DE29512294U1 - Circuit arrangement with a multiplexer - Google Patents
Circuit arrangement with a multiplexerInfo
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Description
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Schaltungsanordnung mit einem MultiplexerCircuit arrangement with a multiplexer
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Durchschaltung von mehreren Signal-Leitungen auf einen Eingang eines Differenzverstärkers mittels eines Multiplexers.The invention relates to a circuit arrangement for connecting several signal lines to an input of a differential amplifier by means of a multiplexer.
Derartige Schaltungsanordnungen werden z.B. benötigt, wenn Signalkanäle, die Signale führen, die von mehreren Meßstellen mit entsprechenden Sensoren stammen, abwechselnd oder nacheinander auf den Eingang eines Differenzverstärker durchgeschaltet werden sollen. Im allgemeinen hat dabei jeder Signalkanal eine Signal-Leitung und eine Kanalnullpunkt-Leitung .Such circuit arrangements are required, for example, when signal channels that carry signals that originate from several measuring points with corresponding sensors are to be switched alternately or one after the other to the input of a differential amplifier. In general, each signal channel has a signal line and a channel zero point line.
Die Kanalnullpunkt-Leitung braucht nicht unbedingt mit einem zugeordneten Schaltungsnullpunkt verbunden zu sein, wie z.B. im Fall einer Batterie, in dem die Signal-Leitung und die Kanalnullpunkt-Leitung der Verbindung der beiden Pole der Batterie mit gewünschten Stellen einer Schaltung dienen.The channel zero line does not necessarily have to be connected to an associated circuit zero point, such as in the case of a battery, where the signal line and the channel zero line serve to connect the two poles of the battery to desired points in a circuit.
Üblicherweise werden mit dem Multiplexer sowohl die Signal-Leitung als auch die Kanalnullpunkt-Leitung zum Differenzverstärker durchgeschaltet; es erfolgt also gemeinhin eine zweipolige Durchschaltung.Usually, both the signal line and the channel zero point line are switched through to the differential amplifier using the multiplexer; this generally results in a two-pole switching through.
Dabei treten jedoch dadurch Probleme auf, daß die einzelnen Kanalnullpunkt-Leitungen Störspannungen aufweisen können, die insb. von der Art und vom Ort des Schaltungsnullpunkts, mit dem die jeweilige Kanalnullpunkt-Leitung verbunden ist, und vom Abstand zwischen diesem Ort und dem Differenzverstärker, also i.a. von der Länge der Kanalnullpunkt-Lei-However, problems arise because the individual channel zero-point lines can have interference voltages, which depend in particular on the type and location of the circuit zero point to which the respective channel zero-point line is connected, and on the distance between this location and the differential amplifier, i.e. generally on the length of the channel zero-point line.
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tung, abhängen. Die Kanalnullpunkt-Leitungen können aber auch Störströme führen, die zu äquivalenten Störspannungen führen, für die vergleichbare Überlegungen gelten.However, the channel zero-point lines can also carry interference currents that lead to equivalent interference voltages, for which comparable considerations apply.
Da die Störspannungen von Signalkanal zu Signalkanal außerdem unterschiedliche Amplituden haben können, werden dem Eingang des Differenzverstärkers, auf den die Kanalnullpunkt-Leitungen durchgeschaltet werden, somit von einem Signalkanal zum anderen unterschiedliche Spannungen zugeführt. Daher hat das Ausgangssignal des Differenzverstärkers auch unterschiedliche Störanteile, insb. Nullpunkt-Off sets, und es fließen auf der Eingangsseite des Differenzverstärkers nicht akzeptierbare Ausgleichsströme.Since the interference voltages can also have different amplitudes from signal channel to signal channel, different voltages are fed from one signal channel to the input of the differential amplifier, to which the channel zero-point lines are connected. Therefore, the output signal of the differential amplifier also has different interference components, in particular zero-point offsets, and unacceptable compensating currents flow on the input side of the differential amplifier.
Das geschilderte Problem ist besonders störend, wenn das erwähnte Ausgangssignal des Differenzverstärkers weiterverarbeitet, z.B. mittels eines Anzeige-Geräts, insb. mittels eines Kurvenschreibers, sichtbar gemacht oder registriert, werden soll.The problem described is particularly disturbing if the output signal of the differential amplifier mentioned above is to be further processed, e.g. made visible or recorded using a display device, in particular a curve recorder.
Man hat das Problem schon dadurch zu lösen versucht, daß man den Differenzverstärker und die Signalkanäle galvanisch voneinander getrennt hat, z.B. transforraatorisch oder mittels Optokopplern. Dies ist jedoch, insb. bei vielen Signalkanälen, aufwendig.Attempts have already been made to solve the problem by electrically isolating the differential amplifier and the signal channels from each other, e.g. using transformers or optocouplers. However, this is complex, especially when there are many signal channels.
Zur Lösung der geschilderten Problematik besteht die Erfindung demgegenüber in einer Schaltungsanordnung entsprechend Anspruch 1. Eine Ausgestaltung der Erfindung enthält Anspruch 2.To solve the problem described, the invention consists in a circuit arrangement according to claim 1. An embodiment of the invention contains claim 2.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zum Eingang des Verstärkers bzw. des DifferenzVerstärkers nur noch die Signal-Leitungen durchgeschaltet werden, während die Störspannungen auf den Kanalnullpunkt-Leitungen mittels des Hilfsverstärkers bzw. des Hilfs-Differenzverstärkers korn-An advantage of the invention is that only the signal lines are switched through to the input of the amplifier or the differential amplifier, while the interference voltages on the channel zero point lines are granularly filtered out by means of the auxiliary amplifier or the auxiliary differential amplifier.
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pensiert werden, wobei im Falle des letzteren der andere Eingang des Differenzverstärkers am Schaltungsnullpunkt des Verstärkers liegt. Daher werden auch Störungen zwischen den einzelnen Signalleitungen unterdrückt. Somit schlägt die Erfindung im Gegensatz zur oben erläuterten zweipoligen Durchschaltung eine einpolige Durchschaltung vor.compensated, whereby in the case of the latter the other input of the differential amplifier is at the circuit zero point of the amplifier. Therefore, interference between the individual signal lines is also suppressed. Thus, the invention proposes a single-pole connection in contrast to the two-pole connection explained above.
Die Erfindung wird nun anhand der Figur der Zeichnung näher erläutert, in der schematisch nach Art eines Blockschaltbild das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip anhand eines Äusführungsbexspxels dargestellt ist.The invention will now be explained in more detail with reference to the figure of the drawing, in which the principle underlying the invention is shown schematically in the manner of a block diagram using an exemplary embodiment.
Von N Signalkanälen, wobei N größer als eins ist, sind in der Figur der Zeichnung drei, nämlich die Signalkanäle K1, K2, Kn, dargestellt. Jeder von ihnen hat eine jeweilige Signal-Leitung L1, L2, Ln und eine jeweilige Kanalnullpunkt-Leitung N1, N2, Nn.Of N signal channels, where N is greater than one, three are shown in the figure of the drawing, namely the signal channels K 1 , K 2 , K n . Each of them has a respective signal line L 1 , L 2 , L n and a respective channel zero point line N 1 , N 2 , N n .
Die Signal- und die Kanalnullpunkt-Leitungen stellen die Verbindung mit einer jeweiligen Signalquelle, z.B. mit einer jeweiligen Meßstelle mit einem entsprechenden physikalisch-elektrischen Wandler, also einem sogenannten Sensor, her. Die Signal- und die Kanalnullpunkt-Leitungen können jeweils beliebig lang sein, was in der Figur durch ihre gestrichelt gezeichneten Teile veranschaulicht sein soll.The signal and channel zero-point lines establish the connection with a respective signal source, e.g. with a respective measuring point with a corresponding physical-electrical converter, i.e. a so-called sensor. The signal and channel zero-point lines can each be of any length, which is illustrated in the figure by their dashed parts.
Die jeweilige Kanalnullpunkt-Leitung N1, N2, Nn kann mit einem, z.B. zu der erwähnten Meßstelle gehörenden, eigenen Schaltungsnullpunkt verbunden sein, wie dies eingangs schon erläutert wurde, was aber in der Figur nicht dargestellt ist.The respective channel zero point line N 1 , N 2 , N n can be connected to a separate circuit zero point, e.g. belonging to the mentioned measuring point, as already explained at the beginning, but which is not shown in the figure.
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Mittels eines Eins-aus-N-Multiplexers 2 kann jeweils einer der N Signalkanäle K1, K2/ Kn auf einen Verstärker 1 durchgeschaltet werden. Der Eins-aus-N-Multiplexer 2 hat hierzu 3N Schaltstrecken S11/ ^21, ^31' ^12' ^22' ^32' *^1N' ^2N' S3N' die, zu einem ersten Schaltstrecken-Satz mit den Schaltstrecken S11, S12, S1n, zu einem zweiten Schaltstrecken-Satz mit den Schaltstrecken S21, S22, S2n und zu einem dritten Schaltstrecken-Satz mit den Schaltstrecken S31' S32' ^3N gruPPier"t, gedacht werden können.By means of a one-out-of-N multiplexer 2, one of the N signal channels K 1 , K 2 / K n can be switched through to an amplifier 1. The one-out-of-N multiplexer 2 has for this purpose 3N switching paths S 11 / ^ 21 , ^31'^12'^22'^32'*^1N'^2N' S 3N' which can be thought of as a first switching path set with the switching paths S 11 , S 12 , S 1n , a second switching path set with the switching paths S 21 , S 22 , S 2n and a third switching path set with the switching paths S 31' S 32' ^3N g ru PPi er "t.
In der Figur ist der Eins-aus-N-Multiplexer 2 mittels mechanischer Schalter realisiert dargestellt. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, die Schaltstrecken und deren Ansteuerung mittels elektronischen Schaltern, insb.In the figure, the one-out-of-N multiplexer 2 is shown implemented using mechanical switches. However, it is within the scope of the invention to implement the switching paths and their control using electronic switches, in particular.
mittels Halbleiter-Schaltern, zu realisieren.by means of semiconductor switches.
Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Eins-aus-N-Multiplexers 2 sind in der Figur die dem ersten Signalkanal K1 zugeordneten Schaltstrecken S11, S21, S31 geschlossen gezeichnet, während die anderen Schaltstrecken der Figur geöffnet gezeichnet sind.To illustrate the mode of operation of the one-out-of-N multiplexer 2, the switching paths S 11 , S 21 , S 31 assigned to the first signal channel K 1 are shown closed in the figure, while the other switching paths in the figure are shown open.
Der erste Schaltstrecken-Satz S11, S12, S1n dient der Durchschaltung der N Signal-Leitungen L1, L2, Ln zum einen Eingang des Verstärkers 1, dessen Schaltung auf einen diesem zugeordneten Schaltungsnullpunkt SN bezogen ist. Der zweite Schaltstrecken-Satz S21, S22, S2n dient der Weiterschaltung der N Kanalnullpunkt-Leitungen N1, N2, Nn.The first switching path set S 11 , S 12 , S 1n is used to connect the N signal lines L 1 , L 2 , L n to one input of the amplifier 1, the circuit of which is related to a circuit zero point SN assigned to it. The second switching path set S 21 , S 22 , S 2n is used to connect the N channel zero point lines N 1 , N 2 , N n .
Hierzu ist der jeweilige Eingang der Schaltstrecken S31, S32' S3N ^es dritten Schaltstrecken-Satzes mit dem jeweiligen Eingang der Schaltstrecken S21, S22, S2n des zweiten Schaltstrecken-Satzes verbunden ist, während dessen Ausgänge gemeinsam an einem Eingang eines Hilfsverstärkers 3 angeschlossen sind. Dessen Schaltung ist ebenfalls auf den Schaltungsnullpunkt SN des Verstärkers 1 bezogen bzw. ange-For this purpose, the respective input of the switching paths S 31 , S 32' S 3N ^ of the third switching path set is connected to the respective input of the switching paths S 21 , S 22 , S 2n of the second switching path set, while its outputs are connected together to an input of an auxiliary amplifier 3. Its circuit is also related to or connected to the circuit zero point SN of the amplifier 1.
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schlossen. Ferner sind die Ausgänge des dritten Schaltstrecken-Satzes Sz^, S32, S3N gemeinsam am Ausgang des Hilfsverstärkers 3 angeschlossen.closed. Furthermore, the outputs of the third switching path set Sz^, S32, S3 N are connected together to the output of the auxiliary amplifier 3.
Somit wird einerseits durch den in der Figur ersichtlichen "Kurzschluß" zwischen dem Ausgang des Hilfsverstärkers und dessen Eingang das Potential des Schaltungsnullpunkts SN nach jedem Weiterschalten des Eins-aus-N-Multiplexers an das multiplexer-eingangsseitige Ende der jeweiligen Kanalnullpunkt-Leitung N1, N2, N1^ gelegt.Thus, on the one hand, due to the "short circuit" shown in the figure between the output of the auxiliary amplifier and its input, the potential of the circuit zero point SN is applied to the multiplexer input-side end of the respective channel zero point line N 1 , N2 , N 1 ^ after each switching of the one-out-of-N multiplexer.
Somit können die erwähnten Ausgleichsströme und/oder Offsets das Ausgangssignal des Verstärkers 2 nicht nachteilig beeinflussen, und es liegt im Gegensatz zu den eingangs geschilderten zweipoligen Signal-Durchschaltungen auf einen Differenzverstärker nur noch eine einpolige Durchschaltung zum Verstärker 1 vor.Thus, the mentioned compensating currents and/or offsets cannot adversely affect the output signal of amplifier 2, and in contrast to the two-pole signal connections to a differential amplifier described at the beginning, there is only a single-pole connection to amplifier 1.
Der Verstärker 1 und der HiIfsverstärker 3 sind in der Figur der Zeichnung jeweils als Differenzverstärker gezeichnet, welche Realisierung bevorzugt wird.The amplifier 1 and the auxiliary amplifier 3 are each shown in the figure as differential amplifiers, which is the preferred implementation.
Wie oben schon kurz erwähnt wurde, kann das am Ausgang des Verstärkers 1 auftretende Signal mittels einer Anzeige-Anordnung, z.B. einem Kurvenschreibgerät oder einem Flüssigkristall-Display, in analoger oder in digitaler Form festgehalten und/oder sichtbar gemacht werden. Der Gegenstand der Erfindung ist also bevorzugt Teil solcher Anzeige-Anordnungen.Im Fall der digitalen Registrierung bzw. Anzeige ist dem Verstärker 1 ein Analog/Digital-Wandler nachzuordnen.As already briefly mentioned above, the signal appearing at the output of amplifier 1 can be recorded and/or made visible in analog or digital form by means of a display arrangement, e.g. a curve recorder or a liquid crystal display. The subject matter of the invention is therefore preferably part of such display arrangements. In the case of digital recording or display, an analog/digital converter must be arranged downstream of amplifier 1.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29512294U DE29512294U1 (en) | 1995-07-29 | 1995-07-29 | Circuit arrangement with a multiplexer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29512294U DE29512294U1 (en) | 1995-07-29 | 1995-07-29 | Circuit arrangement with a multiplexer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29512294U1 true DE29512294U1 (en) | 1995-11-09 |
Family
ID=8011191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29512294U Expired - Lifetime DE29512294U1 (en) | 1995-07-29 | 1995-07-29 | Circuit arrangement with a multiplexer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29512294U1 (en) |
-
1995
- 1995-07-29 DE DE29512294U patent/DE29512294U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19951221 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19980924 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20010803 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20030717 |
|
| R071 | Expiry of right |