DE2550218C3 - Arrangement for converting the signals emitted by a switching element - Google Patents
Arrangement for converting the signals emitted by a switching elementInfo
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- DE2550218C3 DE2550218C3 DE19752550218 DE2550218A DE2550218C3 DE 2550218 C3 DE2550218 C3 DE 2550218C3 DE 19752550218 DE19752550218 DE 19752550218 DE 2550218 A DE2550218 A DE 2550218A DE 2550218 C3 DE2550218 C3 DE 2550218C3
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung der von einem zwei stabile Zustände aufweisenden Schaltelement abgegebenen Signale, von denen mindestens eines einen hohen Pegel aufweist, in den Binärwerten »0« und »1« zugeordnete Signale mit niedrigeren Pegeln.The invention relates to a circuit arrangement for converting the two stable States having switching element emitted signals, at least one of which has a high level has signals with lower levels assigned in the binary values "0" and "1".
Als Eingabeelemente für industrielle Steuerungen werden häufig Schaltkontakte verwendet, durch deren Betätigung bestimmte Steuerungsmaßnahmen ausgelöst werden sollen. Schaltkontakte werden /.. B. in Grenzschaltern, Bimetallschaltern und Eingabetasten benutzt. Die Schah&ontakte werden an eine Spannungsquelle und an Eingänge der industriellen Steuerungen angeschlossen. Je nach den Schaltzuständen der Kontakte werden die Eingänge der industriellen Steuerungen mit hohen oder niedrigen Signalpegeln beaufschlagt, denen bestimmte Binärwerte zugeordnet sind.Switching contacts are often used as input elements for industrial controls Actuation of certain control measures are to be triggered. Switching contacts are / .. B. in Limit switches, bimetal switches and input keys are used. The Shah & ontakts are connected to a voltage source and connected to inputs of industrial controls. Depending on the switching status the contacts become the inputs of the industrial controls with high or low signal levels applied to which certain binary values are assigned.
Die Schaltkontaktc sind zumeist nahe an den zu überwachenden oder zu steuernden Einrichtungen und Geräten angeordnet. Die industrielle Steuerung kann in einiger Entfernung von den Schaltkontakten aufgestellt sein. Dies ist vor allem bei Anlagen der Fall, die eine größere Anzahl voi; an verschiedenen Stellen angebrachten Schaltkontaktcn aufweisen. Um die Beeinflussung durch Störspannungen zu vermindern und um bei größeren Längen der Verbindungsleitungcn zwischen den Schaltkontaktcn und der industriellen Steuerung ausreichend große Ströme über die geschlossenen Kontakte zu treiben, sind zumeist für die Schaltkontakte Betriebsspannungen erforderlich, die wesentlich höher als die für die Schaltkreise der industriellen Steuerung erforderlichen Spannungen sind. Die über die Schaltkontaktc zugcführtcn Spannungen werden daher in Signale umgewandelt, die der Verarbeitung in der industriellen Steuerung angepaßt sind.The switching contacts are mostly close to the equipment to be monitored or controlled and devices arranged. The industrial control can be at some distance from the switch contacts be set up. This is especially the case with systems that have a larger number of voi; at different Have places attached switching contacts. To reduce the influence of interference voltages and in the case of greater lengths of the connecting lines between the switching contacts and the industrial one Control to drive sufficiently large currents via the closed contacts are mostly Operating voltages required for the switching contacts that are significantly higher than those for the switching circuits voltages required for industrial control. The supplied via the switch contacts Voltages are therefore converted into signals that can be processed in industrial control are adapted.
Eine derartige Schaltungsanordnung zur Umwandlung kann z. B. für jeden Schaltkontakt ein Relais enthalten, dessen Spule an den Schaltkontakt angeschlossen ist und dessen Kontakte mit den Schaltkreisen der industriellen Steuerung verbunden sind. Durch die mit den Relais erziclbare galvanische Trennung zwischen den Eingangsstromkreisen und den Schaltkreisen der industriellen Steuerung ergibt sich eine gute Störsicherheit. Der schaltungstechnische Aufwand und der Raumbedarf sind jedoch sehr groß.Such a circuit arrangement for conversion can, for. B. contain a relay for each switching contact, whose coil is connected to the switch contact and its contacts with the circuits the industrial control are connected. Due to the galvanic separation that can be achieved with the relays between the input circuits and the industrial control circuits good interference immunity. However, the circuit complexity and the space requirement are very large.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Ciattung derart weiterziientwickeln, daß bei geringem Raumbedarf eine große Störsicherheit erzielt wird.The invention is based on the object of a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning develop further in such a way that a high level of interference immunity is achieved with little space requirement.
Die Aufgabe wird erf iudungsgemiiß dadurch gelöst, daß das Schaltelement in einem /weig einer Brückenschaltung angeordnet ist, die von einer ersten Span-According to the invention, the object is achieved by that the switching element in a / weig a bridge circuit is arranged, which by a first clamping
lumgsquclle gespeist ist, daß in der Briiekendiagonale je nach dem Zustand des Schaltelement* von Strömen unterschiedlicher Richtung durchflosscne Widersi'inde eingeordnet sind, an denen Spannungsuhfälle mit einem Differenzverstärker abgreifbar sind, der von einer /weiten Spannungsquelle mit von der ersten Spannungsquellt· getrennten Polen gespeist ist, und daß zur Arbeitspunkteinstellung des Diffeienzvcrstärkers an den Widerständen in der Brückendiagonale ein von der zweiten Spannungsquelle entnommenes Potential eingespeist ist. Zwischen den beiden Spannungsquellen besteht eine galvanische Verbindung an der Einspcisungsstelle in der Brückendiagonalc. Durch die Trennung der Pole der Spannungsqucllen können Störspannungen, die in die Zuleitungen zu den Schaltkontakten eingekoppelt werden, nicht die Schaltkreise der industriellen Steuerung beeinflussen. Die Anordnung hat somit ohne den Hinsatz von Relais eine große Sicherheit gegen Störspannungen. An der ersten Spannungsquclic, den Scha'tkontaktcn oder deren Zuleitungen auftretende Überspannungen wirken sich nicht auf die Schaltkreise der industriellen Steuerungaus, da sie lediglich die Potentiale der zweiten Spannungsquclic gegenüber einem Bczugspotentiai verändern. Daher weist die Anordnung auch eine gute Störspannungsfestigkeit auf. Ein weiterer Vorteil der Anordnung ist darin zu sehen, daß nicht abgeschirmte Kabel zu den Schaltkontakten verlegt werden können. Ferner ist es nicht nötig, im Kabel einen Bezugslcitcr zu den Schaltkontaktcn zu verlegen.lumgsquclle is fed that in the diagonal of the bridge depending on the state of the switching element * of currents Opposites flowed through them in different directions are classified at which voltage drops can be tapped with a differential amplifier, the is fed by a / wide voltage source with poles separate from the first voltage source, and that for setting the operating point of the differential amplifier at the resistors in the bridge diagonal one taken from the second voltage source Potential is fed. There is a galvanic connection between the two voltage sources at the injection point in the bridge diagonal c. By separating the poles of the voltage sources, interference voltages can occur in the supply lines are coupled to the switching contacts, do not affect the circuits of the industrial control. The arrangement thus has a high level of security against interference voltages without relays. At the first voltage source, the switch contacts or their supply lines occurring overvoltages do not affect the circuits of the industrial control, since it only uses the potentials of the second voltage source compared to a Change potential of reference. The arrangement therefore also has good immunity to interference voltage. A Another advantage of the arrangement is that unshielded cables lead to the switch contacts can be relocated. Furthermore, it is not necessary to add a reference element to the switch contacts in the cable embarrassed.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß in der Briickcndiagonale zwei Widerstände in Reihe geschaltet sind, an deren gemeinsamen Anschluß ein Potential von der Hälfte des Betriebspotentials der zweiten Spannungsquelle gelegt ist, und daß an je einem der anderen Anschlüsse der Widerstände ein Eingang des Differenzverstärkers gelegt ist.In an expedient embodiment it is provided that two resistors are located in the diagonal of the bridge are connected in series, at their common terminal a potential of half the Operating potential of the second voltage source is applied, and that at each of the other connections an input of the differential amplifier is connected to the resistors.
Die Anordnung enthält nur wenige elektrische Bauelemente, die keinen großen Raum beanspruchen. Eine Leiterplatte mit gedruckter Schaltung reicht somit für die Montage der für zahlreiche Schaltkontakte vorgesehenen elektrischen Bauelemente aus.The arrangement contains only a few electrical components that do not take up much space. A printed circuit board is sufficient for the assembly of numerous switch contacts provided electrical components.
Eine bevorzugte Ausfiihrungsform besteht darin, daß eine Reihe von Schaltelemente enthaltende Brükkenhälftcn über Widerstände mit einem Ausgang eines negativ rückgekoppelten Differenzverstärkers verbunden ist, dessen einer Eingang an eine allen Schaltelementen gemeinsame Brückcnhälftc angeschlossen i/.t, und daß der zweite Eingang des negativ rückgekoppelten Differenzverstärkers und die zweiten Eingänge der den Schaltelementen zugeordneten Differenzverstärker an ein von der zweiten Spannungsquelle abgeleitetes Potential gelegt sind. Diese Anordnung ermöglicht die Einsparung von Widerständen, da eine Brückcnhälftc zahlreichen Schaltkontaktcn gemeinsam zugeordnet ist.A preferred embodiment consists in that a number of bridge halves containing switching elements via resistors with an output of a negative feedback differential amplifier is connected, one input of which is connected to a bridge half common to all switching elements i / .t, and that the second input of the negative feedback differential amplifier and the second Inputs of the differential amplifiers assigned to the switching elements to one of the second voltage source derived potential are placed. This arrangement enables the saving of resistors, since a bridge half is assigned to numerous switching contacts in common.
Bei einer günstigen Weiterbildung der beschriebenen Anordnungen ist den zweiten Eingängen der Differenzverstärker das Potential über die Reihenschaltung von Widerständen und eines Schalttransistors /ufiihrbar, der nach Ausfall der ersten Spannungsquelle sperrbar ist, wobei durch die Sperrung die zweiten Eingänge mit dem Potential eines Pols der zweiten Spannungsquclic derail beaufschlagt sind, daß die Ausgänge der den Schaltelementen zugeordneten Differenzverstärker definierte Signale aufweisen.In a favorable development of the arrangements described, the differential amplifier is the second inputs the potential across the series connection of resistors and a switching transistor can be carried out after the failure of the first voltage source can be blocked, with the blocking of the second inputs with the potential of one pole of the second Voltage quclic derail are applied that the outputs of the switching elements assigned Differential amplifiers have defined signals.
Wenn die erste Spiinnungsquclle ausfüllt, werden hei dieser Anordnung die Signale auf einen bestimmten Wert eingestellt, der /. B. an die Bedingungen tier industriellen Steuerung angepaßt ist. und die Stillsetzung der gesteuerten Einrichtung hervorruft. Es lassen sich deshalb auch hei Ausfall der ersten Spannungsquelle Schäden vermeiden.When the first spinning source fills, they become hot this arrangement sets the signals to a certain value, the /. B. to the conditions animal industrial Control is adapted. and brings about the shutdown of the controlled device. Leave it therefore avoid damage even if the first voltage source fails.
Vorzugsweise sind die Pole der ersten und /weilen Spannungsquelle ungeerdet. Bei dieser Anordnung ergibt sich eine besonders große Unempfindlichkeit gegen Störspannungen. Durch einfache Erdschlüsse treten bei dieser Anordnung keine Fehler in der Arbeitsweise auf. Die Anordnung kann überdies auf Erdschlüsse überwacht werden, indem Widerstünde zwischen jeweils einem Pol jeder Spannungsquelle und Massepotential gelegt werden uad gemessen wird, ob zwischen den Polen und Massepotential eine Spannungansteht. Wird keine Spannung festgestellt, dann liegt ein Erdschluß vor, der bese'f^t werden muß.The poles of the first and / or temporary voltage source are preferably ungrounded. With this arrangement this results in a particularly high level of insensitivity to interference voltages. By simple earth faults there are no operational errors with this arrangement. The arrangement can also be based on Earth faults are monitored by placing resistances between each pole of each voltage source and ground potential are applied and it is measured whether there is a voltage between the poles and ground potential. If no voltage is found, then there is a ground fault which must be investigated.
Die Erfindung wird im folgendes: art Hand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbcispielen näher erläutert, aus denen sich weitere Merkmale sowie Vorteile ergeben. Es zeigtThe invention is as follows: art hand of in Exemplary embodiments shown in a drawing are explained in more detail, from which further features as well as Advantages. It shows
Fig. \ eine Schaltung einer ersten Anordnung /ur Umwandlung der von einem Schaltelement abgegebenen Signale,FIG. 1 shows a circuit of a first arrangement / for converting the signals emitted by a switching element,
Fig. 2 eine Schaltung einer zweiten Anordnung zur Umwandlung der von einem Schaitelement abgegebenen Signal.2 shows a circuit of a second arrangement for converting the output from a switching element Signal.
Ein Schaltelemente 1, bei dem es sich um einen Arbeitskontakt handelt, ist an einem Anschluß mit einem Pol 2 einer ersten SpannungsqueSle verbunden. Der zweite Anschluß des Arbeitskontakts ist an zwei Widerstände 3, 4 angeschlossen. Der Widerstand 4 ist mit seinem zweiten Anschluß an den zweiten Pol 5 der ersten Spannungsquelle, von /. B. 60 Volt, gelegt. Zwischen den beiden Polen 2 und 5 sind weiterhin zwei Widerstände 6, 7 in Reihe geschaltet. Durch die vorstehend beschriebene Anordnung der Elemente 1, 4, 6, 7 in Verbindung mit den Polen 2 und 5 ergibt sich eine Briickenschaltung, die jedoch weder bei offenem noch bei geschlossenem Arbeitskontakt 1 abgeglichen ist. In der Brückcndiagonale, d. h. zwischen den Verbindungsstellen des Arbeitskontakts 1 und Widerstands 4 sowie der beiden Widerstände 6, 7, sind neben dem Widerstand 3 die weiteren Widerstände 8, 9, 10 in Reihe geschaltet.A switching element 1, which is a normally open contact, is connected to a terminal with a Pole 2 of a first voltage source connected. The second connection of the normally open contact is to two resistors 3, 4 connected. The resistor 4 has its second connection to the second pole 5 the first voltage source, from /. B. 60 volts placed. Between the two poles 2 and 5 are still two resistors 6, 7 connected in series. Due to the above-described arrangement of the elements 1, 4, 6, 7 in connection with the poles 2 and 5 results in a bridge circuit, but neither when the is still calibrated with normally open contact 1 closed. In the diagonal of the bridge, i.e. H. between the connection points of the normally open contact 1 and resistor 4 as well as the two resistors 6, 7, In addition to the resistor 3, the further resistors 8, 9, 10 are connected in series.
Vom gemeinsamen Anschluß der Widerstände 3, 8 ist eine nicht näher bezeichnete Leitung zu dem nichtinvcrtierenden Eingang eines Differenzverstärkers 11 geführt. Der invertierende Eingang des Differenzverstärkers 11 steht mit dem gemeinsamen Anschluß der Widerstände 9 und 10 in Verbindung. Der Differenzverstärker 11 wird von einer zweiten Spannungsquelle gespeist, deren Pole mit 12 und 13 bezeichnet sind. Zwischen den Polen 2, S und 12, 13 der beiden Spannungsqucllcn bestehen keine Leitungsverbindungen. From the common connection of the resistors 3, 8 is an unspecified line to the Noninvcrtierenden input of a differential amplifier 11 out. The inverting input of the differential amplifier 11 is connected to the common connection of resistors 9 and 10. Of the Differential amplifier 11 is fed by a second voltage source, the poles of which are denoted by 12 and 13 are. There are no line connections between the poles 2, S and 12, 13 of the two voltage sources.
Zwischen die Pole 12 und 13 der zweiten Spannungsqucilc ist ein aus Widerständen 14,15 bestehender Spannungsteiler geschaltet, an dem eine Spannung abgreif bar ist, die der Hälfte der Spannung der zweiten Spannungsquelle entspricht. Der Abgriff zwischen den Widerständen i-l, 15 ist an die gemeinsame Verbindungsstelle der beiden Widerstände 8, 9 in der Briickcndiagonale angeschlossen.Between the poles 12 and 13 of the second voltage equilibrium there is a resistor 14, 15 Voltage divider connected at which a voltage can be tapped that is half the voltage of the second Voltage source. The tap between the resistors i-l, 15 is at the common junction of the two resistors 8, 9 in the diagonal of the bridge.
Die beiden Widerstände 8, 9 sind gleich groß. Durch die über die Widerstände 8, 9 eingespeisteThe two resistors 8, 9 are the same size. By being fed in via the resistors 8, 9
Spannung wird der Arlx'itspunkt des Dilferenzvcistärkers 11 festgelegt. Der Arbeitskoniakt 1 weist zwei stabile /.ustiinde auf. die der Offiuingsstcllung und Schließstellung entsprechen. Hei offenem iintl geschlossenem Arbeitskontakl 1 ergeben sich am Ausgang unterschiedliche Spannungen, die in den Binärwerten »0« und »I« zugeordnete Signale umgewandelt werden, die von einer dem Ausgang des Differenzverstärkers 11 nachgeschütteten industricl-Itn Steuerung verarbeitet werden. Diese Steuerung ist nicht dargestellt.Tension becomes the starting point of the differential amplifier 11 established. The working consonant 1 has two stable parts. that of the opening position and closed position correspond. Hei open iintl closed Normally open contact 1 results in different voltages at the output, the signals assigned to the binary values "0" and "I" being converted which are poured from the output of the differential amplifier 11 industricl-Itn Control are processed. This control is not shown.
Der Arbeitskontakt 1, der sich beispielsweise an einer zu steuernden Hinrichtung befinde!, ist insbesondere bei größerer Hinrichtung mit mehreren Kontakten in der Regel entfernt von der industriellen Steuerung und den dieser vorgeschalteten Hlemcnlen3. 4. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 14 und IS angeordnet, /.wischen den Widerständen 3 uiiii 4 und dem roi 2 tier ersten Spannungsqiiclle sind somit längere Leitungen verlegt. Die Spannung der ersten Spanmingsqiicllc muß daher zur Überwindung der Lcitungswiilerstänile ausreichend hoch sein. Hinc hohe Spannung ist ferner erforderlich, um die Kontaktübergangswiilerstände bei geschlossenem Arbeitskontakt 1 zu überwinden. Aufgrund der großen Spannung der ersten Spannungsquclle ergeben sich bei geschlossenem Arbeitskontakl hohe Pegel, die überwiegend höher sind als die in ilen Schaltkreisen der industriellen Steuerungen erforderlichen Pegel. Durch den Differenzverstärker 11 und die zugehörigen Widerstände 3.4.6.7.8.9.10. 14 und 15 werden die hohen Pegel in Pegel umgewandelt, die von den Schaltkreisen der industriellen Steuerungen verarbeitet werden können.The working contact 1, which is, for example, on a Execution to be controlled is especially in the case of a larger execution with multiple contacts usually remote from the industrial control system and the upstream devices3. 4. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 14 and IS ordered, /. between the resistors 3 uiiii 4 and the roi 2 The first voltage source is therefore longer cables relocated. The tension of the first Spanmingsqiicllc must therefore to overcome the dissolving tendencies be sufficiently high. A high voltage is also required to reduce the contact resistance to be overcome when normally open contact 1 is closed. Because of the great tension of the first When the normally open contact is closed, voltage sources result in high levels, which are predominantly higher are than the levels required in ile industrial control circuits. Through the differential amplifier 11 and the associated resistors 3.4.6.7.8.9.10. 14 and 15 will be the high ones Levels converted into levels that are processed by the industrial control circuitry can.
Hs sei angenommen, daß die Binärwerte »0« und » 1« der offenen und der geschlossenen Stellung des Arbeitskontakts 1 zugeordnet sind. Bei offenem Arbeitskontakt 1 fließt ein Strom vom Pol 2 über den Willerstand 6 zu der Abzweigung vor den Widerständen 10 und 7. Der Strom teilt sich in zwei Ströme :nif ilii- iibrr den Widerstand 7 iwli-r <lii- WüWctäml·* 10. 9. 8. 3. 4 zum Pol 5 fließen. Von den Spannungsabfällen längs der Widerstände 8 und 9 werden die Hingänge des Differenzverstärkers 11 be aufschlagt. Da die Spannung am nichtinverticrcnden Hingang die Spannung am invertierenden Eingang übersteigt, steht am nichtinverticrcnden Ausgang des Diffcrenzverstärkers 11 ein dem Binärwert »0« zugeordnetes niedriges Potential an. das in etwa dem Potential des negativen Pols der zweiten Spannungsquellc entspricht. Das Potential wird den dem Differenzverstärker nachgeschalteten, nicht dargestellten Schaltkreisen zugeführt, die ebenfalls von der zweiten Spannungsquelle gespeist werden. Von dem Abgriff der Widerstände fließt ein Strom bis zum gemeinsamen Anschluß der Widerstände 8 und 9. Dieser Strom teilt sich in zwei gleich große Ströme auf, die zu den Eingängen des Differenzverstärkers fließen. Die von diesen Strömen an den Widerständen 8 und 9 erzeugten Spannungsabfälle heben sich in ihrer Wirkung auf die Potentiale an den Eingängen auf.Let us assume that the binary values "0" and "1" are assigned to the open and closed positions of normally open contact 1. When the normally open contact 1 is open, a current flows from pole 2 via the resistor 6 to the junction in front of the resistors 10 and 7. The current divides into two currents : nif ilii- iibrr the resistor 7 iwli-r <lii- WüWctäml · * 10. 9. 8. 3. 4 flow to pole 5. From the voltage drops across the resistors 8 and 9, the inputs of the differential amplifier 11 be added. Since the voltage at the non-inverting input exceeds the voltage at the inverting input, a low potential assigned to the binary value “0” is present at the non-inverting output of the differential amplifier 11. which corresponds approximately to the potential of the negative pole of the second voltage source. The potential is fed to the circuits (not shown) which are connected downstream of the differential amplifier and which are also fed by the second voltage source. A current flows from the tap of the resistors to the common connection of the resistors 8 and 9. This current divides into two equally large currents which flow to the inputs of the differential amplifier. The voltage drops generated by these currents at resistors 8 and 9 cancel each other out in their effect on the potentials at the inputs.
Ist der Arbeitskontakt 1 geschlossen, dann tritt an den Widerständen 3 und 4 das Potential des Pols 2 auf. das größer ist als das Potential an der gemeinsamen Anschlußstelle der Widerstände 6 und 7. Daher , fließt nun ein Strom in umgekehrter Richtung über die Widerstände 3,8,9 und 10, der an den Widerständen 8 und 9 einen Spannungsabfall mit umgekehrten Vorzeichen erzeugt. In diesem Hall überwiegt das am uichtinverticrendcn Hingang auftretende Potential, s<i daß der niehtinvertiercnde Ausgang des Differenzverstärkers ein hohes Potential führt, das dem Binärwert »1« zugeordnet ist. Der von ilen Widerständen 14, 15 zu den Widerständen 8, 9 fließende Strom, der sich auf die Widerstände 8. 9 aufteilt, erzeugt ebenfalls Spannungsabfälle, die einander in bezug auf die Differenzverstärkereingänge entgegengesetzt sind. Die Spannungsabfällc verursachen daher keine Umschaltung der Signale am Ausgang des Diffcrcn/verstärkers 11.If the normally open contact 1 is closed, the potential of pole 2 occurs at resistors 3 and 4 on. which is greater than the potential at the common connection point of resistors 6 and 7. Therefore, A current now flows in the opposite direction via the resistors 3, 8, 9 and 10, that of the resistors 8 and 9 generate a voltage drop with the opposite sign. In this reverb, that predominates Uichtinverticrendcn exit potential occurring, s <i that the non-inverting output of the differential amplifier leads to a high potential, which is assigned to the binary value "1". That of ile resistances 14, 15 to the resistors 8, 9 current flowing, the is divided between the resistors 8. 9, also creates voltage drops that are mutually exclusive with respect to the Differential amplifier inputs are opposite. The voltage drops therefore do not cause switching of the signals at the output of the diffcrcn / amplifier 11th
Die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung besteht aus einem Teil A und einem Teil Ii. Der Teil A ist von einer strichpunktierten Linie umgehen. Übereinstimmende Elemente in den Fig. 1 und 2 sind mil gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die in Teil A gezeigten Elemente müssen ftir jeden ein/einen Sehaitkontakt Vorhandensein. Der Arbeitskoniakt 1 ist entsprechend der Anordnung von Fig. 1 an den Pol 2 der ersten Spannungsquelle und an den Widerstand 4 angeschlossen, der mit dem Pol 5 der ersten Spannungsquclle in Verbindung steht. An die gemeinsame Verbindungsslelle des Arbeitskontakts 1 und des Widerstands 4 ist tier Widerstand 3 angeschlossen, dem der Widersland 8 nachgeschaltet isl. Vom gemeinsamen Ari.chluß der Widerstände 3 und 8 führt eint Leitung zu dem nichtinverticrenden Eingang des Differenzverstärkers 11, dessen Stromversorgungseingänge mit den Polen 12 und 13 der zweiten Spannungsquelle verbunden sind.The circuit arrangement shown in Fig. 2 consists of a part A and a part Ii. Part A is surrounded by a dash-dotted line. Corresponding elements in Figures 1 and 2 have been given the same reference numerals. The elements shown in Part A must be present for each visual contact. In accordance with the arrangement of FIG. 1, the working ammonia 1 is connected to the pole 2 of the first voltage source and to the resistor 4 , which is connected to the pole 5 of the first voltage source. To the common connection point of the normally open contact 1 and the resistor 4, the resistor 3 is connected, which is followed by the opposing land 8. A line leads from the common circuit of the resistors 3 and 8 to the non-inverting input of the differential amplifier 11, the power supply inputs of which are connected to the poles 12 and 13 of the second voltage source.
Der Widerstand 8 ist mit einem Anschluß 16 de:· Teils Ii verbunden, dessen Elemente für mehrere dei im Teil A dargestellten Anordnungen nur einmal vorgesehen sind. Der Anschluß 16, an den über Leitungen 17 weitere, nicht dargestellte Widerstände 8 anderer Teile A gelegt sind, bildet den Ausgang eines Differenzverstärker 18, dessen invertierender Eingang von der gemeinsamen Verbindungsstelle der beiden Widerstände 6 und 8 gespeist wird, die inThe resistor 8 is connected to a connection 16 de: · Part Ii , the elements of which are provided only once for several of the arrangements shown in Part A. The terminal 16, to which further, not shown resistors 8 of other parts A are connected via lines 17, forms the output of a differential amplifier 18, the inverting input of which is fed by the common junction of the two resistors 6 and 8, which in
sehen dem Eingang und dem Ausgang des Differenzverstärkers 18 isl über einen Widerstand 19 eine negative Rückkopplung vorgesehen. Der invertierende Eingang des Differenzverstärkers 11 steht mit einem Eingang 20 des Teils B in Verfügung, an den über weitere Leitungen 1 die Eingänge der anderen, nicht dargestellten Differenzverstärker 11 angeschlossen sind. Der Eingang 20 ist an den nichtinvcrtierenden Eingang des Differenzverstärkers 18 gelegt.See the input and the output of the differential amplifier 18 isl via a resistor 19 provided a negative feedback. The inverting input of the differential amplifier 11 is available with an input 20 of part B , to which the inputs of the other differential amplifiers 11, not shown, are connected via further lines 1. The input 20 is connected to the non-inversing input of the differential amplifier 18.
Zwischen den Polen 12 und 13 der zweiten Spannungsquelle ist ferner die Reihenschaltung zweier Widerstände 22. 23 und der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 24 angeordnet, dessen Basis über einen weiteren Widerstand 25 mit dem Pol 13 verbunden ist. Die gemeinsame Verbindungsstelle der Widerstände 22,23 ist an den Eingang 20 angeschlossen.The series connection of two resistors is also between the poles 12 and 13 of the second voltage source 22. 23 and the collector-emitter path of a transistor 24, the base of which is over a further resistor 25 is connected to the pole 13. The common junction of the resistors 22, 23 is connected to input 20.
Weiterhin steht die Basis des Transistors 24 über einen Widerstand 26 mit dem Kollektor eines zusätzlichen Transistors 27 in Verbindung, dessen Emitter über einen Widerstand 28 an den Pol 2 gelegt ist. Zwischen dem Emitter des Transistors 27 und dem Pol 5 der ersten Spannungsquelle sind ferner Widerstände 29, 31, 30 in Reihe geschaltet. Die Basis des Transistors 27 ist mit dem Widerstand 31 und dem Widerstand 3t' verbunden. Durch die beiden Widerstände 22, 23 wird am Eingang 20 ein Potential erzeugt, das der Häifte der Spannung der zweiten SpannungsquellcFurthermore, the base of the transistor 24 is connected via a resistor 26 to the collector of an additional one Transistor 27 in connection, the emitter of which is connected to pole 2 via a resistor 28. Between the emitter of the transistor 27 and the pole 5 of the first voltage source are also resistors 29, 31, 30 connected in series. The base of the transistor 27 is connected to the resistor 31 and the resistor 3t 'connected. The two resistors 22, 23 generate a potential at the input 20 which the half of the voltage of the second voltage source c
entspricht. Mi4 der an den Widerständen 22, 23 abgc griffcnen Spannung wird der Arbeitspunkt des Differenzverstärkers 11 festgelegt. Der Differenzverstärker 18 regelt die Spannung am Eingang 16 auf einen We1-!, der nahezu mit der Spannung am Eingang 20 übernnstimmt. Vom Ausgang des Differenzverstärkers 18 fließen Ströme über die Widerstände 8 zu den nichtinvertierenden Eingängen der Differenzverstärker 11 und über den Widerstand 19 zu dem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 18. Der Widerstand 19 ist so bemessen, daß die von diesen Strömen am Widerstand 8 und am Widerstand 19 erzeugten Spannungsabfälle in etwa gleich sind und sich in bezug auf die Eingänge des Differenzverslärkers 11 aufheben.is equivalent to. 4 mi of abgc griffcnen at the resistors 22, 23 voltage is set the operating point of the differential amplifier. 11 The differential amplifier 18 regulates the voltage at the input 16 to a value of We 1- !, which almost matches the voltage at the input 20. From the output of the differential amplifier 18, currents flow via the resistors 8 to the non-inverting inputs of the differential amplifier 11 and via the resistor 19 to the inverting input of the differential amplifier 18. The resistor 19 is dimensioned so that the currents at the resistor 8 and the resistor 19 generated voltage drops are approximately the same and cancel each other out with respect to the inputs of the differential amplifier 11.
Bei offenem Kontakt 1 fließt ein Strom von der Verbindungsstelle der Widerstände 6, 7 über die Widerstände 19, 8, 3 und 4 zum Pol 5. Infolge des von diesem Strom am Widerstand 8 erzeugten Spannungsabfalls überwiegt das Potential am invertierenden Eingang das Potential am nichtinvertierten Eingang des Differenzverstärkers 11. Am Ausgang des Differenzverstärkers 11 ergibt sich deshalb ein niedriges Potential, das dem Binärwert »0« zugeordnet ist.When the contact 1 is open, a current flows from the junction of the resistors 6, 7 via the resistors 19, 8, 3 and 4 to pole 5. As a result of the voltage drop generated by this current across resistor 8 the potential at the inverting input outweighs the potential at the non-inverted input of the differential amplifier 11. The output of the differential amplifier 11 therefore has a low value Potential that is assigned to the binary value "0".
Bei geschlossenem Kontakt 1 fließt aufgrund des hohen Potentials am Widerstand 3 ein Strom über diesen und die Widerstände 8 und 19 zur Verbindungsstelle der Widerstände 6.7. In diesem Fall kehrt sicn die Richtung des Spannungsabfalls am Widerstand 8 um. Die Eingänge des Differenzverstärkers 11 werden deshalb mit Potentialen umgekehrter Polarität beaufschlagt, so daß am Differenzverstärkerausgang ein hohes Potential hervorgerufen wird, das dem Binärwert »1« zugeordnet ist.When contact 1 is closed, a current overflows due to the high potential at resistor 3 this and the resistors 8 and 19 to the junction of the resistors 6.7. In this case it returns sicn the direction of the voltage drop across resistor 8. The inputs of the differential amplifier 11 are therefore applied with potentials of opposite polarity, so that at the differential amplifier output a high potential is produced, which is assigned to the binary value "1".
Die Pole 2, 5 und 12, 13 der beiden Spannungsquellen sind vorzugsweise erdfrei und nicht miteinander verbunden. Über die Zuleitungen zum Kontakt 1 eingekoppelte Störspannungen beeinflussen das Verhalten des Differenzverstärkers 11 bezüglich derThe poles 2, 5 and 12, 13 of the two voltage sources are preferably floating and not connected to one another tied together. Interference voltages coupled in via the supply lines to contact 1 influence the behavior of the differential amplifier 11 with respect to the
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ständen 8,9 nicht. Durch Ober- oder Unterspannungen der ersten Spannungsquelle werden zwar die Ströme in den Widerständen 8, 9 entsprechend geändert, jedoch ergibt sich keine Richtungsumkehr. Wuder Stör-noch Über-bzw. Unterspannungen, die über den Kontakt 1 oder die Widerstände 4, 6,7 eingekoppelt werden, rufen somit am Ausgang des Differenzverstärkers 11 einen falschen binären Wert oder eine Veränderung des dem jeweiligen Binärwert zugeordneten Pegels hervor.would not be 8.9. Due to high or low voltages of the first voltage source, the Currents in the resistors 8, 9 changed accordingly, but there is no reversal of direction. Wuder Disturbing still over or. Undervoltage that is coupled in via contact 1 or resistors 4, 6, 7 are, thus call at the output of the differential amplifier 11 a wrong binary value or a Change in the level assigned to the respective binary value.
Durch die erdfreie Schaltung der beiden Spannungsquellen treten bei einem einfachen Erdschluß keine Störungen der Anordnung auf. Erst bei doppelten Erdschlüssen können Fehler entstehen. Um derartige Fehler zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Schaltungsanordnung auf Erdschlüsse hin zu überwachen. Eine Erdschlußüberwachung kann mit Widerständen erfoleen. die zwischen jeweils einem Pn! jeder Spannungsquelle und Erdpotential gelegt sind. Weiterhin werden zwischen die Pole und Erdpotential Spannungsmesser geschaltet. Wenn ein Spannungsmesser die Spannung Null anzeigt, ist der entsprechende Pol durch einen Erdschluß mit Masse verbunden. Der Erdschluß kann anschließend beseitigt werden.Due to the floating connection of the two voltage sources, a simple earth fault occurs no disturbances in the arrangement. Errors can only occur with double earth faults. To such To avoid errors, it is advisable to monitor the circuit arrangement for earth faults. Earth fault monitoring can be carried out with resistors. between each one Pn! everyone Voltage source and earth potential are applied. Furthermore, between the poles and earth potential Voltmeter switched. If a voltmeter shows zero voltage, the corresponding one is Pole connected to ground by an earth fault. The earth fault can then be eliminated will.
Der Transistor 27 ist aufgrund des über den Widerstand 30 fließenden Basisstroms leitend. Über den Kollektor des Transistors 27 fließt daher auch ein Strom zur Basis des Transistors 24, der ebenfalls leitend ist. An den Widerständen 22 und 23 werden demnach durch einen Strom Sparmungsabfälle hervorgerufen, mit denen das Potential für den Eingang 20 erzeugt wird. Bei Ausfall der ersten Spannungsquelle sperrt der Transistor 27. Deshalb erhält der Transistor 24 keinen ausreichenden Basisstrom. Der Transistor 24 sperrt somit ebenfalls. Über die Widerstände 22, 23 kann kein Strom mehr fließen. Am Eingang 20 tritt das Potential des Pols 12 auf, das positiv ist. Dieses Potential übersteigt unabhängig von der Stellung des Kontakts 1 das am nichtinvertierende."; Eingang des Differenzverstärkers 11 auftretende PoAusgang das dem Binärwert »0« zugeordnete niedrige Potential ab.The transistor 27 is conductive due to the base current flowing through the resistor 30. On the Collector of transistor 27 therefore also flows a current to the base of transistor 24, which is also conductive is. Accordingly, a current causes savings in resistors 22 and 23, with which the potential for the input 20 is generated. If the first voltage source fails, the transistor 27 blocks Transistor 24 does not have a sufficient base current. The transistor 24 thus also blocks. About the resistances 22, 23 no more current can flow. At the input 20 the potential of the pole 12 occurs, which is positive is. Regardless of the position of contact 1, this potential exceeds that of the non-inverting. "; Input of the differential amplifier 11 occurring Po output is the low associated with the binary value "0" Potential.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752550218 DE2550218C3 (en) | 1975-11-08 | 1975-11-08 | Arrangement for converting the signals emitted by a switching element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752550218 DE2550218C3 (en) | 1975-11-08 | 1975-11-08 | Arrangement for converting the signals emitted by a switching element |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2550218A1 DE2550218A1 (en) | 1977-05-18 |
| DE2550218B2 DE2550218B2 (en) | 1979-04-26 |
| DE2550218C3 true DE2550218C3 (en) | 1980-01-17 |
Family
ID=5961258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752550218 Expired DE2550218C3 (en) | 1975-11-08 | 1975-11-08 | Arrangement for converting the signals emitted by a switching element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2550218C3 (en) |
-
1975
- 1975-11-08 DE DE19752550218 patent/DE2550218C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2550218A1 (en) | 1977-05-18 |
| DE2550218B2 (en) | 1979-04-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |