DE3608639A1

DE3608639A1 - Schaltungswiderstand-einstellvorrichtung

Info

Publication number: DE3608639A1
Application number: DE19863608639
Authority: DE
Inventors: Kenji Ohtsu Shiga Ueda
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1985-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1986-09-18
Also published as: JP2701836B2; JPS61210715A; DE3608639C2; US4713602A; US4799043A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungswiderstand-Einstellvorrichtung aar Einstellung eines Widerstands in einer Schaltung zur Festlegung einer Empfindlichkeit der Schaltung und richtet sich im besonderen auf eine verbesserte Vorrichtung, welche in der Lage ist, den Widerstand auf einen bestimmten Widerstandswert in Übereinstimmung mit einem externen Signal einzustellen.

Bei herkömmlichen elektronischen Schaltern, wie Annäherungs- oder photoelektrischen Schaltern, Ultraschall-Schaltern oder dergleichen, gibt es irreguläre Eigenschaften von Nachweiselementen oder irreguläre Anbringungspositionen von Teilen, wozu einstellbare Widerstände innerhalb der Schaltungsvorrichtungen der Schalter zur Einstellung der Empfindlichkeiten der Schaltungsvorrichtungen auf bestimmte Werte vorgesehen sind. In Bezug auf die Einstellung herkömmlicher einstellbarer Widerstände wurden bereits mehrere Möglichkeiten vorgeschlagen. Ein solcher Vorschlag besteht darin, einen auf einem Teil eines Schaltkreises angebrachten halbfesten Widerstand manuell oder mechanisch einzustellen, mit der Folge, daß der Widerstand in Anbetracht seines Aufbaus viel Platz einnimmt und die Anbringung hinsichtlich ihrer Möglichkeiten eingeschränkt ist und infolge der Notwendigkeit der mechanischen Einstellung des Widerstands viel Zeit benötigt. Ein weiterer Vorschlag besteht darin, einen externen veränderbaren Widerstand so anzuschließen, daß er zu seiner manuellen oder mechanischen Einstellung mit Einstellanschlüssen einen Teil der Schaltung abgreift und daß der manuell bzw. mechanisch eingestellte veränderbare Widerstand durch einen Fes-fewiderstand ersetzt wird, dessen

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Widerstandswert mit dem am eingestellten veränderbaren Widerstand abgelesenen Widerstandswert übereinstimmt. Diese Methode mit ihrer Ersetzung des veränderbaren Widerstands durch einen Festwiderstand ist zeitaufwendig, da sowohl die Einstellung als auch die Ersetzung Zeit beanspruchen, und außerdem schränkt sie infolge der Notwendigkeit der Ersetzung des angebrachten Festwiderstands die Freiheit der Montage ein. Ein weiterer Vorschlag besteht darin, auf einer Leiterplatte einen gedruckten Widerstand zur Einstellung auszubilden und diesen mit einem Laser so zu trimmen, daß dieser einen bestimmten Vorgang leistet. Dieses Funktionstrimmen mit einem Laser schränkt jedoch ebenfalls ziemlich die Montagefreiheiten ein, da der gedruckte Widerstand an einer Stelle angebracht sein muß, wo er vom Laserstrahl getroffen wird, und außerdem höhere Maß- und Anbringungsgenauigkeiten zu seinen peripheren Komponenten als normalerweise erforderlich sind, weil die Anbringungsgenauigkeit des gedruckten Widerstands für den Laser-Trimmvorgang verhältnismäßig hoch sein muß.

fcj Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer

Schaltkreiswiderstand-Einstellvorrichtung, welche die oben erwähnten Nachteile vermeidet und in der Lage ist, einen Widerstand in einer Schaltung automatisch einzustellen.

Hierzu schlägt die Erfindung eine Schaltkreiswiderstand-Einstellvorrichtung vor, welche Widerstandsmittel mit einer Anzahl von Widerständen, mit den Widerstandseinheitsmitteln gekoppelte Schaltmittel zur ausgewählten Verbindung von Widerständen der Anzahl von Widerständen zur Erzeugung eines kombinierten Widerstands, mit den Schaltmitteln verbundene Musterungsmittel für den Empfang eines ersten Signals, welches die Schaltmittel die Anzahl von Widerständen schrittweise ausgewählt in Übereinstimmung mit einem bestimmten Muster verbinden läßt, und Halte-

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mittel für den Empfang eines zweiten Signals zum Festhalten der Musterungsmittel und Fixieren der Verbindung der Anzahl von Widerständen, so daß der kombinierte Widerstand festliegt, umfaßt.
Rs Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild, welches eine bevorzugte Ausführungsform einer Schaltungs

widerstand-Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, und

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild, welches einen diese Vorrichtung verwendenden Annäherungsschal

ter wiedergibt.

Ein Blockschaltbild der Schaltungswiderstand-Einstellvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt.

Zur Widerstandseinstellung vorgesehene Widerstände R. - R. sind an ihren einen Enden gemeinsam mit einem Anschluß P., und an ihren anderen Enden jeweils mit dem Kollektor eines von vier Schalttransistoren Q.., Q₂, Qo bzw. Q, verbunden,die mit ihren Emittern an Masse liegen, so daß entsprechend dem Ein- oder Aus-Zustand der Transistoren Q₁ bis Q. die Widerstände R₁ bis R. ausgewählt parallel in Bezug auf die Anschlüsse P₁ und P₂ verbunden sind. MikroSicherungen 1,2,3 und 4 aus Nichrom sind mit ihren einen Enden mit den Kollektoren von Transistoren Q₅, Qg, Q^ und Qg und über Widerstände R-., , R₁₂' R₁₃ und R... mit den Basen der Transistoren Q₁, Q₂, Q, und Q^ verbunden. Die entgegengesetzten Enden der Mikrosicherungen 1 bis 4 sind gemeinsam mit einem Anschluß P₃ über einen Widerstand R_Q und mit dem Emitter eines Transistors Q₀ verbunden. Die Transistoren Q₁ bis Q₄ sind NPN-Transistoren,

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so daß bei Anlegen eines positiven Potentials an den Anschluß Ρ, über die jeweilige Sicherung ein Vorspannungsstrom an die Transistoren Q- bis Q₄ geliefert wird, der diese durchschaltet. Die Schaltmittel sind also durch die Sicherungen 1 bis 4 und Transistoren Q₁ bis Q- aufgebaut, und die Widerstände R₁ bis R₄ können durch ausgewähltes unterbrechen der Sicherungen ausgewählt angeschlossen werden.

Ein Anschluß P- ist mit einem Punkt einer Logikschaltung 10 zur Lieferung von Spannung an die Schaltung als ein erstes Signal und ferner mit dem NPN-Transistor Q_n verbunden. Mit Anlegen eines positiven Potentials an den Anschluß P- wird eine Spannungsquellenspannung auf eine Pufferschaltung BA, eine Taktschaltung CL und Flipflop- (im folgenden kurz F/F-)Schaltungen F₁, F2, F, und F₄ gegeben, um die Taktschaltung CL zu starten, deren Impulsausgabe sequentiell auf die F/F-Schaltungen F₁, F₂, F₃ und F₄ gegeben wird. Die durch die F/F-Schaltungen erzeugten jeweiligen Ausgangssignale werden auf die Basen der NPN-Transistoren Qc bis Qg gegeben und schalten diese, die über ihre Emitter an Masse liegen, ein oder aus.

Mit Anlegen eines Sig.nalpotentials bzw. eines zweiten Signals an die Pufferschaltung BA über einen Anschluß Pc₁ erzeugt die Schaltung BA ein Stop-Signal zur Aufgabe auf die Taktschaltung CL und ein weiteres Ausgangssignal zum Transistor Qq, welches diesen durchschaltet.

Im folgenden wird nun die Arbeitsweise obiger Vorrichtung beschrieben.

Wenn ein Potentialsignal auf den Anschluß P₃ gegeben wird, wird ein die Basis vorspannender Strom über den Widerstand Rg und die (Schmelz) siehe rungen 1, 2, 3 und 4 auf Transistoren Q₁, Q₂, Q₃ und Q₄ gegeben, wodurch diese durchgeschaltet werden, so daß die Widerstände R₁, R₂, R₃ und R₄ parallel zwischen den Anschlüssen P-] und P₂ angeschlossen sind. Dann wird mit Anlegen eines Potentials

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an den Anschluß P₄ die Taktschaltung CL in Gang gesetzt, und sequentiell ein Impulssignal auf die F/F-Schaltungen F₁ bis F₄ gegeben, deren Ausgangssignale die Transistoren Q₂ bis Qo ausgewählt durchschalten oder sperren. Ein durchgeschalteter Transistor leitet den Strom des entsprechenden der Transistoren Q₁ bis Q₄ an diesem vorbei, so daß dieser sperrt. Die Kombination der parallel zwischen den Anschlüssen P₁ und P₉ angeschlossenen Widerstände R-j, R₉, R- und R₄ ändert sich also mit jedem durch die Taktschaltung CL erzeugten Taktimpuls, wodurch ein Musterungsvorgang durchgeführt wird.

Wenn ein elektronischer Schalter zwischen den Anschlüssen P₁ und P₂ angeschlossen wird, die Widerstandsschaltung RU auf einen bestimmten Widerstandswert überge- gangen ist und eine Hauptschaltung des elektronischen Schalters einen bestimmten Vorgang zur Aufgabe eines Potentialsignals auf den Anschluß P^ durchführt, hält die Taktschaltung CL an und die F/F-Schaltungen F₁ bis F₄ behalten ihre Zustände bei. Gleichzeitig wird der Transistor Q₀ über die Pufferschaltung BA durchgeschaltet und das auf den Anschluß P₄ gegebene Potential durch die durchgeschalteten der Transistoren Qe bis Q₈ über die entsprechenden Sicherungen auf Masse gegeben, so daß diese durchschmelzen bzw. unterbrechen.

Mit Wegnahme des Potentials am Anschluß P₄ beenden alle Komponenten Transistor Q_Q, Pufferschaltung BA, Taktschaltung CL und F/F-Schaltungen ihr Arbeiten, wodurch alle Transistoren Q₅ bis Qg und Q₀ sperren. Da eine Sicherung, welche mit einem im letzten Schritt der Logikoperation in der Logikschaltung 10 durchgeschalteten Transistor (Q₁- ... Q₈) verbunden ist, unterbrochen ist, wird jedoch ein mit einer solchen Sicherung verbundener Transistor (Q₁ ... Q₄) auch dann nicht mit einem Basisstrom versorgt, wenn alle der Transistoren Q₅ bis Q₈ sperren.

Ein über den Widerstand mit einer bei der letzten Logik-

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operation nicht durchgeschmolzenen Sicherung verbundener Transistor erhält jedoch seinen Basisstrom. Die Parallelschaltung der Widerstände R- bis R₄ ist also auf die Verschaltung festgelegt, die bei einem bestimmten Vorgang der Hauptschaltung ausgebildet war. Bei Verwendung von vier Widerständen R₁ bis R₄ wie in der vorliegenden Aus-

führungsform ergeben sich 16 {= 2 ) Kombinationen für die Parallelschaltung. Bei Verwendung von η Widerständen sind 2ⁿ Kombinationen verfügbar. Die oben erwähnten NPN-Transistoren können gegebenenfalls durch andere aktive Elemente ersetzt werden.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Annäherungsschalters, welcher die Schaltungswiderstand-Einstellvorrichtung 21 mit den Anschlüssen P. bis P₅ der Fig. 1 verwendet. Der Annäherungsschalter enthält eine auf einem IC-Chip ausgebildete Hauptschaltung 22 und eine Nachweisspule 23. Die Schaltung 22 enthält eine Konstantspannungsreglerschaltung 27, einen Komparator 25 und ein Schaltglied 26.

Das durch die Nachweisspule 24 festzustellende Objekt 23 wird in bestimmten Abständen von der Nachweisspule 23 angeordnet. Der Annäherungsschalter ist so ausgelegt, daß er stärker schwingt, wenn der zwischen den Anschlüssen P. und P2 der Schaltungswiderstand-Einstellschaltung 21 erzeugte Einstellwiderstand kleiner wird, und schwächer bis zum Aufhören der Schwingung, wenn er größer wird.

Wenn ein Potentialsignal auf den Anschluß P₄ gegeben wird, wird der zwischen den Anschlüssen P₁ und P₃ der Schaltung 21 erzeugte kombinierte Widerstand mit jedem Taktimpuls zunehmend größer, weil anfänglich η Widerstände parallel geschaltet waren, aber einige von diesen durch Auswahl abgetrennt wurden. Wenn der kombinierte Widerstandswert auf ein bestimmtes Ausmaß anwächst, hört die Schwingung auf und es wird durch das Schaltglied 26 in der Hauptschaltung 22 ein Operationssignal zur Aufgabe

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auf den Anschluß P^ erzeugt, so daß die Taktschaltung in der Vorrichtung 21 deaktiviert wird und die Mikrosicherungen ausgewählt unterbrochen werden. Damit ist der Vorgang der Widerstandseinstellung beendet. Wenn dann das Potentialsignal weggenommen wird, ist die Einstelloperation deaktiviert.

Mit der Schaltungswiderstand-Einstellvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform werden also alle Vorgänge zur Einstellung der Empfindlichkeit des Annäherungsschalters bzw. eines Widerstandes in diesem automatisch ohne irgendeinen manuellen bzw. mechanischen Einstellvorgang durchgeführt, so daß die Einstellzeit erheblich reduziert ist. Darüber hinaus sind auch keine besonderen Justierwerkzeuge für eine genaue Einstellung erforderlich. Der Vorgang für eine Änderung der Parallelschaltung der Widerstände ist ebenfalls einfach. Da diese Schaltungswiderstand-Einstellvorrichtung auf einer IC-Schaltung zusammen mit der Hauptschaltung des Annäherungsschalters ausgebildet werden kann, unterliegt die Montage keinen Einschränkungen und die Komponenten können miniaturisiert sein. Die Schaltungswiderstand-Einstellvorrichtung kann auch in einem anderen elektronischen Schalter oder irgendeiner anderen Schaltungsvorrichtung, in welcher ein Schaltungswiderstand erforderlich ist, verwendet werden.

Bei vorstehender Ausführungsform waren zwar die Widerstände (R₁ bis R^) parallel geschaltet, die Widerstandseinheit (RU) kann aber auch in einer solchen Weise modifiziert sein, daß die Widerstände in Reihe geschaltet und die einzelnen Transistoren (Q₁ bis Q^) über den Widerständen angeschlossen sind. Die Sicherungen können auch durch andere äquivalente Schaltelemente, wie Transistoren oder dergleichen, dargestellt sein.

Claims

WILHELMS,?. KlLiAKl .&r^ARTNER ' ' PATENTANWÄLTE ""' 36086 39 vf EUROPEAN PATENT ATTORNEYS EUROPÄISCHE PATENTVERTRETER MANDATAIRES EN BREVETS EUROPEENS DR.RER.NAT. ROLF E. WILHELMS DR. RER. NAT. HELMUT KILIAN DR.-ING. JÜRGEN SCHMIDT-BOGATZKY* EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 80OO MÜNCHEN 90 TELEFON (089) 65 20 91 TELEX 523 467 (wilp-d) TELEGRAMME PATRANS MÜNCHEN TELEFAX G3/G2 (089) 651 62 06 P 2976-DE OMRON TATEISI ELECTRONICS CO. KYOTO / JAPAN Schaltungswiderstand-Einstellvorrichtung Priorität: 14. März 1985 - JAPAN - Nr. 52105/1985 PATENTANSPRÜCHE

1. Schaltungswiderstand-Einstellvorrichtung,
gekennzeichnet durch

Widerstandsmittel, welche eine Anzahl von Widerständen
(R₁-R₄) enthalten, <

mit den Widerstandseinheitsmitteln gekoppelte Schaltmittel zum ausgewählten Anschließen der Anzahl von Wider-

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ständen zur Erzeugung eines kombinierten Widerstands,

mit den Schaltmitteln verbundene Musterungsmittel für den Empfang eines ersten Signals, durch welches die Schaltmittel die Widerstände Schritt für Schritt entsprechend einem bestimmten Muster ausgewählt anschließen können, und

Haltemittel für den Empfang eines zweiten Signals zum Festhalten der Musterungsmittel und Festlegen des Anschlusses der Anzahl von Widerständen, so daß der kombinierte Widerstand fixiert ist.

2. Schaltungswiderstand-Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltmittel eine Anzahl von Schaltelementen (Q₁-Q₄) enthalten, welche der Anzahl von Widerständen entsprechen.

3. Schaltungswiderstand-Einstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltmittel eine Anzahl von Sicherungen (1-4) enthalten, welche entsprechend mit der Anzahl von Schaltelementen (Q-J-Q₄) verbunden sind, und daß die Sicherungen für ein ausgewähltes Durchbrennen bei Aufgeben des zweiten Signals auf die Haltemittel eingerichtet sind.

4. Schaltungswiderstand-Einstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die einen Enden der Widerstände (R-R₄) über die Schaltelemente (Q₁-Q₄) jeweils geerdet und die anderen Enden derselben miteinander verbunden sind.