60) und andererseits an die zweite Klemme des zweiten Gleichrichters (26) angeschlossenen vierte Gleichrichter (94), durch einen an eine Klemme der Sekundärwicklung (64) des zweiten Impulstransformators (60) angeschlossenen fünften Gleichrichter (80), wobei die zweite Klemme der Sekundärwicklung (64) des zweiten Impulstransformators (60) an die zweite Klemme der Sekundärwicklung (24) des ersten Impulstransformators (20) angeschlossen ist, und durch einen einer-
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seits an die zweite Klemme des fünften Gleichrichters (80) und andererseits an die zweite Klemme der Sekundärwicklung (64) des zweiten Impulstransformators (60) angeschlossenen sechsten Kondensator (82) (Fig. 6).
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