DE2935483A1 - Monitor for several operating voltages - uses single reference source and, multiple resistor potential divider and operational amplifier evaluation circuit - Google Patents

Monitor for several operating voltages - uses single reference source and, multiple resistor potential divider and operational amplifier evaluation circuit

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DE2935483A1 DE19792935483 DE2935483A DE2935483A1 DE 2935483 A1 DE2935483 A1 DE 2935483A1 DE 19792935483 DE19792935483 DE 19792935483 DE 2935483 A DE2935483 A DE 2935483A DE 2935483 A1 DE2935483 A1 DE 2935483A1
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies

Abstract

A voltage monitoring circuit for devices with several operating voltages checks all operating voltage sources within a system w.r.t. tolerance limits. An accurate reference voltage (UREF) source (1) is connected to all the monitored voltages (-U,+U) at a common point, pref. the circuit earth. A potential divider (2) contg. several ohmic resistances (R5,R6,R7..Rn) divides the reference voltage (UREF) to give the tolerance field desired values (S). Individual potential dividers each contg. two ohmic resistors (R1,R2;R3,R4) extract fractions (-u',+u') of the operating voltages. These are input with corresp. single outputs from the multiple divider (2) into an evaluation circuit (5). The evaluation circuit contains operational amplifiers evaluating the ratios of actual values to corresp. desired values. The amplifiers drive warning devices, pref. optical, associated with each operating voltage source. Signal lamp or light emitting diode indicators may be used.

Description

Schaltungsanordnung zur Spannungsüberwachung für Ein-Circuit arrangement for voltage monitoring for input

richtungen mit mehreren BetriebsspannunZen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Spannungsüberwanhung für Einrichtungen mit mehreren Betriebsspannungen.MULTIPLE OPERATING VOLTAGE DIRECTIONS The present invention relates to a circuit arrangement for voltage overshoot for devices with several operating voltages.

Verschiedene neuzeitliche elektronische Einrichtungen, wie beispielsweise Mikrocomputer, benötigen im Hinblick auf Schnittstellenanpassungen, beispielsweise Anpassungen von Schnittstellen zwischen Mikrocomputer-Baugruppen und peripheren Geräten verschiedener Art,mehrere Betriebsspannungen, z.B. +5V, -5V, +12V, -12V. Bei den in letzter Zeit stark in den Vordergrund getretenen Mehrrechner-Systemen ist es im Hinblick auf eine möglichst volle Ausnutzung der diesen Systemen eigenen Variationsmöglichkeiten sinnvoll, jeden einzelnen Mikrocomputer innerhalb eines solchen Mehrrechner-Systems mit einer eigenen Betriebsspannungsquelle auszustatten. Es liegt auf der Hand, daß Systeme der genannten Art nur zuverlässig arbeiten können, wenn alle vorhandenen Betriebsspannungen untereinander und absolut von bes timmten Mindest- und/oder Höchstwerten nicht nach unten bzw.Various modern electronic devices such as Microcomputers need interface adaptations, for example Adaptation of interfaces between microcomputer assemblies and peripheral ones Devices of different types, several operating voltages, e.g. + 5V, -5V, + 12V, -12V. In the case of the multi-computer systems that have recently come to the fore it is with a view to making the fullest possible use of these systems' own Possible variations make sense, every single microcomputer within one to equip such a multi-computer system with its own operating voltage source. It is obvious that systems of the type mentioned only Reliable can work when all existing operating voltages are mutually and absolutely downward or downward from certain minimum and / or maximum values.

oben abweichen. Bei einer fehlerhaften Spannungshöhe kann es in komplexen Systemen, wie den genannten Systemen, zu Betriebsstörungen kommen, die zunächst auf Grund ihrer Auswirkungen auch auf Bauteilefehler oder sonstige Defekte, wie Leitungsbruch, Kurzschluß usw. hinweisen könnten.differ above. If the voltage level is incorrect, it can turn into complex Systems, such as the systems mentioned, come to malfunctions initially due to their effects on component faults or other defects, such as Line breakage, short circuit, etc. could indicate.

Zum schnellen Entstören eines solchen komplexen Systems ist es unerläßlich, daß eine Unterscheidungsmöglichkeit gegeben ist, mittels derer im Falle einer Betriebsstörung vom Entstörungspersonal sofort entschieden werden kann, ob diese Betriebsstörung auf Unregelmäßigkeiten im Bereich der Betriebsspannungen zurückzuführen ist oder ob ein tatsäcnlicher Defekt innerhalb des Systems vorlEgen kann.To quickly eliminate interference from such a complex system, it is essential that there is a possibility of differentiation by means of which in the event of a breakdown the troubleshooting staff can decide immediately whether this malfunction is due to irregularities in the area of the operating voltages or whether there may be an actual defect in the system.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Spannungsüberwachung für Einrichtungen mit mehreren Betriebsspannungen zu schaffen, mittels derer alle Betriebsspannungsquellen innerhalb eines Systems hinsichtlich der Einhaltung der Tolennen.The present invention is based on the object of a circuit arrangement to create voltage monitoring for devices with several operating voltages, by means of which all operating voltage sources within a system with regard to compliance with the Tolennen.

ranzgrenzen über cht~wrdenOY Zu diesem Zweck soll für jeweils eine Betriebsspannungsquelle mittels eines Meldemittels der ordungsgemäße Zustand der Betriebsspannungsquelle angezeigt werden.tolerance limits over cht ~ wdenOY For this purpose, one Operating voltage source by means of a reporting means the proper state of the Operating voltage source are displayed.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine eng tolerierte Referenzspannungsquelle mit einer Referenzspannung vorgesehen ist, deren einer Pol mit einem allen zu überwachenden Betriebsspannungen gemeinsamen Bezugsknotenpunkt, vorzugsweise mit der Betriebserde, verbunden ist, daß zur Festlegung der jeweiligen Sollwerte von Toleranzfeldern ein mehrteiliger, aus mehreren ohm'schen Widerständen bestehender Referenzspannungsteiler zur Teilung der Referenzspannung an die Klemmen der Referenzspannungsquelle angeschlossen ist, daß für jede zu überwachende Betriebsspannungsquelle ein jeweils individueller, aus jeweils zwei ohm'schen Widerständen bestehender Betriebsspannungsteiler zur Ableitung jeweils eines einer Teilspannung aus den betreffenden Betriebsspannungen entsprechenden Istwertes an die Klemmen der jeweils betreffenden Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist und daß die einzelnen Abgriffe des Referenzspannungsteilers und der Betriebsspannungsteiler an Signaleingänge einer Auswerteschaltung geführt sind.The object on which the invention is based is achieved by a circuit arrangement solved, which is characterized in that a closely tolerated reference voltage source is provided with a reference voltage, one pole of which is to be monitored with all Common reference node for operating voltages, preferably with operating earth, that is related to laying down the respective setpoints of tolerance fields a multi-part reference voltage divider consisting of several ohmic resistors to divide the reference voltage connected to the terminals of the reference voltage source is that for each operating voltage source to be monitored an individual, operating voltage divider consisting of two ohmic resistors for Deriving one of each partial voltages from the relevant operating voltages corresponding actual value to the terminals of the respective operating voltage source is connected and that the individual taps of the reference voltage divider and the operating voltage divider are led to signal inputs of an evaluation circuit.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß in einem Widerstands-Menetzwerk die Sollwerte aller Betriebsspannungen innerhalb eines Systems mit nur einem einzigen Abgleichmittel eingestellt werden können.The invention offers the advantage that in a resistance menu network the setpoints of all operating voltages within a system with just one Adjustment means can be set.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daB die Auswerteschaltung zur Bewertung der jeweils betreffenden Istwert-/Sollwert-Verhältnisse an sich bekannte Operationsverstärker enthält, deren Signalausgänge jeweils auf ein jeder Betrebsspannungsquelle individuell zugeordnetes, vorzugsweise optisches Meldemittel geführt ist und daß jedes einzelne Meldemittel aktiviert ist, wenn die betreffende Betriebsspannung einen in ihrem Jeweiligen XoleranzSid liegenden Wert hat.A further development of the invention provides that the evaluation circuit known per se for evaluating the respective actual value / setpoint ratios concerned Contains operational amplifiers, the signal outputs of which are in each case on each operating voltage source individually assigned, preferably optical reporting means is performed and that each individual reporting means is activated when the relevant operating voltage has a value lying in its respective XoleranzSid.

Die optischen Meldemittel sind vorzugsweise als lichtemittierende Dioden LED realisiert.The optical reporting means are preferably light-emitting Diodes LED realized.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand mehrerer ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung betreffender Figuren näher erläutert.In the following the invention is based on several examples explained in more detail for the figures relating to the invention.

Figur 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit einer Referenzspannungsquelle 1, einem Referenzspannungsteiler 2 mit den Widerständen R5, R6, R7 ... Rns einem Betriebsspannungsteiler 3 mit den Widerständen R1, R2 und einem weiteren Betrlebspannungsteiler4 mit den Widerständen R3, R4 sowie einer Auswerteschaltung 5, der Istwerten und Sollwerte S zugeführt werden.Figure 1 shows the basic structure of the circuit arrangement according to the invention with a reference voltage source 1, a reference voltage divider 2 with the resistors R5, R6, R7 ... Rns an operating voltage divider 3 with the resistors R1, R2 and another operating voltage divider 4 with resistors R3, R4 and an evaluation circuit 5, to which actual values and setpoint values S are fed.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in Anwendung auf ein Mehrrechnersystem, bei dem insgesamt vier verschiedene Betriebsspannungen erforderlich sind.FIG. 2 shows the circuit arrangement according to the invention in use on a multi-computer system with a total of four different operating voltages required are.

Wie bereits erläutert, zeigt Figur 1 den Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit einer Referenzspannungsquelle 1, die eine Referenzspannung URef abgibt, einem Referenzspannungsteiler2 mit den Widerständen R5, R6, R7 ...Rn, einem Betriebsspannungsteiler 3 mit den Widerständen R1, R2 und einem Betriebsspannungsteiler 4 mit den Widerständen R3, R4 sowie einer Auswerteschaltung 5, der Sollwerte S und Istwerte I zugeführt werden. Der negative Pol der Referenzspannungsquelle 1 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem allen Betriebsspannungsquellen gemeinsame Bezugsknotenpunkt, nämlich der Betriebs'erde, verbunden. Über dem Widerstand R6 des Referenzspannungsteilers 2 ist eine Sollwerttei1spannung F1, über dem Widerstand R7 ist eine zweite Sollwertteilspannung U2 und über beiden Widerständen R6 R7 eine dritte Sollwertteilspannung U3 abgreifcar, die jeweils als Sollwerte S der AuswerteschaZhng 5 zugeführt werden. Über dem Widerstand R2 des einen Betriebsspannungstenlers 3 fällt eine Spannung +U' ab, die der Auswerteschaltung 5 als erster Istwert zugeführt wird. Über dem Widerstand R3 des weiteren Betriebsspannungsteilers 4 fällt eine Spannung -U' ab, die ebenfalls als Istwert der Auswerteschaltung 5 zugeführt wird. Die Auswerteschaltung 5 hat Signalausgänge, die hier nicht dargestellt sind, an die Meldemittel angeschlossen sind, die anzeigen, ob die betreffenden Betriebsspannungen mit ihren jeweiligen Werten innerhalb der betreffenden Toleranzfelder liegen.As already explained, Figure 1 shows the structure of the invention Circuit arrangement with a reference voltage source 1, which is a reference voltage URef emits, a reference voltage divider2 with the resistors R5, R6, R7 ... Rn, an operating voltage divider 3 with the resistors R1, R2 and an operating voltage divider 4 with the resistors R3, R4 and an evaluation circuit 5, the setpoints S and Actual values I are supplied. The negative pole of the reference voltage source 1 is in the embodiment shown with the common to all operating voltage sources Reference node, namely the operating earth, connected. Across resistor R6 of the reference voltage divider 2 is a setpoint voltage F1, across the resistor R7 is a second setpoint partial voltage U2 and one across both resistors R6 R7 third setpoint partial voltage U3 tapped car, which are each set as setpoints S of the AuswerteschaZhng 5 are fed. Via the resistor R2 of the one operating voltage controller 3 a voltage + U 'drops, which the evaluation circuit 5 as the first actual value fed will. A falls across the resistor R3 of the further operating voltage divider 4 Voltage -U ', which is also fed to the evaluation circuit 5 as an actual value. The evaluation circuit 5 has signal outputs that are not shown here the reporting means are connected, which indicate whether the relevant operating voltages with their respective values lie within the relevant tolerance fields.

Figur 2 zeigt, wie bereits erläutert, eine Schaltungsanordnung, bei der insgesamt vier verschiedene Betriebsspannungen innerhalb eines Systems zu überwachen sind.As already explained, FIG. 2 shows a circuit arrangement at to monitor a total of four different operating voltages within a system are.

Gemäß der Anordnung, die in Figur 1 gezeigt ist, sind mehrere Betriebsspannungsteiler vorgesehen, deren Abgriffe Istwerteingängen von AuswerteschaltungeS die den einzelnen Betriebsspannungen individuell zugeordnet sind, zugeführt werden. An die Ausgänge dieser Auswerteschaltungen sind Meldemittel, nämlich lichtemittierende Dioden IED angeschlossen, die dann aktiviert sind, wenn die jeweils betreffende Betriebsspannung in ihrer Höhe innerhalb des Toleranzfeldes liegt. In dem gezeigten Ausfahrungsbeispiel der Figur 2 sind als Auswerte schaltungen sog. Fensterdiskriminatorenvorgesehen.According to the arrangement shown in Figure 1, there are several operating voltage dividers provided, the taps of which are actual value inputs from evaluation circuits which the individual Operating voltages are individually assigned to be supplied. To the exits these evaluation circuits are reporting means, namely light-emitting diodes IED connected, which are activated when the respective operating voltage its height lies within the tolerance field. In the example shown 2, so-called window discriminators are provided as evaluation circuits.

Solche Fensterdiskriminatoren, wie sie aus dem Datenbuch "Lineare Schaltungen, Seiten 194 bis 199 bekannt sind, haben den Vorteil, daß die jeweils erforderliche Referenzspannung integriert ist.Such window discriminators, as they are from the data book "Lineare Circuits, pages 194 to 199 are known, have the advantage that each required reference voltage is integrated.

Als optische Meldemittel können anstelle der lichtemittierenden Dioden LED auch an sich bekannte Signallampen verwendet werden.Instead of the light-emitting diodes LED signal lamps known per se can also be used.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Referenzspannungsquelle mit ihrem positiven Pol an den allen Betriebsspannungsquellen gemeinsamen Bezugsknotenpunkt angeschlossen ist.A further development of the invention provides that the reference voltage source with its positive pole to the common to all operating voltage sources Reference node is connected.

Vorteilhafterweise ist die Höhe der Referenzspannung einstellbar. Eine Einstellung der Höhe der Referenzspannung wird an zentraler Stelle mit einem Abgleichpotentiometer vorgenommen.The level of the reference voltage is advantageously adjustable. An adjustment of the level of the reference voltage is made at a central point with a Adjustment potentiometer made.

8 Patentansprüche 2 Figuren8 claims 2 figures

Claims (8)

Patentansprtiche Schaltungsanordnung zur Spannungsüberwachung für Einrichtungen mit mehreren Betriebs spannungen, dadurch g e k e n ii s e i c h n e t , daß eine eng tolerierte Referenzspannungsquelle (1) mit einer Referenzspannung (URef) vorgesehen ist, deren einer Pol mit einem allen zu überwachenden Betriebsspannungen (+U, -U) gemeinsamen Bezugsknotenpunkt, vorzugsweise mit der Betriebserde, verbunden ist, daß zur Festlegung der jeweiligen Sollwerte (S) von Toleranzfeldern ein mehrteiliger, aus mehreren ohm'schen Widerständen (R5, R6, R7 ... Rn) bestehender Referenzspannungsteiler (2) zur Teilung der Referenzspannung (URef) an die Klemmen der Referenzspannungsquelle (1) angeschlossen ist, daß für jede zu uDerwachende Betriebsspannungsquelle ein jeweils individueller, aus jeweils zwei ohm'schein Widerständen (R1, R2; R3, R4) bestehender Betriebsspannungsteiler (3, 4) zur Ableitung jeweils eines einer Teilspannung (+U', -U') aus der betreffenden Betriebsspannung (+U, -U) entsprechenden Istwertes (I) an die Klemmen der jeweils betreffenden Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist und daß die einzelnen Abgriffe des Referenzspannungsteilers x2) und der Betriebsspannungsteiler (3, 4) an Signaleingänge einer Auswerteschaltung (5) geführt sind.Patent-pending circuit arrangement for voltage monitoring for Equipment with several operating voltages, therefore no need to be used e t that a closely tolerated reference voltage source (1) with a reference voltage (URef) is provided, one pole of which is connected to all operating voltages to be monitored (+ U, -U) common reference node, preferably connected to the system earth is that a multi-part, Reference voltage divider consisting of several ohmic resistors (R5, R6, R7 ... Rn) (2) for dividing the reference voltage (URef) at the terminals of the reference voltage source (1) is connected that for each operating voltage source to be monitored each more individual, made up of two ohmic resistors (R1, R2; R3, R4) Existing operating voltage divider (3, 4) for deriving one partial voltage in each case (+ U ', -U') from the relevant operating voltage (+ U, -U) corresponding actual value (I) connected to the terminals of the respective operating voltage source and that the individual taps of the reference voltage divider x2) and the operating voltage divider (3, 4) are led to signal inputs of an evaluation circuit (5). 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h ne t , daß die Auswerteschaltung (5) zur Bewertung der jeweils betreffenden Istwert-/Sollwert-Verhältnisse an sich bekannte Operationsverstärker enthält, deren Signalausgänge jeweils auf ein jeder Betriebsspannungsquelle individuell zugeordnetes, vorzugsweise optisches Meldemittel geführt ist, und daß jedes einzelne Meldemittel aktiviert ist, wenn die betreffende Betriebsspannung (+u, -U) einen in ihrem jeweiligen Toleranzfeld liegenden Wert hat. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h ne t that the evaluation circuit (5) for evaluating the respective Contains actual value / setpoint ratios known per se, their Signal outputs each to an individually assigned to each operating voltage source, preferably optical reporting means is performed, and that each individual reporting means is activated when the relevant operating voltage (+ u, -U) has one in its respective Tolerance field has a value. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Auswerteschaltung (5) zur Bewertung der jeweils betreffenden Istwert-/ Sollwert-Verhältnisse an sich bekannte Fensterdiskriminatoren enthält, deren Signalausgänge jeweils auf ein jeder Betriebsspannungsquelle individuell zugeordnetes, vorzugsweise optisches Meldemittel geführt ist, und daß jedes einzelne Meldemittel aktiviert ist, wenn die betreffende Betriebsspannung (+U, -U) einen in ihrem jewenigen Toleranzfeld liegenden Wert hat.3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the evaluation circuit (5) for evaluating the respective Contains actual value / setpoint ratios known per se window discriminators, their signal outputs each to an individually assigned to each operating voltage source, preferably optical reporting means is performed, and that each individual reporting means is activated when the relevant operating voltage (+ U, -U) has one in its own Tolerance field has a value. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die optischen Meldemittel lichtemittierende Dioden LED sind.4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that g e k e n n notices that the optical signaling means are light-emitting diodes LEDs. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die optischen Meldemittel Signallampen sind.5. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that g e k e n n notices that the optical signaling means are signal lamps. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Referenzspannung (URef) aus einer mit ihrem negativen Pol an den gemeinsamen Bezugsknotenpunkt angeschlossenen Re ferenzspannungs quelle (1) gewonnen wird.6. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the reference voltage (URef) from a with its negative pole on reference voltage source connected to the common reference node (1) is won. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Referenzspannung (URef) aus einer mit ihrem positiven Pol an den gemeinsamen Bezugsknotenpunkt angeschlossenen Referenzspannungsquelle gewonnen wird.7. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the reference voltage (URef) from a with its positive pole on the reference voltage source connected to the common reference node will. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1, 6 oder 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Höhe der Referenzspannung einstellbar ist.8. Circuit arrangement according to one of claims 1, 6 or 7, characterized it is not noted that the level of the reference voltage is adjustable.
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