DE102004049016B3

DE102004049016B3 - Schaltungsanordung zur galvanisch getrennten Übertragung eines elektrischen Signals mit einem Optokoppler

Info

Publication number: DE102004049016B3
Application number: DE102004049016A
Authority: DE
Inventors: Hartmut B Brinkhus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2024-10-06
Also published as: US20060072925A1

Abstract

Die Schaltungsanordnung zur galvanisch getrennten Übertragung eines elektrischen Signals mit einem Optokoppler enthält eine Wandlerschaltung (13), die das elektrische Signal (U¶in¶) in ein pulsweiten-moduliertes Signal umwandelt und an einen Optokoppler (1) liefert. Weiter enthält sie eine Logikschaltung (14), die dann ein Schlußsignal erzeugt, wenn die Umwandlung in das pulsweiten-modulierte Signal vollständig abgeschlossen ist. Eine mit dem Ausgang des Optokopplers (1) verbundene Auswerteschaltung erkennt das pulsweiten-modulierte Signal nur dann als gültig an, wenn das Schlußsignal von ihr empfangen wurde. Vorzugsweise ist das Schlußsignal ein Doppelimpuls. Die Umwandlung in das pulsweiten-modulierte Signal wird nach Auftreten des umzuwandelnden elektrischen Signals erst nach Ablauf einer Verzögerungszeit (t¶v¶) durchgeführt. Die Stromversorgung der Schaltungsanordnung erfolgt auf der Eingangsseite des Optokopplers über eine Stromversorgungsschaltung (9, 10), die von dem umzuwandelnden elektrischen Signal gespeist wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur galvanisch getrennten Übertragung eines elektrischen Signals mit einem Optokoppler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die DE 102 51 504 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Übertragung von digitalen Signalen über einen Optokoppler. Die digitalen Signale sind pulsweiten-moduliert. Ein dem Optokoppler vorgeschaltetes Flankenmodul erzeugt ein Flankensignal, dessen Flankenpulse synchron zu den Flanken des Eingangssignales sind. Dieses Flankensignal wird über den Optokoppler übertragen, auf dessen Ausgangsseite aus dem Flankensignal wiederum ein Ausgangssignal erzeugt wird, das das gleiche Pulsbreitenverhältnis wie das Eingangssignal aufweist.

Aus der DE 30 26 988 A1 und der DE 29 47 770 A1 ist es bekannt, pulsweiten-modulierte Signale mittels übergeordneter Rahmenmultiplex-Signalen zu markieren.

Optokoppler werden in vielen Anwendungsfällen zur galvanisch getrennten Signalübertragung verwendet. Auch galvanisch getrennte digitale Eingänge, wie sie häufig in der Prozeßtechnik benötigt werden, verwenden zur galvanischen Trennung meist Optokoppler. Bei digitalen Eingängen werden dabei die digitalen Schaltschwellen durch Auswahl eines geeigneten Optokopplers und durch Dimensionierung eines Vorwiderstandes bestimmt. Bei der digitalen Prozeßtechnik wäre es aber wünschenswert, die Ein- und Ausschaltschwellen möglichst programmierbar auszulegen. Programmierbare Schwellen haben den Vorteil, daß man Prozeß-Eingabe/Ausgabe-Geräte mit solchen Schwellen an unterschiedliche Bedingungen anpassen kann. In der Praxis gibt es nämlich bei digitalen Ein- und Ausgängen noch keine weltweit genormten Pegel für logisch Null und logisch Eins. Es hat sich zwar ein gewisser Standard herausgebildet, nämlich < 5 V als logisch Null und > 13 V als logisch Eins, wobei der Bereich zwischen 5 V und 13 V aber nicht definiert ist. Deshalb wird in der Praxis bei anderen Schwellwerten die Anpassung hardwaremäßig gemacht, was dann verschiedene Produktvarianten erfordert. Im übrigen sind die bisher eingesetzten Schaltungen auch noch relativ ungenau, weil die Übertragungscharakteristik von Optokopplern stark temperaturabhängig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein elektrisches Signal galvanisch getrennt über einen Optokoppler übertragen werden kann und dabei Schaltschwellen für einen nachgeschalteten Signalverarbeitungsschaltkreis frei programmiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Grundprinzip der Erfindung liegt darin, den Wert einer Eingangsspannung per Pulsbreiten-Modulation über den Optokoppler zu übertragen und nach vollständiger Übertragung des pulsweiten-modulierten Signales ein Schlußsignal zu erzeugen und zu übertragen. Eine ausgangsseitig mit dem Optokoppler verbundene Auswerteschaltung wertet das empfangene pulsweiten-modulierte Signal nur dann als gültig, wenn das Schlußsignal übertragen wurde. Die Auswertung erfolgt im Prinzip durch Ausmessen der Pulsbreite des modulierten Signales, womit dann auf der Ausgangsseite des Optokopplers die Höhe der an der Eingangsseite anliegenden Spannung wieder rekonstruiert werden kann. Diese Spannung kann mit vorprogrammierten Werten verglichen werden, womit auch die gewünschten frei programmierbaren Schaltschwellen realisiert werden.

Da das Eingangssignal gerade in der Prozeßtechnik für eine unbekannte Zeitdauer ansteht, kann es vorkommen, daß das Eingangssignal verschwindet, bevor die Pulsweiten-Codierung abgeschlossen ist. Am Ausgang des Optokopplers würde dann eine Impulsflanke erscheinen. Damit dies nicht mit dem Ende eines vollständig pulsweiten-codierten Signales verwechselt wird, ist das Schlußsignal vorgesehen, das die vollständige Pulsweiten-Codierung eindeutig kennzeichnet. Dieses Schlußsignal ist beispielsweise ein Doppelimpuls mit vorbestimmter Dauer der Pulse und der Dauer der Pause zwischen den Pulsen. Da sofort nach dem Ende eines Nutzsignales sofort wieder ein neues Nutzsignal (z.B. mit logisch "1") auftreten kann, ist zur eindeutigen Unterscheidung des pulsweiten-modulierten Nutzsignales von dem Schlußsignal weiterhin vorgesehen, daß die Pulsweiten-Modulation erst nach einer vorgegebenen Wartezeit beginnt, wobei diese Wartezeit mit dem Auftreten bzw. Einschalten des zu übertragenden Signales zu laufen beginnt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Stromversorgung der Schaltungsanordnung auf der Eingangsseite des Optokopplers durch das Nutzsignal selbst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:
1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung nach der Erfindung;
2a–2e verschiedene Diagramme des zeitlichen Verlaufes der Eingangs- und Ausgangsspannung der Schaltungsanordnung;
3 ein Diagramm des zeitlichen Verlaufes der Eingangs- und Ausgangsspannung mit gegenüber 2 invertiertem Ausgangssignal; und
4 ein Flußdiagramm der Auswertung des Ausgangssignales des Optokopplers.
Zunächst sei auf 1 Bezug genommen. Die Schaltungsanordnung enthält einen handelsüblichen Optokoppler 1 mit Eingangsanschlüssen 2 und 3 sowie Ausgangsanschlüssen 4 und 5, wobei die Eingangsanschlüsse 2 und 3 von den Ausgangsanschlüssen 4 und 5 galvanisch getrennt sind. Der Eingangsanschluß 3 liegt auf Masse, während der Eingangsanschluß 2 mit einem Ausgang einer Schaltungsanordnung 6 verbunden ist, die Eingangsanschlüsse 7 und 8 für das im Ergebnis zu übertragende elektrische Signal aufweist, das im folgenden "Nutzsignal" genannt wird. Der Eingangsanschluß 8 ist mit Masse verbunden, während der Eingangsanschluß 7 über eine Konstantstromdiode 9 mit einer Energieversorgungseinheit 10 und einer Starterkennungsschaltung 11 verbunden ist sowie über einen Widerstand 12 mit einer Wandlerschaltung 13, die die an den Anschlüssen 7 und 8 anliegende Spannung U_in des Nutzsignales in ein pulsweiten-moduliertes Signal umwandelt und an eine Logikschaltung 14 weiterleitet, die das Eingangssignal für den Optokoppler 1 erzeugt. Die Energieversorgungseinheit 10 speist die Starterkennungsschaltung 11, die Wandlerschaltung 13 und die Logikschaltung 14 mit elektrischer Energie, die aus dem Nutzsignal gewonnen wird.
Das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung 6 wird über den Optokoppler 1 an eine Auswerteschaltung 15 übertragen, die die Pulsbreite des empfangenen Signals ermittelt, beispielsweise mit einem Zähler oder einem Integrierer, und daraus ein vorzugsweise digitales Signal erzeugt, das der Spannung des Nutzsignales entspricht. Der Ausgangsanschluß 4 des Optokopplers 1 ist über einen Widerstand 17 mit Versorgungsspannung V_∝ verbunden, so daß der Ausgangsanschluß 4 bei logisch Null auf hohem und bei logisch Eins auf niedrigem Spannungspegel ist.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung der 1 wird im Zusammenhang mit 2 erläutert. Es sei angenommen, daß alle Baugruppen der Schaltungsanordnung 6 eine Arbeitsspannung von mindestens 2 V benötigen und daß das Nutzsignal während seiner Dauer im wesentlichen konstant ist. In 2a ist angenommen, daß das Nutzsignal U_in > 2 V ist und zum Zeitpunkt t₀ eingeschaltet wird. Der Starterkennungsschaltkreis 11 schaltet mit einer Verzögerungszeit t_v von vorgegebener, konstanter Länge den Wandlerschaltkreis 13 ein, der ein pulsweiten-moduliertes Signal U_out erzeugt, das nach Ablauf der Verzögerungszeit t_v zum Zeitpunkt t₁ beginnt. Dieses erscheint als negativer Impuls für eine Zeitdauer t_mess und wird über die Logikschaltung 14 an den Optokoppler 1 ausgegeben. Die Zeitdauer t_mess ist eine Funktion der Spannung U_in, beispielsweise dieser direkt proportional. Nach Ablauf der Meßzeit t_mess zum Zeitpunkt t₂ erzeugt die Logikschaltung 14 das Schlußsignal, das hier ein Doppelimpuls mit vorgegebener Zeitdauer und vorgegebenem Puls/Pause-Verhältnis ist, der zum Zeitpunkt t₃ beendet ist. Bei der hier verwendeten Logik geht das Schlußsignal zunächst für eine Zeitdauer t_p auf logisch "1", danach für dieselbe Zeitdauer t_p auf logisch Null und danach wiederum für dieselbe Zeitdauer t_p auf logisch Eins und fällt dann zum Zeitpunkt t₃ wiederum auf logisch Null zurück. Da die Spannung U_in zu diesem Zeitpunkt t₃ immer noch in voller Höhe ansteht, beginnt ein neuer Meßvorgang mit der Meßzeit t_mess, so daß im Zeitraum t₄-t₅ wiederum ein negativer Impuls erscheint, der wiederum durch einen Doppelimpuls mit der Länge von dreimal t_p im Zeitraum t₄-t₅ abgeschlossen wird. Im Zeitpunkt t₅ beginnt wiederum ein neuer Meßvorgang, der jedoch nicht vollständig abgeschlossen wird, da zum Zeitpunkt t₆ das Nutzsignal verschwindet, so daß kein Doppelimpuls übertragen wird.
In 2b ist der Fall dargestellt, daß das Nutzsignal U_in kürzer anliegt als die Verzögerungszeit t_v. Das Ausgangssignal U_out ist daher konstant und hat keinerlei Impulse.
2c zeigt den Fall, daß das Nutzsignal U_in zwar länger anliegt als die Verzögerungszeit t_v, jedoch schon zu einem Zeitpunkt t₇ endet, bei dem die Zeitdauer t₁-t₇ kürzer ist als die Meßzeit t_mess von t₁-t₂. Zum Zeitpunkt t₁ erscheint dann zwar ein negativer Impuls, der jedoch schon zum Zeitpunkt t₇ mit dem Verschwinden des Nutzsignales U_in endet, so daß kein Doppelimpuls erzeugt wird. Die Auswerteschaltung 15 wird daher wegen Ausbleibens des Schlußsignales das pulsweiten-modulierte Signal U_out als ungültig werten.
2d zeigt den Fall, daß das Nutzsignal U_in ausreichend lange ansteht und gerade zum Zeitpunkt t₃, d.h. bei Beendigung des Schlußsignales endet. Das von der Logikschaltung 14 erzeugte Schlußsignal hat zwei ansteigende und zwei abfallende Flanken, die bei der hier angewandten Logik stets erzwungen werden. Zum Zeitpunkt der zweiten positiven (ansteigenden) Flanke des Schlußsignales (t₂ + 2 × t_p) kann die Messung bereits als gültig qualifiziert werden.
2e zeigt den Fall, daß das Nutzsignal U_in im Zeitraum von t₈-t₉ unter den Ansprechschwellwert (von beispielsweise 2 V) fällt. Nach Ablauf der Verzögerungszeit t_v erscheint am Ausgangssignal U_out ein negativer Impuls, der jedoch zum Zeitpunkt t₈ endet, weil zu diesem Zeitpunkt die Schwelle von 2 V unterschritten wird. Zum Zeitpunkt t₉, wenn das Nutzsignal Um wieder über den genannten Schwellwert ansteigt, beginnt eine neue Verzögerungszeit t_v die zum Zeitpunkt t₁₀ beendet ist, so daß das Signal U_out wieder auf logisch Null geht . Es folgt dann die Meßzeit t_mess im Zeitraum t₁₀-t₁₁ worauf im Zeitraum t₁₁-t₁₂ wiederum ein korrekter Doppelimpuls mit der Länge dreimal t_p erscheint.
Zusammenfassend erfüllt die Schaltungsanordnung folgende Funktionen:
Da die Versorung der Schaltung aus dem Nutzsignal U_in erfolgen soll, kann die Schaltungsanordnung 6 erst dann arbeiten, wenn ein Pegel von größer ca. 2 v anliegt. Durch die Starter kennung 11 wird eine eindeutig definierte Startbedingung definiert, nämlich daß der Eingangspegel von U_in größer als ein vorbestimmter Wert (wie z.B. die erwähnten 2 V) sein muß. Die Energieversorgung 10 stellt dabei sicher, daß das Nutzsignal, das z.B. zwischen 2 V und 80 v liegen kann, eine Versorgungsspannung für die Schaltungsanordnung 6 aufbereitet. Ist das Nutzsignal Um über diesen Wert gestiegen, so schaltet nach einer Verzögerungszeit t_v der Optokoppler 1 ein und das Ausgangssignal U_out des Optokopplers geht auf logisch Null, was die Startbedingung für die Auswerteschaltung 15 ist. Nach einer bestimmten Zeit, nämlich der Meßzeit t_mess, die der Höhe der Spannung U_in des Nutzsignales entspricht, wird die lichtemittierende Diode des Optokopplers 1 zweimal kurzzeitig ausgeschaltet, was als Schlußsignal für einen vollständigen Wandlervorgang des Wandlers 13 interpretiert wird. Danach beginnt wiederum eine neue Messung.
Da das Nutzsignal jederzeit unter den vorbestimmten Wert von z.B. 2 V fallen kann, was die Schaltungsanordnung 6 inaktiv werden läßt und die lichtemittierende Diode des Optokopplers 1 ausschaltet, muß dafür gesorgt werden, daß dieser Zustand vom "normalen" Ende einer Spannungsmessung, d.h. dem Ende der Pulsbreite unterschieden werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß bei kontinuierlich anliegendem Eingangspegel U_in > 2 V das Ende des Impulses durch zwei kurze zusätzliche Impulse mit dazwischenliegender Pulspause angezeigt wird. Tritt nach dem Endepuls ein Folgepuls auf, so qualifiziert er das vorherige Ergebnis der Messung der Pulsbreite als gültig. Wenn der Folgepuls nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes auftritt, bedeutet das, daß die Eingangsspannung unter den Wert für das einwandfreie Arbeiten der Schaltung gesunken ist, d.h. das Ende des Pulses war auf einer Änderung des Zustands des Eingangssignales auf logisch Null zurückzuführen. Die gerade laufende Messung der Pulsbreite wird als ungültig gewertet.
Liegt die Eingangsspannung U_in unter der Spannung, bei der die Schaltung zu arbeiten beginnt, ist die Diode des Optokopplers stromlos. Dauert dieser Zustand länger als die längste meßbare Pulsbreite, wird dies von der Auswerteschaltung 6 als logisch Null gewertet. Steigt die Eingangsspannung über den vorgegebenen Wert von beispielsweise 2 v an, wird die LED des Optokopplers nach einer Verzögerung t_v eingeschaltet und bleibt für die Dauer t_mess eingeschaltet. Steigt die Eingangsspannung auf das Maximum des mit der Schaltung zu verarbeitenden Wertes, der beispielsweise bei 80 V liegt, sinkt t_mess auf die kürzeste mit dem verwendeten Optokoppler übertragbare Frequenz. Da die Umsetzung der Spannung in Pulsbreite integrierend erfolgt, werden auch schwankende Eingangsspannungen korrekt gemessen und übertragen. Im Prinzip wird ein zeitlich gewichteter Mittelwert gebildet.
Die Schaltungsanordnung kann, wie im Zusammenhang mit den 2a–2e erläutert, auch folgende Fälle unterscheiden:
Die Eingangsspannung U_in ist über die Ansprechschwelle von beispielsweise 2 V angestiegen, bleibt dann aber immer über diesem Wert.
Auch ist eine Fehlerüberwachung, beispielsweise von Übertemperatur des Chips, möglich, was durch einen oder mehrere zusätzliche Impulse angezeigt werden kann, die beispielsweise zwischen dem Ende- und dem Folgepuls übermittelt werden.
Die Auswerteschaltung 15 arbeitet im Prinzip mit einem Zähler, der von einem Oszillator getaktet wird und während der Meßdauer t_mess die von dem Oszillator gelieferten Impulse zählt. Die Frequenz des Oszillators bestimmt damit das Auflösungsvermögen. Haben die Zählimpulse beispielsweise eine Dauer von 30 ns und ist die maximale Meßzeit t_mess bei einem Nutzsignal von 80 V = 100 μs, so erhält man eine Auflösung der zu messenden Spannung von 27 mV.
Eine Änderung des Nutzsignals von logisch Eins auf logisch Null kann von der Auswerteschaltung mit Sicherheit erst durch das Fehlen des Endeimpulses nach Ablauf der maximal zu messenden Pulsdauer erkannt werden, also erst nach 100 μs.
Will man diese Reaktionszeit verkürzen, so kann dies auf Kosten der Auflösung erfolgen. Verkürzt man die maximale Meßdauer t_mess auf 10 μs, so erhält man bei Zählimpulsen von 30 ns eine Auflösung von 270 mV, was für die meisten typischen Anwendungen immer noch ausreicht.
Eine Änderung des Nutzsignals von logisch Null auf logisch Eins wird von der Auswerteschaltung nach Ablauf der Verzögerungszeit t_v erkannt. Man könnte stattdessen auch aktiv eine codierte Pulsfolge von einem oder mehreren Impulsen mit vorbestimmter Dauer von beispielsweise 100 ns erzeugen, die von der Auswerteschaltung erkannt wird und den Beginn der Meßphase anzeigt.
3 zeigt ähnlich 2a ein Diagramm der Eingangsspannung U_in und der Ausgangsspannung U_out, wobei letzteres gegenüber 2a invertiert ist. Statt des in 1 dargestellten Widerstandes 17, bei dem der Optokoppler als Emitterfolge geschaltet ist, wird dann in bekannter Weise ein anderer Widerstand verwendet, der in bekannter Weise so geschaltet ist, daß bei leitendem Transistor des Optokopplers 1 der entsprechende Ausgangsanschluß auf hohen Spannungspegel geht.
Nach Ende der Meßzeit geht damit zum Zeitpunkt t₂ das Ausgangssignal U_out auf niedrigen Pegel (logisch Null) und es folgt ein Doppelimpuls mit den Impulsen I₁ und I₂, der zum Zeitpunkt t₃ beendet ist. Darauf folgt in gleicher Weise ein neuer Meßvorgang mit Verzögerungszeit t_v, Meßzeit t_mess und Schlußsignal.
Aus 3 ist weiter zu erkennen, daß das Schlußsignal auch durch einen einzigen vollständigen Impuls gebildet werden kann. Zum Ende der Meßzeit t_mess fällt U_out auf niedrigen Pegel, was durch die abfallende Flanke erkannt wird. Ein vollständiger weiterer Impuls I₁ mit abfallender Flanke könnte dann zur Verifizierung ausreichen.
4 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Auswerteschaltung 15. Nach einem Start der Überwachung wird die Zeitdauer t überwacht, innerhalb der ein Meßsignal auftreten muß. Diese Zeitdauer ist kürzer als die maximale Pulsbreite der Meßzeit, also beispielsweise kürzer als 100 μs. Tritt innerhalb dieser Zeitdauer kein Signal auf, ist also t größer t_max so wird ein Reset-Signal an einen digitalen Ausgang S7 geliefert. Tritt dagegen ein vom Optokoppler 1 an den Ausgängen 4 und 5 ausgegebenes Signal U_out auf, wird nach Ablauf der Wartezeit t_v (2a) U_in auf logisch Null gehen, was im Schritt S1 fortlaufend überwacht wird. Ist dies der Fall (U_out = 0), so wird in einem Zähler fortlaufend die Anzahl der Takte eines nicht dargestellten Taktgebers gezählt, dessen Zählinhalt mit "PWMcount" bezeichnet wird (vgl. Block S2).
Die Zählung wird beendet, sobald U_out auf logisch Eins geht. Darauf folgt die Auswertung des Schlußsignales. Im Block S3 wird überwacht, ob U_out für eine vorgegebene Zeitdauer t_p, die der Breite eines Schlußimpulses von beispielsweise 100 ns entspricht, auf logisch Eins bleibt. Ist dies nicht der Fall, so wird die Messung als ungültig verworfen und der Wert PWM_count auf Null zurückgesetzt und gleichzeitig ein Signal "Valid" im Block S8 zurückgesetzt, was bedeutet, daß kein gültiges Meßsignal vorliegt. Ist dies dagegen der Fall, so wird im Block S4 überwacht, ob eine Impulspause der Länge t_p folgt, ob also U_out für die Dauer t_p auf logisch Null bleibt. Ist es nicht der Fall, so wird wiederum die Auswertung abgebrochen, PWM_count auf Null zurückgesetzt und das Signal "Valid" im Block S8 ebenfalls auf Null zurückgesetzt. Ist dies dagegen der Fall, so wird im Block S5 geprüft, ob der zweite Puls des Schlußsignales kommt, ob also U_out wiederum für die Dauer t_p auf Eins geht. Im Prinzip genügt hier, den Wechsel von U_out von Null auf Eins, also die positive Flanke zu überwachen. Ist die positive Flanke oder der zweite Impuls des Schlußsignales erkannt, so wird der Zählinhalt PWM_count als gültig bewertet und kann mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen werden (Block S6). Ist dies nicht der Fall, so wird ebenfalls im Block S8 das Signal "Valid" auf Null zurückgesetzt. In Abhängigkeit von dem genannten Vergleich wird dann ein Ausgangssignal DIG_out ausgegeben durch Signale "Set" und "Reset" an den Block S7. Ist beispielsweise der Zählwert PWM_count größer als ein oberer Schwellwert, so wird DIG_out zu logisch Null, d.h. an den Reset-Eingang des Blockes S7 wird ein Signal gegeben. Ist es kleiner als ein unterer Schwellwert, so wird DIG_out zu logisch Eins, d.h. an den Set-Eingang des Blockes S7 wird ein Signal gegeben. In allen übrigen Fällen, wenn also PWM_count zwischen den Schwellwerten liegt, bleibt DIG_out unverändert. Ist die Frequenz des Eingangssignales U_in so groß, daß keine vollständige Meßzeit t_mess zur Verfügung steht, so wird kein Schlußsignal erzeugt und einer der Blöcke S3, S4 oder S5 erzeugt über den Reset-Eingang des Blockes S8 ein "Invalid"-Signal.
Das Ausführungsbeispiel der 4 bezieht sich auf die Signale der 2. Bei umgekehrter Logik, wie sie in 3 dargestellt ist, wird für die Überprüfung in den Blöcken S1, S3, S4 und S5 mit entsprechend geänderten Prüfgrößen gearbeitet.

Claims

Schaltungsanordnung zur galvanisch getrennten Übertragung eines elektrischen Signals mit einem Optokoppler, gekennzeichnet durch eine mit der Eingangsseite des Optokopplers (1) verbundene Wandlerschaltung (13), die das elektrische Signal (U_in) in ein pulsweiten-moduliertes Signal umwandelt und dem Optokoppler (1) zuführt, eine Logikschaltung (14), die ein Schlußsignal erzeugt und an den Optokoppler (1) liefert, wenn die Umwandlung in das pulsweiten-modulierte Signal vollständig abgeschlossen ist und eine mit der Ausgangsseite des Optokopplers (1) verbundene Auswerteschaltung (15), die das pulsweitenmodulierte Signal nur dann als gültig anerkennt, wenn das Schlußsignal empfangen wurde.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlußsignal ein Doppelimpuls ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung in ein pulsweiten-moduliertes Signal erst dann durchgeführt wird, wenn nach Auftreten des umzuwandelnden elektrischen Signals (U_in) eine vorgegebene Verzögerungszeit (t_v) verstrichen ist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal (U_in) einer Stromversorgung (9, 10) zugeführt wird, die aus dem elektrischen Signal eine Stromversorgung für die mit der Eingangsseite des Optokopplers (1) verbundenen Schaltungsteile (11, 13, 14) übernimmt.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrkanalig aufgebaut ist und die pulsweitenmodulierten Signale zeitlich verschachtelt an den Optokoppler (1) liefert.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor Übertragung der pulsweiten-modulierten Signale der einzelnen Kanäle ein den jeweiligen Kanal eindeutig identifizierendes Signal übertragen wird.