PL156229B1

PL156229B1 - Window-type discriminator

Info

Publication number: PL156229B1
Application number: PL27413788A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Chylinski; Zbigniew Januszewski; Edward Powiada
Original assignee: Vigo Spolka Z O O
Priority date: 1988-08-09
Filing date: 1988-08-09
Publication date: 1992-02-28
Also published as: PL274137A1

Abstract

Dyskryminator okienkowy, utworzony z czterech tranzystorów bipolarnych i pierwszego rezystora, przy tym baza pierwszego tranzystora jest połączona ze źródłem napięcia odniesienia, a baza drugiego tranzystora jest połączona ze źródłem napięcia sygnału, znamienny tym, że tranzystory (T l, T3) pierwszy i trzeci tworzą jedną parę o przewodnictwie NPN, zaś tranzystory (T2, T4) drugi i czwarty tworzą drugą parę o przewodnictwie PNP, przy czym emitery tranzystorów typu NPN (Tl, T3) pierwszego i trzeciego są połączone z pierwszą końcówką pierwszego rezystora (R l), a emitery tranzystorów typu PNP (T2, T4) drugiego i czwartego są połączone z drugą końcówką pierwszego rezystora (R l), zaś kolektory tranzystorów typu PNP (T2, T4) drugiego i czwartego są połączone z ujemnym biegunem (-U) źródła napięcia zasilania i tworzą pierwsze wyjście prądowe (Wypl), wyprowadzające sygnał prądowy ujemny (-Ipl), natomiast kolektory tranzystorów typu NPN (T l, T3) pierwszego i trzeciego są połączone z dodatnim biegunem ( + U) źródła napięcia zasilania i tworzą drugie wyjście prądowe (Wyp2), wyprowadzające sygnał prądowy dodatni ( + Ip2).Window discriminator, made of four bipolar transistors and the first resistor, and the base of the first transistor is connected to the reference voltage source, a the base of the second transistor is connected to the source signal voltage characterized in that transistors (T 1, T3) the first and third form one pair of sts NPN conductivity, and the transistors (T2, T4) the second and fourth form a second pair about conductivity PNP, the emitters of the transistor type The first and third NPNs (Tl, T3) are coupled to with the first terminal of the first resistor (R1), a emitters of transistors of the PNP type (T2, T4) of the second and the fourth are connected to the second end of the first resistor (R1), and the collectors of the transistors of the second and fourth PNP type (T2, T4) are connected with the negative pole (-U) of the voltage source power supply and form the first current output (Wypl), which outputs a negative current signal (-Ipl), while the collectors of the type transistors The first and third NPNs (T1, T3) are coupled to positive pole (+ U) of the supply voltage and create a second current output (Wyp2), leading out positive current signal (+ Ip2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest dyskryminator okienkowy, stosowany zwłaszcza w układach do wykrywania sygnałów alarmowych w czujnikach systemów alarmowych.The subject of the invention is a window discriminator, used in particular in systems for detecting alarm signals in sensors of alarm systems.

Znane są rozwiązania układów progowych, wykrywających uszkodzenie kontrolowanej linii dozorowanej. Są one zazwyczaj zbudowane ze wzmacniaczy różnicowych i posiadają dużą stabilność progów. Są to jednak układy rozbudowane o dużej liczbie tranzystorów, a nadto powodują one znaczny przepływ prądu w każdym stanie linii dozorowanej. Wieloprogowy dyskryminator napięcia, utworzony w ten sposób, jest opisany w polskim opisie patentowym numer 128044.There are known solutions of threshold systems detecting damage to the monitored monitored line. They are usually made of differential amplifiers and have high threshold stability. However, these are complex systems with a large number of transistors, and moreover, they cause a significant current flow in each state of the monitored line. The multi-threshold voltage discriminator created in this way is described in Polish Patent No. 128044.

Znany jest również prostszy w budowie dyskryminator napięcia, składający się ze źródła napięć progowych, dwóch diod i dwóch tranzystorów. Baza jednego tranzystora jest połączona ze źródłem napięć progowych, a jego emiter jest połączony, poprzez diodę z wejściem dyskryminatora. Emiter drugiego tranzystora jest połączony ze źródłem napięć progowych, a jego baza jest dołączona, poprzez drugą diodę, do wejścia dyskryminatora. Kolektory obydwu tranzystorów są połączone z wyjściem dyskryminatora. Diody są dołączone do wyjścia dyskryminatora jedna katodą, a druga anodą. Dyskryminator ten ma szereg wad. Wskutek sumowania się napięcia baza-emiter tranzystora z napięciem przewodzenia diody, przyłączonej do tego tranzystora, występuje duży wpływ temperatury na wartości progowe kontrolowanej linii dozorowanej. Ponadto układ ten powoduje znaczny przepływ prądu właśnie w czasie sygnalizowania uszkodzenia.There is also known a voltage discriminator that is simpler in construction, consisting of a source of threshold voltages, two diodes and two transistors. The base of one transistor is connected to a source of the threshold voltage, and its emitter is connected, via a diode, to the input of the discriminator. The emitter of the second transistor is connected to a source of the threshold voltages and its base is connected, via a second diode, to the input of the discriminator. The collectors of both transistors are connected to the output of the discriminator. The diodes are connected to the discriminator output, one with the cathode and the other with the anode. This discriminator has several disadvantages. As a result of the summation of the base-emitter voltage of the transistor with the forward voltage of the diode connected to this transistor, there is a large influence of temperature on the threshold values of the monitored line. Moreover, this system causes a significant current flow just when the fault is signaled.

Znane rozwiązanie, bazujące na przerzutnikach, jest utworzone w oparciu o układy tranzystorów o jednakowym bądź przeciwnym typie przewodnictwa. Do układów z tranzystorami o jednakowym typie przewodnictwa należy między innymi przerzutnik Schmitta. W przerzutniku tym tranzystory są połączone emiterami, dzięki czemu na wspólnym rezystorze emiterowym uzyskuje się dodatnie sprzężenie zwrotne. Do prawidłowej pracy przerzutnika są wymagane dwa napięcia zasilania. Jedno z tych napięć jest napięciem mierzonym i ulega ono zmianom. Drugie z tych napięć jest napięciem zasilania i w zasadzie jest stabilizowane, po to aby progi zadziałania przerzutnika były stałe. W tym układzie uzyskuje się pętlę histerezy o dowolnej wartości, lecz wymaga on dwóch napięć zasilających.The known solution based on flip-flops is based on transistor circuits of the same or opposite type of conductivity. The systems with transistors of the same type of conductivity include the Schmitt trigger, among others. In this flip-flop, the transistors are connected by emitters, thanks to which positive feedback is obtained on a common emitter resistor. Two supply voltages are required for the correct operation of the trigger. One of these voltages is the measured voltage and it changes. The second of these voltages is the supply voltage and is basically stabilized so that the trigger thresholds are constant. This system produces a hysteresis loop of any value, but requires two supply voltages.

W układzie z tranzystorami o odmiennym typie przewodnictwa stosuje się przerzutnik bistabilny. Dodatnie sprzężenie zwrotne jest zrealizowane poprzez sprzężenie kolektora tranzystora typu PNP z bazą tranzystora typu NPN za pomocą rezystora. W przerzutniku tego typu są wymagane również dwa napięcia zasilania. Jedno z tych napięć służy do zmiany stanu przerzutnika. W układzie tym nie udaje się uzyskać wąskiej pętli histerezy.In a system with transistors of a different type of conductivity, a bistable trigger is used. Positive feedback is realized by coupling the collector of the PNP type transistor with the base of the NPN type transistor through a resistor. This type of flip-flop also requires two supply voltages. One of these voltages is used to change the state of the trigger. This system fails to achieve a narrow hysteresis loop.

Znany jest ponadto dyskryminator okienkowy zbudowany w oparciu o dwa komparatory napięcia z histerezą progu górnego i progu dolnego. Przykład takiego układu jest podany w książce „Liniowe układy scalone i ich stosowanie, Z. Kulka, M. Nadachowski, WKiŁ, Warszawa 1974. Histerezę układu uzyskuje się poprzez dodatnie sprzężenie zwrotne, zrealizowane poprzez rezystory włączone pomiędzy wyjście komparatorów', a ich wejście nieodwracające. Na wejście nieodwracające jednego z komparatorów oraz na wejście odwracające drugiego komparatora jest podany sygnał wejściowy. Wartość względnej strefy histerezy w tym układzie jest zależna od nastawionych progów dyskryminacji i maleje ona z ich wzrostem.Moreover, a window discriminator is known based on two voltage comparators with hysteresis of the upper threshold and the lower threshold. An example of such a system is given in the book "Linear integrated circuits and their application, Z. Kulka, M. Nadachowski, WKiŁ, Warsaw 1974. The hysteresis of the system is obtained through positive feedback, realized by resistors connected between the output of the comparators, and their non-inverting input . An input signal is applied to the non-inverting input of one comparator and to the inverting input of the other comparator. The value of the relative hysteresis zone in this system depends on the set discrimination thresholds and it decreases with their increase.

Znany jest z polskiego opisu patentowego numer 88 356 elektroniczny komparator sygnałów alarmowych z nastawną strefą histerezy, w którym zastosowano sterowane źródło prądu, umieszczone w obwodzie sprzężenia zwrotnego wzmacniacza operacyjnego. Sterowane źródło prądu dostarcza, w zależności od stanu wyjścia wzmacniacza operacyjnego, określoną wartość prądu, niezależną od wartości napięcia na wyjściu tego wzmacniacza. W oparciu o dwa takie komparatory buduje się dyskryminator okienkowy, w którym rolę rezystorów dodatniego sprzężenia zwrotnego spełniają źródła prądowe.There is known from the Polish patent specification No. 88 356 an electronic comparator of alarm signals with an adjustable hysteresis zone, which uses a controlled current source, placed in the feedback circuit of the operational amplifier. The controlled current source supplies, depending on the state of the operational amplifier's output, a predetermined current value independent of the voltage at the output of this amplifier. On the basis of two such comparators, a window discriminator is constructed, in which current sources play the role of positive feedback resistors.

Znany jest z polskiego opisu patentowego numer 141 511 dwuprogowy dyskryminator napięcia, w którym baza jednego tranzystora typu PNP i emiter drugiego tranzystora typu PNP są dołączone do źródła napięć prądowych. Kolektor drugiego tranzystora i emiter pierwszego tranzystora są połączone ze sobą poprzez ogranicznik prądu. Do bazy drugiego tranzystora jest dołą4A two-threshold voltage discriminator is known from the Polish patent specification No. 141 511, in which the base of one PNP transistor and the emitter of the other PNP transistor are connected to a source of current voltages. The collector of the second transistor and the emitter of the first transistor are connected to each other through a current limiter. The base of the second transistor is down 4

156 229 czone źródło prądu polaryzacji. Ponadto baza drugiego tranzystora jest połączona z katodą jednej diody półprzewodnikowej, przy tym anoda tej diody jest połączona z wejściem dyskryminatora. Natomiast emiter pierwszego tranzystora jest połączony z anodą drugiej diody półprzewodnikowej, której katoda jest połączona również z wejściem dyskryminatora. W rozwiązaniu takim napięcie baza-emiter jest kompensowane napięciem diody przyłączonej do tranzystora, co stwarza stabilną pracę dyskryminatora w szerokim zakresie temperatur. Rozwiązanie to zapewnia nadto minimalny pobór prądu podczas zwarcia w kontrolowanej linii dozorowej.156 229 combined bias current source. Moreover, the base of the second transistor is connected to the cathode of one semiconductor diode, the anode of this diode being connected to the input of the discriminator. In contrast, the emitter of the first transistor is connected to the anode of the second semiconductor diode, the cathode of which is also connected to the input of the discriminator. In such a solution, the base-emitter voltage is compensated by the voltage of the diode connected to the transistor, which ensures stable operation of the discriminator in a wide temperature range. Moreover, this solution ensures minimal current consumption during a short-circuit in the monitored detection line.

Znany jest z polskiego opisu patentowego numer 136261 układ progowy, w którym emiter pierwszego tranzystora typu PNP jest połączony z pierwszym zaciskiem źródła napięcia, a kolektor tego tranzystora jest połączony, poprzez pierwszy rezystor, z bazą drugiego tranzystora typu NPN, przy czym emiter pierwszego rezystora jest połączony ponadto z pierwszą końcówką drugiego rezystora i z pierwszą końcówką trzeciego rezystora. Baza pierwszego tranzystora jest połączona z drugą końcówką trzeciego rezystora i z katodą diody Zenera. Anoda diody Zenera jest połączona z drugą końcówką drugiego rezystora, z pierwszą końcówką czwartego rezystora i z pierwszą końcówką piątego rezystora, przy czym druga końcówka czwartego rezystora jest połączona z drugim zaciskiem źródła napięcia, z emiterem drugiego tranzystora i z pierwszą końcówką szóstego rezystora. Kolektor drugiego tranzystora jest połączony z drugą końcówką piątego rezystora, a baza tego tranzystora jest połączona z drugą końcówką szóstego rezystora.A threshold circuit is known from Polish patent specification No. 136261, in which the emitter of the first PNP transistor is connected to the first terminal of the voltage source, and the collector of this transistor is connected, through the first resistor, to the base of the second NPN transistor, the emitter of the first resistor being further connected to the first terminal of the second resistor and to the first terminal of the third resistor. The base of the first transistor is connected to the second terminal of the third resistor and to the cathode of the zener diode. The anode of the zener diode is connected to the second terminal of the second resistor, to the first terminal of the fourth resistor, and to the first terminal of the fifth resistor, the second terminal of the fourth resistor being connected to the second terminal of the voltage source, the emitter of the second transistor, and the first terminal of the sixth resistor. The collector of the second transistor is connected to the second terminal of the fifth resistor, and the base of this transistor is connected to the other terminal of the sixth resistor.

Układ progowy umożliwią osiągnięcie pętli histerezy o szerokości poniżej 0,2 V. W układzie tym napięcie wejściowe jest równocześnie napięciem zasilającym, co oznacza możliwość wykorzystania tylko jednego źródła napięcia. Progi przełączania zależą tylko od wartości zastosowanych elementów.The threshold circuit will make it possible to achieve a hysteresis loop with a width of less than 0.2 V. In this system, the input voltage is also the supply voltage, which means that only one voltage source can be used. The switching thresholds depend only on the values of the components used.

Dyskryminator okienkowy, utworzony z czterech tranzystorów bipolarnych i pierwszego rezystora, przy tym baza pierwszego tranzystora typu NPN jest połączona ze źródłem napięcia odniesienia, a baza drugiego tranzystora typu PNP jest połączona ze źródłem napięcia sygnału, charakteryzuje się tym, że tranzystory bipolarne pierwszy i trzeci tworzą jedną parę o przewodnictwie NPN, zaś tranzystory bipolarne drugi i czwarty tworzą drugą parę o przewodnictwie PNP. Emitery tranzystorów typu NPN pierwszego i trzeciego są połączone z pierwszą końcówkę pierwszego rezystora, a emitery tranzystorów typu PNP drugiego i czwartego są połączone z drugą końcówką pierwszego rezystora. Kolektory tranzystorów typu PNP drugiego i czwartego są połączone z ujemnym biegunem źródła napięcia zasilania i tworzą pierwsze wyjście prądowe, wyprowadzające sygnał prądowy ujemny. Kolektory tranzystorów typu NPN pierwszego i trzeciego są połączone z dodatnim biegunem źródła napięcia zasilania i tworzą drugie wyjście prądowe, wyprowadzające sygnał prądowy dodatni.A window discriminator made up of four bipolar transistors and a first resistor, the base of the first NPN type transistor being connected to a reference voltage source, and the base of the second PNP type transistor connected to a signal voltage source, characterized in that the first and third bipolar transistors form one pair with NPN conductivity, and the second and fourth bipolar transistors form a second pair with PNP conductivity. The emitters of the first and third NPN type transistors are connected to the first terminal of the first resistor, and the emitters of the second and fourth PNP type transistors are connected to the second terminal of the first resistor. The collectors of the second and fourth PNP transistors are connected to the negative pole of the supply voltage source and form the first current output, outputting a negative current signal. The collectors of the first and third NPN transistors are connected to the positive pole of the supply voltage source and form a second current output that outputs a positive current signal.

Odmianami podstawowego dyskryminatora okienkowego są przedstawione na fig. 3, fig. 2 i fig. 4 układy. Kolektory tranzystorów typu PNP drugiego i czwartego są połączone z ujemnym biegunem źródła napięcia zasilania, poprzez drugi rezystor, i tworzą pierwsze wyjście napięciowe, wyprowadzające sygnał napięciowy ujemny.The arrangements shown in Fig. 3, Fig. 2 and Fig. 4 are variations of the primary window discriminator. The collectors of the second and fourth PNP transistors are connected to the negative pole of the supply voltage source through a second resistor to form a first voltage output, outputting a negative voltage signal.

Kolektory tranzystorów typu NPN pierwszego i trzeciego są połączone z dodatnim biegunem źródła napięcia zasilania, poprzez trzeci rezystor, i tworzą drugie wyjście napięciowe, wyprowadzające sygnał napięciowy dodatni.The collectors of the first and third NPN transistors are connected to the positive pole of the supply voltage source through the third resistor and form a second voltage output for a positive voltage signal.

Kolektory tranzystorów typu PNP drugiego i czwartego są połączone z ujemnym biegunem źródła napięcia zasilania, poprzez drugi rezystor, i tworzą pierwsze wyjście napięciowe, wyprowadzające sygnał napięciowy ujemny, natomiast kolektory tranzystorów typu NPN pierwszego i trzeciego są połączone z dodatnim biegunem źródła napięcia zasilania, poprz.ez trzeci rezystor, i tworzą drugie wyjście napięciowe, wyprowadzające sygnał napięciowy dodatni.The collectors of the second and fourth PNP type transistors are connected to the negative pole of the supply voltage source through the second resistor and form the first voltage output, outputting a negative voltage signal, while the collectors of the first and third NPN transistors are connected to the positive pole of the supply voltage source, trans. e with the third resistor, and form a second voltage output, giving a positive voltage signal.

Alternatywny dyskryminator okienkowy, utworzony z czterech tranzystorów bipolarnych, przy tym baza pierwszego tranzystora typu NPN jest połączona ze źródłem napięcia odniesienia, a baza drugiego tranzystora typu PNP jest połączona ze źródłem napięcia sygnału, charakteryzuje się tym, że tranzystory bipolarne pierwszy i trzeci tworzą parę o przewodnictwie NPN, zaś tranzystory bipolarne drugi i czwarty tworzą parę o przewodnictwie PNP. Emitery tranzystorów typu NPN pierwszego i trzeciego są połączone z emiterami tranzystorów typu PNP drugiego i czwartego. Kolektory tranzystorów typu PNP drugiego i czwartego są połączone z ujemnym biegunem źródła napięcia zasilania i tworzą pierwsze wyjście prądowe, wyprowadzające sygnał prądowy ujemny.An alternative window discriminator made of four bipolar transistors, the base of the first NPN type transistor is connected to the reference voltage source, and the base of the second PNP type transistor is connected to the signal voltage source, characterized in that the first and third bipolar transistors form a pair of NPN conductivity, while the second and fourth bipolar transistors form a pair with PNP conductivity. The emitters of the first and third NPN transistors are connected to the emitters of the second and fourth PNP transistors. The collectors of the second and fourth PNP transistors are connected to the negative pole of the supply voltage source and form the first current output, outputting a negative current signal.

156 229156 229

Kolektory tranzystorów typu NPN pierwszego i trzeciego są połączone z dodatnim biegunem źródła napięcia zasilania i tworzą drugie wyjście prądowe, wyprowadzające sygnał prądowy dodatni.The collectors of the first and third NPN transistors are connected to the positive pole of the supply voltage source and form a second current output that outputs a positive current signal.

Odmianami alternatywnego dyskryminatora okienkowego są przedstawione na fig. 6, fig. 7 i fig. 8 układy.The arrangements shown in Figs. 6, 7 and 8 are variations on the alternative window discriminator.

Kolektory tranzystorów typu PNP drugiego i czwartego są połączone z ujemnym biegunem źródła napięcia zasilania i tworzą pierwsze wyjście napięciowe, wyprowadzające sygnał napięciowy ujemny.The collectors of the second and fourth PNP transistors are connected to the negative pole of the supply voltage source and form the first voltage output, outputting a negative voltage signal.

Kolektory tranzystorów typu PNP drugiego i czwartego są połączone z ujemnym biegunem źródła napięcia zasilania, poprzez drugi rezystor, i tworzą pierwsze wyjście napięciowe, wyprowadzające sygnał napięciowy ujemny, natomiast kolektory tranzystorów typu NPN pierwszego i trzeciego są połączone z dodatnim biegunem źródła napięcia zasilania, poprzez trzeci rezystor, i tworzą drugie wyjście napięciowe, wyprowadzające sygnał napięciowy dodatni.The collectors of the second and fourth PNP transistors are connected to the negative pole of the supply voltage source, through the second resistor, and form the first voltage output, giving a negative voltage signal, while the collectors of the first and third NPN transistors are connected to the positive pole of the supply voltage source through the third resistor, and form a second voltage output, giving a positive voltage signal.

Dyskryminatory okienkowe według wynalazku mają tę zaletę, że w czasie czuwania, to jest gdy napięcie sygnału jest zawarte w przedziale zmian napięcia progów, nie pobierają prądu, oraz jako takie nie mają histerezy, gdy współpracują z układami, do których są przewidziane.The window discriminators according to the invention have the advantage that during standby, i.e. when the signal voltage is within the threshold voltage variation range, they do not consume any current and as such have no hysteresis when associated with the circuits for which they are provided.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy podstawowego układu dyskryminatora okienkowego z dwoma wyjściami prądowymi, mającego w swojej konfiguracji rezystor ograniczający prąd, fig. 2 - ten sam układ dyskryminatora, ale z pierwszym wyjściem prądowym i z drugim wyjściem napięciowym, fig. 3 - ten sam układ dyskryminatora, ale z pierwszym wyjściem napięciowym i z drugim wyjściem prądowym, fig. 4 ten sam układ dyskryminatora, ale z obydwoma wyjściami napięciowymi, fig. 5 - podstawowy układ alternatywnego dyskryminatora okienkowego z dwoma wyjściami prądowymi, nie mającego rezystora, fig. 6 - ten sam układ alternatywnego dyskryminatora, ale z pierwszym wyjściem prądowym i drugim wyjściem napięciowym, fig. 7 - ten sam układ alternatywnego dyskryminatora, ale z pierwszym wyjściem napięciowym i drugim wyjściem prądowym, a fig. 8 - ten sam układ alternatywnego dyskryminatora, ale z dwoma wyjściami napięciowymi.The subject of the invention is illustrated in the drawing, in which Fig. 1 is a schematic diagram of a basic window discriminator circuit with two current outputs having a current limiting resistor in its configuration, Fig. 2 - the same discriminator circuit, but with a first current output and a second voltage output. Fig. 3 the same discriminator circuit but with the first voltage output and the second current output; Fig. 4 the same discriminator circuit but with both voltage outputs; Fig. 5 the basic alternative window discriminator circuit with two current outputs, not having Fig. 6 the same alternate discriminator circuit but with the first current output and the second voltage output, Fig. 7 the same alternate discriminator circuit but with the first voltage output and the second current output, and Fig. 8 the same circuit an alternative discriminator, but with two voltage outputs.

Podstawowy układ dyskryminatora okienkowego jest utworzony z czterech tranzystorów bipolarnych Tl, T2, T3, T4 i pierwszego rezystora Rl, połączonych następująco. Baza pierwszego tranzystora typu NPN Tl jest połączona ze źródłem napięcia odniesienia U odn i z bazą czwartego tranzystora typu PNP T4, przy czym źródło napięcia odniesienia U odn jest pierwszym napięciem wyjściowym na przykład czujnika alarmowego, nie przedstawionego na rysunku. Baza drugiego tranzystora typu PNP T2 jest połączona ze źródłem napięcia sygnału Us i z bazą trzeciego tranzystora typu NPN T3, przy czym źródło napięcia sygnału Us stanowi drugie napięcie wyjściowe czujnika alarmowego. Emiter pierwszego tranzystora Tl jest połączony z emiterem trzeciego tranzystora T3 i z pierwszą końcówką pierwszego rezystora Rl, które to tranzystory Tl, T3 tworzą pierwszą parę o typie przewodnictwa NPN. Emiter drugiego tranzystora T2 jest połączony z emiterem czwartego tranzystora T4 i z drugą końcówką pierwszego rezystora Rl, przy czym tranzystory T2, T4,te tworzą drugą parę o typie przewodnictwa PNP. Kolektor drugiego tranzystora T2 jest połączony z kolektorem czwartego tranzystora T4 i stanowią łącznie pierwsze wyjście prądowe Wypl podstawowego układu dyskryminatora, wyprowadzające sygnał prądowy ujemny -Ipl. Kolektor pierwszego tranzystora Tl, jest połączony z kolektorem trzeciego tranzystora T3 i stanowią łącznie drugie wyjście prądowe Wyp2 podstawowego układu dyskryminatora, wyprowadzające sygnał prądowy dodatni + Ip2. Pierwsze wyjście prądowe Wypl jest połączone z ujemnym biegunem -U źródła napięcia zasilania, a drugie wyjście prądowe Wyp2 jest połączone z dodatnim biegunem +U tego źródła. Pierwszy rezystor Rl, włączony pomiędzy emitery pierwszej pary tranzystorów Tl, T3 i emitery drugiej pary tranzystorów T2, T4, ogranicza prąd płynący przez dyskryminator okienkowy. Wartość rezystancji tego rezystora Rl może być równa zeru lub większa od zera, przy czym w pierwszym przypadku układ dyskryminatora okienkowego przybiera postać rozwiązania alternatywnego. Napięcie okienka jest równe podwojonej wartości napięcia baza-emiter tranzystora bipolarnego. Napięcie odniesienia Uodn i napięcie sygnału Us mogą przyjmo6 156 229 wać dowolne wartości, leżące w przedziale od ujemnej wartości napięcia zasilania do dodatniej wartości napięcia zasilania.The basic window discriminator circuit is formed of four bipolar transistors T1, T2, T3, T4 and a first resistor R1 connected as follows. The base of the first NPN transistor T1 is connected to a source of reference voltage U ref and to the base of a fourth PNP transistor T4, the source of reference voltage U ref being the first output voltage of e.g. an alarm sensor, not shown. The base of the second PNP transistor T2 is connected to a signal voltage source Us and to the base of the third NPN transistor T3, the signal voltage source Us being the second alarm sensor output voltage. The emitter of the first transistor T1 is connected to the emitter of the third transistor T3 and to the first terminal of the first resistor R1, the transistors T1, T3 forming a first pair of NPN conductivity. The emitter of the second transistor T2 is connected to the emitter of the fourth transistor T4 and to the second terminal of the first resistor R1, with the transistors T2, T4 being a second pair of PNP conductivity type. The collector of the second transistor T2 is connected to the collector of the fourth transistor T4 and together constitute the first current output Wypl of the basic discriminator circuit, outputting a negative current signal -Ipl. The collector of the first transistor, T1, is connected to the collector of the third transistor T3 and together constitute the second current output Wyp2 of the basic discriminator circuit, outputting a positive current signal + Ip2. The first current output Wypl is connected to the negative pole -U of the supply voltage source, and the second current output Wypl is connected to the positive + U pole of this source. The first resistor R1, connected between the emitters of the first pair of transistors T1, T3 and the emitters of the second pair of transistors T2, T4, limits the current through the window discriminator. The resistance value of this resistor R1 may be zero or greater than zero, in the first case the window discriminator arrangement takes the form of an alternative solution. The window voltage is twice the base-emitter voltage of the bipolar transistor. The reference voltage Uodn and the signal voltage Us can take any value ranging from a negative value of the supply voltage to a positive value of the supply voltage.

W zależności od sposobu podłączenia obciążenia do wyjść Wypl, Wyp2 dyskryminatora okienkowego, można uzyskać z podstawowego układu tego dyskryminatora trzy dodatkowe układy, spełniające różne funkcje.Depending on the way the load is connected to the outputs Wypl, Wyp2 of the window discriminator, three additional circuits can be obtained from the basic circuit of this discriminator, fulfilling different functions.

W pierwszym przypadku, to jest gdy kolektory tranzystorów typu NPN Tl, T3 są podłączone do dodatniego bieguna + U źródła napięcia zasilania poprzez trzeci rezystor R3, zaś kolektory tranzystorów typu PNP T2, T4 są podłączone do ujemnego bieguna -U źródła napięcia zasilania, uzyskuje się dyskryminator okienkowy z pierwszym wyjściem prądowym Wypl, wyprowadzającym sygnał prądowy ujemny -Ipl, oraz z drugim wyjściem napięciowym Wyn2, wyprowadzającym sygnał napięciowy dodatni + Usn2.In the first case, i.e. when the collectors of NPN transistors T1, T3 are connected to the positive pole + U of the supply voltage source through the third resistor R3, and the collectors of PNP transistors T2, T4 are connected to the negative pole -U of the supply voltage source, A window discriminator with a first current output Wypl, outputting a negative current signal -Ipl, and a second voltage output Wyp2, outputting a positive voltage signal + Usn2.

W drugim przypadku, to jest gdy kolektory tranzystorów typu NPN Tl, T3 są podłączone bezpośrednio do dodatniego bieguna + U źródła napięcia zasilania, a kolektory tranzystorów typu PNP T2, T4 są podłączone do ujemnego bieguna -U źródła napięcia zasilania poprzez drugi rezystor R2, uzyskuje się dyskryminator okienkowy z pierwszym wyjściem napięciowym Wynl, wyprowadzającym sygnał napięciowy ujemny -Usnl, oraz z drugim wyjściem prądowym Wyp2, wyprowadzającym sygnał prądowy dodatni + Ip2.In the second case, that is, when the collectors of NPN transistors Tl, T3 are connected directly to the positive pole + U of the supply voltage source, and the collectors of PNP transistors T2, T4 are connected to the negative pole -U of the supply voltage through the second resistor R2, obtain There is a window discriminator with a first voltage output Wyn1, outputting a negative voltage signal -Usnl, and with a second current output Wyp2, outputting a positive current signal + Ip2.

W trzecim przypadku, to jest gdy kolektory tranzystorów typu PNP T2, T4 są podłączone do ujemnego bieguna -U źródła napięcia zasilania poprzez drugi rezystor R2, a kolektory tranzystorów typu NPN Tl, T3 są podłączone do dodatniego bieguna + U źródła napięcia zasilania poprzez trzeci rezystor R3, uzyskuje się dyskryminator okienkowy z pierwszym wyjściem napięciowym Wynl, wyprowadzającym sygnał napięciowy ujemny -Usnl, oraz z drugim wyjściem napięciowym Wyn2, wyprowadzającym sygnał napięciowy dodatni + Usn2.In the third case, that is, when the collectors of PNP T2, T4 transistors are connected to the negative pole -U of the supply voltage source through the second resistor R2, and the collectors of NPN transistors T1, T3 are connected to the positive pole + U of the supply voltage source through the third resistor. R3, a window discriminator is obtained with a first voltage output Wyn1 outputting a negative voltage signal -Usn1 and a second voltage output Wyn2 outputting a positive voltage signal + Usn2.

Podstawowy układ alternatywnego dyskryminatora okienkowego jest utworzony następująco. Baza pierwszego tranzystora typu NPN Tl jest połączona ze źródłem napięcia odniesienia U odn i z bazą czwartego tranzystora typu PNP T4. Baza drugiego tranzystora typu PNP T2 jest połączona ze źródłem napięcia sygnału Us i z bazą trzeciego tranzystora typu NPN T3. Emitery tranzystorów Tl, T3 pierwszego i trzeciego są połączone z emiterami tranzystorów T2, T4 drugiego i czwartego. Kolektory tranzystorów Tl, T3 pierwszego i trzeciego są połączone ze sobą i stanowią łącznie drugie wyjście prądowe W'yp2 wyprowadzające sygnał prądowy dodatni + I'p2. Kolektory tranzystorów T2, T4 drugiego i czwartego są połączone ze sobą i stanowią łącznie pierwsze wyjście prądowe W'ypl, wyprowadzające sygnał prądowy ujemny -I'pl. Pierwsze wyjście prądowe W'ypl jest połączone z ujemnym biegunem -U źródła napięcia zasilania, a drugie wyjście prądowe W'yp2 jest połączone z dodatnim biegunem + U źródła napięcia zasilania. Napięcie okienka jest równe podwojonej wartości napięcia baza-emiter tranzystora bipolarnego. Napięcie odniesienia U odn i napięcie sygnału Us mogą przyjmować, podobnie jak to ma miejsce w przypadku podsta wowego układu dyskryminatora okienkowego, dowolne wartości leżące w przedziale od ujemnej wartości napięcia zasilania do dodatniej wartości napięcia zasilania.The basic layout of the alternate window discriminator is formed as follows. The base of the first NPN transistor T1 is connected to the reference voltage source U ref and to the base of the fourth PNP transistor T4. The base of the second PNP type transistor T2 is connected to the signal voltage source Us and to the base of the third NPN type transistor T3. The emitters of the first and third transistors T1, T3 are connected to the emitters of the second and fourth transistors T2, T4. The collectors of the first and third transistors T1, T3 are connected to each other and together constitute the second current output W'yp2 for a positive current signal + I'p2. The collectors of the second and fourth transistors T2, T4 are connected to each other and together constitute the first current output W'ypl, which outputs a negative current signal -I'pl. The first current output W'ypl is connected to the negative pole -U of the supply voltage source and the second current output W'yp2 is connected to the positive + U pole of the supply voltage source. The window voltage is twice the base-emitter voltage of the bipolar transistor. The reference voltage U ref and the signal voltage Us can assume, as is the case with the basic window discriminator system, any value ranging from negative supply voltage to positive supply voltage.

W zależności od sposobu podłączenia obciążenia do wyjść prądowych W'ypl, W'yp2 alternatywnego dyskryminatora okienkowego można uzyskać z tego dyskryminatora trzy dodatkowe układy, spełniające różne funkcje.Depending on the way the load is connected to the current outputs W'ypl, W'yp2 of the alternative window discriminator, three additional circuits fulfilling different functions can be obtained from this discriminator.

W pierwszym przypadku, to jest gdy kolektory tranzystorów Tl, T3 pierwszego i trzeciego są podłączone do dodatniego bieguna + U źródła napięcia zasilania poprzez trzeci rezystor R3, zaś kolektory tranzystorów T2, T4 drugiego i czwartego są podłączone bezpośrednio do ujemnego bieguna -U źródła napięcia zasilania, uzyskuje się alternatywny dyskryminator okienkowy z pierwszym wyjściem prądowym W'ypl, wyprowadzającym sygnał prądowy ujemny -I'pl, oraz z drugim wyjściem napięciowym W'yp2, wyprowadzającym sygnał napięciowy dodatni +U'sn2.In the first case, that is, when the collectors of the first and third transistors T1, T3 are connected to the positive pole + U of the supply voltage source through the third resistor R3, and the collectors of transistors T2, T4 of the second and fourth are connected directly to the negative pole -U of the supply voltage source , an alternative window discriminator is obtained with a first current output W'ypl, outputting a negative current signal -I'pl, and a second voltage output W'yp2, outputting a positive voltage signal + U'sn2.

W drugim przypadku, to jest gdy kolektory tranzystorów Tl, T3 pierwszego i trzeciego są podłączone bezpośrednio do dodatniego bieguna +U źródła napięcia zasilania, a kolektory tranzystorów T2, T4 drugiego i czwartego są podłączone do ujemnego bieguna -U źródła napięcia zasilania poprzez drugi rezystor R2, uzyskuje się alternatywny dyskryminator okienkowy z pierwszym wyjściem napięciowym W'ypl, wyprowadzającym sygnał napięciowy ujemny -U'snl, oraz z drugim wyjściem prądowym W'yp2, wyprowadzającym sygnał prądowy dodatni + I'p2.In the second case, that is, when the collectors of the first and third transistors T1, T3 are connected directly to the positive pole + U of the supply voltage source, and the collectors of transistors T2, T4 of the second and fourth are connected to the negative pole -U of the supply voltage source through the second resistor R2 , an alternative window discriminator is obtained with a first voltage output W'ypl, outputting a negative voltage signal -U'sn1, and a second current output W'yp2, outputting a positive current signal + I'p2.

156 229156 229

ΊΊ

W trzecim przypadku, to jest gdy kolektory tranzystorów T2, T4 drugiego i czwartego są podłączone do ujemnego bieguna -U źródła napięcia zasilania poprzez drugi rezystor R2, a kolektory tranzystorów Tl, T3 pierwszego i trzeciego są podłączone do dodatniego bieguna + U źródła napięcia zasilania poprzez trzeci rezystor R3, uzyskuje się alternatywny dyskryminator okienkowy z pierwszym wyjściem napięciowym W'ynl wyprowadzającymi sygnał napięciowy ujemny -U'snl, oraz z drugim wyjściem napięciowym W'yn2 wyprowadzającym sygnał napięciowy dodatni +U'sn2.In the third case, that is, the collectors of the second and fourth transistors T2, T4 are connected to the negative pole -U of the supply voltage source via the second resistor R2, and the collectors of the transistors T1, T3 of the first and third are connected to the positive pole + U of the supply voltage source via a third resistor R3, an alternative window discriminator is obtained with a first voltage output W'ynl outputting a negative voltage signal -U'sn1, and a second voltage output W'yn2 outputting a positive voltage signal + U'sn2.

W przypadku cbydwu podstawowych układów dyskryminatorów okienkowych, to znaczy o wyjściach prądowych Wypl, Wyp2 oraz W'ypl, W'yp2 obciążeniem tych dyskryminatorów jest impedancja wewnętrzna źródła napięcia zasilania, gdyż dyskryminatory te pracują na zwarcie tego źródła, co jest sygnalizowane jako uszkodzenie kontrolowanej linii dozorowanej w czujnikach systemów alarmowych. Jeżeli napięcie sygnału Us jest zawarte w przedziale zmian napięcia, określonym napięciem odniesienia U odn pomniejszonym o dwie wartości napięcia baza-emiter oraz napięciem odniesienia U odn powiększonym o dwie wartości napięcia baza-emiter tranzystorów bipolarnych, to przez układ dyskryminatora okienkowego praktycznie nie płynie prąd, oczywiście poza niewielkim prądem upływu tranzystorów Tl, T2, T3 i T4.In the case of two basic systems of window discriminators, i.e. with current outputs Wypl, Wyp2 and W'ypl, W'yp2, the load of these discriminators is the internal impedance of the supply voltage, because these discriminators work on short-circuit of this source, which is signaled as a damage to the controlled line supervised in sensors of alarm systems. If the signal voltage Us is contained within the range of voltage changes, the specified reference voltage U ref minus two values of the base-emitter voltage and the reference voltage U rend increased by two values of the base-emitter voltage of bipolar transistors, then practically no current flows through the window discriminator system, of course, except for the small leakage current of the transistors T1, T2, T3 and T4.

156 229156 229

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.Department of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 5,000.

Claims

Patent claims e

A window discriminator made up of four bipolar transistors and a first resistor, the base of the first transistor being connected to a reference voltage source and the base of the second transistor connected to a signal voltage source, characterized in that the first and third transistors (T1, T3) form one pair with NPN conductivity, and the second and fourth transistors (T2, T4) form a second pair with PNP conductivity, the emitters of the first and third NPN type transistors (T1, T3) are connected to the first terminal of the first resistor (R1), and the emitters of the second and fourth PNP type transistors (T2, T4) are connected to the second terminal of the first resistor (R1), and the collectors of the second and fourth PNP transistors (T2, T4) are connected to the negative pole (-U) of the supply voltage source and form the first current output (Wypl), which outputs a negative current signal (-Ipl), while the collectors of the first and third NPN transistors (Tl, T3) are connected to the positive bi egunem (+ U) of the supply voltage source and create a second current output (Wyp2), giving a positive current signal (+ Ip2).

2. The discriminator according to claim 2. The process of claim 1, characterized in that the collectors of the second and fourth PNP transistors (T2, T4) are connected to the negative pole (-U) of the supply voltage source through the second resistor (R2) and form the first voltage output (Wynl), outputting the negative voltage signal ( -Usnl).

3. The discriminator of claim The collectors of the first and third NPN transistors (Tl, T3) are connected to the positive pole (+ U) of the supply voltage source through the third resistor (R3) and form a second voltage output (Wyn2), which outputs a positive voltage signal ( + Usn2).

4. The discriminator of claim The collector of the second and fourth PNP transistors (T2, T4) are connected to the negative pole (-U) of the supply voltage source through the second resistor (R2) and form a first voltage output (Wynl), outputting the negative voltage signal ( -Usnl), while the collectors of the first and third NPN transistors (Tl, T3) are connected to the positive pole (+ U) of the supply voltage through the third resistor (R3) and form the second voltage output (Wyn2), which outputs a positive voltage signal (+ Usn2).

5. A window discriminator made up of four bipolar transistors, the base of the first transistor being connected to the reference voltage source, and the base of the second transistor connected to the signal voltage source, characterized in that the first and third transistors (T1, T3) form one pair with NPN conductivity, and the second and fourth transistors (T2, T4) form the second pair with PNP conductivity, the emitters of the first and third NPN transistors (Tl, T3) are connected to the emitters of the second and fourth PNP transistors (T2, T4) , while the collectors of the second and fourth PNP transistors (T2, T4) are connected to the negative pole (-U) of the supply voltage and form the first current output (W'upl), which outputs a negative current signal (-Γρ 1), while the collectors of the transistors of the NPN type (Tl, T3) of the first and third are connected to the positive pole (+ U) of the power supply voltage and form a second current output (W'yp2), giving the positive current signal and (+ I'p2).

6. The discriminator of claim 5. A method according to claim 5, characterized in that the collectors of the second and fourth PNP transistors (T2, T4) are connected to the negative pole (-U) of the supply voltage source and form the first voltage output (W'ynl), outputting a negative voltage signal (-U'snl ).

7. The discriminator of claim 1 5, characterized in that the collectors of the first and third NPN transistors (Tl, T3) are connected to the positive pole (+ U) of the supply voltage source through the third resistor (R3) and form a second voltage output (W'yn2), which outputs a voltage signal positive (+ U'sn2).

8. The discriminator of claim 5. A method according to claim 5, characterized in that the collectors of the second and fourth PNP transistors (T2, T4) are connected to the negative pole (-U) of the supply voltage source through the second resistor (R2) and form a first voltage output (W'ynl), outputting the negative voltage signal (-U'snl), while the collectors of the first and third NPN transistors (Tl, T3) are connected to the positive pole (+ U) of the supply voltage through the third resistor (R3) and form the second voltage output (W'yn2) , which outputs a positive voltage signal (iUj'sn2). '* * *