DE2608266A1

DE2608266A1 - Schaltungsanordnung zum erzeugen einer kontinuierlich veraenderbaren gleichspannung

Info

Publication number: DE2608266A1
Application number: DE19762608266
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kornberger; Guenter Peltz
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1976-02-28
Filing date: 1976-02-28
Publication date: 1977-09-01
Also published as: US4099226A; DE2608266C3; DE2608266B2

Description

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

FREIBURG I. BR.

Schal'tungsanordnung zum Erzeugen einer kontinuierlich veränderbaren Gleichspannung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer kontinuierlich veränderbaren Gleichspannung aus einer konstanten Gleichspannungyquelle ohne Anwendung von üblichen Potentiometers chaltungen. Vielmehr soll die kontinuierlich veränderbare Gleichspannung dadurch erzeugt werden, daß ein von einer in ihrem Tastverhältnis veränderlichen Impulsfolge gesteuerter elektronischer Schalter den Eingang einer Siebschaltung zwischen der Klemmenspannung der konstanten Gleichspannungsquelle und einem Bezugspotential umschaltet, so daß am Ausgang der Siebschaltung die kontinuierlich veränderbare Gleichspannung brummfrei abge-

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nonunen werden kann. Als konstante Gleichspannungsquelle kann dabei beispielsweise die an einer temperaturkompensierten Z-Diode auftretende Spannung dienen.

Eine solche Schaltungsanordnung muß mehrere Forderungen erfüllen. Sie soll einmal die konstante Gleichspannungsquelle nicht oder lediglich konstant belasten. Ferner soll der Ausgangswiderstand des elektronischen Schalters in beiden Schaltzuständen gleich und niederohmig sein, damit die Siebschaltung eingangsseitig an einem niedrigen und konstanten Generatorwiderstand betrieben wird. Schließlich soll die am Ausgang des Siebglieds abnehmbare kontinuierlich veränderbare Gleichspannung in linearer Beziehung zum Tastverhältnis der Impulsfolge stehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff angegebenen Art derart auszubilden, daß sie die genannten Forderungen erfüllt. Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert. Das in der Figur gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispiel benutzt als konstante Gleichspannungsquelle die Z-Diode 1, die über den Widerstand 2 an der Spannung 3 liegt. Als Z-Diode kann auch, wie eingangs bereits erwähnt, eine temperaturkompensierte Z-Diode verwendet werden. Als konstante Gleichspannungsquelle können jedoch auch andere, eine konstante Spannung abgebende Bauelemente, wie z. B. Trockenbatterien, Kleinakkus, Glimmstabilisatoreh etc., verwendet werden. In der Figur wird die konstante Gleichspannung U am Verbindungspunkt von Z-Diode 1 und Widerstand 2 abgenommen.

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Der elektronische Schalter zur Umschaltung des Eingangs der Siebschaltung zwischen der Spannung U und einem Bezugspotential besteht nach der Erfindung aus dem an sich bekannten Differenzverstärker 4 mit negativem Arbeitswiderstand (vgl. U. Tietze, Ch. Schenk "Halbleiter-Schaltungstechnik", 2. Auflage, 19 71, Seiten 154 und 155) und dem Schalttransistor 5, dessen Steuerelektrode die in ihrem Tastverhältnis veränderliche Impulsfolge zugeführt wird.

Der Differenzverstärker 4 besteht aus den Transistoren 6, 7, deren Emitter über eine gemeinsame Stromquelle an einem geeigneten Potential liegen; in der Figur liegen die Emitter der Transistoren 6, 7 über den Widerstand 8 an der Spannung 3. Die zwischen den Emittern und dem Widerstand 8 in Flußrichtung des Emitterstroms gepolten Dioden 9, 10 können bei kleinen Werten der konstanten Gleichspannung ü entfallen.

Als Arbeitswiderstand des Differenzverstärkers 4 dient der mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke im Kollektorkreis des Transistors 7 angeordnete Transistor 11, dessen Basis am Kollektor des Transistors 6 und dessen Emitter über den Widerstand 12 an Bezugspotential liegt. Der Kollektor des Transistors 6 liegt über den Widerstand 13 ebenfalls an Bezugspotential. Der Ausgang des Differenzverstärkers 4 ist der Kollektor des Transistors 7, so daß die Basis des Transistors 6 der nichtinvertierende und die Basis des Transistors 7 der invertierende Eingang des Differenzverstärkers ist.

Entsprechend der Erfindung liegt nun der nichtinvertierende Eingang des Differenzverstärkers 4, also die Basis des Transistors 6, an der konstanten Gleichspannung U, während der invertierende Eingang, also die Basis des Transistors 7, mit dem Ausgang des

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Differenzverstärkers 4, also dem Kollektor des Transistors 7, direkt verbunden ist. Am Ausgang ist die im Ausführungsbeispiel der Figur aus drei RC-Gliedern bestehende Siebschaltung 14 angeschlossen, an deren Ausgangsklemme 15 die wie mit einem Potentiometer veränderbare Gleichspannung abnehmbar ist.

Am Ausgang des Differenzverstärkers 4 und somit auch am Eingang der Siebschaltung 14 ist der Kollektor des Schalttransistors 5 angeschlossen, der mit seinem Emitter am Bezugspotential liegt, das im Ausführungsbeispiel der Figur mit dem Schaltungsnullpunkt identisch ist. Der Schalttransistor 5 verbindet somit über seinen gesteuerten Strompfad den Ausgang des DifferenzVerstärkers 4 mit dem Bezugspotential. Der Basis des Schalttransistors 5 ist über die Klemme 16 die in ihrem Tastverhältnis veränderliche Impulsfolge zugeführt. Die im Basiskreis angeordnete Widerstands-Kondensator-Kombination 17 dient zur Verbesserung des Schaltverhaltens des Schalttransistors bei großen Flankensteilheiten der veränderlichen Impulsfolge.

Als Schalttransistor 5 können sowohl bipolare als auch Feldeffektransistoren verwendet werden, wobei insbesondere für den Fall hoher Impulsfrequenzen und Flankensteilheiten der veränderlichen Impulsfolge schnelle bipolare HF-Transistoren oder Schalttransistoren bzw. schnelle Feldeffekttransistoren eingesetzt werden können.

Obwohl in der Figur die konstante Gleichspannungsquelle am selben Potential liegt wie der Emitter des Schalttransistors 5 und die Widerstände 12, 13 des Differenzverstärkers 4, ist dies für die Funktion der Schaltung nicht zwingend. So kann die Umschaltung zwischen der Spannung U und jedem beliebigen anderen Potential vorgenommen werden, d. h. die konstante Gleichspannungsquelle und die eben erwähnten Bauelemente des elektronischen Schalters können auf verschiedenen Bezugspotentialen liegen.

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Bei einer Abwandlung der Schaltung nach der Figur kann der Transistor 7 durch eine Diode ersetzt werden, deren Flußrichtung dann mit der der Diode 10 übereinstimmt.

Besonders optimale Verhältnisse ergeben sich/ wenn der Ruhestrom in derjenigen Differenzverstärkerhälfte, die die Transistoren 7, enthält, also in der zum invertierenden Eingang gehörenden Verstärkerhälfte, einen, vorzugsweise um den Faktor 5, größeren Ruhestrom führt als die andere Verstärkerhälfte, also die zum nichtinvertierenden Eingang gehörende Verstärkerhälfte.

Obwohl im Ausführungsbeispiel der Figur für die Differenzverstärkertransistoren pnp-Transistoren und für den den negativen Arbeitswiderstand bedingenden Transistor 11 sowie für den Schalttransistor 5 npn-Transistoren angegeben sind, kann auch die andere Leitungsart der Transistoren vorgesehen werden, wobei dann auch die Polarität der den Differenzverstärker speisenden Spannungsquelle umzupolen ist.

Die Erfindung kann vorteilhaft in mit Kapazitatsdioden bestückten Rundfunk- und Fernsehempfängern zur Erzeugung der veränderbaren Abstimraspannung der Kapazitätsdioden verwendet werden.

7 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnung
mit 1 Figur

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e e r s e i t e

Claims

Fl 878 G. Peltz et al 13-1 PATENTANSPRÜCHE

1. ) Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer kontinuierlich veränderbaren Gleichspannung aus einer konstanten, insbesondere mit einer temperaturkompensierten Z-Diode bestückten, Gleichspannungsquelle, wobei ein von einer in ihrem Tastverhältnis veränderlichen Impulsfolge gesteuerter elektronischer Schalter den Eingang einer Siebschaltung zwischen der konstanten Gleichspannung und einem Bezugspotential umschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsführende Pol (U) der konstanten Gleichspannungsquelle (1) mit dem nichtinvertierenden Eingang eines an sich bekannten DifferenzVerstärkers (4) mit negativem Arbeitswiderstand verbunden ist, daß der Eingang der Siebschaltung (14) am mit dem invertierenden Eingang direkt verbundenen Ausgang des Differenzverstärkers (4) liegt und über den gesteuerten Strompfad eines Schalttransistors (5) mit dem Bezugspotential verbunden ist und daß der Steuerelektrode des Schalttransistors (5) die veränderliche Impulsfolge zugeführt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle (1) einseitig am Schaltungsnullpunkt liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Emitterkreis der Transistoren (6, 7) des Differenzverstärkers (4) eine in Flußrichtung· des Emitterstroms gepolte Diode (9, 10) angeordnet ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in der mit dem negativen Arbeitswiderstand versehenen DifferenzVerstärkerhälfte fließende

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ORIGINAL INSPECTED

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Ruhestrom, vorzugsweise um den Faktor 5, größer ist als der in der anderen Differenzverstärkerhälfte fließende Ruhestrom.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zum invertierenden Eingang gehörende Transistor (7) durch eine Diode ersetzt ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalttransistor (5) ein bipolarer HF-Transistor, ein schneller bipolarer Schalttransistor oder ein schneller Feldeffekttransistor ist.

7. Verwendung der Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Erzeugung der veränderbaren Abstimmspannung in kapazitätsdiodenbestückten Rundfunk- und Fernsehempfängern.

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