DE3010361C2 - Verstärkeranordnung zur Erzeugung eines TTL-Signals aus einem Eingangssignal einer Signalquelle mit hohem Innenwiderstand - Google Patents

Verstärkeranordnung zur Erzeugung eines TTL-Signals aus einem Eingangssignal einer Signalquelle mit hohem Innenwiderstand

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DE3010361C2
DE3010361C2 DE19803010361 DE3010361A DE3010361C2 DE 3010361 C2 DE3010361 C2 DE 3010361C2 DE 19803010361 DE19803010361 DE 19803010361 DE 3010361 A DE3010361 A DE 3010361A DE 3010361 C2 DE3010361 C2 DE 3010361C2
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diode
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Kurt 8000 München Werner
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Siemens AG
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    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01—Shaping pulses
    • H03K5/08—Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding
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    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
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Description

Die Erfindung betrifft eine Verstärkeranordnung zur Erzeugung eines TTL-Signals aus einem Eingangssignal einer Signalquelle mit hohem Innenwiderstand unter Verwendung eines gegengekoppelten Operationsverstärkers mit einer im Gegenkopplungszweig angeordneten Zentrdiode.
In Schaltungen, in denen ein Operationsverstärker als Schalter eingesetzt ist, ist es jekannt, im Rückkopplungszweig eine Begrenzerdiode vorzusehen (Zeitschrift »Elektronik« 1973.Heft 11. S.413,414)und deren Eigenschaften durch eine geeignete Ansteuerung zu eliminieren.
Zur Erzeugung von digital verarbeitbaren Signalen mit TTL-Pegel (Transistor-Transistor-Logik mit ca. 43 bis 5 V Amplitude) aus einem Eigangssignal einer Signalquelle mit hohem Innenwiderstand, wie z. B. einem Fototransistor, ist es weiterhin allgemein bekannt, im Gegenkopplungszweig eines gegengekoppelten Operationsverstärkers zur Signalbegrenzung eine Zenerdiode anzuordnen. Die Zenerdiode hat dabei die Aufgabe, eine Übersteuerung des Verstärkers durch eine Begrenzung des Ausgangssignals zu verhindern.
Als Nachteil einer derartigen Schaltung hat sich herausgestellt, daß infolge der spannungsabhängigen Sperrschichtkapazität (Miller Kapazität) der Z-Diode eine Phasenverschiebung auftritt, die eine frequenzabhängige Signalverschiebung zu dem linear verstärkten Signal bewirkt. Damit wirken sich insbesondere bei der Verwendung von hochohmigen Quellwiderständen der Signalquelle die Exemplarstreuungen der einzelnen verwendeten Zenerdioden durch den ungsünstigen Arbeitsbrreich negativ auf die Stabilität des so erzeugten Ausgangssignals aus. Das Ausgangssignal wird verschliffen und insgesamt stark temperaturabhängig verändert
Aufgabe der1 Erfindung ist es, eine Verstärkeranord^ nung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß sich Exemplarschwankungen der Zenerdiode nicht mehr auf die Funktion der Schaltungsanordnung auswirken können, so daß damit die Nachteile der bisher
verwendeten Schaltungsanordnung vermieden werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Verstärkeranordnung
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein einerseits an Bezugspotential liegender, an sich
bekannter, Arbeitswiderstand angeordnet ist, der andererseits mit der Zenerdiode und über eine Diode mit dem inversen Eingang des Operationsverstärkers verknüpft ist und der einen im Verhältnis zum Innenwiderstand der Signalquelle geringen Widerstandswert aufweist und daß eine weitere, i_en Ausgang des Operationsverstärkers mit dem Arbeitswiderstand verknüpfende Begrenzerdiode angeordnet isL
Der Arbeitswiderstand ist dabei derart bemessen, daß er ca. 1/100 des Wertes des Innenwiderstandes der
is Signalquelle aufweist.
Durch die Anordnung des Arbeitswiderstandes im Rückkoppiungszweig wird der Arbeitsstrom der Zenerdiode angehoben und damit die Zenerdiode so im Durchbruchbereich der Arbeitskennlinie betrieben, daß Exemplarstreuungen in Folge der Steilheit der Kennlinie keinen Einfluß mehr haben. Damit wird dem Eingang des Operationsverstärkers ein niederohmiges Verhalten aufgeprägt.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den
js Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer üblicherweise verwend -ten Verstärkeranordnung zur Erzeugung eines TTL-Signals aus einem Eingangssignal einer Signalquelle mit hohem Innenwiderstand und
Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten üblicherweise verwendeten Verstärkeranordnung wird das von einer Lichtquelle, z. B. mit Infrarotlicht angestrahlten Fototransistor TX erzeugte Ausgangssignal auf ein TTL-Ausgangssignal umgesetzt. Eine derartige Umsetzung ist zur Gewährleistung einer ausreichenden Störsicherheit und zur digitalen Weiterverarbeitung notwendig.
Dabei werden den hochohmig e'zcugten Eingangssignalen niederohmig erzeugte AuvgangSMgnale zugeordnet Das Ausgangssignal des Fototransistors T\ ist ein symmetrisches Dreieikssign.il.:' λ bet die Verstärkeranordnung begrenzt und in ·;ιγι unsymmetrischer Rechtecksignal (TTLSignal) verwdndelt wird.
Verwendet wird eine derartige Srhahurgsanordnung z. B. in Anordnungen zur Einstellung der Typenscheibe von Fernschreibmaschinen bei denen die Typenscheibe mit einem Winkelabtaster gekoppelt ist. Die eigentliche Verstärkeranoi'dnung besteht dabei aus einem Operationsverstärker OP, der mi' seinem nichtinvertierenden Eingang (plus) an Bezugspotential (0 V) liegt und dessen inverser Eingang (minus) mit dem Ausgangssignal des Fototransistors Ti beaufschlagt ist. ZurSignalbengrenzung ist im Gegenkopplungszweig des Operationsverstärkers eine Zenerdiode 3 angeordnet. Ri und R 2 bezeichnen die notwendigen Begrenzungsv/iderstände. Die in der Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Verstärkeranordnung weist einen Arbeitswiderstand RA auf, der an Bezugspotential liegt und der einerseits mit der Zenerdiode Z. andererseits über eine Rückführungsdiode D2 (schnelle Schaltdiode) mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 2 verbunden ist. Zusätzlich ist noch eine Begrenzerdiode D3 angeordnet, die es ermöglicht, die Schaltungsanordnung einseitig begrenzt zu betreiben. Der Arbeitswiderstand RA ist niederohmig und hat dabei einen Wert, der ca. 1/100 des Innenwiderstandes der Eingangssignalquelle
Tl entspricht. In diesem Falle ca, 800Ohrn. Der niederohmige Arbeitsv/iderstand RA erhöht den Arbeitsstrom in der Zenerdiode Z und simuliert damit einen niederohmigen Eingang des Operationsverstärkers OP, Bezeichnet man mit /"den Flußspannungsfaktor
Damit wird der Arbeitsstrom der Zenerdiode so angehoben, und damit im vom Datenblatt garantierten Durchbruchbereich der Arbeitskennlinie betrieben, so daß sich Exemplarstreuungen der Zenerdiode Z nicht der Diode D 2, d. h. also den relativen Spannungsabfall an der Diode D2 beim Betrieb in Flußrichtung und mit UR die Referenzspannung (12 V), so gilt für den Arbeitsstrom /in der Diode Z
mehr negativ auf das Ausgangssignal auswirken können. Der Operationsverstärker 2 verhält sich damit wie an einer niederohmigen Signalquelle.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verstärkeranordnung zur Erzeugung eines TTL-Signals aus einem Eingangssignal einer Signaiquelle mit hohem Innenwiderstand unter Verwendung eines gegengekoppelten Operationsverstärkers mit einer im Gegenkopplungszweig angeordneten Zenerdiode, gekennzeichnet durch einen einerseits an Bezugspotential liegenden an sich bekannten Arbeitswiderstand (RA), der andererseits mit der Zenerdiode (Z) und über eine Rückführungsdiode (D 2) mit dem inversen Eingang des Operationsverstärkers (OP) verknüpft ist und der eine im Verhältnis zum Innenwiderstand der Signalquelle (TX) geringen Widerstandswert aufweist und daß eine weitere den Ausgang des Operationsverstärkers (OP) mit dem Arbeitswiderstand (RA) verknüpfende Begrenzerdiode (Di) angeordnet ist
2. Vt.Stärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitswiderstand (RA) derart bemessen ist, daß er ca. 1/100 des Wertes des Innen Widerstandes der Signalquelle (T 1) aufweist.
DE19803010361 1980-03-18 1980-03-18 Verstärkeranordnung zur Erzeugung eines TTL-Signals aus einem Eingangssignal einer Signalquelle mit hohem Innenwiderstand Expired DE3010361C2 (de)

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DE3010361A1 DE3010361A1 (de) 1981-09-24
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