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Elektronische Schaltanordnung für Spannungssignale mit kleinem Schwankuilgsbereich
Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltanordnung zur übertragung von Spannungssignalen
mit kleinem Schwankungsbereich, d. h. von Signalen, deren Amplitude in einem
Bereich zwischen -100
und + 100 Millivolt mit Bezug auf ein Bezugspotential
veränderbar ist, auf eine einzige Leitung, mit mehreren Gattern, deren Eingängen
die verschiedenen Spannungssignale zugeführt werden und deren Ausgänge gemeinsam
mit der einzigen Leitung verb,unden sind, welche Gatter normalerweise gesperrt sind,
jedoch aufeinanderfolgend im Zyklus durch periodische Schaltsignale geöffnet werden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gatter mindestens einen Zerhackertransistor
aufweist, an dessen Emitter-Kollektor-Strecke das zu übertragende Spannungssignal
geführt ist, während der Basis dieses Transistors ein gegebenenfalls transformiertes
Schaltsignal zugeführt wird, das aus einer Folge von Einzelimpulsen besteht, welches
die Kollektor-Emitter-Strecke öffnet und sperrt, und daß in den Kollektor-Emitter-Kreis
des Zerhackertransistors der verschiedenen Gatter eine Primärwicklung eines allen
Gattern gemeinsamen Ausgangsübertragers geschaltet ist, und dessen Sekundärwicklung
mit der einzigen Ausgangsleitung verbunden ist.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltanordnung wird der Vorteil erzielt,
daß auf eine einzige Leitung mit einer zwischen null und mehreren tausend Schaltungen
je Sekunde liegenden Folge eine bestimmte Anzahl veränderlicher elektrischer
Spannungen mit einem kleinen Schwankungsbereich geschaltet werden kann, der eine
maximale Schwankungsamplitude von etwa ± 100 Millivolt aufweist.
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Andererseits ermöglicht die Verwendung eines Ausgangsübertragers mit
gesonderten Primärwicklungen für jeden Eingangskreis die Vermeidung jeder galvanischen
Verbindung zwischen den Eingangskreisen.
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Nachfolgend wird eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Schaltanordnung in Verbindung mit dem Schaltbild näher beschrieben.
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#Die erfindungsgemäße Schaltanordnung besitzt eine bestimmte Anzahl
von Gattern 10, 20 ... 30,
deren Eingang die Spannungssignale SI:,
S2 ... Sn zugeführt werden, deren Amplitude in einem Bereich von
- 100 bis + 100 Millivolt. mit Bezug auf ein Bezugspotential
* (Masse) schwänken kann. Die Zahl der Gatter ist gleich der Zahl der Spannungssignale,
die auf eine einzige Ausgangsleitung 1 geschaltet werden sollen.
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Die Gatter 10, 20 ... 30 sind normalerweise
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sperrt und können aufeinanderfolgend und im Zyklus durch Schaltsignale
C 1, C 2 ... C n geöffnet werden. Diese Schaltsignale
werden je durch Folgen von EinzelinippIsen mit konstanter Frequenz (beispielsweise
von 40 kHz) gebildet, die von einem Taktgeber 2 abgegeben werden, welche Folge von
Impulsen C 1, C 2 ... Cn im Laufe der aufeinanderfol-' genden
Zeitperioden des Zyklus des Taktgebers auftreten.
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Die SpannungssignaleS1, S2 ... Sn werden den,' Eingangsklemmpaaren
11 und 12, 21 und 22j 31,ünd#. 32 der jeweiligen Gatter
10, 20, 30 zugäführt. Da!
diese Gatter in der gleichen Weise
ausgeführt sind's wird nachfolgend nur eines dieser Gatter,- nämlich. das Gatter
10, beschrieben. Dieses Gätter'besitzt inr. wesentlichen zwei Zerhackertransistoren13
und 14;-bei dem dargestellten Beispiel vom pnp-Typ, deren Emitter-Kollektor-Kreise
über ein Potentionieter 15 mit Nullabgleich in Reihe -geschaltet sind, wobei
zwei Parallelwiderstände 15 a und 15 b'z*ischen den7,
Abgriff des Potentionidters 15 und dessen beiden Enden geschaltet sind'.
Die Emitter'der Transistoren 13 und 14 sind mit den Eingaiig#klemmen#ll und
12 über' Primärwicklungen 16 und 17 eines gemein-. samenAiisgangsübertragers
3 in Reihenschaltung mit: einem RegelWiderstand 18 verbunden.#Die
Sekundärwicklung 4 des Ausgangsübertragers ist mit dem Eingang eines Verstärkers
5 verbunden, der einen Dernodülator'6 speist, dessen Ausgang mit der Leitung
1
verbunden ist.
In der gleichen Weise weisen die anderen
Gatter 20 ... 30 gleiche Ausgangswicklungspaare. auf, die in der Zeichnung
durch einzige Primärwicklungen 23
und 33 dargestellt sind.
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Die Basiselektroden der. Transistoren 14 und 13
sind durch zwei
parallele- Zweige, in denen sich Widerstände.24: und -25 in Reilidnschaltung
und Widerstände 26 und 26 a . in Reihenschaltung befinden,
miteinander verbunden.
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Der Verbindungspunkt der Widerstände 24 und 25
ist über einen
Widerstand 27 mit dem Abgriff des Potentiometers 15, d. h. mit dem
Verbindungspunkt der Widerstände 15a und 15b verbunden. Dieser letztere Verbindungspunkt
-ist ferner -mit dem-einen-Endje einer Sekundärwicklung 28 b eines Transformators
28 mit ' Ferritkern verbunden. Das andere Ende der Sekundärwicklung
28 b ist über eine Diode 29 mit dem Verbindungspunkt -zwischen den
Widerständen 26 und 26 a verbunden. - Eine zweite Diode 34
ist zur. Sekundärwicklung 28 parallel geschaltet, während ein Kondensator
35 und Widerstand 36 in Parallelschaltung mit den Klemmen der Diode
29
verbunden sind.
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Die ärwicklung28a des Transformators28, zu der ein Widerstand-37 parallel
geschaltet ist, ist an ihrem einen Ende mit einer Quelle positiver Spannung
+ V über einen Widerstand 38 verbunden und an ihrem anderen Ende mit
dem Koll&tor eines npn-Transistors 39. Der Emitter dieses Transistors
liegt an Masse, während seine Basis über einen Widerstand 41 mit einer Klemme 42
verbunden ist, welcher das Schaltsignal C 1 zugeführt wird.
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Die Wirkungsweise des Gatters 10 ist wie folgt. Beim Fehlen
des Schaltsignals C 1 ist der Transistor 39 ebenso wie die Transistoren
13 und 14 gesperrt. Das Gatter 10 ist daher gesperrt. Wenn das Signal
C 1, welches in diesem besonderen Fall in Form einer Impulsfolge aus
positiven Halbwellen auftritt, der Klemme 42 zugeführt wird, wird der Transistor
39 wechselweise leitend und nichtleitend, wobei die Leitungsperioden
-den positiven Halbperioden des Signals C 1 entsprechen. In der Primärwicklung
28 a des Transformators 28 fließt daher ein zerhackter Strom, der
auf die Sekundärseite des Transformators übertragen wird. Die Dioden 29 und
34 gewährleisten das Abtrennen der positiven Halbwellen des zerhackten Stroms, der
durch die Sekundärwicklung 28 b fließt. Dieser Strom wird gleichzeitig den
beiden BasiseIektroden der Transistoren 13 und 14 zugeführt und bewirkt daher
das wechselweise Arbeiten dieser Transistoren, d. h. ihre aufeinanderfolgende
Schaltung in den Leitungszustand und in den Sperrzustand. Der Emitter-Kollektor-Kreis
dieser Transistoren und damit die Primärwicklungen 16 und 17
werden
daher von einem zerhackten Strom durchflossen, dessen Amplitude von dem Spannungssignal
S 1 abhängig ist, welches den Klemmen 11 und 12 zugeführt wird.
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Die Sekundärwicklung 4 nimmt daher -während des Zeitraums, in welchem
das Schaltsignal C 1 auftritt, eine Impulsfolge auf, deren Amplitude von
derjenigen des den Klemmen 11 und 12 zugeführten Spannungssignals Sl abhängt.
Das von der Sekundärwicklung 4 aufgenommene Signal wird dann dem Verstärker
5 und dem Demodulator 6 zugäährt, welch letzterer ein Demodulationssignal
C aufnimmt,
das die gleiche Grundfrequenz wie die verschiedenen Schaltsignale
Cl ... C n hat. Es werden daher von der einzigen Austrittsleitung
1 aufeinanderfolgende Signale aufgenommen, welche die jeweiligen Eingangssignale
Sl ... Sn darstellen.
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Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorangehend beschriebene
und in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb
ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren. So kann, wenn bei dem beschriebenen
Beispiel zwei Zerhackertransistoren 13 und 14 verwen---det- -werden-,
- um -das -- Schaltgeräusch- zu -vermeideneine dem Gatter
10 analoge Schaltung mit einem einzigen Zerhackertransistor vorgesehen werden,
wobei die Wirkungsweise zleichbleibt.