DE2522463A1

DE2522463A1 - Schmittrigger mit zwei differenzverstaerkern

Info

Publication number: DE2522463A1
Application number: DE19752522463
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Dipl Ing Matejka
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-05-16
Filing date: 1975-05-16
Publication date: 1976-11-25
Also published as: DE2522463C3; DE2522463B2

Description

Schmittrigger mit zwei Differenzverstärkern Die Erfindung betrifft einen Schmittrigger mit zwei Differenzverstqrzern zur Umwandlung einer Eingangsspannung beliebiger Kurvenform in eine reohteckförmige Ausgangsspannung mit definierter Amplitude und Anstiegzeit.
Der Schmittrigger ist eine bistabile Schaltung, die durch Vorgabe eines ersten Schwellwertes beim Uberschreiten einer bestimmeten Lingangsspannung urkippt und durch Vorgabe eines zweiten Schwellwertes beim Unterschreiten einer bestimmten Eingangs spannung wieder zurückkippt. Er verwandeln somit eine Elngangsspannung beliebiger Kurvenform in eine rechteckförmige Ausgangsspannung mit definierter Amplitude und Anstiegzeit.
Ärjdert man bei dem bekannten Schmittrigger einen Schwellwert, so ändert sich auch die Einstellung des zweiten Schwellwertes mit.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schmittrigger mit voneinander unabhangig einstellbaren Schwellwerten zu schaffen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Eingangs spannung e (t) sowohl dem ersten Eingang des ersten Differenzverstirkers als auch dem ersten Eingang des zweiten Differenzverstärkers zugeführt ist, daß eine erste Referenz spannung U1 an den zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers und eine zweite Referenzspannung U2 an den zweiten Eingang des zweiten Differenzverstärkers angeschlossen ist und daß die Ausgänge beider Differenzverstärker mit dem Eingang eines sequentiellen logischen Schaltkreises verbunden ist, der nach der logischen Bedingung Y (t + 1) = X1 (t) # x2 (t> f Y (t) x, (t) g x2 (t)] (4) mit X1 (t) und X2 (t) den Ausgangssignalen des ersten und zweiten Differenzverstärkers zum Zeitpunkt t und Y (t) bzw.
Y (t + 1) dem Ausgangssignal des sequentiellen logischen Schaltkreises zum Zeitpunkt t bzw. t + 1 und dessen Ausgangssignal Y der rechteckförmigen Ausgangsspannung entspricht.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, die Schwellwerte, bei denen der Schmittrigger bei beliebiger Eingangsspannung von dem einen in den anderen Zustand kippt, ur.abhangig voneinander einzustellen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die erstere Referenzspannung U1 größer als die zweite Referenzspannung U2 ist und der sequentielle logische Schaltkreis nach der Bedingung Y (t + 1) = X2 (t)/ [X1 (t) V Y (t)3 (2) aufgebaut ist.
Ist es gewährleistet, daß der eine der Schwellwerte stets größer als der zweite Schwellwert ist, kann der sequentielle logische Schaltkreis in der genannten Weise vereinfacht werden.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden.
Es zeigen Figur 1 das Blockschaltbild eines Schmittriggers mit voneinander unabhängig einstellbaren Schwellwerten Figur 2 die Funktionsweise der Schaltung nach Figur 1 anhand der Spannungsverläufe Figur 3 den Aufbau eines sequentiellen, logischen Schaltkreises nach Figur 1 Figur 4 die vereinfachte Anordnung eines Schmittriggers mit der Voraussetzung, daß einer der beiden Schwellwerte stets größer als der andere ist und Figur 5 die Spannungsverläufe entsprechend der Anordnung nach Figur 4.
Der in Figur 1 dargestellte Schmittrigger mit voneinander unabhängig einstellbaren Schwellwerten setzt sich aus zwei Differenzverstärkern 1 und 2 sowie einem sequentiellen logischen Schaltkreis 3 zusammen. Ein Eingang jedes Differenzverstärkers 1, 2 wird zur Vorgabe des Spannungsschwellwertes verwendet und mit zwei Referenzspannungsquellen U1 und U2 verbunden, die zwei restlichen Eingänge sind miteinander verbunden und mit der Eingangsspannung e (t) beaufschlagt.
Die Ausgänge der Differenzverstärker mit den Ausgangs signalen dem X (t) und X2 (t) sind mitX'sequentiellen, logischen Schaltkreis 3, der der logischen Gleichung Y (t + 1) = x1 (t) Ä X2 (t) { Y (t) X (t) V X2 (t entspricht, verbunden. Am Ausgang des logischen Schaltkreises 3 ist die rechteckförmige Ausgangs spannung Y mit definierter Amplitude zu entnehmen.
Figur 2 verdeutlicht anhand der Spannungs- und Signalverläufe die Funktionsweise der Anordnung nach Figur 1.
In Figur 2a ist der Verlauf der als sinusförmig angenorrtienen Eingangsspannung e (t) und die zeitlich konstanten Referespann-Jncen U1 und U2 über der Zeit t dargestellt. Die Differenz zwischeri den beiden Referenzspannungen U1 und U2 wird als Schalthysterese des Schmittriggers bezeichnet. Die Schnittpunkte der Referenzspannungen U1 und U2 mit der Eingangssnannung e (t) ergeben die Schwellwerte und damit den Signalverlauf der Ausgangsspannungen X1 (ti und X2 (t) der beiden Differenzverstärker , die in den Figuren 2b und 2c dargestellt sind.
Durch die genannte logische Verknüpfung mittels der sequentiel len logischen Schaltung wird das Ausgangssignal Y entsprechend der Figur 2d gebildet.
Der in Figur 3 dargestellte Aufbau der sequentiellen logischen Schaltung entspricht der logischen Verknüpfung nach Gleichung 1 und besteht aus 3 UND-Gliedern 31 bis 33, deren Ausgänge mit den Eingängen eines ODER-Gliedes 34 verbunden sind, an dessen Ausgang wiederum das Ausgangssignal Y ansteht. Die Eingänge des ersten UND-Gliedes 31 sind mit den Ausgangssignalen X1 und X2 der Differenzverstärker belegt, die Eingänge des zweiten UrMD-Gliedes 32 mit dem Signal X2 und dem rückgeführten Ausgangssignal Y und die zingunge des dritten UND-Gliedes 33 mit dem Signal X1 und dem rückgeführten Ausgangssignal Y.
Figur 4 zeigt die vereinfachte Anordnung eines Schmittriggers mit unabhängig voneinander einstellbaren Schwellwerten, bei dem die Voraussetzung, daß eine der Referenzspannungen stets größer als die andere ist, erfüllt ist.
Die Eingangsspannung e (t) wird sowohl dem invertierenden Eingang des ersten Differenzverstärkers 1 als auch dem nicht invertierenden Eingang des zweiten Differenzverstärkers 2 zugeführt. Die jeweils anderen Eingänge der Differenzverstärker 1 und 2 sind mit Referenzspannungen U1 und U2 belegt, wobei die Bedingung, daß die eine Referenzspannung U1 stets größer als die andere Referenzspannung U2 ist, erfüllt sein muß.
Die Ausgänge beider Differenzverstärker 1 und 2 sind mit je einem Eingang von zwei nachgeschalteten NAND-Gattern 4 und 5 verbunden, deren Ausgänge an den zweiten Eingang des jeweils anderen tJAt4D-Gatters angeschlossen sind. Die Ausgänge der 'AND-Gatter 4 und 5 liefern gleichzeitig das Ausgangssignal Y bzw. das invertierte Ausgangssignal 7. Diese schaltungstechnische Variante genügt der aus der Gleichung (1) abgeleiteten, vereinfachten Gleichung (2) Y (t + 1) = X2 (t) Ä [x1 (t) V Y (t)} Figur 5 verdeutlicht die Funktionsweise der vereinfachten Schaltung anhand der Spannungs- und Signalverläufe.
Figur Sa zeigt den Verlauf der Eingangsspannung e (t) sowie die konstanten Referenzspannungen U1 und U2 mit den erfüllten Bedingungen U1>U2.
Die Figuren 5b und 5c zeigen die Signalverläufe der Ausgangsspannungen X und X2 der Differenzverstärker, die sich aus den Schnittpunkten der Referenzspannungen U1 und U2 mit der sinusförmigen Eingangsspannung e (t) ergeben.
Durch die logische Verknüpfung ergibt sich entsprechend der aus Gleichung (2) abgeleiteten Wahrheitstabelle (3) der Verlauf der in den Figuren 5d und 5e dargestellten Ausgangssignale Y bzw. 7.

4>

4J

4

s X1 X2 a Y Y

vi L

t H L

t+l H HLHL

t+2 L H H L H

t+3 H H

t+3 H HHLH

I

t+4 H L L H L

Y (t +1) = X2 (t) A# [x1 (t) # Y (t)]

Claims

Patentansprüche ;)1. Schmittrigger mit zwei Differenzverstärkern, zur Umwandlung einer Eingangsspannung beliebiger Kurvenform in eine rechteckförmige Ausgangsspannung mit definierter Amplitude und Anstiegzeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsspannung e (t) sowohl dem ersten Eingang des ersten Differenzverstärkers (1) als auch dem ersten Eingang des zweiten Differenzverstärkers (2) zugeführt ist, daß eine erste Referenzspannung U1 an den zweiten Eingang des ersten Differenzverstä.rkers (1) und eine zweite Referenzspannung U2 an den zweiten Eingang des zweiten Differenzverstärkers (2) angeschlossen ist und daß die Ausgänge beider Differenzverstärker mit dem Eingang eines sequentiellen logischen Schaltkreises (3) verbunden ist, der nach der logischen Bedingung Y (t + 1) = X1 (t) A x2 (t) V Y (t) A x (t) V X2 (t)] mit Xl(t) und X2 (t) den Ausgangssignalen des ersten und zweiten Differenzverstärkers zum Zeitpunkt t und Y (t) bzw.

Y (t + 1) dem Ausgangssignal des sequentiellen logischen Schaltkreises (3) zum Zeitpunkt t bzw. t + 1 und dessen Ausgangssignal Y der rechteckförmigen Ausgangsspannung entspricht, 2. Schmittrigger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erstere Referenzspannung U1 größer als die zweite Referenzspannung U2 ist und der sequentielle logische Schaltkreis (3) nach der Bedingung Y (t + 1) = X2 (t) Ä [X1 (t) V Y (t)] aufgebaut ist.