DE3521633A1

DE3521633A1 - Circuit arrangement for determining the small signal internal resistance of a non-linear pulse signal source

Info

Publication number: DE3521633A1
Application number: DE19853521633
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 8501 Winkelhaid Schneider; Robert Dipl.-Ing. 8501 Obermichelbach Wenzel
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1985-06-15
Filing date: 1985-06-15
Publication date: 1986-12-18

Abstract

The invention concerns a circuit arrangement for determining the small signal internal resistance of a non-linear pulse signal source, which exists at the operating point when under load from a given load resistance. A measuring device to measure the pulse voltage amplitude is connected at the output of the source. The load resistance can be varied between two resistance values, one smaller and one greater than the given load resistance.

Description

Schaltungsanordnung zur Ermittlung des Kleinsignal-Circuit arrangement for determining the small signal

Innenwiderstandes einer nicht linearen Impulssignalquelle Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung des im Arbeitspunkt bei Belastung durch einen vorgegebenen Lastwiderstand vorliegenden Kleinsignal-Innenwiderstandes einer nichtlinearen Impulssignalquelle.Internal resistance of a non-linear pulse signal source The invention relates to a circuit arrangement for determining the operating point under load small-signal internal resistance present due to a given load resistance a non-linear pulse signal source.

Die CCITT-Empfehlung I.430 für die ISDN-Teilnehmerschnittstelles So erlaubt die gleichzeitige Anschaltung von bis zu 8 Endgeräten an einen Vierdrahtbus. Für die Endgerät als auch für den Netzabschluß sind nichtlineare Impulssignalquellen vorgeschrieben. Durch ein Zugriffsverfahren ist gewährleistet, daß immer nur ein Endgerät zu einer Zeit Informationen in Richtung Netzabschluß senden kann. Jedoch senden alle am Bus angeschalteten Endgeräte gleichzeitig ihr Rahmensynchronisationswort in Richtung Netzabschluß, solange wenigstens ein Endgerät aktiviert ist. Dadurch überlagern sich bis zu 8 Rahmensynchronisationswörter und können Störungen des nachfolgenden, nur von einem Endgerät gesendeten Nachrichteninhalts durch Intersymbolinterferenzen bzw. durch Reflexionen verursachen. Eine Methode zur Verhinderung von vergrößerten Intersymbolinterferenzen besteht darin, die Summenspannung bei der Überlagerung der Impulssignale mehrerer Quellen mit nichtlinearen Innenwiderständen zu begrenzen. Man erhält damit bei Stromeinspeisung eine spannungsbegrenzte Stromquelle, die in ihrem spannungsbegrenzenden Arbeitsbereich jedoch nicht mehr als Stromquelle aufgefaßt werden darf.The CCITT recommendation I.430 for the ISDN subscriber interface So allows up to 8 end devices to be connected to a four-wire bus at the same time. Non-linear pulse signal sources are used for the terminal equipment as well as for the network termination required. An access procedure ensures that only one Terminal can send information in the direction of network termination at a time. However all terminals connected to the bus send their frame synchronization word at the same time towards network termination as long as at least one terminal is activated. Through this up to 8 frame synchronization words are superimposed and can cause interference in the following, only message content sent by a terminal due to intersymbol interference or cause by reflections. One method of preventing enlarged Inter-symbol interference is the sum of the voltage when superimposed to limit the pulse signals of several sources with non-linear internal resistances. When power is fed in, a voltage-limited power source is obtained, which is shown in However, their voltage-limiting work area is no longer regarded as a power source may be.

Nachteilig an dieser Methode der Ausgangsspannungsbegrenzung ist, daß die Begrenzung der Spannungsüberhöhung nur durch einen niederohmigen Kleinsignal-Innenwiderstand der Impulssignalquellen erreicht werden kann und daß dadurch daE Reflexionen entstehen, die wiederum zu Übertragungsstörungen führen. Besonders starke Reflexionsstörungen treten auf, wenn mehrere dieser ausgangsspannungsbegrenzten Stromquellen gleichzeitig am Bus betrieben werden, da in diesem Fall ihre Kleinsignal-Innenwiderstände parallel geschaltet wirksam sind. Um diese durch Reflexionen verursachten Störungen begrenzen zu können, muß man den Kleinsignal-Innenwiderstand dieser nicht linearen Impulssignalquellen über ihren Arbeitsbereich kennen, also meßtechnisch ermitteln.The disadvantage of this method of output voltage limitation is that that the limitation of the voltage increase only by a low-ohm small-signal internal resistance the Pulse signal sources can be achieved and that thereby daE Reflections arise, which in turn lead to transmission disturbances. Particularly strong Reflection interference occurs when several of these output voltage-limited Power sources are operated at the same time on the bus, because in this case their internal small-signal resistance are effective when connected in parallel. To these glitches caused by reflections To be able to limit, one has to reduce the small-signal internal resistance of this non-linear one Know pulse signal sources about their working area, i.e. determine them by measurement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und leicht realisierbare Schaltungsanordnung zur Ermittlung des im Arbeitspunkt bei Belastung durch einen vorgegebenen Lastwiderstand vorliegenden Kleinsignal-Innenwider standes einer nichtlinearen Impulssignalquelle anzugeben. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Widerstandswert einer am Ausgang der nichtlinearen Impulssignalquelle angeschlossenen Ausgangs last zwischen wenigstens zwei Widerstandswerten veränderbar ist und daß wenigstens einer dieser Widerstandswerte kleiner und wenigstens ein weiterer dieser Widerstandswerte größer ist als der vorgegebene Lastwiderstand und daß eine Meßvorrichtung zur Messung der Impulsspannungsamplitude vorgesehen ist.The invention is based on the object of a simple and easy Realizable circuit arrangement for determining the operating point under load small-signal internal resistance due to a given load resistance a non-linear pulse signal source. This object is achieved according to the invention solved in that the resistance value at the output of the non-linear pulse signal source connected output load can be changed between at least two resistance values is and that at least one of these resistance values is smaller and at least one another of these resistance values is greater than the specified load resistance and that a measuring device for measuring the pulse voltage amplitude is provided.

Aus den angezeigten Meßwerten sowie den zugehörigen Widerstandswerten kann in einfacher Weise nach der Formel R2 R1 r = U2 R2 Rl Ul U2 R2 R1 U1 U1 R1 R2 U2 der jeweilige Wert für den Kleinsignal-Innenwiderstand erhalten werden.From the displayed measured values and the associated resistance values can in a simple way according to the formula R2 R1 r = U2 R2 Rl Ul U2 R2 R1 U1 U1 R1 R2 U2 the respective value for the small-signal internal resistance can be obtained.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Umschalteinrichtung für die Widerstandswerte der Ausgangslast sowie ein Rechner vorgesehen sind, wobei dem Rechner von der Steuervorrichtung Informationen über die jeweils eingeschalteten Widerstandswerte und von der Meßvorrichtung die Informationen über die zugehörigen Impulsamplituden zugeführt werden und daß der Ausgang des Rechners mit einer Anzeigevorrichtung für den Wert des Kleinsignal-Innenwiderstandes verbunden ist.An advantageous embodiment of the invention is that a Control device for controlling a switching device for the resistance values the output load and a computer are provided, the computer from the control device information about the resistance values that are switched on in each case and the information about the associated pulse amplitudes from the measuring device are supplied and that the output of the computer with a display device for the value of the small-signal internal resistance is connected.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Fig. 1 bis 3 näher beschrieben und erläutert werden.The invention is described in more detail below with reference to FIGS and explained.

Es zeigen Fig. 1 eine Ausgangskennlinie einer nichtlinearen Impulssignalquelle Fig. 2 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Ausgestaltung der Schaltungsanordnung, die eine automatische Messung gestattet Fig. 1 zeigt eine typische Ausgangskennlinie einer nichtlinearen Impulssignalquelle, z.B. einer spannungsbegrenzten Stromquelle. Der Ausgangsstrom Ia ist eine Funktion der Ausgangsspannung Ua. In der Fig. 1 sind noch zwei Lastwiderstandsgeraden L1 und L2 eingetragen, deren Schnittpunkte mit der Ausgangskennlinie die Arbeitspunkte AP1 und AP2 darstellen. Die Lastwiderstandsgerade L1 entspricht einem Lastwiderstand von beispielsweise 50 Ohm und damit dem Lastwiderstand, der vorliegt, wenn nur ein Endgerät an den Bus angeschlossen ist. Die Widerstandsgerade L2 entspricht einem Lastwiderstand von 400 Ohm, damit wird der Zustand nachgebildet, der auftritt, wenn acht Geräte an einem Bus angeschlossen sind.1 shows an output characteristic curve of a non-linear pulse signal source FIG. 2 shows a block diagram of the circuit arrangement. FIG. 3 shows an exemplary embodiment an embodiment of the circuit arrangement that allows automatic measurement Fig. 1 shows a typical output characteristic of a non-linear pulse signal source, e.g. a voltage-limited power source. The output current Ia is a function the output voltage Ua. In Fig. 1 there are two load resistance lines L1 and L2 entered, the intersection points of which with the output characteristic curve are the operating points Represent AP1 and AP2. The load resistance straight line L1 corresponds to a load resistance of, for example, 50 ohms and thus the load resistance that is present if only one Device is connected to the bus. The resistance line L2 corresponds to a Load resistance of 400 ohms, this simulates the state that occurs when eight devices are connected to one bus.

Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung zur Ermittlung des Innenwiderstandes r einer nichtlinearen Impulssignalquelle 1.Fig. 2 shows in a block diagram an embodiment of the Circuit arrangement for determining the internal resistance r of a non-linear pulse signal source 1.

Mit ihrem Ausgang ist eine Einrichtung 2 verbunden, welche zwei Widerstände R1 und R2 aufweist, welche mit dem Schalter S wahlweise an den Ausgang angeschaltet werden können. Soll beispielsweise der Kleinsignal-Innenwider stand der nichtlinearen Impulssignalquelle für den Fall ermittelt werden, daß der Arbeitspunkt durch einen Lastwiderstand von 50 Ohm bestimmt ist, so sind die Widerstände R1 und R2 zu 45 Ohm und zu 55 Ohm zu bemessen. Für den Fall eines Lastwiderstandes von 400 Ohm betragen die Werte der beiden Widerstände R1 und R2 360 Ohm und 440 Ohm. Bei der Bemessung dieser Widerstände ist jeweils zu beachten, daß der Bereich der Kennlinie zwischen den durch die Werte dieser Widerstände bestimmten Punkten einen annähernd linearen Verlauf hat. Diese Annahme eines linearen Bereiches zwischen den beiden Punkten trifft um so eher zu, je dichter diese beiden Punkte beieinander liegen. Andererseits können sich nicht vernachlässigbare Auswerteprobleme ergeben, wenn sich der Innenwiderstand wertmäßig stark vom jeweiligen Lastwiderstand Rl bzw. R2 unterscheidet, weil dann bei einem geringen Unterschied der Widerstandswerte von R1 und R2 keine ausreichend genau meßbaren Unterschiede der Ausgangsimpulsspannungsamplituden auftreten.A device 2 is connected to its output, Which has two resistors R1 and R2, which with the switch S optionally to the Output can be switched on. Should, for example, the small-signal internal counter stood the non-linear pulse signal source in the event that the Operating point is determined by a load resistance of 50 ohms, the resistances are R1 and R2 should be measured at 45 ohms and 55 ohms. In the event of a load resistance of 400 ohms, the values of the two resistors R1 and R2 are 360 ohms and 440 Ohm. When dimensioning these resistances, it is important to note that the area the characteristic between the points determined by the values of these resistances has an approximately linear course. This assumption of a linear range between The closer these two points to each other, the more likely it is to be true of the two points lie. On the other hand, there can be non-negligible evaluation problems, if the internal resistance varies greatly in value from the respective load resistance Rl or R2 differs because then there is a slight difference in the resistance values no sufficiently precisely measurable differences in the output pulse voltage amplitudes of R1 and R2 appear.

Mit der ebenfalls am Ausgang der nicht linearen Impulssignalquelle 1 angeschlossenen Meßvorrichtung 3 werden die Impulsspannungsamplituden gemessen, die sich bei den jeweiligen Widerstandswerten ergeben. Diese Meßvorrichtung kann beispielsweise ein Oszilloskop sein.With the also at the output of the non-linear pulse signal source 1 connected measuring device 3, the pulse voltage amplitudes are measured, which result from the respective resistance values. This measuring device can be an oscilloscope, for example.

Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung der Schaltungsanordnung, die es gestattet, den Meßvorgang zu automatisieren. Am Ausgang der nichtlinearen Impulssignalquelle 1 ist eine Vorrichtung 2 angeschlossen, durch welche Widerstände unterschiedlichen Wertes mit dem Ausgang der nichtlinearen Impulssignalquelle verbunden werden können. Die Einrichtung 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel so ausge- staltet, daß diese Werte der Widerstände unmittelbar durch die Steuervorrichtung 4 vorgegeben werden können, wobei die Steuervorrichtung 4 selbst ebenfalls mit dem Ausgang der Impulssignalquelle verbunden ist, so daß sie von dieser weitergeschaltet werden kann. Der Ausgang der Steuervorrichtung 4 ist ferner mit einem Eingang eines Rechners 6 verbunden und überträgt an diesen die Information über den gerade an der Einrichtung 2 eingestellten Widerstandswert. Durch die in der Einrichtung 5 enthaltene Meßvorrichtung wird der jeweilige Impulsspannungswert am Ausgang der Impulssignalquelle ermittelt, durch einen Analog-Digital-Wandler digitalisiert und ebenfalls dem Rechner 6 zugeführt, der aus diesen Werten den Wert für den jeweiligen Kleinsignal-Innenwiderstand ermittelt und ihn über die nachfolgende Anzeigevorrichtung 7 zur Anzeige bringt.Fig. 3 shows an embodiment of the circuit arrangement that allows automate the measurement process. At the output of the non-linear pulse signal source 1 a device 2 is connected, through which resistances different Value can be connected to the output of the non-linear pulse signal source. The device 2 is designed in this embodiment so shape that these values of the resistances are specified directly by the control device 4 can be, the control device 4 itself also with the output of the Pulse signal source is connected so that they are switched from this can. The output of the control device 4 is also connected to an input of a computer 6 connected and transmits to these the information about the currently at the facility 2 set resistance value. By the measuring device contained in the device 5 the respective pulse voltage value is determined at the output of the pulse signal source, digitized by an analog-to-digital converter and also fed to the computer 6, which determines the value for the respective small-signal internal resistance from these values and displays it via the following display device 7.

Claims

Claims 1. Circuit arrangement for determining the operating point small-signal internal resistance that is present when a given load resistance is applied a non-linear pulse signal source, characterized in that the resistance value an output load connected to the output of the non-linear pulse signal source is variable between at least two resistance values and that at least one of these resistance values smaller and at least one further of these resistance values is greater than the predetermined load resistance and that a measuring device for measurement the pulse voltage amplitude is provided.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a control device for controlling a switching device for the resistance values the output load and a computer are provided, the computer from the control device Information about the resistance values that are switched on and from the measuring device the information about the associated pulse voltage amplitudes are supplied and that the output of the computer with a display device for the value of the small-signal internal resistance connected is.