WO1998025346A1 - Contactless electronic switch - Google Patents

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WO1998025346A1
WO1998025346A1 PCT/DE1997/002762 DE9702762W WO9825346A1 WO 1998025346 A1 WO1998025346 A1 WO 1998025346A1 DE 9702762 W DE9702762 W DE 9702762W WO 9825346 A1 WO9825346 A1 WO 9825346A1
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PCT/DE1997/002762
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Manfred Schmitt
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • 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
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K17/952—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
    • H03K17/9537—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit
    • H03K17/9542—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit forming part of an oscillator
    • H03K17/9547—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit forming part of an oscillator with variable amplitude
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/1206—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/1231—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device the amplifier comprising one or more bipolar transistors

Definitions

  • the invention relates to an electronic, non-contact switching device with an externally controllable oscillator, which comprises an oscillating circuit composed of a coil and a capacitor, the coil having only two connections.
  • a generic switching device is known from DE 36 06 586 C2. This is a proximity switch of the high-frequency type with an oscillation circuit designed in such a way that the oscillation continues with small amplitudes even when an object to be detected has approached and the oscillation output signal has decreased.
  • the downstream electronics evaluate this effect and provide information about the switching status of the switching output as to whether a metal part is present or not.
  • the oscillator stages in question are usually designed as an inductive three-point circuit (Hartley circuit) or as a capacitive three-point circuit (Colpitts circuit). The latter variant is hardly used in inductive proximity switches, since two resonant circuit capacitors are required.
  • the invention is therefore based on the object of further developing an electronic, contactlessly operating switching device of the type mentioned above in such a way that simpler manufacture and safe assembly is made possible.
  • FIG. 1 shows a basic structure of a switching device according to the invention in a block structure
  • FIG. 2 shows the circuit of an oscillator contained in the proximity switch according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows an LC resonant circuit
  • FIG. 4 shows a negative resistor
  • FIG. 5 shows a circuit with a positive resistance
  • FIG. 6 shows a circuit with a negative resistance.
  • An electronic, contactlessly operating switching device 1 is usually composed of an oscillator 2, a switching amplifier 3 (Schmitt trigger) and a switching stage 4 according to FIG. 1.
  • the oscillator 2 is implemented by a circuit which contains an oscillating circuit which can be damped by the approach of an actuating element, with a capacitor K and a coil S having only two connections (see FIG. 2).
  • a real lossy resonant circuit can be covered by a negative resistor in such a way that it acts as an ideal lossless resonant circuit and, depending on the attenuation, acts with a constant oscillation amplitude or that the oscillation amplitude even increases exponentially, as far as the active circuit technically allows it.
  • This behavior can be derived from the equivalent circuit diagram for a passive resonant circuit according to FIG. 3. This has an ideal inductance L, an ideal capacitance C and an equivalent resistor R * connected in parallel for the coil and capacitor losses. If this passive LC arrangement according to FIG. 3 is connected in parallel with an active circuit which has the property of a negative resistance -R according to FIG. 4, the following relationship results from the formula of the complex conductance:
  • An ohmic, positive resistor has the property that when a positive voltage is applied according to FIG. 5, a current
  • FIG. 1 The technical implementation of a negative resistor for the construction of a corresponding oscillator circuit 2 is shown in FIG.
  • the resonant circuit consisting of the coil S and the capacitor K is connected between the two connection terminals I and 0.
  • the further circuit of the oscillator 2 essentially consists of two branches. The first
  • Branch comprises a first ohmic resistor R i; a first transistor Vi and a second transistor V 2 .
  • the second branch contains a second ohmic resistor R 2 , a third transistor V 3 , a fourth transistor V 4 and a fourth ohmic resistor R 4 .
  • the series circuit comprising the resistor R x , the collector-emitter path of the first transistor Vi and the collector-emitter path of the second transistor V 2 lies between a connection point 11 and the connection terminal I.
  • connection point 11 and a second connection point 12 is the series connection of the second ohmic resistor R 2 , the collector-emitter path of the third transistor V 3 , the collector-emitter path of the fourth transistor V 4 and finally the fourth ohmic resistor R. 4 , which as adjustable Resistance can be executed.
  • the connection point 12 is connected directly to the terminal 0 to the resonant circuit.
  • the base of the first transistor VI is connected to the base of the third transistor V 3 via a third connection point 13, and the base of the second transistor V 2 is connected to the base of the fourth transistor V 4 via a fourth connection point 14.
  • a third ohmic resistor R 3 lies between the two connection points 13 and 14.
  • a capacitance Ci lies between the connection points 11 and 12.
  • the circuit part between the connection points 11 and 12 is connected in series to a fifth ohmic resistor R 5 to the voltage supply U 0 .
  • the voltage supply U 0 is provided in the switching device according to FIG 1 by the switching amplifier 3.
  • the resistance R 4 has approximately the same voltage, since the base-emitter voltages of the two transistors V 2 and V 4 compensate each other. In this case, the same current flows through the resistor R 4 , via the collector-emitter path of the transistors V 3 and V 4 and the resistor R 2
  • the switching point adjustment can be carried out, for example, with the resistor R 4 .
  • the resistor R 3 generates the bias of the base-emitter paths of the individual transistors Vi, V 2 , V 3 and V 4 .
  • the resulting quiescent currents, ie the DC voltage operating point setting, and the voltage supply U 0 are not discussed in more detail here.
  • technically simple and temperature-stable oscillator stages, in particular for inductive proximity switches, can be realized.

Abstract

A switch contains an oscillator circuit (2) as shown in figure 1 with a negative resistance connected in parallel to the oscillating circuit (K, S), enabling the use of an oscillator coil (5) with only two connections. This oscillator coil (5) is relatively easier to manufacture than the tap-fitted coils generally used until now, and its function is not affected when the connections are mistakenly exchanged.

Description

Be s ehre ibungBe honored
Elektronisches, berührungslos arbeitendes SchaltgerätElectronic, non-contact switching device
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches, berührungslos arbeitendes Schaltgerät mit einem von außen beeinflußbaren Oszillator, der einen aus einer Spule und einem Kondensator zusammengesetzten Schwingkreis umfaßt, wobei die Spule lediglich zwei Anschlüse aufweist.The invention relates to an electronic, non-contact switching device with an externally controllable oscillator, which comprises an oscillating circuit composed of a coil and a capacitor, the coil having only two connections.
Ein gattungsgemäßes Schaltgerät ist aus der DE 36 06 586 C2 bekannt. Hier handelt es sich um einen Annäherungsschalter des Hochfrequenztyps mit einer derart ausgelegten Schwin- gungsschaltung, daß die Schwingung mit kleinen Amplituden auch dann weitergeht, wenn sich ein nachzuweisender Gegenstand genähert und das Schwingungsausgangssignal abgenommen hat.A generic switching device is known from DE 36 06 586 C2. This is a proximity switch of the high-frequency type with an oscillation circuit designed in such a way that the oscillation continues with small amplitudes even when an object to be detected has approached and the oscillation output signal has decreased.
Aus der Druckschrift "Datenbuch 1986 von Valvo, Titel: Hybrid-Schaltungen, Seite 25" ist die Schaltung eines induktiven NäherungsSchalters bekannt, dessen Funktionsprinzip auf der Bedämpfung eines LC-Schwingkreises beruht. Die Spule befindet sich üblicherweise in einem offenen Ferrit-Halbscha- lenkern. Im unbedämpften Zustand, d.h. wenn kein Metallteil im Streufeld als aktive Zone vorhanden ist, gilt für dieFrom the publication "Data book 1986 by Valvo, title: Hybrid circuits, page 25" the circuit of an inductive proximity switch is known, the principle of which is based on the damping of an LC resonant circuit. The coil is usually located in an open ferrite half-shell core. In the undamped state, i.e. if there is no metal part in the stray field as the active zone, applies to the
Oszillatorstufe K • V > 1 (K = Rückkopplungsfaktor, V = Verstärkungsfaktor des Oszillators) , so daß der Oszillator schwingt . Erreicht das Betätigungselement den vorgeschriebenen Abstand von der Sensorfläche, so wird durch die Wirbel- Stromverluste der LC-Schwingkreis bedämpft, d.h. K • V < 1, und die Schwingung reißt ab. Die nachgeschaltete Elektronik wertet diesen Effekt aus und stellt über den Schaltzustand des Schaltausgangs die Information zur Verfügung, ob ein Metallteil vorhanden ist oder nicht. Die hier in Rede stehenden Oszillatorstufen sind üblicherweise als induktive Dreipunktschaltung (Hartley-Schaltung) oder als kapazitive Dreipunktschaltung (Colpitts-Schaltung) ausgeführt. Letztere Variante kommt bei induktiven Näherungs- Schaltern kaum zum Einsatz, da zwei Schwingkreiskondensatoren benötigt werden.Oscillator stage K • V> 1 (K = feedback factor, V = amplification factor of the oscillator), so that the oscillator oscillates. If the actuating element reaches the prescribed distance from the sensor surface, the eddy current losses dampen the LC resonant circuit, ie K • V <1, and the oscillation ceases. The downstream electronics evaluate this effect and provide information about the switching status of the switching output as to whether a metal part is present or not. The oscillator stages in question are usually designed as an inductive three-point circuit (Hartley circuit) or as a capacitive three-point circuit (Colpitts circuit). The latter variant is hardly used in inductive proximity switches, since two resonant circuit capacitors are required.
Bei der Hartley-Schaltung ist es nötig, einen Teil der Spulenspannung über eine Anzapfung herauszuführen. Das bedeutet gegenüber einer einfachen Spule mit nur zwei Anschlüssen einen höheren fertigungstechnischen Aufwand. Zusätzlich besteht die Gefahr, daß bei einer Spule mit Anzapfung die drei Spulenanschlüsse bei der Montage vertauscht werden.With the Hartley circuit it is necessary to lead out part of the coil voltage via a tap. Compared to a simple coil with only two connections, this means higher production costs. In addition, there is a risk that the three coil connections are reversed during assembly in the case of a coil with a tap.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches, berührungslos arbeitendes Schaltgerät der obengenannten Art derart weiterzuentwickeln, daß eine einfachere Fertigung und gefahrlose Montage ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object of further developing an electronic, contactlessly operating switching device of the type mentioned above in such a way that simpler manufacture and safe assembly is made possible.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained below with reference to a drawing. Show it:
FIG 1 einen prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts in Blockstruktur, FIG 2 die Schaltung eines im Näherungsschalter gemäß FIG 1 enthaltenen Oszillators, FIG 3 einen LC-Schwingkreis, FIG 4 einen negativen Widerstand,1 shows a basic structure of a switching device according to the invention in a block structure, FIG. 2 shows the circuit of an oscillator contained in the proximity switch according to FIG. 1, FIG. 3 shows an LC resonant circuit, FIG. 4 shows a negative resistor,
FIG 5 einen Sromkreis mit positivem Widerstand und FIG 6 einen Stromkreis mit negativem Widerstand.5 shows a circuit with a positive resistance and FIG. 6 shows a circuit with a negative resistance.
Ein elektronisches, berührungslos arbeitendes Schaltgerät 1 ist üblicherweise aus einem Oszillator 2, einem Schaltverstärker 3 (Schmitt-Trigger) und einer Schaltstufe 4 gemäß FIG 1 zusammengesetzt. Erfindungsgemäß ist der Oszillator 2 durch eine Schaltung realisiert, die einen durch Annäherung eines Betätigungsele- ments bedämpfbaren Schwingkreis mit einem Kondensator K und einer lediglich zwei Anschlüsse aufweisenden Spule S enthält (siehe FIG 2) .An electronic, contactlessly operating switching device 1 is usually composed of an oscillator 2, a switching amplifier 3 (Schmitt trigger) and a switching stage 4 according to FIG. 1. According to the invention, the oscillator 2 is implemented by a circuit which contains an oscillating circuit which can be damped by the approach of an actuating element, with a capacitor K and a coil S having only two connections (see FIG. 2).
Ein realer verlustbehafteter Schwingkreis läßt sich durch einen negativen Widerstand derart beschälten, daß er nach außen als idealer verlustfreier Schwingkreis wirkt und je nach Entdämpfung mit konstanter Schwingamplitude wirkt bzw. daß die Schwingamplitude sogar exponentiell ansteigt, soweit es die aktive Schaltung technisch zuläßt. Dieses Verhalten läßt sich aus dem Ersatzschaltbild für einen passiven Schwingkreis gemäß FIG 3 ableiten. Dieser weist eine ideale Induktivität L, eine ideale Kapazität C und einen parallel geschalteten Ersatzwiderstand R* für die Spulen- und Kondensatorverluste auf. Wird dieser passiven LC-Anordnung gemäß FIG 3 eine aktive Schaltung parallel geschaltet, die die Eigenschaft eines negativen Widerstands -R gemäß FIG 4 besitzt, so ergibt sich nach der Formel des komplexen Leitwerts folgende Beziehung :A real lossy resonant circuit can be covered by a negative resistor in such a way that it acts as an ideal lossless resonant circuit and, depending on the attenuation, acts with a constant oscillation amplitude or that the oscillation amplitude even increases exponentially, as far as the active circuit technically allows it. This behavior can be derived from the equivalent circuit diagram for a passive resonant circuit according to FIG. 3. This has an ideal inductance L, an ideal capacitance C and an equivalent resistor R * connected in parallel for the coil and capacitor losses. If this passive LC arrangement according to FIG. 3 is connected in parallel with an active circuit which has the property of a negative resistance -R according to FIG. 4, the following relationship results from the formula of the complex conductance:
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Für R = R* ergibt sich ein idealer verlustfreier Schwingkreis mit konstanter Schwingamplitude. Für R* > R steigt die Schwingamplitude, wie bereits dargelegt, exponentiell an.For R = R *, there is an ideal loss-free oscillating circuit with a constant oscillation amplitude. For R *> R, the vibration amplitude increases exponentially, as already explained.
Ein ohmscher, positiver Widerstand hat die Eigenschaft, daß bei Anlegen einer positiven Spannung gemäß FIG 5 ein StromAn ohmic, positive resistor has the property that when a positive voltage is applied according to FIG. 5, a current
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in den Widerstand R hineinfließt. Bei einem negativen Wider- stand gemäß FIG 6 sind die Beträge von Strom und Spannung zwar ebenfalls direkt proportional, jedoch fließt der Strom in umgekehrter Richtung, d.h. er ist negativ und fließt am positiven Spannungsanschluß aus dem Widerstand heraus.flows into the resistor R. With a negative resistance according to FIG. 6, the amounts of current and voltage are likewise directly proportional, but the current flows in the opposite direction, i.e. it is negative and flows out of the resistor at the positive voltage connection.
Die technische Realisierung eines negativen Widerstands zum Aufbau einer entsprechenden Oszillatorschaltung 2 ist in FIG 2 dargestellt. Zwischen die beiden Anschlußklemmen I und 0 ist der aus der Spule S und dem Kondensator K bestehende Schwingkreis angeschlossen. Die weitere Schaltung des Oszil- lators 2 besteht im wesentlichen aus zwei Zweigen. Der ersteThe technical implementation of a negative resistor for the construction of a corresponding oscillator circuit 2 is shown in FIG. The resonant circuit consisting of the coil S and the capacitor K is connected between the two connection terminals I and 0. The further circuit of the oscillator 2 essentially consists of two branches. The first
Zweig umfaßt einen ersten ohmschen Widerstand Ri; einen ersten Transistor Vi und einen zweiten Transistor V2. Der zweite Zweig enthält einen zweiten ohmschen Widerstand R2, einen dritten Transistor V3, einen vierten Transistor V4 sowie ei- nen vierten ohmschen Widerstand R4. Zwischen einem Verbindungspunkt 11 und der Anschlußklemme I liegt die Reihenschaltung aus dem Widerstand Rx, der Kollektor-Emitter-Strecke des ersten Transistors Vi und der Kollektor-Emitter-Strecke des zweiten Transistors V2. Zwischen dem Verbindungspunkt 11 und einem zweiten Verbindungspunkt 12 liegt die Reihenschaltung aus dem zweiten ohmschen Widerstand R2, der Kollektor- Emitter-Strecke des dritten Transistors V3, die Kollektor- Emitter-Strecke des vierten Transistors V4 und schließlich der vierte ohmsche Widerstand R4, der als verstellbarer Widerstand ausgeführt sein kann. Der Verbindungspunkt 12 ist direkt mit der Anschlußklemme 0 zum Schwingkreis verbunden. Die Basis des ersten Transistors VI ist über einen dritten Verbindungspunkt 13 mit der Basis des dritten Transistors V3 verbunden, und die Basis des zweiten Transistors V2 ist über einen vierten Verbindungspunkt 14 mit der Basis des vierten Transistors V4 verbunden. Zwischen beiden Verbindungspunkten 13 und 14 liegt ein dritter ohmscher Widerstand R3. Zwischen den Verbindungspunkten 11 und 12 liegt eine Kapazität Ci . Der Schaltungsteil zwischen den Verbindungspunkten 11 und 12 ist in Reihe zu einem fünften ohmschen Widerstand R5 an die Spannungsversorgung U0 angeschlossen. Die Spannungsversorgung U0 wird im Schaltgerät gemäß FIG 1 durch den Schaltverstärker 3 bereitgestellt .Branch comprises a first ohmic resistor R i; a first transistor Vi and a second transistor V 2 . The second branch contains a second ohmic resistor R 2 , a third transistor V 3 , a fourth transistor V 4 and a fourth ohmic resistor R 4 . The series circuit comprising the resistor R x , the collector-emitter path of the first transistor Vi and the collector-emitter path of the second transistor V 2 lies between a connection point 11 and the connection terminal I. Between the connection point 11 and a second connection point 12 is the series connection of the second ohmic resistor R 2 , the collector-emitter path of the third transistor V 3 , the collector-emitter path of the fourth transistor V 4 and finally the fourth ohmic resistor R. 4 , which as adjustable Resistance can be executed. The connection point 12 is connected directly to the terminal 0 to the resonant circuit. The base of the first transistor VI is connected to the base of the third transistor V 3 via a third connection point 13, and the base of the second transistor V 2 is connected to the base of the fourth transistor V 4 via a fourth connection point 14. A third ohmic resistor R 3 lies between the two connection points 13 and 14. A capacitance Ci lies between the connection points 11 and 12. The circuit part between the connection points 11 and 12 is connected in series to a fifth ohmic resistor R 5 to the voltage supply U 0 . The voltage supply U 0 is provided in the switching device according to FIG 1 by the switching amplifier 3.
Im folgenden wird die Funktion der Schaltung näher erläutert. Liegt an den Anschlußklemmen 0 und I eine Momentanspannung UE an, so steht am Widerstand R4 in etwa die gleiche Spannung an, da sich die Basis-Emitter-Spannungen der beiden Transi- stören V2 und V4 kompensieren. In diesem Fall fließt durch den Widerstand R4, über die Kollektor-Emitter-Strecke der Transistoren V3 und V4 und den Widerstand R2 der gleiche StromThe function of the circuit is explained in more detail below. If there is a momentary voltage U E at the terminals 0 and I, the resistance R 4 has approximately the same voltage, since the base-emitter voltages of the two transistors V 2 and V 4 compensate each other. In this case, the same current flows through the resistor R 4 , via the collector-emitter path of the transistors V 3 and V 4 and the resistor R 2
I ± 2 = ^ RI ± 2 = ^ R
da wegen der Stromverstärkung B die Basisströme vernachlässigt werden können. Der Strom I2 erzeugt am Widerstand R2 den Spannungsabfallsince the base currents can be neglected because of the current gain B. The current I 2 generates the voltage drop across the resistor R 2
U2 = I2 ■ R2 = UE Ik. 4U 2 = I 2 ■ R 2 = U E Ik. 4
Da sich ebenfalls die Basis-Emitter-Spannungen der Transistoren Vi und V3 nahezu kompensieren, sind die Spannungen an den Widerständen R2 und R± praktisch identisch. Es fließt demnach durch den Widerstand Ri über die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren Vi und V2 ein StromSince the base-emitter voltages of the transistors Vi and V 3 also almost compensate for one another, the voltages at the Resistors R 2 and R ± practically identical. A current therefore flows through the resistor Ri via the collector-emitter paths of the transistors Vi and V 2
IE = I = — R1 = ~ Ru λ * • ' J R?4 l I E = I = - R 1 = ~ R u λ * • ' J R ? 4 l
Sind die Widerstände Rx und R2 gleich groß, so beträgt der StromIf the resistors R x and R 2 are the same size, the current is
-U,-U,
IE = RΛ I E = R Λ
bzw. der Eingangswiderstandor the input resistance
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Der Widerstand R4 wird also in einen negativen Widerstand RE = -R4 abgebildet. Mit dem Widerstand R4 kann beispielsweise der Schaltpunktabgleich durchgeführt werden. Es sind neben Ri = R2 auch andere Widerstandsverhältnisse möglich. Der Widerstand R3 erzeugt die Vorspannung der Basis-Emitter- Strecken der einzelnen Transistoren Vi, V2, V3 und V4. Auf die daraus resultierenden Ruheströme, d.h. die Gleichspannungs- arbeitspunkteinstellung, und die Spannungsversorgung U0 wird hier nicht näher eingegangen. In Verbindung mit einem LC- Schwingkreis an den Anschlußklemmen 0 und I lassen sich somit technisch einfache und temperaturstabile Oszillatorstufen, insbesondere für induktive Näherungsschalter , realisieren. Anstelle des Widerstands R3 zur Erzeugung der Vorspannung für die Transistoren können alternativ auch zwei Gleichstromquel- len eingesetzt werden, von denen die eine zwischen den Ver- bindungspunkten 11 und 14 liegt und die andere zwischen den Verbindungspunkten 13 und 12. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die in der beigefügten Zeichnung dargestellte Ausführungsform erläutert ist, sollte berücksichtigt werden, daß damit nicht beabsichtigt ist, die Erfindung nur auf die dargestellte Ausfüh- rungsform zu beschränken, sondern alle möglichen Änderungen, Modifizierungen und äquivalente Anordnungen, soweit sie vom Inhalt der Patentansprüche gedeckt sind, einzuschließen. The resistor R 4 is thus mapped into a negative resistor R E = -R 4 . The switching point adjustment can be carried out, for example, with the resistor R 4 . In addition to Ri = R 2 , other resistance ratios are also possible. The resistor R 3 generates the bias of the base-emitter paths of the individual transistors Vi, V 2 , V 3 and V 4 . The resulting quiescent currents, ie the DC voltage operating point setting, and the voltage supply U 0 are not discussed in more detail here. In conjunction with an LC resonant circuit at terminals 0 and I, technically simple and temperature-stable oscillator stages, in particular for inductive proximity switches, can be realized. Instead of the resistor R 3 for generating the bias voltage for the transistors, two direct current sources can alternatively be used, one of which lies between the connection points 11 and 14 and the other between the connection points 13 and 12. Although the present invention is explained with reference to the embodiment shown in the accompanying drawing, it should be borne in mind that it is not intended to limit the invention to the embodiment shown, but rather all possible changes, modifications and equivalent arrangements, as far as they are covered by the content of the claims.

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektronisches, berührungslos arbeitendes Schaltgerät (1) mit einem von außen beeinflußbaren Oszillator (2), der einen aus einer Spule (S) und einem Kondensator (K) zusammengesetzten Schwingkreis umfaßt, wobei die Spule (S) lediglich zwei Anschlüsse aufweist, dadurch gekennzeichnet daß der Schwingkreis betriebsmäßig an eine erste Anschlußklemme (I) und eine zweite Anschlußklemme (0) einer Schaltung mit folgenden Merkmalen geschaltet ist:1. Electronic, non-contact switching device (1) with an externally influenced oscillator (2), which comprises a resonant circuit composed of a coil (S) and a capacitor (K), the coil (S) having only two connections, thereby characterized in that the resonant circuit is operationally connected to a first connection terminal (I) and a second connection terminal (0) of a circuit with the following features:
a) Die Schaltung ist in ihrer Grundstruktur aus zwei Zweigen zusammengesetzt, wobei der erste Zweig einen ersten ohmschen Widerstand (Ri) , einen ersten Transistor (Vi) und einen zweiten Transistor (V2) und der zweite Zweig einen zweiten ohmschen Widerstand (R2) , einen dritten Transistor (V3) , einen vierten Transistor (V4) und einen vierten ohmschen Widerstand (R4) umfaßt,a) In its basic structure, the circuit is composed of two branches, the first branch having a first ohmic resistor (Ri), a first transistor (Vi) and a second transistor (V 2 ) and the second branch having a second ohmic resistor (R 2 ), a third transistor (V 3 ), a fourth transistor (V 4 ) and a fourth ohmic resistor (R 4 ),
b) zwischen einem ersten Verbindungspunkt (11) und der ersten Anschlußklemme (I) ist eine Reihenschaltung aus dem ersten ohmschen Widerstand (Rx) , der Kollektor-Emitter- Strecke des ersten Transistors (Vi) und der Kollektor- Emitter-Strecke des zweiten Transistors (V2) geschaltet,b) between a first connection point (11) and the first connection terminal (I) is a series connection of the first ohmic resistor (R x ), the collector-emitter path of the first transistor (Vi) and the collector-emitter path of the second Transistor (V 2 ) switched,
c) zwischen dem ersten Verbindungspunkt (11) und einem zweiten Verbindungspunkt (12) , der mit der zweiten Anschlußklemme (0) verbunden ist, ist eine Reihenschaltung aus dem zweiten Widerstand (R2) , der Kollektor-Emitter- Strecke des dritten Transistors (V3) , der Kollektor-c) between the first connection point (11) and a second connection point (12), which is connected to the second connection terminal (0), is a series connection of the second resistor (R 2 ), the collector-emitter path of the third transistor ( V 3 ), the collector
Emitter-Strecke des vierten Transistors (V4) und dem vierten ohmschen Widerstand (R4) geschaltet, d) zwischen dem ersten und zweiten Verbindungspunkt (11, 12) liegt eine Kapazität (Ci) undEmitter path of the fourth transistor (V 4 ) and the fourth ohmic resistor (R 4 ) switched, d) between the first and second connection point (11, 12) there is a capacitance (Ci) and
e) die Basis des ersten Transistors (Vx) und die Basis des dritten Transistors (V3) sind über einen dritten Verbindungspunkt (13) miteinander verbunden und die Basis des zweiten Transistors (V2) und des vierten Transistors (V4) sind über einen vierten Verbindungspunkt (14) miteinander verbunden unde) the base of the first transistor (V x ) and the base of the third transistor (V 3 ) are connected to one another via a third connection point (13) and the base of the second transistor (V 2 ) and the fourth transistor (V 4 ) connected to each other via a fourth connection point (14) and
f) über den dritten und vierten Verbindungspunkt (13, 14) sind Bauelemente angeschlossen, die die Vorspannung der Basis-Emitter-Strecken des ersten, zweiten, dritten und vierten Transistors (V1# V2, V3, V4) erzeugen, undf) components are connected via the third and fourth connection point (13, 14), which generate the bias of the base-emitter paths of the first, second, third and fourth transistor (V 1 # V 2 , V 3 , V 4 ), and
g) zwischen dem zweiten Verbindungspunkt (11) und einem fünften Verbindungspunkt (15) liegt ein fünfter ohmscher Widerstand (R5) undg) between the second connection point (11) and a fifth connection point (15) there is a fifth ohmic resistance (R 5 ) and
h) zwischen dem ersten und fünften Verbindungspunkt (11, 15) ist die Spannungsversorgung (U0) angeschlossen.h) the voltage supply (U 0 ) is connected between the first and fifth connection points (11, 15).
2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Basis-Emitter- Strecken durch einen ohmschen Widerstand (R3) zwischen den dritten und vierten Verbindungspunkt (13, 14) hergestellt wird. 2. Switching device according to claim 1, characterized in that the bias of the base-emitter paths is produced by an ohmic resistor (R 3 ) between the third and fourth connection point (13, 14).
PCT/DE1997/002762 1996-12-06 1997-11-25 Contactless electronic switch WO1998025346A1 (en)

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