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DE2734097C3 - Device for monitoring the relationship between two reference voltages - Google Patents

Device for monitoring the relationship between two reference voltages

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Publication number
DE2734097C3
DE2734097C3 DE19772734097 DE2734097A DE2734097C3 DE 2734097 C3 DE2734097 C3 DE 2734097C3 DE 19772734097 DE19772734097 DE 19772734097 DE 2734097 A DE2734097 A DE 2734097A DE 2734097 C3 DE2734097 C3 DE 2734097C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
output
voltages
differential amplifier
input
Prior art date
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Expired
Application number
DE19772734097
Other languages
German (de)
Other versions
DE2734097B2 (en
DE2734097A1 (en
Inventor
Hans Traiskirchen Lanik (Oesterreich)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of DE2734097A1 publication Critical patent/DE2734097A1/en
Publication of DE2734097B2 publication Critical patent/DE2734097B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2734097C3 publication Critical patent/DE2734097C3/en
Expired legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio

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  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)

Description

3 43 4

Der Differenzverstärker 4 liefert in Abhängigkeit der beiden Spannungen LJ\ und U2, sondernThe differential amplifier 4 delivers as a function of the two voltages LJ \ and U2, but

vom Vorzeichen der Differenz seiner Eingangsspannun- aussch|jeßjjch in Abhängigkeit vom Verhältnis χ = [JJ-gen i/2 und US folgende (logische) Ausgangswerte: 6 6 u\ on the sign of the difference of its input voltage excl | j e ßjj c h depending on the ratio χ = [JJ-gen i / 2 and US the following (logical) output values: 6 6 u \

folgendermaßen darstellen: + 1, wenn U5 > Ul und - 1, wenn U5 < Ul. 5represent as follows: +1 if U5> Ul and - 1 if U5 <Ul . 5

.v, = I + λ (1 + -ν,) für den übergang H -+ - I Im ersten Fall ist.v, = I + λ (1 + -ν,) for the transition H - + - I In the first case is

und
US = Ul + ^(Ίl + Ul) and
US = Ul + ^ (Ίl + Ul)

10 X1 = 1 - \(| + χ,) für den übergang - 1 -» + 1 und im zweiten Fall ist10 X 1 = 1 - \ (| + χ,) for the transition - 1 - »+ 1 and in the second case

Daraus orgeben sich die Schwellwerte US = LM - x(Ul + Ul), (I + %)2 This gives rise to the threshold values US = LM - x (Ul + Ul), (I +%) 2

wobei der Wechsel der Werte genau beim Obergang 15 I — λwhere the change in values is exactly at transition 15 I - λ

t/5 = t/2 eintritt Knapp vor dem Übergang des . ιt / 5 = t / 2 occurs just before the transition of the. ι

Ausgangswertes des Differenzverstärkers 4 vom Wert X1 = -'—Output value of the differential amplifier 4 of the value X 1 = -'-

il dh i 1 ~il dh i 1 ~

gg
+1 auf den Wert -1 gilt daher die Beziehunggg
+1 to the value -1 therefore the relationship applies

sowie eine Hysteresebreiteas well as a hysteresis width

l/2=UI+\(UI + U2), 20l / 2 = UI + \ (UI + U2), 20

4\4 \

während knapp vor dem übergang in umgekehrter ' ' '2 1 — \2 while just before the transition in reverse ''' 2 1 - \ 2

Richtung gut:Direction good:

Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich für alleThe device according to the invention is suitable for everyone

Ul=Ul- \ (U l + Ul). 25 Zwecke der Studiotechnik, bei denen ein Geräuschver Ul = Ul- \ (U l + Ul). 25 purposes of studio technology, in which a noise reduction

gleich durchzuführen ist, ferner zur Überwachung vonis to be carried out immediately, also for the monitoring of

Hieraus lassen sich die Größenbeziehungen bei den Spannunp;sverhältnissen mit konstant bleibendem Hybeiden Übergängen unabhängig von den Absolutwerten stereseverhältnis.From this, the size relationships in the voltage ratios with a hybrid that remains constant Transitions independent of the absolute steresis ratio values.

Hierzu 1 Blau ZeichnungenFor this 1 blue drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Einrichtung zur Überwachung des Verhältnisses zweier Bezugsspannungen mit Hilfe eines Differenz-Verstärkers, dessen Ausgangssignal vom Vorzeichen der Differenz seiner Eingangsspannungen abhängt, und an dessen invertierenden Eingang die eine (U2) der zwei Bezugsspannungen (U \, U 2) angelegt ist und dessen nichtinvertierendem Eingang eine Hilfsspannung (US) zugeführt ist, die gleich ist der zweiten Bezugsspannung (Ui) vermindert um eine Zusatzspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzspannung (U4) der Summe der beiden Bezugsspannungen proportional ist (U4 = ± Oi(U \ + t/2) und in einem von den zwei Bezugsspannungen (Ui, U2) beaufschlagten Summennetzwerk (3) gewonnen ist und deren Vorzeichen mittels eines Kommutators (6) gleich dem Vorzeichen der Ausgangsspannung (+1, —1) des Differenzverstärkers (4) gehalten wird und daß die Zusatzspanna:ig (UA) einem dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers (4) vorgeschalteten differenzbildenden Netzwerk (7) zugeführt ist, in welchem die Differenz zwischen der 2i zweiten Bezugsspannung (U 1) und der Zusatzspannung (U4) gebildet wird.Device for monitoring the relationship between two reference voltages with the help of a differential amplifier, the output signal of which depends on the sign of the difference between its input voltages, and to whose inverting input one (U2) of the two reference voltages (U \, U 2) is applied and its non-inverting input an auxiliary voltage (US) is supplied which is equal to the second reference voltage (Ui) reduced by an additional voltage, characterized in that the additional voltage (U4) is proportional to the sum of the two reference voltages (U4 = ± Oi (U \ + t / 2 ) and in one of the two reference voltages (Ui, U2) applied summation network (3) and whose sign is kept equal to the sign of the output voltage (+1, -1) of the differential amplifier (4) by means of a commutator (6) and that the additional voltage: ig (UA) is fed to a difference-forming network (7) connected upstream of the non-inverting input of the differential amplifier (4), in which hem the difference between the 2i second reference voltage (U 1) and the additional voltage (U4) is formed. Die Erfindung beziehi sieb auf eine Einrichtung zur a Überwachung des Verhältnisses z< oier Bezugsspannungen mit Hilfe eines Differenzverstärkers, dessen Ausgangssignal vom Vorzeichen der Differenz seiner Eingangsspannungen abhängt, und an dessen invertierenden Eingang die eine der zwei Bezugsspannungen angelegt ist und dessen nichtinvertierendem Eingang eine Hilfsspannung zugeführt ist, die gleich ist der !weiten Bezugsspannung vermindert um eine Zusatzipannung. The invention beziehi sieve to a device for a monitoring of the ratio z <oier reference voltages with the aid of a differential amplifier, whose output signal depends on the sign of the difference of its input voltages, and to whose inverting input the one of the two reference voltages is applied and whose non-inverting input supplied with an auxiliary voltage which is equal to the wide reference voltage minus an additional voltage. Zur Überwachung von Schwellwerten von Spannun- r. gen werden üblicherweise Schmitt-Trigger verwendet, die bei geeigneter Ausgestaltung ein Hystereseverhallen aufweisen können. Wolke man solche Schmitt-Trigger auch zur Überwachung von Spannungsverhältnissen heranziehen, so müßte bei Einhaltung der konventionel- >o len Technik erst eine dem zu überwachenden Spannungsverhältnis proportionale Spannung gewonnen werden, die dann in üblicher Weise zu überwachen wäre. Dies bedürfte eines eigenen Umsetzers und hätte überdies den Nachteil einer reduzierten Ansprechge- π nauigkeit, da zu den an sich unvermeidlichen Span-BungFtoleranzen auch noch durch die Umsetzung des Spannungsverhältnisses in eine Spannung zusätzliche Toleranzen entstehen würden.For monitoring threshold values of voltages. Schmitt triggers are usually used which, with a suitable design, can exhibit a hysteresis echo. If such Schmitt triggers are also used to monitor voltage relationships, a voltage proportional to the voltage relationship to be monitored would first have to be obtained, which would then have to be monitored in the usual way, if the conventional technology is adhered to. This would require a separate converter and would also have the disadvantage of a reduced Ansprechge- π accuracy as to the inevitable se chip BungFtoleranzen would arise also through the implementation of the voltage ratio into a voltage additional tolerances. Eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art ist m> im wesentlichen durch die DE-OS 18 14 986 bekannt. Darin wird ein Pegeldetektor mit einem Funktionsverstärker beschrieben, dem zum Vergleichen der Signal· pegel an einem ersten Eingang Unbekannte Signale und •n einem Zweiten Eingang variable Bezugssignale zugeführt werden und dem an zwei weiteren Eingängen Leistungsstromqüellert mit entgegengesetzter Pölung angeschaltet sind, Wobei der Ausgang des Verstärkers über eine den Stromfluß steuernde Einrichtung auf den zweiten Eingang des Verstärkers zurückgekoppelt wird. Hierbei ergibt sich eine Hysterese in Form eines analogen Spannungswertes, der vom Ausgang des Verstärkers geliefert wird.A device of the type described above is m> essentially known from DE-OS 18 14 986. It describes a level detector with a function amplifier, which is used to compare the signal level at a first input Unknown signals and • Variable reference signals at a second input are fed and to the power flow source at two further inputs with opposite polarity are switched on, the output of the amplifier via a device controlling the current flow to the second input of the amplifier is fed back. This results in a hysteresis in the form of a analog voltage value supplied by the output of the amplifier. Aus der Literaturstelle »The Application of linear microcircuits« von SGS Fairchild, August 1967, Seiten 106 bis 108 ist ein Spannungskomparator mit Hystereseverhalten bekannt, der festliegende Ansprech- und Abfallwerte hatFrom the reference "The Application of linear microcircuits" by SGS Fairchild, August 1967, pages 106 to 108 a voltage comparator with hysteresis behavior is known, the fixed response and Has waste values Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, auf einfache Weise unter Vermeidung von zusätzlichen Fehlerquellen das Verhältnis zweier Bezugsspannungen zu überwachen.The invention has set itself the task in a simple manner while avoiding additional Sources of error to monitor the relationship between two reference voltages. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Zusatzspannung der Summe der beiden Bezugsspannungen proportional ist und in einem von den zwei Bezugsspannungen beaufschlagten Summennetzwerk gewonnen ist und deren Vorzeichen mittels eines Kommutators gleich dem Vorzeichen der Ausgangsspannung des Differenzverstärkers gehalten wird und daß die Zusatzspannung einem dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers vorgeschalteten differenzbildenden Netzwerk zugeführt ist, in welchem die Differenz zwischen der zweiten Bezugsspannung und der Zusatzspannung gebildet wird.According to the invention this is achieved in that the Boost voltage is proportional to the sum of the two reference voltages and in one of the two Reference voltages applied summation network is obtained and its sign by means of a Commutator is kept equal to the sign of the output voltage of the differential amplifier and that the additional voltage is a difference-forming upstream of the non-inverting input of the differential amplifier Network is supplied in which the difference between the second reference voltage and the additional voltage is formed. Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist das Ansprechen ausschließlich vom Verhältnis der beiden Spannungen abhängig und nicht von einem Absolutwert einer dieser Spannungen.In this embodiment of the device according to the invention, the response is exclusively from Relation of the two voltages dependent and not on an absolute value of one of these voltages. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die beiden Spannungen U\ und U 2, deren Verhältnis zu überwachen ist, werden an die Klemmen 1 bzw. 2 angelegt und einem Summennetzwerk 3 zugeführt, dessen Ausgangsspannung UZ = Oi(UX + [72) in einem vorgebbaren Verhältnis Ci(oi φ 1) zur Summe dieser beiden Spannungen steht.An embodiment of the invention is shown in the drawing. The two voltages U \ and U 2, the ratio of which is to be monitored, are applied to terminals 1 and 2 and fed to a summation network 3, the output voltage of which is UZ = Oi (UX + [72) in a predeterminable ratio Ci (oi φ 1 ) is the sum of these two voltages. Mit 4 ist ein Differenzverstärker bezeichnet, der an seinem Ausgang nur zwei bestimmte Ausgangswerte liefern kann, die vom Vorzeichen der Differenz seiner Eingangsspannungen abhängen. Da die absoluten Beträge dieser Ausgangswerte für die Funktion der Einrichtung ohne Belang sind, sondern nur ihre logischen Werte von Bedeutung sind, werden die Ausgangswerte des Differenzverstärkers nur mit +1 bzw. -1 bezeichnet. Diese Ausgangswerte des Differenzverstärkers sind zugleich auch die Ausgangswerte der ganzen Schaltung und signalisieren jeweils, ob das Verhältnis der Spannungen U\ und t/2 den vorgegebenen Wert über- oder unterschreitet. Demgemäß ist der Ausgang 5 der erfindungsgemäßen Schaltung auch an den Ausgang des Differenzverstärkers 4 angeschlossen.A differential amplifier is denoted by 4, which can only deliver two specific output values at its output which depend on the sign of the difference between its input voltages. Since the absolute amounts of these output values are irrelevant for the function of the device, only their logical values are important, the output values of the differential amplifier are only designated with +1 or -1. These output values of the differential amplifier are at the same time the output values of the entire circuit and each signal whether the ratio of the voltages U \ and t / 2 is above or below the specified value. Accordingly, the output 5 of the circuit according to the invention is also connected to the output of the differential amplifier 4. An den Ausgang des Summennetzwerkes 3 ist ein vom Ausgangswert des Differenzverstärkers 4 gesteuerter Kommutator 6 angeschlossen, der an seinem Ausgang die Summenspannung t/3 dem Betrage nach unverändert, jedoch mit einem vom Ausgangswert + 1 bzw. -1 des Differenzverstärkers 4 abhängigen Vorzeichen liefert.At the output of the summing network 3 is a controlled by the output value of the differential amplifier 4 Commutator 6 connected, the sum voltage t / 3 at its output according to the amount unchanged, but with a value dependent on the output value + 1 or -1 of the differential amplifier 4 Returns the sign. Die Ausgangsspannung i/4 de^ Kommutators 6 wird mittels eines differenzbildenden Netzwerkes 7 von Jer an der Klemme 1 eingegebenen Spannung U\ abgezogen. Die hierbei gewonnene Differenzspannting t/5 wird dem einen Eingang des Differenzverstärkel's 4 zugeführt, an dessen zweiten Eingang die an der Klemme 2 eingegebene Spannung t/2 angelegt istThe output voltage i / 4 de ^ commutator 6 is subtracted by means of a differential network 7 from Jer at terminal 1 input voltage U \. The differential voltage t / 5 obtained in this way is fed to one input of the differential amplifier 4, to the second input of which the voltage t / 2 input at terminal 2 is applied Bei dieser Schaltung ergeben sich folgende ZusEirrv menhänge:With this circuit the following results are obtained Menhangs:
DE19772734097 1976-09-29 1977-07-28 Device for monitoring the relationship between two reference voltages Expired DE2734097C3 (en)

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DE2915703C2 (en) * 1979-04-12 1984-03-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Circuit arrangement for monitoring the values of at least two electrical measurement signals

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DE2734097B2 (en) 1979-09-06
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