DE1562012A1

DE1562012A1 - Impulsdauermodulator

Info

Publication number: DE1562012A1
Application number: DE19651562012
Authority: DE
Inventors: Martin Birnbaum
Original assignee: Schneider Radio Television SA
Current assignee: Schneider Radio Television SA
Priority date: 1965-02-04
Filing date: 1965-11-10
Publication date: 1969-06-26
Also published as: US3436682A; AT259623B; CH434359A; SE352502B; FI41407B; DE1254186B; NL6601107A; BE673860A; SE325055B; NO116326B; GB1135624A; FR1444711A

Description

Sch 57 998 YIIIa/21ai; 56/06 Q?r.A.
Schneider-Radio-Ielevision S.A.

Unser Zeichen; S 2536

Impulsdauermodulator

Die Erfindung "besieht sich auf einen Impulsdauermodulator mit einem monostabilen Multivibrator, bei welchem die Impulsdauer gleich der durch die Aufladung eines Kondensators bestimmten Dauer ist, für welche der Multivibrator im instabilen Zustand gehalten wird.

Bei bekannten Schaltungen dieser Art wird der Kondensator auf die Modulationsspannung aufgeladen, und wenn der monostabile Multivibrator auf einen Auslöseimpuls hin in den instabilen Zustand geht, entlädt sich der Kondensator über einen Widerstand, bis seine Spannung auf einen festgelegten Wert gefallen ist, bei welchem die monostabile Kippschaltung wieder den stabilen Zustand annimmt»Die Dauer

des

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des instabilen Zustande und damit die Dauer des am Ausgang der monostabilen Kippschaltung erscheinenden Impulses hängen somit von der jeweiligen ladespannung des Kondensators ab.

In analoger Weise arbeiten andere bekannte Schaltungen, bei denen der Kondensator im stabilen Zustand entladen ist und sich vom Augenblick der Auslösung an über einen Widerstand auf die augenblickliche Modulationsspannung aufzuladen bginnt. Auch in diesem Fall hängt die Zeit bis zum Erreichen eines den instabilen Zustand beendenden Spannungswerts und damit die Dauer des am Ausgang abgegebenen Impulses von der augenblicklichen Modulationsspannung ab.

Beide Ausführungsformen weisen aber den Nachteil auf, dass der Zusammenhang zwischen dem Augenblickswert der Modulationsspannung und der Dauer des Impulses nicht linear , sondern exponentiell ist,-

Zur Erzielung eines linearen Zusammenhangs zwischen dem Augenblickswert der Modulatonsspannung und der Dauer des am Ausgang abgegebenen· Impulses wurde auch vorgeschlagen, dass der Kondensator über einen durch einen !Transistor gebildeten stromkonstanten Generator aufgeladen wird, der durch die Modulati οnsspannung gesteuert wird.

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Auch in diesem FaIl wird Jedoch der lineare Zusammenhang zwischen der Dauer des dauermodulierten Impulses und der Amplitude der Modulati onsspannung durch verschiedene StörgröBsen 'beeinträchtigt,insbesondere durch den endlichen Widerstand der Kollektor-Emitter-Strecke des Iransistors, den endlichen Durchlasswiderstand von in der Schaltung verwendeten Dioden und die für den Betrieb des monostabilen Multivibrators erforderlichen Vorspannungen.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Impulsdauermodulators der eingangs angegebenen Art, bei welchem der lineare Zusammenhang zwischen der Amplitude des ModulationssLgnals und der Dauer des modulierten Impulses verbessert ist.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass zwei gleichartige monostabile Multivibratoren vorgesehen sind, dass der Steuerklemme des einen monostabilen Multivibrators die Modulationsspannung zugeführt wird, dass die Steuerklemme des anderen monostabilen Multivibrators mit Masse, verbunden ist, und dass die Ausgänge der beiden monostabilen Multivibratoren mit den beiden Eingängen einer Antikoinzidenzschaltung verbunden sind, die einen Ausgangsimpuls abgibt, dessen Dauer gleich der Differenz der Längen der beiden ihr zugeführten Eingangsimpulse ist.

Die

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Die Verwendung von aei Modulatoren ,. deren Ausgangssignale in entgegengesetzten Sinne zur Bildung des am Ausgang der Antikoinzidenzschaltung erhaltenen dauermodulierten Impulses beitragen, ergibt die Wirkung, dass sich die die Linearität beeinträchtigenden Störgrössen gegenseitig kompensieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

]?ig.1 ein Blockschaltbild der erfind ungs gem äs sen Anordnung,

Pig.2 ein Schaltbild der in der Anordnung von Pig.1 verwendeten ModJLatoren und

Fig.3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Fig.1 zeigt zwei Organe 30 und 31, von denen jedes einem ImpuMäuermodulator entspricht, der beispielsweise die in Fig.2 gezeigte Ausführung hat. Der Modulator 30 hat · Klemmen 13.,, 14- und 24..» und der Modulator 31 hat Klemmen 13₂» 14₂ und 24₂· Diese Klemmen entsprechen den Klemmen 13, 14 bzw. 24 des Modulators von !ig,2.

Der

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Der in Fig.2 dargestellte Multivibrator besteht aus zwei pnp-Transistoren 1 und 2,Der Kollektor des Transistors 1 ist mit der Basis des Transistors 2 über einen Kondensator 3 verbunden. Die Entladung dieses Kondensators bestimmt die Dauer, für welche der Multivibrator im instabilen Zustand gehalten wird. Die Emitter der Transistoren 1 und 2 sind miteinander sowie mit der positiven Klemme 5 einer Spannungsquelle 15 verbunden, deren negative Klemme an Masse liegt.

Der Kollektor des Transistors 2 ist über einen Widerstand mit der negativen Klemme 4 einer Spannungsquelle 16 verbunden, deren positive Klemme an Masse liegt.

Die vom Transistor 2 zum Transistor 1 fügende Rückkopplung erfolgt über eine Parallelschaltung aus einem Kondensator und einem Widerstand 9» die zwischen der Basis des Transistors 1 und dem Kollaktor des Transistors 2 angeschlossen ist, Efci Widerstand 17 liegt zwischen der Klemme 5 und der Basis des Transistors 2,

Der Kollektor des Transistors 1, der mit der linken Elektrode des Kondensators 2 verbunden ist, ist ausserdem an den Kollektor des Transistors 18 angeschlossen, dessen Basis mit der einen Klemme einer Spannungsquelle 19 verbunden ist, deren anderer Pol an Masse liegt.2ir Emitter des Transistors 18 ist über ©inen Widerstand 21 mit dem

negativen 909828/1117

BAD OP'^

negativen Pol einer Spannungsquelle 20 verbunden, deren positiver Pol an Masse liegt.Ein in dieser Weise geschalteter !Transistor liefert bekanntlich einen konstanten Strom, dessen Grosse durch die Vierte der Spannungen der Quellen und 19 und des Widerstands 21 bestimmt ist.

Zwischen dem Kollektor des !Transistors 1 und Masse sind in Reihe eine Diode 22 und ein Kondensator 23 angeschlossen.

Die Durchlassrichtung der Diode verläuft vom Kondensator zum Kollektor, und die Diode ist mit dem Kollektor verbunden.Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator und der Diode bildet die Klemme 24, Diese Anordnung wirkt als Spannungsvergleichsschaltung, welche die Kollektorspannung des !Transistors 1 mit dem Augenblickswert der Modulatfonsspannung vergleicht, welche von einer mit der Klemme 24 verbundenen Modulationsspannungsquelle 25 geliefert wird.

Bei geeigneter Dimensionierung arbeitet die aus den !Transistoren 1 und 2 bestehende Anordnung als monostabiler Multivibrator, dessen stabiler Zustand dem Fall entspricht, dass der Transistor 1 stromführend und der Transistor 2 gesperrt ist.

Damit der Multivibrator zum Umkippen gebracht wird, ist zwischen der JSasis des Transistors 1 und der positiven Klemme 5 eine Diode 10 in Seriemit einem Widerstand 11

angeschlossen 909826/1117

BAD Or.iuiNAL

angeschlossen ₉ wobei die Diode 10 mit der Basis verbunden und so Richtet ist, dass ihre Durchlassrichtung von der Klemme 5 zur Basis des Transistors 1 verläuft. Die positiven Steuerimpulse, welche das Umkippen des. Multivibrators auslösen, werden der Eingangsklemme 13 augeführt, die mit dem gemeinsamen Punkt zwischen der Diode 10 und dem Widerstand 11 über einen Kondenstor 12 verbunden ist. Die Ausgangsimpulse werden an der Klemme 14 abgenommen, die mit dem Kollektor des Transistors 2 verbunden ist.

In der stabilen Stellung ist der Kondensator 3 vollständig entladen, da seine linke Elektrode auf dem gleichen Potential wie die Klemme 5 liegt, ebenso wie seine rechte Elektrode, die über den Widerstand 17 mit der Klemme 5 verbunden ist. Sobald das Umkippen ausgelöst wird (Übergang vom stabilen Zustand in den instabilen Zustand), erfolgt die Aufladung des Kondensators 3 ausschliesslich durch den Strom, welcher über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 18 fliesst, und dieser Strom ist praktisch konstant. Ein Teil des Ladestroms geht über den Widerstand 1'7» der parallel zu der Emitter-Basis-Strecke des Transistors 2 liegt» Dadurch entsteht an dem Widerstand 17 ein Spannungsabfall, der den Transistor 2 geöffnet hält. Dieser Spannungsabfall ist während der ganzen Dauer der Aufladung des Kondensators 3 praktisch konstant.

Die

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Die Spannung der Quelle 19 wird sojbenessen, dass die tob ihr abgegebene Spannung dem Absolutwert nach grosser als die grösste Spannung der Quelle 25 ißt.^ ist leicht so. erkennen, dass die Diode 22 leitend wird (da es sich im negative Spannungen handelt), sobald die Spannung an den Kleanen des Kondensators 5 den Augenbiicfcswert der Spannung der Klemme 25 erreicht· In diesen Augenblick dient ein Teil des tob transistor 18 gelieferten konstanten Streetsur Aufladung des Kondensators 25. Dies hat eineTerringerung der Stärke des über den Widerstand 1? fliessenden Strooe zur Folge und diese Verringerung genfigt bei entsprechender Bemessung sur Auslösung des Zurückfcippens der Schaltung in den stabilen Zustand.

Bei der Schaltung το α ?ig.1 sind die Henen 13-j und 13₂ miteinander verbundenJ sie führen zu der Hemme 34» welche die Steuerimpulse für das üekippen eapJbgt« Diese Iepulse werden also den Modulatoren 50 wa& 31 gleichseitig zugeführt· Die Klemne 24₁ der Schaltang 30 ist über einen Widerstand 52 Bit der Modulationsspannungsquelle 53 verbunden, daren andere Kleoiae an Masse liegt. Me Klesne 24₂ ist über einen Wi&esStand 35 alt Maese Terbunden. Pie Modulatoren 30 und 51 «erden Torsugeiteise Ton den gleichen Spannungso.ueilen 15» 16, 19 und 20 (Pig.2) gespeist, und sie sind in abglichet gleicher Weise aufgebaut,

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BAD ORIGINAL

Der Modulator 30 liefert dann an seiner Ausgangsklemme H₁ einen Impuls, dessen Dauer dem Wert E-M proportional ist, wobei E die Spannung der Quelle 15 ist, während M der Augenbliokswert der Modulationsspannung der Quelle 33 ist.

Der Modulator 31 liefert an seiner Ausgangeklemme H₂ dagegen einen Impuls, dessen Dauer dem Wert E proportional ist, wobei infolge der Gleichartigkeit der Schaltungen die Proportionalitätskoeffizienten in den beiden Füllen gleich sind.

Die an den Klemmen H₁ und H₂ erscheinenden Impulse

werden einer Antikoinzidenzschaltung 36 zugeführt, die an ihrer Ausgangsklemme 37 einen Impuls abgibt, dessen

Dauer gleich der Differenz der Längen der an den Klemmen H₁ und H₂ erscheinenden Impulse ist;, folglich ist

die Dauer dieses Impulses dem Wert M unmittelbar proportional.

Diese Tatsache ist in Fig.3 dargestellt.Sie zeigt bei 41 den Impuls, der an der Klemme H₁ der Sohaltung 31 erscheint, welche "Bezugsmodulator¹¹ genannt wird, und bei 42 den Impuls, welcher von der Schaltung 3 abgegeben wird, welche den ⁿMessmodulator^N bildet. Dabei handelt es sich um den Fall, dass die Spannung der Quelle 33 einen positiven Augenbliokswert hat.In diesem Fall erhält man am Ausgang der Sohaltung 36 einen Impuls 43, der in dem Augenblick bginni, in welchem der Impuls 42 beendet ist,

und 909826/1117

und der Ια dem Augenblick: aufhört» In welohem der Impuls 41 beendet 1st.Wenn dagegen die Augenblicksspannung der Quelle 33 a»gatlT 1st, 1st der Impuls 44 an der Klemme H₁ breiter als der Impuls 41, und demzufolge beginnt der an der Klemme 37 erscheinende Impuls am Ende des Impulses 41, und er hört am Ende des Impulses 44 auf.

Die !Datsache, dass im falle eines positiven Augenblickswerts der Modulationsspannung der Impuls 43 gleichzeitig mit dem Impuls 41 aufhört, während im Falle eines negativen Augenblickswerts der Modulations spannung der resultierende Impuls 45 an der Klemme 37 nah dem Impuls 41 des Bezugsmodulators aufhört, wird zur Anzeige der Polarität des Augenbliokswerts der Modulatiοnsspannung ausgenutzt. Hierzu genügt es, die Impulse an den Ausgangsklemmen der Schaltungen 30 und 36 einer bistabilen Kippschaltung 38 zuzuführen, de ein Organ 39 steuert. Die Kippschaltung liefert die eine oder die andere Anzeige, je nachdem, ob der Impuls am Ausgang der Schaltung 36 in dem Zeitpunkt, in welohem der Ausgangsimpuls der Schaltung 33 aufhört, der Ausgangsimpuls der Schaltung 3$ noch vorhanden ist oder nicht.

Jig.1 zeigt sohliesslioh noch eine Schutzanordnung gegen zufällige Oberspannungen. Diese Anordnung besteht aus zwei Dioden 46, 47, die gegenparallel geschaltet sind.Zwei Klemmen dieser Dioden sind miteinander und mit der Klemme 24^ verbunden, während die beiden anderen Klemmen über Vor-

SOannungsQuel·len

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Spannungsquellen 4-8 und 49 mit geeigneten Spannungswerten an Masse gelegt sind.

Der beschriebene Modulator ermöglicht die Verwendung einer Modulationsspannung, die sich zwischen positiven und negativen Werten ändern kann, wobei in jedem Zeitpunkt die Polarität dieser Modulationsspannung angezeigt wird, was in bestimmten Anwendungsfällen von Vorteil ist.

Die Verwendung von zwei Elementarmodulatoren 30 und 31 ermöglicht gewissermassen eine gegenseitige Eontrolle, durch welche die von den Unvolkommenheiten jedes Modulators hervorgerufenen Messohwankungen gegenseitig aufgehoben werden, ao dass die Leistung der Gesamtanordnung wesentlich verbessert wird. Dies gilt insbesondere bezüglich des Alterns der Schaltungselemente sowie der SpannungsSchwankungen der verschiedenen Quellen 15, 16, 19, 20 usw.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1.y Impulsdauermodulator mit einem monostabilen Multivibrator, bei welchem die Impulsdauer gleich der durch die Aufladung eines Kondensators bestimmten Bauer ist, für welche der Multivibrator im instabilen Zustand gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gleichartige monostabile Multivibratoren (30, 31) vorgesehen sind, dass der Steuerklemme (24-j) des einen monostabilen Multivibrators (30) die . Modulationsspannung zugeführt wird, dass die Steuerklemme (24₂) des anderen monostabilen Multivibrators (31) mit Masse verbunden ist, und dass die Ausgänge (H₁* H₂) der beiden monostabilen Multivibratoren |3O, 31) mit den beiden Eingängen einer Antikoinzidenzschaltung (36) verbunden sind, die einen Ausgangsimpuls abgibt, dessen Bauer gleich der Bifferenz der Längen der beiden ihr zugeführten Eingangsimpulse ist.

2. Impulsdauermodulator naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Ausgänge der Antikoinzidenzschaltung (36) und des anderen monostabilen Multivibrators (31) die beiden Eingänge einer Kippschaltung (38) angeschlossen sind, deren Ausgangssignal als Anzeige für die Polarität des Modulationssignale verwendet wird·

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3. Impulsdauermodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuert leonue (24h) des ersten monostabilen Multivibrators (30) eine Spannungs· schutzschaltung aus zwei vorgespannten, gegenparallel geschalteten Dioden (46, 47) verbunden ist.

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