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Schaltungsanrdnung zum Einstellen einer T-förmigen
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Widerstandsanordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zum Einstellen einer T-förmigen Widerstandaanordnung, die aus Längswiderständen
und Querwiderständen besteht und mit der Umschalter verbunden sind, die durch digitale
Steuersignale steuerbar sind.
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Eine Schaltt:ngsanordnung der vorstehend bezeichneten Art ist bereits
bekannt (Zeitschrift '1Elektronik", 1976, Heft 1, Seite 78, insbesondere Bild 7).
Die bei dieser bekannten Schaltungsanordnung vorgesehene T-förmige Widerstandsanordnung
stellt ein sogenanntes R-2R-Netzwerk dar, welches zu einem Digital-Analog-Umsetzer
gehört. Die Speisung der T-förmigen Widerstandsanordnung erfolgt dabei durch eine
festliegende Bezugsspannung.
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Aufgrund der besonderen Anschaltung bzw. Wirksamschaltung der verschiedenen
Widerstände der vorstehend erwähnten Widerstandsanordnung wird die die Bezugsspannung
liefernde Signalquelle je nach Einstellung der vorhandenen Umschalter mit unterschiedlich
großen Widerständen belastet. Damit eignet sich aber die betreffende bekannte Schaltungsanordnung
nicht für die Anwendung in den Fällen, in denen eine Signalquelle eine Widerstandsanordnung
speist, welche die ihr zugeführten Signale unterschiedlich bedämpfen soll und die
betreffende Signalquelle stets mit gleichem Widerstand belasten soll.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen eg zu zeigen,
wie bei einer Schaltungsanordnung der ein-
gangs genannten Art auf
relativ einfache Welse sichergestellt werden kann, daß der Eingangswiderstand der
betreffenden Schaltungsanordnung prakt sch unabhangig von den jeweils wirksam bzw.
unwirksam geschalteten Widerständen gleichbleibt.
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Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Längswiderstända in
dem Signalübertragungsweg liegen, daß jeder Querfiderstand zu einer Schaltstrecke
eines gesondert sttuerbaren Umschalters in Reihe liegt und daß jeder Umschalter
mit einer weiteren Schaltstrecke zu demjenigen Längswiderstand parallel liegt, der
mit dem über die genannte eine Schaltstrecke des betreffenden Umschalters in Reihe
liegenden Querwiderstand verbunden und der Eingangs seite des Signalübertragungsweges
zugewandt ist.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß mit einem relativ geringen
schaltungstechnischen Aufwand sichergestellt ist, daß der Eingangswiderstanc der
gesamten Schaltungsanordnung bei unterschiedlicn eingestellten Widerstandsverhältnissen
gleichbleibt. Damit eignet sich die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung in besonders
vorteilhafter Weise für die Schaffung einer sogenannten logarithmischen Widerstandsanordnung,
das heißt einer Widerstandsanordnung mit einer Kennlinie, bei der zwischen der Eingangsgröße
und der Ausgangsgröße ein logarithmischer Zusammenhang existiert. Eine solche Schaltungsanordnung
ist insbesondere in Anlagen einsetzbar, in denen ein stets gleichbleibender Eingangswiderstand
für eine Signalquelle erforderlich ist.
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Eine derartige Anlage ist beispielsweise durch einen Modem gegeben,
über den beispielsweise ein Datenendgerat an einer Fer-asprechleitung anschließbar
ist.
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Zweckmäßigerweise ist jeder Umschalter durch einen CMOS-Analog-Umschalter
gebildet. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß mit relativ einfach erhältlichen,
dennoch aber definierte Widerstandsverhältnisse sowohl im durchgeschalteten Zustand
als auch im gesperrten Zustand zeigenden elektronischen Schaltelementen ausgekommen
werden kann.
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Vorzugsweise ist am Eingang der Widerstandsanordnung eine Spannungsbeg^enzeranordnung
vorgesehen. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß mit der betreffenden Widerstandsanordnung
verbundene Schaltungen auf relativ einfache Weise vor auftretenden großen Spannungsspitzen
geschützt werden können.
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Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nachstehend beispielsweise
näher erläutert.
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Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung weist eine T-förmige
Widerstandsanordnung auf, zu der Längswiderstande R1, R2, R3 und R4 sowie Querwiderstände
R5, R6, und 7 gehören. Die Längswiderstände Rl bis R4 der Widerstandsanordnung sind
miteinander in Reihe geschaltet zwischen einem Eingangsanschluß e und einem Ausgangsanschluß
a angeschlossen. Am Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen R1 und R2
ist ein Umschalter S1 mit seinem beweglichen Kontakt angeschlossen.
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Dieser Umschalter 51 ist über, eine seiner Schaltstrecken mit einem
Widerstand R5 verbunden, der mit seinem von dem Umschalter S1 abgelegenen Ende im
vorliegenden Fall an Masse liegt. Mit seiner anderen Schaltstrecke ist der Umschalter
S1 dem Längswiderstand R1 parallel gegeschaltet.
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Mit dem Vertindungspunkt zwischen den Widerständen R2 und R3 ist ein
Umschalter S2 mit seiner einen Schalt-
strecke verbunden, durch
die der betreffende Verbindungspunkt über einen Widerstand R6 an Masse liegt. Mit
der anderen Schaltstrecke ist der Umschalter S2 dem iderstand R2 parallel geschaltet.
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Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R3 und R4 ist über
eine Schaltstrecke eines weiteren Umschalters S3 mit einem Widerstand R7 verbunden,
der mit seinem von dem Umschalter S3 abgelegenen Ende an Masse liegt.
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Mit seiner anderen Schaltstrecke ist der Umschalter S3 dem Widerstand
R3 parallel geschaltet.
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Die vorstehend erwähnten Umschalter S1, S2 und S3 sind jeweils durch
einen CMOS-Analog-Schalter gebildet. Die betreffenden Umschalter Sl bis S3 sind
mit gesonderten Steuereingängen an Steuerungssignale bzw. Datensignale führenden
Dateneingängen D1, D2 bzw. D3 angeschlossen.
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Die Anordnung mag dabei so getroffen sein, daß die Umschalter S1 bis
S3 die in der Zeichnung dargestellten Schalterstellungen einnehmen, wenn den Dateneingängen
D1 bis D3 jeweils ein Signal "O" zugefun"rt wird. Wird den betreffenden Eingängen
hingegen ein Signal 1 zugeführt, so sollen die entsprechenden Umschalter in ihre
jeweils andere Schalterstellung eingestellt sein. Die erwahnten Dateneingänge D1
bis D3 können beispielsweise an einer Busleitungsanordnung angeschlossen sein, mit
der ein Steuerwerk, beispielsweise ein Microprozessor, verbunden ist, das bzw. der
entsprechende Steuersignale zur Einstellung der Widerstands- bzw. Dämpfungsverhältnise
der betrachteten Widerstandsanordnung abzugeben vermag.
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Neben den vorstehend betrachteten Elementen weist die in der Zeichnung
dargestellte Schaltungsanordnung am Eingang der Widerstandsanordnung noch eine Spannungsbegrenzungsanordnung
auf, die durch zwei Zenerdioden Di, D2 gebildet ist, welche hinsichtlich der Polung
entgegen-
gesetzt zueinander in Reihe geschaltet sind. Diese Spannungsbegrenz
mgsanordnung schützt die dargestellte Schaltungsanordnung vor am Eingang e auftretenden
hohen Spannungsspitzen.
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Mit dem zwischen den Anschlüssen e und a verlaufenden eigentlichen
Signalübertragungsweg kann, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist, noch ein Verstärker
V verbunden sein, der im vorliegenden Fall ein Operationsverstärker sein kann, welcher
mit seinem nichtinvertierenden Eingang + auf Masse liegt und welcher mit seinem
invertierenden Eingang - an dem Anschluß a angeschlossen ist. Der mit einem Ausgang
a' verbundene Ausgang des Operationsverstärkers ist über einen Widerstand R8 mit
dem invertierenden Eingang - des betreffenden Verstarkes V verbunden. Der Verstärker
V dient dabei lediglich als Luffer-bzw. Trennverstärker.
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Durch den vorstehend erläuterten Schaltungsaufbau der in der Zeichnung
dargestellten Schaltungsanordnung läßt sich digital gesteuert die Dämpfung des Signalübertragungsweges
einstellen. Durch entsprechende Dimensionierung der widerstände Rl bis R7 kann dabei
auf einfache Weise erreicht werden, daß die Widerstandsänderung entsprechend einer
logarithmischen Kennlinie erfolgt, wobei die betreffende Schaltungsanordnung stets
den gleichen Eingangswiderstand zeigt. So können die erwähnten Widerstände beispielsweise
folgende Widerstandswerte aufweisen: w = 40,2 KOhm R2 = 31,6 KOhm R3 = 21,0 KOhm
RL = 43,2 KOhm = = 3,09 KOhm R6 = 15,0 KOhm
Abschließend sei noch
darauf hingewiesen, daß bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung grundsätzlich
mit einem einzigen T-Widerstandsglied und einem einzigen Umschalter ausgekommen
werden kann, daf aber die T-förmige Widerstandsanordnung durchaus auch länger ausgebildet
sein kann als dies in der Zeichnung dargestellt ist.
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3 Patentansprüche 1 Figur
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