CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE EMISSION OF ANALOGOUS SIGNALS

Abstract: 1. A circuit arrangement for the output of analogue signals, comprising a multiplexer (MUX) supplied with the analogue signals and which cyclically switches said analogue signals to output amplifiers (AV1 ... AVn), each of which contains a store (C1 ... Cn), the outputs of which amplifiers are each connected to the first terminal of a load (RL1 ... RLn), whose second terminal (base-point) is connected to a constant potential, characterised in that a) in the analogue signal path the multiplexer (MUX) is preceded by a current source (DAU) connected to one input of a differential amplifier (OP1) forming a current-voltage converter, and that b) the potentials at the base-points of the loads (RL1 ... RLn) lead via the multiplexer (S3) to the second input of the differential amplifier (OP1).

Description: Schaltungsanordnung zur Ausgabe von Analogsignalen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ausgabe von Analogsignalen gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Prozessrechnersysteme enthalten sogenannte Analogausgaben, welche aus digitalen Werten analoge Signale, d. h. Ströme oder Spannungen, bilden und diese an periphere Geräte wie Schreiber oder Stellglieder ausgeben. Im allgemeinen steuert eine Analogausgabe mehrere periphere Geräte über einen Multiplexer an, wozu jeder Analogkanal einen Ausgabeverstärker mit einem Speicher enthält, in welchem nach Art einer Abtast- und Halteschaltung der Analogwert zwischen den Ansteuerungen durch den Multiplexer gespeichert wird. Dabei tritt das Problem auf, dass die peripheren Geräte und die Analogausgabe auf unterschiedlichem Erdpotential liegen können, so dass auf dem Weg von der Analogausgabe zum peripheren Gerät sich dem analogen Wert eine Störspannung überlagern kann, die ausserdem im allgemeinen von Gerät zu Gerät unterschiedlich ist. Diese Störspannung kann man mit grossem Aufwand dadurch unwirksam machen, dass man die einzelnen Analogkanäle zu den peripheren Geräten potential getrennt ausführt oder dass man jedem Analogkanal einen Trennverstärker vorschaltet, der über eine Dreioder Vierleiterschaltung die Fehler am Stellglied korrigiert. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, in welcher das Problem der Potentialunterschiede zwischen den peripheren Geräten und der sie ansteuernden Schaltung mit geringem Aufwand gelöst ist. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Schaltungsmassnahmen gelöst. Der Multiplexer weist in der neuen Anordnung je Analogkanal einen zusätzlichen Schaltkontakt auf, über den das Potential am Fusspunkt der Bürde auf den Differenzverstärker geführt ist. Die durch einen etwaigen, im Zeitpunkt der Aufschaltung der analogen Spannung auf die Bürde bestehenden Potentialunterschied bewirkte Störspannung wird damit kompensiert. Es ist daher möglich, mit einer gemeinsamen Potential leitung alle Bürden zu versorgen, und zwar sowohl in Sternschaltung als auch dadurch, dass die Potentialleitung von Bürde zu Bürde geführt wird. Damit wird eine erhebliche Ersparnis gegenüber der Anordnung von je einem Trennverstärker in den Analogkanälen und vier Leitern erzielt. Sind die Potentiale an den Fusspunkten der Bürden auf den jeweils zugehörigen Ausgabeverstärker derart geführt, dass sie zu den Spannungen in den Speichern addiert werden, so werden auch Potentialänderungen zwischen den Zeitpunkten, zu denen der Multiplexer die Analogsignale auf die Ausgabeverstärker schaltet, ausgeregelt. Anhand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert. Mit RG1 ... RGn sind Register bezeichnet, in die über eine Bus leitung DB digitale Werte eingetragen werden, die als Analogsignale an je eine Bürde RL1 ... RLn ausgegeben werden sollen. Die Ausgänge der Register RG1 ... RGn sind über eine gemeinsame Leitung und einen Trennverstärker TV, de- die Register von der nachfolgenden Schaltung galvanisch trennt, mit dem Eingang eines Digital-Analog-Umsetzers DAU verbunden. Dieser liefert einen, dem jeweils zugeführten Digitalwert entsprechenden eingeprägten Strom an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP1, der mittels eines Gegenkopplungswiderstandes R als Stromspannungswandler geschaltet ist. Auf ihn folgt ein zweiter Operationsverstärker OP2, dessen Ausgangssignal von einem Schalter S2 eines Multiplexers MUX auf einen von mehreren Ausgabeverstärkern AV1 ... AVn, welche die Bürden RL1 ... RLn speisen. An den Eingängen der Ausgabeverstärker liegen Speicherkondensatoren C1 ... Cn. Die Ausgangssignale der Ausgabeverstärker sind auf deren invertierenden Eingänge und über einen Schalter S1 des Multiplexers MUX auf den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP2 rückgeführt. Etwaige Störpotentiale UCM1 ... UCMn anoden Fusspunkten der Bürden RL1 ... RLn werden über Schalter S3 des Multiplexers MUX auf den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP1 geschaltet. Die Speizherkon- densatoren C1 ... Cn liegen zwischen den Verbindungsleitungen von den Fusspunkten der Bürden zu den Schaltern S3, so dass sich die Spannungen an den Speicherkondensatoren zu den Fusspunktpotentialen UCM1 ... UCMn addieren. Eine Multiplexersteuerung MST ruft die Inhalte der Register RG1 ... RGn einzeln ab und schaltet gleichzeitig den Multiplexer MUX derart, dass die in den Registern enthaltenen Digitalwerte nach Digital-Analog-Umsetzung auf die mit denselben Indizes bezeichneten Bürden geschaltet werden und gleichzeitig die Spannung an der jeweiligen Bürde auf die Operationsverstärker OP1, OP2 rückgeführt wird. Die Störpotentiale am Fusspunkt der Bürde RL1 bzw. RLn werden im Operationsverstärker OP1 von den vom Digital-Analog-Umsetzer gelieferten Signalen subtrahiert, so dass der jeweils angeschalteten Bürde die richtige Spannung zugeführt wird. Der Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers DAU ist als Stromquelle ausgebildet, damit er unabhängig davon, welches Potential am Fusspunkt der Bürde besteht, ein dem Digitalwert proportionales Analogsignal liefert. In den Speichern C1 ... Cn wird die Steuerspannung für die Ausgabeverstärker AV1 ... AVn gespeichert, die erforderlich ist, um die richtigen Spannungswerte an den Bürden aufrechtzuerhalten, wenn der Multiplexer die jeweils anderen Ausgabeverstärker anschaltet, und zwar auch dann, wenn die Störspannungen UCMl UCMn Wechselspannungen sind. 4 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zur Ausgabe von Analogsignalen mit einem Multiplexer (MUX), dem die Analogsignale zugeführt sind und der diese zyklisch auf je einen Speicher (C1 ... Cn) enthaltende Ausgabeverstärker (AV1 ... AVn) schaltet, deren Ausgänge jeweils an den ersten Anschluss einer Bürde (RL1 ... RLn) angeschlossen sind, deren zweiter Anschluss (Fusspunkt) mit einem konstanten Potential verbunden ist, gekennzeichnet durch: a) im Analogsignalweg ist vor dem Multiplexer (MUX) eine Stromquelle (DAU) angeordnet, an die der eine Eingang eines Differenzverstärkers (OP1) angeschlossen ist; b) die Potentiale an den Fusspunkten der Bürden (RL1 ... RLn) sind über den Multiplexer (S3) auf den zweiten Eingang des Differenzverstärkers (OP1) geführt. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Potentiale an den Fusspunkten der Bürden (RL1 ... RLn) auf den jeweils zugehörigen Ausgabeverstärkern (AV1 ... AVn) derart geführt sind, dass sie zu den Spannungen in den Speichern (C1 ... Cn) addiert werden. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ausgabeverstärker je einen Differenzverstärker enthalten, dessen nicht invertierendem Eingang das Analogsignal zugeführt ist und zwischen dessen nichtinvertierenden Eingang und den Fusspunkt der Bürde ein Kondensator (C1 ... Cn) als Speicher geschaltet ist. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Ausgabe von Analogsignalen mit Potentialtrennung aus einer Datenverarbeitungsanlage die auszugebenden Signale in digitaler Form über eine Einrichtung zur Potentialtrennung (TV) geführt sind, der ein Digital-Analog-Umsetzer (DAU) nachgeschaltet ist, welcher jeweils einen, dem zugeführten Digitalwert entsprechenden Strom dem Stromspannungswandler (OP1) zuführt.

Inventors: MUHR, ANDREAS, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: G01R15
IPC codes: G08C15, G01R15