DE2223438A1

DE2223438A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung zeitsymmetrischer dreieckspannungen

Info

Publication number: DE2223438A1
Application number: DE19722223438
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl-Ing Koken
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1972-05-13
Filing date: 1972-05-13
Publication date: 1973-11-22

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung zektsymmetrischer Dreieckspannungen ije Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung zeitsymmetrischer Dreieckspannungen einstellbarer Frequenz.
Es ist bekannt, Dreieckspannungen mit Hilfe von Kipposzillatoren zu erzeugen, die jeweils im wesentlichen aus einem Integrator und einem Zweipunkt-Spannwlgsdetektor bestehen. Erreicht das Potential im Integratorausgang einen bestimmten Wert A, so schaltet der Spannungsdetektor die dem Integrator angebotene Spannung (Strom) auf entgegengesetzte Polarität (Stromrichtung) um, so daß die Ausgangsspannung des Integrators sich in entgegengesetzte Richtung ändert, bis ein Potential B erreicht wird, an dem über dem Spannungsdetektor die Rückumsehaltung auf die vor Erreichen der Schwelle A bestehenden Polaritäten (Stromrichtungen) erfolgt. Hierdurch entsteht eine kontinuierliche Dreieckspannungsschwingung am Integratorausgang, die zwischen den Potentialen A und B.verläuft. Nachteile dieses Verfahrens sind erstens Schwierigkeiten bei der Erzeugung sehr tiefer Frequenzen (z.B. kleiner als 1mHz) wegen der unzureichenden Beherrschung geringer Ströme und Spannungen, und zweitens Schwierigkeiten, tiefe Frequenzen (z.B. kleiner als 1 Hz) mit höherer Genauigkeit und Konstanz ZU erzeugen. Dies beruht darauf, daß hierfür notwendige Frequenz-Regelverfahren zu große Einstellzeiten aufweisen wurden.
Ein anderes bekanntes Verfahren der Dreieckspannungserzeugung basiert im wesentlichen auf digitalen Schaltkreisfunktionen. Ein Taktgeber mit angeschlossenem Zähler teilt die Periodendauer der zu erzeugenden Schwingung in viele Teilintervalle. Nach jedem Intervall ruft der Zähler den der zu erzeugenden Dreieckschwingung zugeordneten Spannungswert über Torschaltungen von einem Konstantspannungswerte-Speicher ab. Nachteil dieses und ähnlicher digitaler Verfahren ist der nicht stetige Spannungszeitverlauf der als Treppenkurve angenäherten Dreieckschwingung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die die erwähnten Nachteile der bekannten Verfahren nicht aufweist. Dies wird dadurch erreicht, daß von einem Rechteckgenerator erzeugte Rechteckschwftjien verschiedener, jedoch in einem festen Verhältnis zueinanderstehender Frequenzen über einen ersten und einen zweiten Integrator den Eingängen einer Summierstufe zugeführt werden, deren Ausgang mit dem Eingang eines von einem Komparator steuerbaren Verstärkers verbunden ist, und daß dessen Ausgang gleichzeitig über einen Tiefpaß auf einen die Dreieckspannung abgebenden Endverstärker und über einen Hochpaß auf einen Amplitudendetektor aufschaltbar ist, dessen Ausgang mit einem ersten Eingang des Komparators verbunden ist, während dessem zweiten Eingang eine der Soll-Amplitude der Dreieckspannung entsprechende elektrische Größe zufuhzbar ist.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher beschrieben.
Ein Rechteckspannungsgenerator 1 liefert an Ausgängen 2 und 3 Signale in einem innerhalb gewisser Brequenzteilbereiche starren Frequenzverhältnis. Am Ausgang 2 erscheint die Frequenz der zu erzeugenden Dreieckschwin gung, m Ausgang 3 ein Prequellzvielfachs Diese Frequenzen sind vorzugsweise dekadisch manuell durchstellbar und/oder elektronisch fremdsteuerbar. Die beiden Rechteckschzingungen steuern je einen Strom- oder Spannungsintegrator 4 bzw. 5, die eine Umformung in entsprechende Dreieckschwingungen bewirken. Über ein lineares Summierglied 6 werden die überlagerten Dreieckschwingungen einem steuerbaren Verstärker 7 zugeführt. Am Ausgang dieses Verstärkers 7 erfolgt eine frequenzselektive Trennung der beiden Dreieckschwingungen durch einen Tiefpaß 8 für die niederfrequente und einen Hochpaß 9 für die höherfrequente Schwingung. Über einen Umschaltkontakt 14 gelangt die niederfrequente Dreieckschwingung als Nutzsignal zu einer weiterverarbeitenden Stufe 11, teispielsweise zu einem Endverstärker, Zum Äusgleich der bei Frequenzänderungen auftretenden Amplitudenänderungen infolge der Frequenzgänge der Integratoren 4 und 5 dient eine Amplit-udellregelschleife. Die Ausgang spannung des Hochpasses 9 wird über einen Umschaltkontakt 15 einem Amplitudendetektor 10 zugeführt. Dieser liefert ein der Amplitude proportionales Signal als Ist-Amplitude zu einem Komparator 12, dessen anderem Eingang eine der Soll-Amplitude entsprechende elektrische Größe zugeführt wird. Die am Ausgang des Komparators 12 auftretende Differenzspannung wird dem steuerbaren Verstärker 7 als Regelabweichung zugeführt, so daß dessen Ausgangsspannung bei veränderter Eingangs spannung näherungsweise konstant gehalten wird.
Für tiefe Ausgangsfrequenzen gelten die in der Figur dargestellten Kontaktstellungen der Kontakte 13, 14 und 15.
Bei hohen Frequenzen tz.B. größer als 10 Hz) nehmen diese Kontakte die entgegengesetzten Lagen ein.
Während bei den tiefen Frequenzen die Hilfsschwingung über den Ausgang 3, den Integrator 5, den Schalter 13, das Summierglied 6, den Verstärker 7, den Hochpaß 9 und den Schalter 15 als Referenz für die Ist-Amplitude des Nutzsignals diente, kalm bei höheren Frequenzen das Nutzsignal selbst diese Funktion übernehmen. Dem gesteuerten Verstärker 7 wird nunmehr nur noch die weiterzuvcrarbeitende Droieckschwingung des Integrators 4 zugeführt. Das Ausgangssignal des Verstärkers gelangt direkt einerseits zur Stufe 11 und andererseits zum Amplitudendetektor 10.
Da eine ausreichend große Frequenz vorausgesetzt wird, kann die Einstellzeit des Amplitudenregelkreises über den Verstärker 7, den Amplitudendetektor 10, den Komparator 12 und nochmals den Verstärker 7 ausreichend gering gehalten werden.
Patentansprüche:

Claims

Patentansüehe: 1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung symmetrischer Drei e ckspannun gen einstellbarer Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Rechteckgenerator (1) erzeugte Rechteckschwingungen verschiedener, jedoch in einem festen Verhältnis zueinanderstehender Frequenzen über einen ersten (4) und einen zweiten (5) Integra-tor den Eingängen einer Summierstufe (6) zugeführt werden, deren Ausgang mit dem Eingang eines von einem Komparator (12) steuerbaren Verstärkers (7) verbunden is-t, und daß dessen Ausgang gleichzeitig über einen Tief paß (8) auf einen die Dreieckspannung abgebenden Endverstärker (11) und über einen Hochpaß (9) auf einen Amplitudendetektor (10) aufschaltbar ist, dessen Ausgang mit einem ersten Eingang des Komparators (12) verbunden ist, während dessem zweiten Eingang eine der Soll-Amplitude der Dreieckspannung entsprechende. elektrische Größe zuführbar ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (8) und/oder der Eochpaß (9) abschaltbar sind.
3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem zweiten Eingang der Summierstufe (6) liegende höherfrequente Dreieckspannung mittels eines Schalters ) abschaltbar ist.

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