DE2846710C2

DE2846710C2 - Einrichtung zur Signalübertragung mittels Optokoppler

Info

Publication number: DE2846710C2
Application number: DE19782846710
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Dipl.-Ing. Hino Tokyo Ishikawa
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1977-10-28
Filing date: 1978-10-26
Publication date: 1984-07-05
Also published as: DE2846710A1; JPS5462754A; JPS5754025B2

Description

2. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei in Reihe mit einer Gleichspannung geschaltete Fototransistoren von zwei Optokopplern (Pl, P2) wobei die dem einen Optokoppler (PX) zugeordnete lichtemittierende Diode jeweils von ansteigenden Flanken der Impulse des Frequenzteilers (F 1) aktiviert und jeweils von dessen abfallenden Flanken deaktiviert ist und die dem anderen Optokoppler (P 2) zugeordnete lichtemittierende Diode jeweils von jeder abfallenden Flanke der Impulse des Impulsteilers (Fl) aktiviert ist und danach für die Dauer eines Impulses der Eingangsimpulsfolge (a) aktiviert bleibt.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorstufe ein taktgesteuertes Flip-Flop (F3) enthält, dessen Eingang (K) und der zugehörige Ausgang (Q) mit den Eingängen eines exklusiven ODER-Gatters (EOR) verbunden sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bekannte Optokoppler dieser Art erwiesen sich bisher zur Übertragung von Hochfrequenzsignalen wegen ihrer geringen Ausschaltgeschwindigkeit als ungeeignet. Es läßt sich zwar bei der nach der japanischen Patentschrift 52-35 589 bekannten und in F i g. 1 dargestellten Schaltung die Ausschaltgeschwindigkeit des dort mit P1 bezeichneten Optokopplers dadurch erhöhen, daß die Streukapazität CO zwischen Kollektor und Emitter seines Fototransistors über den durchlässig gesteuerten Transistor 71 aufgeladen wird. Das Durchlässigsteuern des Transistors Tl erfolgt durch Erhöhung der Spannung Vl am Kollektor des Fototransistors; diese Spannungserhöhung ist aber immer noch mit einer nicht kompensierbaren Verzögerung verbunden, so daß die Schaltung nach F i g. 1 nicht voll befriedigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Schaltung der eingangs genannten Art den Frequenzbereich der zu übertragenden Signale zu erhöhen. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen Maßnahmen.

Die Erfindung samt weiteren, in Unteransprüchen gekennzeichneten Ausgestaltungen soll nachstehend anhand der Figuren erläutert werden.

F i g. 2 stellt ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Übertragungseinrichtung dar. In dieser Figur ist mit

1 ein Frequenzteiler, mit 2 eine Optokopplerstufe, mit 3 ein Impulsformer und mit 4 eine Flankendetektorstufe bezeichnet In den Funktionsblöcken 1 —4 sind jeweils deren wesentliche, anhand des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 3 näher beschriebenen Bauelemente angegeben. Durch den Einsatz des Frequenzteilers 2 kann eine Signalfrequenz übertragen werden, welche doppelt so hoch ist als die maximal mögliche Arbeitsfrequenz der Optokopplerstufe 2.

Fig.3 stellt ein ausführliches Schaltbild zu dem Blockdiagramm der F i g. 2 dar. Der Frequenzteiler besteht aus einem Flip-Flop Fl. F2 und F3 bezeichnen zwei weitere, in der Flankendetektorstufe 4 enthaltene Flip-Flops, während mit Iv I—IvA Inverter- oder Umkehrstufen bezeichnet sind. NdI und Nd 2 bezeichnen NAND-Gatter, CIl und C12 Kondensatoren, R 11 bis R 18 Widerstände, Pl und P 2 einen ersten und einen zweiten Optokoppler 711 und 712 Transistoren und schließlich Vcc\ und V_CC2 Speisegleichspannungen. Die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 3 wird im Zusammenhang mit den Impulsdiagrammen der F i g. 4 erläutert.

Unter der Annahme, daß an der Eingangsklemme 7 des Flip-Flops Fl ein Impulssignal a (Fig.4a) liegt, ist der Verlauf der Signale b und c der Ausgangsklemmen Q und Q dieses Flip-Flops wie in den F i g. 4b und 4c dargestellt Auf diese Weise wird das Signal a in zwei Signale, welche die halbe Pulsfrequenz aufweisen, umgeformt.

Die Umkehrstufen IvI dient zur Umkehrung der Ausgangsspannung b des Flip-Flops Fl, womit der mit d bezeichnete und in Fig.4d dargestellte, in die Fotodiode des Optokopplers P1 über den Widerstand R 12 fließende Strom bewirkt wird. Zusätzlich fließt durch diese Fotodiode zum Ausgang des NAND-Gatters Nd 1 über den Widerstand R 13 und den Kondensator CIl noch ein Strom e, der einen Verlauf gemäß F i g. 4e hat. Das Signal am Ausgang des NAND-Gatters Nd 1 stellt praktisch die halbe Anzahl der differenzierten Eingangsimpulse a dar. Durch die Fotodiode des Optokopplers Pl fließt also ein Summenstrom f, welcher einen Verlauf gemäß F i g. 4f hat. Analog ergibt sich für den Strom durch die Fotodiode des Optokopplers P 2 über den Widerstand R 14 und durch den Differenzierkondensator C12 und das NAND-Gatter Nd 2 ein Strom g mit einem Verlauf entsprechend F i g. 4g. Die beiden hintereinander angeordneten Umkehrstufen Iv 2 und Iv 3 dienen zur Verzögerung des Signals a, was sich als zweckmäßig zur Unterdrückung von statischem Rauschen erweist.

Der Optokoppler P1 wird jeweils zum Zeitpunkt einer ansteigenden Flanke des Impulszuges gemäß Fig.4f eingeschaltet und der andere Optokoppler P2 wird mit ansteigenden Flanken des Impulszuges gemäß F i g. 4g eingeschaltet. Das Ausschalten des Optokopplers P1, d. h. das Sperren seines Fototransistors, erfolgt also jeweils gleichzeitig mit dem Einschalten des Optokopplers P 2, d. h. mit dem Durchlässigsteuern von dessen Fototransistor. Dabei kann sich die Streukapazität zwischen Kollektor und Emitter des Fototransistors des Optokopplers Pl- vergleiche Fig. 1 — rasch aufladen, da ihr über den durchlässig gesteuerten Fototransistor des Optokopplers ρ 2 ein niederohmiger Ladestrompfad zur Verfugung gestellt wird. Die Ausschaltgeschwindigkeit des Optokopplers Pl wird dadurch wesentlich beschleunigt. Der Optokoppler P 2 braucht nur solange eingeschaltet zu sein, bis sich die Streukapazität des Optokopplers Pl aufgeladen hat, was nach

einer definierten, sehr kurzen Zeit nach der abfallenden Flanke des Signals b der Fall ist Für das darauffolgende Ausschalten des Optokopplers PZ, welches jeweils mit der abfallenden Flanke des Impulszuges gemäß F i g. 4g beginnt und mittels des NAND-Gatters Nd 2 jeweils von den während der Dauer der von dem Flip-Flop F1 abgegebenen Spannungsimpulse c abfallenden Flanken des Eingangssignals a eingeleitet wird, steht die Zeit bis zum nächsten Einschalten des Optokopplers Pi zur Verfügung. Die Differenzierkondensatoren CIl und C12 diene» dabei zur Beschleunigung des Einschaltvorganges der Optokoppler Pi und P 2. Die Widerstände RH und R 15 sind zur Überstrombegrenzung vorgesehen und daher vorzugsweise so klein als möglich zu bemessen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Elektronische Schaltung zur Übertragung von Impulsfolgen mittels eines Optokopplers und einer Signalaufbereitungsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß

a) an den Eingang des Optokopplers (Pi, P 2) ein Frequenzteiler (Fl) zur Frequenzteilung der Pulsfolgefrequenz der Impulsfolgen geschaltet ist und

b) der Ausgang des Optokopplers über einen Impulsformer (TW, 712) mit einer sowohl auf ansteigende als auch auf abfallende Impulsflanken ansprechenden Detektorstufe (F2, F3) verbunden ist.