DE69505274T2

DE69505274T2 - Fensterkomparator mit echter hysterese

Info

Publication number: DE69505274T2
Application number: DE69505274T
Authority: DE
Inventors: William H. Jr. Enfield Ct 06082 Beacham; Erik C. Fort Collins Co 80526-1431 Lillestolen
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1995-11-09
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2015-11-10
Also published as: WO1996019005A1; JP2948323B2; US5488323A; JPH10506750A; DE69505274D1; EP0797833A1; EP0797833B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schnittstellenbildung mit wenigstens einem Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auch auf eine Schaltungseinrichtung zur Verbindung mit einem oder mehreren Schaltern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Mechanische Schalter mit zwei Stellungen (d. h. "EIN/AUS", "GEÖFFNET/GESCHLOSSEN") werden in zahllosen elektronischen und elektrischen Schaltungen für verschiedene Anwendungen eingesetzt. Zum Beispiel können die Schalter von Hand oder automatisch beweglich oder gesteuert sein, und ihr Status kann bestimmte gewünschte oder tatsächlich vorhandene Zustände in einem System anzeigen, wie z. B. in einer Flugzeug-Flugsteuerung.
Eine einfache elektrische Verbindung für einen zwei Stellungen aufweisenden Schalter besteht darin, daß man einen Anschluß des Schalters mit elektrischer Masse verbindet und man einen zweiten Anschluß mit einer Seite eines Pull-Up-Widerstands verbindet, wobei man die andere Seite des Widerstands mit einer Spannungsquelle, wie z. B. +5 V Gleichstrom, verbindet. Die Spannung an diesem zweiten Anschluß zeigt die Schalterstellung an. Das heißt, wenn der Schalter geschlossen ist, fließt Strom durch den Pull-Up-Widerstand, und der Gesamtwert der Spannungsquelle über dem Widerstand fällt ab. Somit sind Null Volt Gleichstrom (d. h. elektrische Masse) an dem zweiten Anschluß des Schalters vorhanden. Wenn der Schalter geöffnet ist, fließt andererseits kein Strom durch den Pull-Up-Widerstand, und somit kommt es zu keinem Spannungsabfall über diesem. Aus diesem Grund ist der gesamte Wert der Spannungsquelle (z. B. +5 V Gleichstrom) an dem zweiten Anschluß des Schalters vorhanden.
Entsprechende einfache Schaltungseinrichtungen zum "Lesen" oder Erfassen des Status des Schalters (d. h. entweder geöffnet oder geschlossen) durch Erfassen des Spannungswerts an dem zweiten Anschluß können einen Komparator oder Operationsverstärker mit zwei Eingängen aufweisen. Ein erster Eingang ist mit einem feststehenden oder einem variierenden Bezugsspannungswert verbunden, während ein zweiter Eingang mit dem zweiten Anschluß des Schalters verbunden ist. Das Ausgangssignal des Komparators nimmt einen der beiden Zustände an, und zwar in Abhängigkeit davon, ob die Schalterspannung an dem zweiten Anschluß höher oder niedriger ist als die Bezugsspannung.
Gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart die DE- A1-40 15 271 eine Vorrichtung zur Schnittstellenbildung mit einer Mehrzahl von Schaltern, um dadurch den geschlossenen oder geöffneten Zustand eines Schalters zu detektieren. Jeder Schalter ist zwischen eine Spannungsquelle und den Eingang eines Mikrocomputers geschaltet. Eine Transistorschaltung ist mit einem Anschluß jedes Schalters verbunden. Der Mikrocomputer führt dem einen Anschluß eines zu prüfenden Schalters ein Prüfsignal über die Transistorschaltung zu und detektiert auch die Spannung an dem einen Anschluß des Schalters. Ein Fehlerzustand eines Schalters kann nicht detektiert werden.
Gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12 offenbart die DE- A1-39 10 405 eine Schaltungseinrichtung zum Steuern von elektrischer Leistung unter Verwendung binär kodierter Signale, die durch einen Satz von drei Schaltern erzeugt werden. Die Erfassung der Stellung jedes Schalters erfolgt unter Verwendung eines "Fensterdiskriminators". Wenn die während eines Abtastvorgangs von dem Schalter empfangene Spannung höher ist als 1 Volt, erzeugt der Fensterdiskriminator ein Ausgangssignal mit hohem Niveau. Wenn die Spannung von dem Schalter niedriger ist als 0,5 Volt, erzeugt der Fensterdiskriminator ein Ausgangssignal mit niedrigem Niveau.
Der Fensterdiskriminator läßt sich als aus zwei Operationsverstärkern gebildete Einrichtung zum Definieren einer "toten Zone" verstehen. Diese Schaltungseinrichtung des Standes der Technik wird jedoch nicht zum Detektieren eines fehlerhaften Schalters verwendet.
Ein Schalter kann jedoch im Verlauf der Zeit korrodieren oder verunreinigt werden und somit im Betrieb fehlerhaft werden. Wenn dies passiert, kann die Impedanz über den Schalteranschlüssen anders sein als der Impedanzwert von (theoretisch) normalerweise Null, wenn der Schalter geschlossen ist, und dem Impedanzwert von (theoretisch) normalerweise unendlich, wenn der Schalter geöffnet ist. In der Praxis kann ein Schalterhersteller die Impedanz eines geschlossenen Schalters mit 50 Ohm oder weniger spezifizieren und die Impedanz eines geöffneten Schalters mit 100 Kiloohm oder mehr spezifizieren. Das heißt, wenn der Schalter fehlerhaft ist, kann ein endlicher Impedanzbetrag (z. B. irgendwo zwischen 50 Ohm und 100 Kiloohm) über den Schalteranschlüssen gemessen werden. Diese Schalterimpedanz addiert sich der Reihe nach zu dem Widerstandswert oder der Impedanz des Pull-Up-Widerstands, wodurch letztendlich die an dem zweiten Anschluß des Schalters vorhandene Spannung geändert wird, möglicherweise unabhängig davon, ob der Schalter geöffnet oder geschlossen ist. Wenn der Schalter verrottet oder korrodiert ist, kann die Spannung an dem zweiten An schluß des Schalters jeglichen Wert zwischen 0 V Gleichstrom und +5 V Gleichstrom (oder jeden beliebigen Wert der positiven oder negativen Spannungsquelle) annehmen. Wenn diese Spannung gleich der Bezugspannung an dem Komparator ist, kann ferner der Ausgang des Komparators schwingen, was in Abhängigkeit davon, wann die Komparatorausgangsspannung abgelesen wird, zu der Anzeige führen könnte, daß der Schalter entweder geöffnet oder geschlossen ist.
Bei einigen elektronischen Anwendungen ist es erforderlich, daß der individuelle Status einer Mehrzahl von Schaltern mit zwei Stellungen durch eine einzige Schnittstellenschaltung abgetastet oder erfaßt wird. Dadurch soll der Gesamtumfang der Schaltungseinrichtung reduziert werden. Typischerweise wird ein Multiplexer verwendet, wobei die Mehrzahl der Schalter mit den Eingängen des Multiplexers verbunden ist. Es wird einer der Eingänge ausgewählt, um auf der einzigen Ausgangsleitung des Multiplexers zu erscheinen, und der Multiplexerausgang wird in ähnlicher Weise, wie dies vorstehend beschrieben wurde, mit einem Eingang eines Komparators verbunden. Im wesentlichen handelt es sich hierbei um eine abgetastete Parallel-Serien-Einzelschalterschnittstelle.
Eine übliche Komparatorschnittstelle des Standes der Technik verwendet eine herkömmliche Hysterese-Schaltungseinrichtung, die die Bezugsspannung an dem anderen Komparatoreingang (d. h. dem Bezugseingang) in Abhängigkeit von dem Zustand der letzten Schalterablesung variiert. Ein Problem bei dieser Konfiguration besteht jedoch darin, daß dann, wenn ein Schalter verrottet oder verunreinigt wird und dieser einen endlichen Impedanzwert entwickelt, der Komparator den Schalter als in dem falschen Zustand befindlich interpretieren kann. Der Grund hierfür besteht darin, daß die Bezugsspannung durch die vorangehende Ablesung eines nicht zugehörigen Einzelschalters eingestellt wurde. Das heißt, die Bezugsspannung besitzt einen "Memoryeffekt". Obwohl diese Komparatorschnittstelle mit Hysterese ein Schwingen der Komparatorausgangsspannung um den Bezugsspannungswert besser verhindern kann, ist sie dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel ohne Hysterese dahingehend ähnlich, daß sie einen verrotteten oder verschmutzten Schalter möglicherweise nicht detektieren kann.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung einer elektronischen Schaltung zum Erfassen, ob ein zwei Stellungen aufweisender Schalter geöffnet, geschlossen oder in gewissem Ausmaß fehlerhaft ist.
Erreicht wird dies durch die vorliegende Erfindung gemäß den Merkmalen eines jeden der Ansprüche 1 und 12.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Erfassung eines gewissen Fehlerzustands eines zwei Stellungen aufweisenden Schalters durch Erfassung, wenn die Impedanz über den Schalteranschlüssen einen endlichen Wert besitzt, der innerhalb eines Bereichs von zuvor gewählten Impedanzwerten liegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Schaltung zum Feststellen eines Fehlerzustands eines Schalters geschaffen, und zwar durch Erfassung, wenn der Spannungsausgang an einem Anschluß des Schalters innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Spannungsbereichen liegt.
Eine Komparatorschaltungseinrichtung erfaßt den Status einer Mehrzahl von Schaltern, die im Multiplexbetrieb mit der Komparatorschaltungseinrichtung zusammenarbeiten.
Die elektronische Schaltung bildet eine Schnittstelle mit einem oder mehreren einzelnen, zwei Stellungen aufweisenden Schaltern zum Lesen bzw. Abfragen des Status eines jeden Schalters sowie zum Liefern eines Paares von Signalen, die zusammengenommen entweder einen geöffneten, geschlossenen oder fehlerhaften Status jedes Schalters anzeigen.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das den Status von jedem einer Mehrzahl von zwei Stellungen aufweisenden Schaltern erfaßt, weist jeder Schalter einen ersten Anschluß, der mit elektrischer Masse (d. h. 0 V Gleichstrom) verbunden ist, sowie einen zweiten Anschluß auf, der mit einer Seite eines Pull-Up-Widerstands verbunden ist. Die zweite Seite des Widerstands schafft eine Verbindung zu einer positiven Spannungsquelle (z. B. +5 V Gleichstrom). Der zweite Anschluß des Schalters schafft ebenfalls eine Verbindung zu einem Eingang eines Multiplexers, der eine Mehrzahl von Eingängen sowie einen einzigen Ausgang aufweist. Zu jeder beliebigen Zeit wählt der Multiplexer über eine Mehrzahl von Multiplexer-Auswählleitungen die Spannung an einem beliebigen seiner Eingänge aus und führt diese zu dem einzigen Multiplexerausgang. Der Multiplexerausgang ist sowohl mit einem invertierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers, der als Komparator wirkt, als auch mit einem nicht invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers, der ebenfalls als Komparator wirkt, verbunden. Ein Spannungsteiler liefert eine konstante Spannung mit einem ersten vorbestimmten Wert (z. B. +3,5 V Gleichstrom) an den nicht invertierenden Eingang des ersten Komparators. Ferner liefert er eine konstante Spannung mit einem zweiten vorbestimmten Wert (z. B. +2,5 V Gleichstrom) an den invertierenden Eingang des zweiten Komparators. Diese beiden Bezugsspannungswerte weisen die Endpunkte für einen Bereich oder ein "Fenster" für die Komparatoren auf, wodurch den Komparatoren ermöglicht wird, eine "echte Hysteresefunktion" zu schaffen, wie dies im folgenden noch ausführlicher erläutert wird. Jeder Komparator sieht eine einzige Ausgangsleitung vor, die einen binären logischen Pegel (d. h. einen logischen Zustand L oder einen logischen Zustand H) aufweist, welcher anzeigt, ob die Spannung an einem Eingang des Komparators höher oder niedriger ist als die Spannung an dem anderen Eingang.
Wenn im Betrieb irgendeiner der Schalter geöffnet ist, ist theoretisch eine unendliche Impedanz über den Schalteranschlüssen vorhanden. Daher fließt kein Strom durch den Pull-Up-Widerstand, und der Gesamtwert der Spannungsquelle (z. B. +5 V Gleichstrom) wird in den Multiplexer eingespeist. Wenn der Multiplexer einen geöffneten Schalter zum Abfragen auswählt, wird die Schalterspannung von +5 V Gleichstrom den vorstehend genannten Komparatoreingängen zugeführt. Der binäre logische Pegelausgang des ersten Komparators geht in einen logischen Zustand L, da die Schalterausgangsspannung von +5 V Gleichstrom an dem invertierenden Eingang den Bezugsspannungswert von +3,5 V Gleichstrom an dem nicht invertierenden Eingang übersteigt. Gleichzeitig geht der binäre logische Pegelausgang des zweiten Komparators in einen logischen Zustand H, da die Schalterausgangsspannung von +5 V Gleichstrom an dem nicht invertierenden Eingang höher ist als die Spannung von +2,5 V Gleichstrom an dem invertierenden Eingang.
Wenn der Schalter geschlossen ist, ist theoretisch eine Impedanz von Null über den Schalteranschlüssen vorhanden, und es fließt Strom durch den Pull-Up-Widerstand.
Es kommt zu einem Abfall der gesamten +5 V Gleichstrom über dem Pull-Up-Widerstand, so daß an dem Eingang zu dem Multiplexer 0 V Gleichstrom anliegt. Wenn der Multiplexer einen geschlossenen Schalter zum Abfragen auswählt, wird die Schalterspannung von 0 V Gleichstrom den vorstehend genannten Komparatoreingängen zugeführt. Der binäre logische Pegelausgang des ersten Komparators geht in einen logischen Zustand H, da die Schalterausgangsspannung von 0 V Gleichstrom an dem invertierenden Eingang geringer ist als der Bezugsspannungswert von +3,5 V Gleichstrom an dem nicht invertierenden Eingang. Gleichzeitig geht der binäre logische Pegelausgang des zweiten Komparators in einen logischen Zustand L, da die Schalterausgangsspannung von 0 V Gleichstrom an dem nicht invertierenden Eingang geringer ist als der Bezugsspannungswert von +2,5 V Gleichstrom an dem invertierenden Eingang.
Wenn der Schalter verunreinigt, fehlerhaft, korrodiert, schmutzig usw. ist, ist ein endlicher Widerstand über seinen Anschlüssen vorhanden. Dieser Widerstand addiert sich unabhängig davon, ob der Schalter geöffnet oder geschlossen ist, seriell zu dem Widerstandswert des Pull-Up-Widerstands. Nun ist die in den Multiplexer eingespeiste Spannung etwas anders als 0 V Gleichstrom oder +5 V Gleichstrom gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Komparatorbezugsspannungen zur Erzeugung einer "toten Zone" oder eines Fensters gewählt, bei dem es sich um einen Bereich von Spannungen handelt. Es wird angenommen, daß ein fehlerhafter Schalter eine endliche Impedanz zwischen einem bestimmten Bereich aufweist. Diese Impedanz bestimmt zusammen mit einer gewünschten Stromflußmenge durch den Pull-Up-Widerstand letztendlich den Wert des Pull-Up-Widerstands. Wenn der Schalter in gewissem Ausmaß fehlerhaft ist, fällt die in den Multiplexer einge gebene Spannung in dieses "echte Hysterese"-Fenster oder den Bereich der toten Zone. Wenn dies geschieht, befinden sich beide Komparatorausgänge in einem logischen Zustand H. Hierbei handelt es sich um die dritte von vier möglichen Ausgangszustandkombinationen der beiden Komparatorausgänge. Die vierte Kombination, bei der beide Ausgänge in einem logischen Zustand L sind, kann nur bei einem Fehler der Komparatoren und nicht auf der Basis des Status von irgendeinem Schalter auftreten.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die einzige Zeichnungsfigur zeigt eine schematische Darstellung eine Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Schnittstellenbildung mit einer Mehrzahl von Schaltern mit zwei Stellungen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS- BEISPIELE

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer elektronischen Schaltungseinrichtung zur Schnittstellenbildung mit einer Mehrzahl von einzelnen Schaltern mit zwei Positionen dargestellt und im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet. Jeder Schalter 104, 108 besitzt zwei Anschlüsse 112, 116, 120, 124: ein erster Anschluß 116, 124 ist mit elektrischer Erde 128 (d. h. 0 V Gleichstrom) verbunden, und ein zweiter Anschluß 112, 120 ist durch einen Pull- Up-Widerstand 132, 136 mit einer positiven Spannungsquelle 114 (z. B. +5 V Gleichstrom) verbunden. Der Schalter 104, 108 enthält einen Arm 144, 148, der den Schalter 104, 108 schließt oder öffnet, indem er die beiden Schalteranschlüsse 112-124 zusammenschaltet bzw. trennt. Der mit dem Pull-Up-Widerstand 132, 136 verbundene Schalteranschluß 112, 120 stellt den Ausgangszu stand oder Modus des Schalters 104, 108 dar und wird einem Eingang 152, 156 eines Multiplexers 160 zugeführt. Der Multiplexer 160 wählt einen Eingang von seiner Mehrzahl von Eingängen aus und leitet ein Signal weiter zu seiner einzigen Ausgangsleitung 164. Diese Ausgangsleitung 164 ist mit dem invertierenden Anschluß 168 eines ersten Operationsverstärkers 172 verbunden, der als Komparator wirkt. Die Multiplexer-Ausgangsleitung 164 ist ferner mit dem nicht invertierenden Eingang 176 eines zweiten Operationsverstärkers 180 verbunden, der als Komparator wirkt. Ein Spannungsteilernetz 184 bestehend aus drei Widerständen R1-R3 188-196 ist zwischen einer positiven Spannungsquelle 140 (z. B. +5 V Gleichstrom) und Masse 128 (z. B. 0 V Gleichstrom) in Reihe geschaltet. Der Knotenpunkt 200 zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand 188-192 schafft eine Verbindung zu dem nicht invertierenden Eingang 204 des ersten Komparators 172. Der Knotenpunkt 208 zwischen dem zweiten und dem dritten Widerstand 192, 196 schafft eine Verbindung zu dem invertierenden Eingang 212 des zweiten Komparators 180. Jeder Komparator 172, 180 weist eine Ausgangsleitung 216, 220 auf, die anzeigt, ob die Spannung an dem nicht invertierenden Eingang 204, 176 dieses Komparators 172, 180 größer oder geringer ist als die Spannung an dem invertierenden Eingang 168, 212 dieses Komparators 172, 180. Die beiden Komparatorausgänge 216, 220 zusammengenommen zeigen an, ob ein Schalter 104, 108 geöffnet ist, geschlossen ist oder fehlerhaft ist.
Wie unter ausführlicher Bezugnahme auf die Zeichnung zu sehen ist, ist ein Paar Schalter SW1 104 und SW2 108 dargestellt. Der erste Schalter SW1 104 befindet sich in einer geöffneten Stellung, während sich der zweite Schalter SW2 108 in einer geschlossenen Stellung befindet. Im geöffneten Zustand weist der Schalter 104 theo retisch einen Widerstand oder eine Impedanz mit unendlichem Wert über seinen beiden Anschlüssen 112, 116 auf. In der Praxis spezifiziert ein Schaltungshersteller jedoch typischerweise eine geöffnete Impedanz mit 100 Kiloohm oder mehr. Im geschlossenen Zustand andererseits hat der Schalter 108 theoretisch einen Widerstand oder eine Impedanz von Null (d. h. einen "Kurzschluß") über seinen Anschlüssen 120, 124. In der Praxis spezifiziert ein Schaltungshersteller jedoch eine Impedanz eines geschlossenen Schalters mit 50 Ohm oder weniger. Jeder der beiden Schalter 104, 108 besitzt einen zugeordneten Pull-Up-Widerstand R4 132 und R5 136, die zwischen einem seiner Anschlüsse 112, 120 sowie eine positive Spannungsquelle 140 (z. B. +5 V Gleichstrom) geschaltet sind. Der andere Schalteranschluß 116, 124 ist mit Masse 128 (d. h. 0 V Gleichstrom) verbunden.
Wenn der Schalter 104 geöffnet ist, fließt kein Strom durch den Pull-Up-widerstand R4 132. Daher kommt es zu keinem Spannungsabfall über diesem Pull-Up-Widerstand 132. Der gesamte Wert der Spannungsquelle 140 (+5 V Gleichstrom) erscheint an diesem oberen Schalteranschluß 112 und wird auf der Signalleitung 152 auch in den Multiplexer 160 eingespeist. Wenn dagegen der Schalter 108 geschlossen ist, fließt Strom durch den Pull-Up- Widerstand R5 136. Es kommt zu einem Abfall der gesamten positiven Spannungsquelle 140 von +5 V Gleichstrom über diesem Pull-Up-Widerstand 136. Somit erscheint der Wert 0 V Gleichstrom an diesem oberen Schalteranschluß 120, und dieser Wert wird auf der Signalleitung 156 auch dem Multiplexer 160 zugeführt.
Wenn der Schalter 104, 108 fehlerhaft ist, wie dies durch verunreinigte, schmutzige, verrotete usw. Schalteranschlüsse 112-124 definiert ist, dann ist unabhängig davon, ob der Schalter 104, 108 geöffnet oder geschlos sen ist, ein endlicher Widerstandswert oder Impedanzwert über den Schalteranschlüssen 112-124 vorhanden. Die Schaltungseinrichtung 100 der vorliegenden Erfindung ist betriebsmäßig dazu ausgebildet, diesen Fehlerzustand des Schalters in gewissem Ausmaß zu detektieren.
Der Multiplexer 160 wählt einen beliebigen seiner Eingänge aus, um das Eingangssignal auf die einzige Multiplexer-Ausgangsleitung 164 weiterzuleiten. Der Multiplexer trifft die Auswahl unter seinen Eingängen auf der Basis der Multiplexer-Auswählleitungen 224, die mit einem Mikroprozessor (nicht gezeigt) verbunden sein können. Wenn der Multiplexer 160 z. B. acht Eingänge aufweist, sind drei Multiplexer-Auswählleitungen 224 (d. h. 2³ = 8) erforderlich.
Die einzige Multiplexer-Ausgangsleitung 164 ist mit einem invertierendem Eingang 168 eines ersten Operationsverstärkers 172 verbunden, der als Komparator konfiguriert ist. Die Multiplexer-Ausgangsleitung 164 ist ferner mit einem nicht invertierenden Eingang 176 eines zweiten Operationsverstärkers 180 verbunden, der als Komparator konfiguriert ist. Bei den Operationsverstärkern 172, 180 kann es sich um das Modell LF147 von der Firma National Semiconductor handeln. Ferner ist auch ein Spannungsteilernetz 184 vorgesehen, das aus drei in Reihe geschalteten Widerständen R1 188, R2 192 und R3 196 gebildet ist. Ein erster Widerstand R1 188 ist zwischen eine positive Spannungsquelle 140 (z. B. +5 V Gleichstrom) und einen nicht invertierenden Eingang 204 des ersten Komparators 172 geschaltet und ferner mit einer Seite eines zweiten Widerstands R2 192 verbunden. Die andere Seite dieses zweiten Widerstands 192 ist mit der einen Seite eines dritten Widerstands R3 196 sowie mit dem invertierenden Eingang 212 des zweiten Komparators 180 verbunden. Die andere Seite dieses dritten Widerstands R3 196 ist mit elektrischer Masse 128 (z. B. 0 V Gleichstrom) verbunden. Bei einem bevorzugten, jedoch exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Werte für die drei Widerstände R1 188, R2 192 und R3 196 des Widerstandsteilernetzes 184 derart gewählt, daß eine Spannung von +3,5 V Gleichstrom an den Knotenpunkt 200 zu dem nicht invertierenden Eingang 204 des ersten Komparators 172 angelegt wird, während eine Spannung von +2,5 V Gleichstrom an den Knotenpunkt 208 zu dem invertierenden Eingang 212 des zweiten Komparators 180 angelegt wird. Wie im folgenden noch ausführlicher beschrieben wird, bildet dieser Spannungsbereich zwischen +2,5 V Gleichstrom und +3,5 V Gleichstrom das echte Hysteresefenster oder den Bereich der "toten Zone" der Schaltungseinrichtung 100 der vorliegenden Erfindung. Ferner werden die Spannungen von +3,5 V Gleichstrom und +2,5 V Gleichstrom als Bezugsspannungen oder "Auslöse"-Punkte der beiden Komparatoren 172, 180 bezeichnet.
Wenn der Multiplexer 160 im Betrieb einen geöffneten Schalter (z. B. SW1 104) zum "Lesen" seines Status auswählt, indem er den Spannungspegel an dem oberen Anschluß 112 des Schalters 104 durch die Multiplexer-Ausgangsleitung 164 zu den Komparatoreingängen 168, 176 leitet, legt der geöffnete Schalter 104 in der vorstehend beschriebenen Weise eine Spannung von +5 V Gleichstrom an die vorstehend genannten Komparatoreingänge 168, 176 an. Da dieser Spannungswert höher ist als der Bezugsspannungswert an dem ersten Komparator 172, handelt es sich bei dem Ausgang des ersten Komparators 172 auf der Leitung 216 um einen logischen Zustand L. Da dieser Spannungswert des Schalters 104 größer ist als der Bezugs- oder Auslösepunkt des zweiten Komparators 180, handelt es sich im Gegensatz bei dem Ausgangswert des zweiten Komparators 180, auf der Leitung 220 um einen logischen Zustand H. Zusammengenommen zeigen diese beiden Komparatorausgänge auf den Leitungen 216, 220 einen geöffneten Schalterzustand an. Es ist zwar nicht gezeigt, jedoch können die Komparatorausgänge 216, 220 mit anschließenden Signalverarbeitungsschaltungseinrichtungen, wie z. B. einem Mikroprozessor verbunden sein, die den Status jedes Schalters 104, 108 interpretieren.
Wenn andererseits der Multiplexer 160 den geschlossenen Schalter (z. B. SW2 108) auswählt, um den Spannungspegel an seinem oberen Anschluß 120 auf der Leitung 156 durch die Multiplexer-Ausgangsleitung 164 zu leiten, wird eine Spannung von 0 V Gleichstrom auf die vorstehend genannten Komparatoreingänge 168, 176 geführt. Da diese Eingangsspannung an dem invertierenden Eingang 168 des ersten Komparators 172 geringer ist als die Bezugsspannung bzw. der Auslösepunkt des nicht invertierenden Eingangs 204, handelt es sich bei dem Ausgang des ersten Komparators 172 um einen logischen Zustand H. Da die Eingangsspannung des nicht invertierenden Eingangs 176 des zweiten Komparators 180 geringer ist als die Bezugsspannung bzw. der Auslösepunkt an dem invertierenden Eingang 212 des zweiten Komparators 180, handelt es sich im Gegensatz dazu bei dem Ausgang des zweiten Komparators 180 auf der Leitung 220 um einen logischen Zustand L. Im Vergleich zu den Komparatorausgängen 216, 220, die einem vorstehend beschriebenen geöffneten Schalter 104 zugeordnet sind, weisen die einem geöffneten Schalter 104 zugeordneten Komparatorausgänge 216, 220 nun die entgegengesetzten Zustände bzw. Logikpegel auf.
Wenn aus irgendeinem Grund irgendein Schalter 104, 108 verunreinigt oder fehlerhaft geworden ist, entwickelt der Schalter einen gewissen endlichen Betrag eines Widerstands oder einer Impedanz über seinen Anschlüssen 112-124, der in Reihe mit dem Widerstandsbetrag des Pull-Up-Widerstands 132, 136 ist. Diese endliche Schalterimpedanz kann auftreten, entweder wenn der Schalter 104, 108 geöffnet ist oder geschlossen ist oder in beiden Fällen. Ein solcher Fehlerzustand ist im allgemeinen nicht vorhersehbar, wobei dies auch für den exakten Wert der endlichen Impedanz über den Schalteranschlüssen 112-124 gilt.
Die Schaltungseinrichtung 100 der vorliegenden Erfindung zeigt einen fehlerhaften Schalter an, wenn die Spannung an dem oberen Anschluß 112, 120 des Schalters 104, 108 einen Wert hat, der zwischen dem Fenster der beiden an die Komparatoreingänge 204, 212 angelegten Bezugsspannungen liegt. Bei dem vorstehend beschriebenen, exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liegt die Spannung für einen fehlerhaften Schalter zwischen +2,5 V Gleichstrom und +3,5 V Gleichstrom. Der Schalterwiderstand des fehlerhaften Schalters, der erforderlich ist, um eine Spannung zu ergeben, die in diesem "Totzonen"-Bereich liegt, ist direkt abhängig von dem Widerstandswert des Pull-Up-Widerstands 132, 136 sowie auch von der Strommenge, die bei geschlossenem Schalter durch die Schalteranschlüsse 112-124 hindurchgeführt werden soll. Wenn zum Beispiel erwünscht ist, daß eine relativ niedrige Strommenge (z. B. weniger als 1 Milliampere, durch den Schalter hindurchgeführt werden soll, dann ist ein relativ hoher Wert (z. B. etwa 10 Kiloohm) für den Pull-Up-Widerstand 132, 136 erforderlich. Wenn andererseits der Schalter einen höheren Strom (z. B. 25 Milliampere oder mehr) bewältigen kann, kann ein niedrigerer Wert für den Pull-Up-Widerstand 132, 136 verwendet werden. Beim Auswählen des Pull-Up-Widerstandswerts sollte die von dem Hersteller gelieferte Spezifikation für den Schalter konsultiert werden.
Der Schalterwiderstandswert RS, der zur Schaffung einer Spannung in dem "Totzonen"-Bereich erforderlich ist, läßt sich durch die nachfolgende Gleichung darstellen:
RS = (Vref*Rp)/(Vp - Vref) (Gleichung 1)
Wenn zum Beispiel ein Pull-Up-Widerstand Rp bei den vorstehend genannten Bezugsspannungen Vref von +2,5 V Gleichstrom und +3,5 V Gleichstrom zusammen mit einer Pull-Up-Spannung Vp von 5 V Gleichstrom verwendet wird, beträgt der "Totzonen"-Widerstandsbereich für einen fehlerhaften Schalter 100 Ohm für die niedrige Bezugsspannung von +2,5 V Gleichstrom und 233 Ohm für die obere Bezugsspannung von +3,5 V Gleichstrom. Ein jeder endlicher Schalterwiderstand zwischen 100 Ohm und 233 Ohm wird dann als fehlerhafter Schalter interpretiert. Natürlich könnte ein fehlerhafter Schalter auch einen Widerstandswert außerhalb dieses Bereichs von 100 bis 233 Ohm aufweisen, wobei der Schalter bei diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung jedoch nicht als fehlerhaft interpretiert würde.
Wenn andererseits ein breiterer Bereich für den "Totzonen"-Schalterwiderstandswert erforderlich ist, der zur Schaffung einer zwischen zwei Bezugsspannungen liegenden Spannung notwendig ist, dann kann auch ein höherer Wert für den Pull-Up-Widerstand 132, 136 verwendet werden. Alternativ hierzu kann auch ein breiterer Bereich für die an die Komparatoren 172, 180 angelegten Bezugs- oder Auslösepunkt-Spannungen verwendet werden. Diese Bezugsspannungen können durch geeignete Auswahl der Widerstände 188-196 innerhalb des Widerstandsteilernetzes 184 gewählt werden.
Wie dem auch sei, hat dann, wenn ein Schalter 104, 108 fehlerhaft ist und einen endlichen Widerstand aufweist, der in dem "Totzonen"-Widerstandsbereich liegt, die hier resultierende Spannung an dem oberen Anschluß 112, 120 des Schalters 104, 108 einen derartigen Wert, daß der Ausgang des ersten Komparators 172 auf der Leitung 216 einen logischen Zustand H aufweist und der Ausgang des zweiten Komparators 180 auf der Leitung 220 ebenfalls einen logischen Zustand H besitzt. Wenn somit beide Komparatorausgänge 216, 220 logische H-Zustände aufweisen, wird der Schalter 104, 108 als in einem fehlerhaften Zustand befindlich betrachtet. Wenn dieser Zustand vorhanden ist, behält die die Ausgangszustände der Komparatoren dekodierende Schaltungseinrichtung den letzten bekannten guten Zustand des Schalters und gibt ein Zeichen für einen Schalterfehler.
Wenn beide Komparatorausgänge 216, 220 einen logischen Zustand L aufweisen, kann schließlich der Schalter 104, 108 ebenfalls als fehlerhaft betrachtet werden. Ein solcher Zustand sollte jedoch nur bei einem Versagen der Schnittstellenschaltungseinrichtung 100 der vorliegenden Erfindung auftreten und nicht durch irgendeinen der vorstehend genannten, drei verschiedenen Zustände der Schalter 104, 108.
Die Zeichnung veranschaulicht ferner ein Testsignal auf der Leitung 228, das als "eingebautes Testmerkmal" wirkt, um ein Prüfen der Schaltungseinrichtung 100 der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Das Prüfsignal 228 kann auf drei verschiedene Spannungspegel gesetzt werden, um einen geöffneten Schalter, einen geschlossenen Schalter oder einen fehlerhaften Schalter zu simulieren.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Tatsache, daß ein fehlerhafter Schalter einen gewissen endlichen Widerstandswert aufweist, der zwischen den beiden extremen Widerstandswerten des Schalters liegt, die die geöffnete und die geschlossene Schalterstellung darstellen. Durch Verwendung eines Paares von Komparatoren 172, 180 enthält die Schaltungseinrichtung 100 der vorliegenden Erfindung ferner keinen "Memoryeffekt" wie bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik. Aus diesem Grund ist die Schaltungseinrichtung 100 nicht in Abhängigkeit von einer vorangehenden Ablesung eines anderen Schalters vorgespannt (d. h. ihre Bezugsspannungen sind nicht an die Komparatoren angelegt). Dies ist von Nutzen, wenn eine Anzahl von Schaltern 104, 108 in einer abgetasteten Parallel-Serien-Einzelschalterschnittstelle durch die Doppelkomparator-Anordnung der vorliegenden Erfindung gelesen wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung in der Lage, eine Mehrzahl von Schaltern 104, 108 abzufragen, die hinsichtlich der Komparatorschaltungseinrichtung zeitlich im Multiplexbetrieb genutzt werden. Das heißt, die Schaltungseinrichtung 100 weist eine abgetastete Parallel-Serien-Schnittstelle auf. Es versteht sich jedoch, daß der breiteste Umfang der vorliegenden Erfindung ins Auge faßt, daß nur ein einziger Schalter direkt zu der Komparatorschaltungseinrichtung der vorliegenden Erfindung geführt ist. Mit anderen Worten heißt dies, daß die vorliegende Erfindung im breitesten Umfang keinen Multiplexer 160 benötigt. Ferner ist die vorliegende Erfindung so beschrieben worden, daß sie Spannungen von +5 V Gleichstrom und 0 V Gleichstrom über der Serienkombination aus dem Schalter und dem Pull-Up-Widerstand verwendet. Solche Spannungen sind jedoch rein exemplarischer Natur. Für die vorliegende Erfindung genügt es, daß Spannungen mit unterschiedlichem Wert vorgesehen sind, um einen Spannungs abfall über dem (und somit einen Strom durch den) Pull- Up-Widerstand 132, 136 zu erzeugen.
Ferner verwendet die Erfindung gemäß der vorstehenden Beschreibung Komparatoren 172, 180, die aus Operationsverstärkern gebildet sind. Dies ist jedoch nur ganz exemplarisch der Fall. Die Komparatoren 172, 180 können eine Anordnung von anderen elektronischen Komponenten, wie z. B. Transistoren, aufweisen, die in Anbetracht der vorstehend gegebenen Lehren im Durchschnitts können des Fachmanns liegen. Zusätzlich dazu werden gemäß der Beschreibung die an die jeweiligen Komparatoreingänge 204, 212 angelegten Bezugsspannungen durch ein Widerstandsteilernetz 184 geschaffen. Dieses Netz 184 ist jedoch rein exemplarischer Natur. Es können andere Konfigurationen zum Liefern von Bezugsspannungen an die Komparatoreingänge verwendet werden, ohne daß man vom breitesten Umfang der vorliegenden Erfindung abweicht.
Für den Fachmann ist zu erkennen, daß offensichtliche strukturelle Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollte in erster Linie auf die beigefügten Ansprüche und nicht auf die vorausgehende Beschreibung Bezug genommen werden, um den Umfang der Erfindung zu bestimmen.
Nachdem die Erfindung nun so beschrieben worden ist, wird folgendes beansprucht:

Claims

1. Vorrichtung zur Schnittstellenbildung mit wenigstens einem zwei Stellungen aufweisenden Schalter (SW1, SW2), der zwischen einer geöffneten Position, in der kein körperlicher Kontakt zwischen zwei Anschlüssen (112, 116; 120, 124) des Schalters (SW1, SW2) vorhanden ist, so daß ein geöffneter Schaltkreis und eine unendliche Impedanz des Schalters (SW1, SW2) zwischen den beiden Anschlüssen (112, 116; 120, 124) gebildet ist, und einer geschlossenen Stellung betätigbar ist, in der die beiden Anschlüsse körperlich zusammengeschaltet sind, wodurch ein geschlossener Schaltkreis und eine Impedanz von Null zwischen den beiden Anschlüssen (112, 116; 120, 134) gebildet ist, wobei die Vorrichtung betriebsmäßig dazu ausgebildet ist anzuzeigen, wenn sich der Schalter in der geöffneten und der geschlossenen Position befindet, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

a. einen Widerstand (132, 136), der an einem Ende mit einer ersten vorbestimmten Spannungsquelle (+V) verbunden ist und an einem zweiten, gegenüberliegenden Ende mit dem ersten Anschluß (112; 120) des Schalters (SW1, SW2) verbunden ist, wobei der zweite Anschluß (116; 124) des Schalters (SW1, SW2) betriebsmäßig dazu ausgebildet ist, mit einem zweiten vorbestimmten Spannungswert verbunden zu werden, der sich von dem ersten vorbestimmten Spannungswert (+V) unterscheidet; und

b. eine mit dem ersten Anschluß (112; 120) des Schalters (SW1, SW2) verbundene Einrichtung (184) zum Bestimmen, wenn der Schalter (SW1, SW2) geschlossen ist, durch Bestimmen, wenn der Schalter einen Impedanzwert aufweist, der niedriger ist als ein vorbestimmter niedriger Impedanzwert und zum Bestimmen, wenn der Schalter (SW1, SW2) geöffnet ist, durch Bestimmen, wenn der Schalter (SW1, SW2) einen Impedanzwert aufweist, der höher ist als ein vorbestimmter hoher Impedanzwert;

dadurch gekennzeichnet

daß die Vorrichtung betriebsmäßig auch dazu ausgelegt ist, einen Fehlerzustand des Schalters (SW1, SW2) anzuzeigen, in dem der Schalter (SW1, SW2) einen endlichen Impedanzwert aufweist, der innerhalb eines vorbestimmten Impedanzbereichs liegt, durch Bestimmen, wenn der Schalter einen Impedanzwert aufweist, der zwischen dem vorbestimmten hohen Impedanzwert und dem vorbestimmten niedrigen Impedanzwert liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (184) zum Bestimmen eine Einrichtung (182, 180) zum Vergleichen einer Spannung an den ersten Anschluß (112; 120) des Schalters (SW1, SW2) mit einer oder mehreren vorbestimmten Spannungen aufweist, um zu bestimmen, wann der Schalter (SW1, SW2) geschlossen, geöffnet oder fehlerhaft ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (184) zum Bestimmen eine Einrichtung (172, 180) aufweist zum Bestimmen, wann der Schalter (SW1, SW2) geschlossen ist, durch Bestimmung, wann der Schalter (SW1, SW2) einen Impedanzwert aufweist, der geringer ist als der vorbestimmte niedrige Impedanzwert, wobei dies erfolgt durch Vergleichen einer entsprechenden Spannung an dem ersten Anschluß (112; 120) des Schalters (SW1, SW2) mit einem vorbestimmten ersten Spannungswert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Einrichtung (184) zum Bestimmen eine Einrichtung (172, 180) aufweist zum Bestimmen, wann der Schalter (SW1, SW2) geöffnet ist, durch Bestimmung, wann der Schalter (SW1, SW2) einen Impedanzwert aufweist, der höher ist als der vorbestimmte hohe Impedanzwert, wobei dies erfolgt durch Vergleichen des entsprechenden Spannungswerts an dem ersten Anschluß (112; 120) des Schalters (SW1, SW2) mit einem vorbestimmten zweiten Spannungswert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Einrichtung (184) zum Bestimmen eine Einrichtung (172, 180) aufweist zum Bestimmen, wann der Schalter (SW1, SW2) fehlerhaft ist, durch Bestimmung, wann der Schalter eine Impedanz aufweist, die zwischen dem vorbestimmten hohen Impedanzwert und dem vorbestimmten niedrigen Impedanzwert liegt, wobei dies erfolgt durch Bestimmung, wann die entsprechende Spannung an dem ersten Anschluß (112; 120) des Schalters (SW1, SW2) zwischen dem vorbestimmten ersten Spannungswert und dem vorbestimmten zweiten Spannungswert liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (184) zum Bestimmen eine erste und eine zweite Komparatoreinrichtung (172, 180) aufweist, wobei der erste Komparator (172) eine Einrichtung (188, 200) aufweist, zum Vergleichen einer entsprechenden Spannung an dem ersten Anschluß (112, 120) des Schalters (SW1, SW2), die den Impedanzwert des Schalters anzeigt, mit einem ersten vorbestimmten Spannungswert und wobei die zweite Komparator einrichtung (180) eine Einrichtung (196, 208) zum Vergleichen der entsprechenden Spannung an dem zweiten Anschluß (116; 124) des Schalters (SW1, SW2) mit einem zweiten vorbestimmten Spannungswert aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste und die zweite Komparatoreinrichtung (172, 180) zusammen eine Einrichtung (216, 220) aufweisen zum Anzeigen, wann der Schalter (SW1, SW2) geschlossen ist, wenn die Spannung an dem ersten Anschluß (112; 120) des Schalters (SW1, SW2) geringer ist sowohl als der erste als auch der zweite vorbestimmte Spannungswert, zum Anzeigen, wann der Schalter (SW1, SW2) geöffnet ist, wenn die Spannung an dem ersten Anschluß (112; 120) des Schalters (SW1, SW2) höher ist sowohl als der erste als auch der zweite vorbestimmte Spannungswert, und zum Anzeigen, wann der Schalter (SW1, SW2) fehlerhaft ist, wenn die Spannung an dem ersten Anschluß (112; 120) des Schalters (SW1, SW2) zwischen dem ersten und dem zweiten vorbestimmten Spannungswert liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der erste vorbestimmte Spannungswert (V+) einen anderen Wert als der zweite vorbestimmte Spannungswert aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der erste vorbestimmte Spannungswert (V+) einen höheren Wert als der zweite vorbestimmte Spannungswert besitzt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiterhin mit einem Multiplexer, der eine Mehrzahl von Eingängen (152, ... 156) und wenigstens einen Ausgang (164) aufweist, wobei mehrere der zwei Stellungen aufweisenden Schalter (SW1, SW2) mit der entsprechenden Mehrzahl von Eingängen (152, 156) des Multiplexers (160) betriebsmäßig verbindbar ist, wobei der Multiplexer (160) betriebsmäßig dazu ausgebildet ist, einen beliebigen der Multiplexereingänge (152, 156) zur Verbindung mit dem Multiplexerausgang (164) auszuwählen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin mit einem Prüfsignaleingang (228), der mit einem der Multiplexereingänge verbindbar ist, wobei das Prüfsignal betriebsmäßig dazu ausgebildet ist, entweder eine geschlossene Stellung von einem der Schalter (SW1, SW2), eine geöffnete Stellung von einem der Schalter oder einen Fehlerzustand von einem der Schalter anzuzeigen.

12. Schaltungseinrichtung zur Verbindung mit einem oder mehreren Schaltern (SW1, SW2), wobei jeder Schalter (SW1, SW2) zwischen wenigstens zwei Stellungen betätigbar ist, wobei es sich bei einer ersten Stellung um eine geschlossene Stellung des Schalters (SW1, SW2) handelt und einer zweiten Stellung um eine geöffnete Stellung des Schalters handelt; wobei die Schaltungseinrichtung folgendes aufweist:

a. eine erste Komparatoreinrichtung (172) zum Vergleichen einer Impedanz des Schalters (Sw1, SW2) mit einer ersten vorbestimmten Spannung, um zu bestimmen, ob der Schalter (SW1, SW2) geöffnet oder geschlossen ist, wobei die erste vorbestimmte Spannung einer oberen Grenze eines Impedanzwerts des Schalters (SW1, SW2) entspricht; und

b. eine zweite Komparatoreinrichtung (180) zum Vergleichen der Impedanz des Schalters (SW1, SW2) mit einer zweiten vorbestimmten Spannung, um zu bestimmen, ob der Schalter (SW1, SW2) geöffnet oder geschlossen ist, wobei die zweite vorbestimmte Spannung einer unteren Grenze eines Impedanzwerts des Schalters (SW1, SW2) entspricht,

dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Komparatoreinrichtung (172) und die zweite Komparatoreinrichtung (180) zusammen eine Einrichtung zum Bestimmen aufweisen, wann der Schalter fehlerhaft ist, wenn eine der Impedanz des Schalters (SW1, SW2) entsprechende Spannung zwischen der ersten und der zweiten vorbestimmten Spannung liegt.

13. Schaltungseinrichtung nach Anspruch 12, wobei die erste Komparatoreinrichtung (172) und die zweite Komparatoreinrichtung (180) zusammen eine Einrichtung zum Bestimmen aufweisen, wann der Schalter (SW1, SW2) geschlossen ist, wenn die Impedanz des Schalters geringer ist als sowohl die erste als auch die zweite vorbestimmte Spannung.

14. Schaltungseinrichtung nach Anspruch 12, wobei die erste Komparatoreinrichtung (172) und die zweite Komparatoreinrichtung (180) zusammen eine Einrichtung zum Bestimmen aufweisen, wann der Schalter (SW1, SW2) geöffnet ist, wenn die Impedanz des Schalters größer ist sowohl als die erste als auch die zweite vorbestimmte Spannung.

15. Schaltungseinrichtung nach Anspruch 12, weiterhin mit einer mit dem Schalter (SW1, SW2) verbindbaren Einrichtung (132, 136) zum Umwandeln des Impedanzwerts des Schalters in einen entsprechenden Schalterspannungswert.

16. Schaltungseinrichtung nach Anspruch 15, wobei die Einrichtung zum Umwandeln einen Widerstand aufweist, der zwischen einen Anschluß (112; 120) des Schalters (SW1, SW2) und einem bestimmten Spannungswert (+V) geschaltet ist.

17. Schaltungseinrichtung nach Anspruch 15, wobei die erste Komparatoreinrichtung (172) bestimmt, ob der Schalter (SW1, SW2) geöffnet, geschlossen oder fehlerhaft ist, indem er den Schalterspannungswert mit der ersten bestimmten Spannung vergleicht, und wobei die zweite Komparatoreinrichtung (180) bestimmt, ob der Schalter geöffnet, geschlossen oder fehlerhaft ist, indem er den Schalterspannungswert mit der zweiten vorbestimmten Spannung vergleicht.

18. Schaltungseinrichtung nach Anspruch 12, weiterhin mit einem Multiplexer (180), der eine Mehrzahl von Eingängen (152, ... 156) und wenigstens einen Ausgang (164) aufweist, wobei eine Mehrzahl der Schalter (SW1, SW2) betriebsmäßig mit der entsprechenden Mehrzahl von Eingängen (152, ... 156) des Multiplexers (160) verbindbar ist, wobei der Multiplexer (160) betriebsmäßig dazu ausgelegt ist, einen beliebigen der Multiplexereingänge zur Verbindung mit dem Multiplexerausgang (164) auszuwählen.

19. Schaltungseinrichtung nach Anspruch 18, weiterhin mit einem Prüfsignaleingang (228), der mit einem der Multiplexereingänge verbindbar ist, wobei das Prüfsignal betriebsmäßig dazu ausgebildet ist, eine geschlossene Stellung eines Schalters, eine geöffnete Stellung eines Schalters oder einen fehlerhaften Zustand eines Schalters zu simulieren.