DE2903214A1

DE2903214A1 - Vergleichs- und anzeigeschaltung fuer mehrere eingangssignale

Info

Publication number: DE2903214A1
Application number: DE19792903214
Authority: DE
Inventors: Theodore B Bozarth; Martin Zielinski
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1978-01-30
Filing date: 1979-01-27
Publication date: 1979-08-02
Also published as: US4149160A; JPS54114060A; FR2415814A1; CA1129505A; GB2013351B; GB2013351A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vergleichs- und Anzeigeschaltung für mehrere Eingangssignale und ihr liegt die Aufgabe zugrunde,eine gemeinsame Anzeige für das Ergebnis des Vergleichs der nacheinander oder gleichzeitig mit einer angelegten Bezugsspannung verglichenen Eingangssignale zu schaffen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels erläutert. Mit dieser Schaltungsanordnung kann eine größere Anzahl von Eingangssignalen entweder mit unterschiedlichen Bezugssignalen verglichen oder daraufhin überprüft werden, ob die Eingangssignale in positiver oder negativer Richtung von einem Bezugssignal abweichen. Die Erfindung eignet sich beispielsweise für die Überprüfung von gedruckten Schaltungen bzw. der die gedruckten Schaltungen mit Strom versorgenden Anschlußleitungen und Stecker.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Vergleichs- und Anzeigeschaltvng aus einem Überspannungs-Anzeigeteil 2 sowie aus einem Unterspannungs-Anzeigeteil 4. Im Überspannungsanzeigeteil 2 sind als Beispiel für eine Vielzahl von Vergleichsschaltungen hier nur zwei Vergleichsschaltungen 6 und 8 dargestellt, deren invertierenden Eingängen die Eingangssignale A bzw. B zugeleitet werden. Die Anzahl von Vergleichsschaltungen entspricht der Anzahl der mit dem Bezugssiganl zu vergleichenden Eingangssignale. Die dargestellte Vergleichs- und Anzeigeschaltung, welche auch als Prüfschaltung bezeichnet werden kann, läßt sich vorteilhaft derart aufbauen, daß die Vergleichsschaltungen anstelle der normalen Schaltungsanordnung auf einer Leiterplatte angeordnet sind, welche zur Überprüfung der Anschlußverbindungen in die Steckerleiste eingeschoben sind. Dem nicht invertierendem Eingang der Vergleichsschaltungen 6 und 8 wird das Bezugssignal V„ zugeleitet. Das erste Eingangssignal A gelangt über einen Widerstand 10 an den invertierenden Eingang, der Vergleichsschaltung 6, während daß zweite Eingangssignal B über einen Widerstand 12 dem invertierendem Eingang der zwei-

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ten Vergleichsschaltung 8 zugeleitet wird. In entsprechender Weise erfolgt der Anschluß weiterer Eingangssignale an entsprechende Vergleichsschaltungen. Die Ausgänge der Vergleichsschaltungen 6und8 sowie aller übEigen Vergleichsschaltungen dieser Gruppe 2 sind an einen gemeinsamen Verbindungspunkt 14 angeschlossen, welcher einerseits mit dem Eingang eines ersten Inverters 16 und andererseits über einen Widerstand 18 mit einer positiven GleichstromkLemme +V.. in Verbindung steht. An den Ausgang des ersten Inverters 16 ist einerseits ein zweiter Inverter 20 und andererseits eine Anzeigevorrichtung in Form einer lichtemittierenden Diode^angeschlossen, deren anderer Pol über einen Widerstand 24 ebenfalls an die Vorsorgungsgleichspannung geführt ist. Der Ausgang des zweiten Inverters 20 steht mit einem dritten Inverter 26 sowie mit einer zweiten lichtemittierenden Diode 28 in Verbindung, welcher über einen Widerstand 30 des Versorgungsspannung zugeleitet ist. Der Ausgang 38 des dritten Inverters 26 ist über einen Widerstand 32 einerseits an die Versorgungsspannung angeschlossen und steht andererseits über Widerstände 36 und 34 mit Massepotential in Verbindung. Die Verbindungsstelle 40 zwischen den Widerständen 36 und 34 ist über Widerstände 42 bzw. 44 an die invertierenden Eingänge der Vergleichsschaltungen 6 bzw. 8 angeschlossen. Hierdurch ergibt sich eine positive Rückkoppelung. Im unteren Teil der Zeichnung ist die Unterspannungsprüfschaltung 4 wiedergegeben, deren Aufbau dem Schaltungsteil 2 entspricht. Sie weist Vergleichsschaltungen 46 und 48 auf, welche auch hier nur als Beispiel für eine größere Gruppe von Vergleichsschaltungen wiedergegeben sind. Ein Bezugssignal V^. wird hier den invertierenden Eingängen aller Vergleichsschaltungen 46,48 zugeleitet, während die einzelnen Eingangssignale A und B über Widerstände 50 bzw. 52 an die nicht invertierenden Eingänge gelegt sind. Wiederum sind alle Ausgänge der Vergleichsschaltungen 46, 48 in einem Punkt 54 zusammengeschaltet, an den einerseits über einen Widerstand 58 die Stromversorgung sklemme +V₁ und andererseits ein vierter Inverter 56 angeschlossen sind. Sein Ausgang steht wiederum einerseits mit einer lichtemittierenden Diode 62 und andererseits mit einem fünften Inverter 60 in Verbindung. Diesem ist einerseits eine

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vierte lichtemittierende Diode 68 und andererseits ein sechster Inverter 66 nachgeschaltet. Beide lichtemittierende Dioden 62 und 68 sind über Widerstände 64 bzw. 70 an die Versorgungsspannung angeschlossen. Vom Ausgang des sechsten Inverters 66 ist ein Widerstand 74 zum Versorgungspotential geschaltet, während ein siebenter Inverter 72 den Ausgang des sechsten Inverters mit einem Spannungsteiler,bestehend aus den Widerständen 76, 78 und 80 verbinde^ der zwischen der Versorgungsspannung und Masse liegt. Der Verbindungspunkt 75 zwischen den Widerständen 76 und 78 erhält das Ausgangssignal des Inverters 72. Von einem weiteren Verbindungspunkt 82 zwischen den Widerständen 82 und 80 wird die positive Rückkoppelungsspannung abgenommen, welche den nicht invertierenden Eingängen der beiden Vergleichsschaltungen 46 und 48 über Widerstände 84 bzw. 86 zugeleitet wird.

Im Betrieb vergleicht die Schaltungsanordnung die den einzelnen Vergleichschaltungen zugeführten Eingangssignale mit den Bezugssignalen V„ und V-. In der überspannungsprüfschaltung 2 wird festgestellt, ob die Eingangssignale A oder B kleiner oder grosser sind als das Bezugssignal V_H. Ist das Eingangssignal größer als das Bezugssignal, so schaltet das Ausgangssignal der betreffenden Vergleichsschaltung um. Liegt die Eingangsspannung unterhalb des durchWergleichsspannung V_R vorgegebenen Grenzwertes, so zeigen die Vergleichsschaltungen das Ausgangssigna}. "1". Dieses wird im Inverter 16 umgepolt, so daß an seinem Ausgang ein Signal "0" steht und die Diode 22 aufleuchtet. Da das Eingangssignal im vorgegebenen Spannungsbereich liegt, wird als Diode 22 eine solche mit grüner Lichtabstrahlung gewählt. Umgekehrt strahlt die zweite Diode 28 rotes Licht ab, sofern sie an Spannung liegt. Bei fehlerfreien Ausgangssignalen der Vergleichsschaltungen 6 und 8 liegt die Diode 22 zwischen der positiven Versorgungsspannung und einem niedrigen Potential "0" am Ausgang des ersten Inverters 16, so daß die Diode grünes Licht abstrahlt und anzeigt, daß die Eingangsspannung innerhalb des vorgeschriebenen Bereiches liegt. Das Ausgangssignal des ersten Inverters 16 wird im zweiten Inverter 20 umgepolt, so daß an dessen Ausgang ein Signal "1" hohen Pegels liegt und somit der Diode 28 an beiden Klemmen ein

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Signal hohen Pegels zugeführt wird. Das Ausgangssignal "1" des zweiten Inverters wird in einem dritten Inverter 26 erneut umgepolt und über den Verbindungspunkt 38 der Reihenschaltung der Widerstände 36 und 34 zugeführt. Vom Verbindungspunkt 40 dieser beiden Widerstände gelangt dieses invertierte und somit positive Rückkoppelungssignal an die invertierenden Eingänge der Vergleichsschaltungen 6 und 8. Die Amplitude dieses Rückkoppelungssignals wird durch das Verhältnis der Widerstände 34 und 38 begrenzt, damit die Vergleichsschaltungen 6 und 8 nicht zu schwingen anfangen. In einem typischen Ausführungsbeispiel liegen am Ausgang des dritten Inverters 26 etwa 4mV.

Sollte andererseits eines der Eingangssignale das Bezugssignal V_H überschreiten, so· würde die dieses überhöhte Eingangssignal empfangendeVergleichsschaltung an ihrem Ausgang ein Signal niedrigen Pegels liefern,welches damit auch am Verbindungspunkt 14 liegt. Dieser hat, da er an sämtliche Vergleichsschaltungen angeschlossen ist, eine Art ODER-Funktion. Als Folge eines solchen Signals "0" am Ausgang einer Vergleichsschaltung liefert der erste Inverter 16 ein Ausgangssignal "1", welches die Diode 22 löscht daVnicht länger an einer hinreichend Differenzspannung liegt. Durch Umpolen des Ausgangssignales des ersten Inverters 16 im zweiten Inverter 20 steht an dessen Ausgang nunmehr ein Ausgangssignal niedrigen Pegels, so daß die zweite Diode 28 rot aufleuchtet. Dies zeigt an, daß eines der Eingangssignale außerhalb des zulässigen Bereiches liegt. Das Ausgangssignal des zweiten Inverters 2O wird im dritten Inverter 26 erneut umgepolt, so daß ein Signal "1" am Verbindungspunkt 38 steht. Hierdurch wird das Rückkoppelungssignal am Verbindungspunkt 40 auf etwa 25mV angehoben.

Man kann also zunächst durch gleichzeitiges-Anlegen aller zu überprüfender Eingangssignale feststellen, ob eines bzw. wenigstens eines hiervon fehlerhaft ist. Ist dies der Fall und leuchtet die rote Diode 28 auf, so kann man nacheinander die einzelnen Eingangssignale getrennt überprüfen, um festzustellen, welches außerhalb des vorgeschriebenen Bereichs liegt.

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Die Betriebsweise der Unterspannungsprüfschaltung 4 ist ähnlich. Hier stellen die Vergleiehsschaltungen 46 und 48 als Beispiel für eine beliebige Anzahl weiterer Vergleichsschaltungen fest, ob die Eingangssignale größer sind als das Bezugssignal V_T. Um auch hier eine positive Rückkoppelung zu gewährleisten, ist ein zusätzlicher Inverter 72 vorgesehen. Die EingangsSignaIe gelangen in diesem Fall an die nicht invertierenden Eingänge der VergleichsSchaltungen 46 und 48 während das Bezugssignal den invertierenden Eingängen zugeleitet wird. Liegt das Eingangssignal im vorgeschriebenen Bereich, d.h. ist größer als das Bezugssignal V_ so entsteht am Ausgang der Vergleichsschaltungen 46 und 48 ein Signal "1", welches im Inverter 56 umgepolt wird, so daß die grüne Diode 62 aufleuchtet.und anzeigt₍ daß die Eingangsspannungen im vorgeschriebenen Bereich liegen. Das Ausgangssignal "0" des vierten Inverters 56 wird im fünften Inverter 60 erneut umgepolt und zeigt sich an dessen Ausgang.als "1". Folglich leuchtet die rote Diode 68 nicht auf. Im Inverter 66 erfolgt eine erneute Signalumpolung, so daß an dessen Ausgang ein⁹^"" steht, welches im siebenten Inverter 72 nochmals umgepolt wird. Ein Ausgangssignal "1" wird über den Widerstand 78 dem Verbindungspunkt 82 zugeleitet und gelangt von dort als positives Rückführsignal über die Widerstände 84 und 86 an die nicht invertierenden Eingänge der Vergleichsschaltungen 46 und 48.

Übersteigt eines der Eingangssignale A, B das Bezugssignal V_L, d.h. ist niedriger als dieses Bezugssignal, so wird der Ausgang der betreffenden Vergleichsschaltung auf "0" umgeschaltet. Dieses Signal wird im Inverter 56 umgepolt auf "1" und bringt die Diode 62 zum Erlöschen. Infolge der erneuten Umpolung im Inverter 60 leuchtet dafür die rote Diode 68 auf und zeigt an, daß wenigstens eines der Eingangssignale fehlerhaft ist.

Da die dargestellte Prüfschaltung nur vier Leuchdioden als Anzeigevorrichtungen benötigt, können diese an der Vorderseite einer Leiterplatte angebracht werden, welche die übrigen Schal-

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tungsteile der Prüfschaltung trägt. Schiebt man dann diese Leiterplattemit ihren Kontakten in den Verbindungsstecker eines zu überprüfenden Gerätes ein, so lassen sich mit einem Blick alle Versorgungsspannungen überprüfen. Bei einem erprobten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wurden die Schaltungsteile wie folgt dimensioniert:

Vergleichsschaltungen Inverter

Leuchtdioden

Widerstände 10, 12, 50, 52 Widerstände 18, 58 Widerstände 24, 30, 64, 70 Widerstände 42, 44, 84, 86 Widerstände 32, 36, 76, 78 Widerstände 34, 80 Widerstand 74

Motorola Typ 3302 Texas Instrument Type

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Dialight Serie

1OK ohm 15K ohm 150K ohm 100K ohm 47OK ohm 49,9K ohm 15K ohm +5V

Die Prüfschaltung zeichnet sich durch einen einfachen und übersichtlichen Aufbau aus, der durch Einschalten zusätzlicher Vergleichsschaltungen leicht an die überprüfung von Leiterplatten und Anschlußsteckern mit unterschiedlich vielen Eingangssignalen angepasst werden kann.

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Claims

Patentansprüche:

1. Vergleichs- und Anzeigeschaltung für mehrere Eingangssignale dadurch gekennzeichnet, daß mehrere jeweils ein Eingangssignal (A, B) mit einem Bezugssignal (V_H) vergleichende Vergleichsschaltungen (6,8) vorgesehen und mit ihren Ausgängen gemeinsam an den Eingang eines ersten Inverters "16) angeschlossen sind; und daß an den Ausgang ces ersten Inverters (16) einerseits eine erste Anzeigevorrichtung (22) und anderersseits der Eingang eines zweiten Inverters (20) angeschlossen und diesem eine zweite Anzeigevorrichtung (28) nachgeschaltet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an den Ausgang des zweiten Inverters (20) ferner ein dritter Inverter (26) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal als positives Rückkoppelungssignal zugleich allen Vergleichsschaltungen (6,8) zugeführt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe von Vergleichsschaltungen (6,8) zum Ermitteln einer ersten Art von Abweichung der Eingangssignale (A,B) von einem Bezugssignal (V_fi) vorgesehen und ferner eine zweite Gruppe von Vergleichsschaltungen (46,48) zum Ermitteln einer zweiten Art Abweichung der Eingangssignale (A,B) von einem Bezugssignal (V_) vorhanden ist;

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daß die Ausgänge der Vergleichsschaltungen (46,48) der zweiten Gruppe gemeinsam an den Eingang eines vierten Inverters (56) angeschlossen sind;

und daß an den Ausgang des vierten Inverters (56) einerseits eine dritte Anzeigevorrichtung (62) und andererseits der Eingang eines fünften Inverters (60) angeschlossen und diesem eine vierte Anzeigevorrichtung (68) nachgeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß an den Ausgang des fünften Inverters (60) ferner ein sechster Inverter (66) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal als positives Rückkoppelungssignal zugleich allen Vergleichsschaltungen (46, 48) der zweiten Gruppe zugeführt wird.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtungen (22,28,62,68) lichtemittierende Dioden (LED) sind.

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