DE2735794A1 - CIRCUIT FOR GENERATING A VOLTAGE DEPENDING ON THE CAPACITY VALUE OF A CONTROL CAPACITOR - Google Patents

CIRCUIT FOR GENERATING A VOLTAGE DEPENDING ON THE CAPACITY VALUE OF A CONTROL CAPACITOR

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DE2735794A1
DE2735794A1 DE19772735794 DE2735794A DE2735794A1 DE 2735794 A1 DE2735794 A1 DE 2735794A1 DE 19772735794 DE19772735794 DE 19772735794 DE 2735794 A DE2735794 A DE 2735794A DE 2735794 A1 DE2735794 A1 DE 2735794A1
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capacitor
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controlled oscillator
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Christopher Hollis Bramwell
Duncan Barry Hodgson
John Michael Ironside
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ZF International UK Ltd
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    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
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Description

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Lucas Industries LimitedLucas Industries Limited Great King StreetGreat King Street GB-Birmingham 8. August 1977GB Birmingham 8th August 1977

Schaltkreis zur Erzeugung einer von dem Kapazitätswert einesCircuit for generating one of the capacitance value Regelkondensators abhängigen SpannungRegulating capacitor dependent voltage

Die Erfindung betrifft einen Schaltkreis zur Erzeugung einer von dem Kapazitätswert eines Regelkondensators abhängigen Spannung, und sie ist besonders zur Anwendung in Regelsystemen vorgesehen, bei denen mit Wandlern mit veränderlicher Kapazität gearbeitet wird.The invention relates to a circuit for generating a circuit that is dependent on the capacitance value of a regulating capacitor Voltage, and is particularly intended for use in control systems that use transducers with variable capacitance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Schaltkreis in zweckmäßiger Form vorzusehen·The invention is based on the object of providing such a circuit in an expedient form

Der Schaltkreis nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen phasenverriegelten Kreis mit einem spannungsgeregelten Oszillator, einen Phasenkomparator zum Vergleichen des Ausgangs des spannungsgeregelten Oszillators mit einem Wechselstromsignal und ein Niederpaßfilter am Ausgang des Phasenkomparator, das sowohl ein Ausgangssignal als auoh ein Regelspannungssignal für den spannungsgeregelten Oszillator liefert, wobei der Regelkondensator so in den spannungsgeregelten Oszillaetor eingebaut iat, dafl die Regelspannung, die zum Arbeitenlassen des spannungsgeregelten Oszillators mit einer speziellen Frequenz erforderlich ist, sich mit der Kapazität des Regelkondensators ändert, und einen Bezugsoszillator zum Zuleiten des Wechselstromsignals an den Phasenkomparator·The circuit according to the invention is characterized by a phase locked circuit with a voltage regulated Oscillator, a phase comparator for comparing the output of the voltage-controlled oscillator with an alternating current signal and a low-pass filter at the output of the phase comparator, which supplies both an output signal and a control voltage signal for the voltage-controlled oscillator, the control capacitor so built into the voltage-controlled oscillator that for Making the voltage controlled oscillator work at a specific frequency is required to deal with the capacitance of the variable capacitor changes, and a reference oscillator for feeding the AC signal to the phase comparator

Vorzugsweise besteht der Bezugsoszillator aus einem spannungsgeregelten Oszillator ähnlich dem, der als ein Teil des phasenverriegelten Kreises benutzt wird, jedoch eine fixe Regelspannung hat und einen Fixkondensator anstelle des Regelkon-Preferably, the reference oscillator consists of a voltage-controlled oscillator similar to that used as part of the phase-locked circuit, but with a fixed control voltage and a fixed capacitor instead of the control capacitor.

Wa/Ti 809808/0723 .^4.Wa / Ti 809808/0723. ^ 4 .

densators enthält.contains capacitors.

zWckmäßigerweise haben dann, wenn der Schaltkreis als ein Teil eines Positionswandler-Schaltkreises benutzt wird, der Fixkondensator und der Regelkondensator ein Dielektri«kum, das aus dem gleichen Material besteht·It is advisable to have if the circuit is used as a Part of a position transducer circuit is used, the fixed capacitor and the regulating capacitor a dielectric, made of the same material

Die Erfindung ist nachstehend an Hand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:The invention is explained in more detail below on the basis of two exemplary embodiments with reference to the drawings. In the drawings are:

Pig. 1 ein Schaltkreis nach einem ersten AusführungsbeispielPig. 1 shows a circuit according to a first exemplary embodiment

und
Fig. 2 ein Schaltkreis nach einem zweiten Ausführungsebeispiel der Erfindung.
and
Fig. 2 shows a circuit according to a second embodiment of the invention.

In Fig. 1 ist ein Schaltkreis gezeigt, der eine Spannung erzeugt, welche von der Kapazität eines Regelkondensators 15 abhängig ist.1 shows a circuit which generates a voltage which depends on the capacitance of a variable capacitor 15 is.

Der Schaltkreis macht von einer integrierten Schaltung der Type Motorola MC 14046 Gebrauch, die durch eine strichpunktierte Linie 10 dargestellt ist und an der die Stiftnumemern des Herstellers angegeben sind. Die integrierte Schaltung 10 enthält einen spannungsgeregelten Oszillator 1 (der einen Außenkondensator und zwei Aueßenwiderstände erfordert), zwei Phasenkomparator en (von denen nur einer, der mit 2 bezeichnet ist, benutzt wird, einen Quellenabgreifer 3 und eine Selbstvorspannung 4. Die integrierte Schaltung 10 Jät an Anschlußspannungen VDD und VSS durcn leitungen 5 und 6 angeschlossen.The circuit makes use of a Motorola MC 14046 integrated circuit, which is represented by a dash-dotted line 10 and on which the pin numbers of the manufacturer are indicated. The integrated circuit 10 includes a voltage-regulated oscillator 1 (which requires an external capacitor and two external resistors), two phase comparators (only one of which, labeled 2, is used, a source tap 3 and a self-biasing voltage 4. The integrated circuit 10 weeds connected to connection voltages V DD and V SS through lines 5 and 6.

Die integrierte Schaltung 10 ist mit einem Eingang zu ihrem Phasenvergleicher 2 außen mit dem Ausgang des spannungsgeregelten Oszillators 1 und mit dem anderen Eingang mit einem Außenbezugsoszillator 11 durch eine Seibetvorspannung 4 verbunden. Der Ausgang des Phaeenkomparators 2 ist mit einem Nie-The integrated circuit 10 has an input to its phase comparator 2 outside with the output of the voltage-regulated Oscillator 1 and the other input to an external reference oscillator 11 through a Seibet bias voltage 4. The output of the phase comparator 2 is connected to a low

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derpaßfliter verbunden, das aus zwei Widerständen 12, 13 und einem Kondensator 14 besteht, die in Reihe zwischen den Ausgang des Fhasenkomparators 2 und Erde geschaltet sind, wobei die Verbindung zwischen den beiden Widerständen 12, 13 mit dem Eingang sowohl des spannungsgeregelten Oszillators 1 als auch mit dem Quellenabgreifer 3 verbunden ist.derpaßfliter connected, which consists of two resistors 12, 13 and a capacitor 14, which are connected in series between the output of the phase comparator 2 and ground, wherein the connection between the two resistors 12, 13 to the input of both the voltage-controlled oscillator 1 and is connected to the source tap 3.

Der Regelkondensator 15 ist an die beiden Anschlüsse des spannungsgeregelten Oszillators 1 parallel zu einem Fixkondensator 6 angeschlossen. Zwei »Widerstände 17, 18 verbinden zwei weitere Anschlüsse des spannungsgeregelten Oszillators 1 mit Erde. Der Ausgang des Schaltkreises wird vom Queellenabgreifer 3 über einen Widerstand 19 abgegriffen, dessen beide Enden mit Erde über einen Widerstand 20 bzw. einen Kondensator 21 verbunden sind.The regulating capacitor 15 is connected to the two connections of the voltage-regulated Oscillator 1 connected in parallel to a fixed capacitor 6. Two »resistors 17, 18 connect two more Connections of the voltage controlled oscillator 1 to earth. The output of the circuit is from source tap 3 via a resistor 19 is tapped, both ends of which are connected to earth via a resistor 20 and a capacitor 21, respectively are.

Im Betrieb sind die Bedingungenzum Halten des Schaltkreises in einer Frequenzverriegelung diejenigen, die bereits für phasenverriegelte Kreise bekannt sind. Mit der Änderung des Werts des Kondensators 15 neigt die Ausgangsfrequenz des spannungsgeregelten Oszillators 1 dazu, abzufallen. Der Phasenkomparator 2 stellt diese sich ändernde Frequenz fest, und der Mittelwert seiner Ausgangsspannung ändert sich in solcher Weise, daß bewirkt wird, daß die Eingangsspannung zum spannungsgeregelten Oszillator 1 höher wird, um damit die Frequenz des spannungsgeregelten Oszillators 1 auf diejenige des Bezugsoszillators 11 zurückzuführen·In operation, the conditions for keeping the circuit in frequency lock are those already for phase locked Circles are known. With the change in the value of the capacitor 15, the output frequency of the voltage regulated tends to Oscillator 1 to decay. The phase comparator 2 determines this changing frequency and the mean value its output voltage changes in such a way that it causes the input voltage to become voltage regulated Oscillator 1 becomes higher, so that the frequency of the voltage-controlled oscillator 1 matches that of the reference oscillator 11 to return

Das Filter, das aus den Widerständen 12 und 13 und aus dem kondensator 14 besteht, ist so gewählt, daß Welligkeitsspannung, die an den spannungsgeregelten Oszillator 11 angelegt wird, verringert wird, während eine ausreichend schnelle Erewiderung beibehalten wird, um zu ermöglichen, daß die mittlere Spannung der Kapazitätsänderung des Kondensators 15 folgt.The filter that consists of resistors 12 and 13 and the capacitor 14 is selected so that ripple voltage, applied to the voltage controlled oscillator 11 is decreased while a sufficiently fast response is maintained to allow the mean voltage to follow the change in capacitance of capacitor 15.

Das Filter, das aus dem Widerstand 19 und 20 und aus dem Kon-The filter, which consists of the resistor 19 and 20 and the con-

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densator 21 besteht, dämpft die Welligkeit weiter, so daß die Ausgangsspannung VQUT im wesentlichen weilligkeitsfrei ist.capacitor 21 exists, the ripple is further attenuated, so that the output voltage V QUT is essentially free of interference.

Der Bezugsoszillator 11 kann genau die gleiche Form wie der in Pig· 1 gezeigte spannungsgeregelte Oszillator haben, wobei die Spannung Jedoch an den Stift 9 in konstanter Höhe angelegt wird und der Kondensator 15 ein Fixkondensator ist.The reference oscillator 11 can have exactly the same shape as the voltage controlled oscillator shown in Pig * 1, wherein However, the voltage is applied to the pin 9 at a constant level and the capacitor 15 is a fixed capacitor.

Wenn das Dielektrikum des Regelkondensators 15 Änderungen unterliegt, und zwar beispieleweise als Po]g e der Temperatur, wie das der Pail sein kann, wenn der Kondensator 15 einen Teil einer Positionswandlerschaltung bildet, kann der Kondensator des Bezugsoszillators dadurch hergestellt werden, daß das gleiche Dielektrikum benutzt wird, vorzugsweise in gleicher Herst ellungsweise.If the dielectric of the regulating capacitor is subject to 15 changes, for example as Po] g e of the temperature, as that of the Pail can be if the condenser 15 is a part a position converter circuit, the capacitor of the reference oscillator can be made by the fact that the same Dielectric is used, preferably in the same manner of manufacture.

Weil der spannungsgeregelte Oszillator 1 so eingerichtet werden kann, daß er mit der gleichen Bezugsfrequenz wie der Oszillator 11 arbeitet, können eine Anzahl identischer Kreise, die jeweils ihren eigenen Regelkondensator haben, dazu gebraoht werden, mit der gleichen Frequenz wie der Bezugsozsillator 11 zu arbeiten, um damit Erscheinungen zu vermeiden, die als "Frequenz zieh "-Effekte bekannt sind, welche in Kapazitätsmeßsystemen auftreten, die mit der Frequenzänderung als ein Maß für die Kapazitätsänderung arbeiten.Because the voltage controlled oscillator 1 can be arranged to have the same reference frequency as the oscillator 11, a number of identical circuits, each with their own regulating capacitor, can be brewed are to work at the same frequency as the reference oscillator 11 in order to avoid phenomena called "frequency pull "effects are known, which in capacitance measuring systems occur that work with the change in frequency as a measure of the change in capacitance.

Beispielsweise kann gemäß Fig. 1 der Bezugsoszillator 11 als der Bezugsoszillator für eine Anzahl von Kreisen benutzt werden, die die Bauteile 1 bis 21 enthalten (jedoch den Oszillator 11 nicht aufweisen) und die jeweils ihren eigenen Regelkondeensator 15 aufweisen.For example, referring to Fig. 1, the reference oscillator 11 can be used as the reference oscillator for a number of circuits, which contain the components 1 to 21 (but do not have the oscillator 11) and each have their own control capacitor 15 have.

Ein weiteres Merkemal des Schaltkreises ist seine Fähigkeit zum Peststellen kleiner Änderungen in der Regelkapazität bei Vorhandensein des viel größeren Kondensators 16, die oft durch Streukapazität der Stromzuführung gebildet wird, die den Re-Another feature of the circuit is its ability to accommodate small changes in the control capacity Presence of the much larger capacitor 16, which is often formed by stray capacitance of the power supply, which the re-

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gelkondesator 15 mit der Schaltung verbindet.gel capacitor 15 connects to the circuit.

In Pig· 2 ist ein anderer Schaltkreis gezeigt, der eine Spannung erzeugt, die von der Kapazität eines Regelkondensators 101 abhängig ist· Xn diesem Schaltkreis werden mehrere getrennte Integrierte Schaltungen und besondere Halbleiter anstellte der integrierten Schaltung nach Fig· 1 benutzt, hauptsächlich deshalb, damit eine solche Anordnung entsteht, bei der eine Seite des Regelkondensators 101 geerdet ist·Another circuit is shown in Pig * 2 which generates a voltage derived from the capacitance of a variable capacitor 101 depends · Xn this circuit several separate integrated circuits and special semiconductors are employed of the integrated circuit of FIG. 1 is mainly used to provide such an arrangement in which one Side of the regulating capacitor 101 is grounded

Der Schaltkreis weist einen Phasenkomparator auf, der durch eine ausschließliche ODER-Toreehaltung 102 gebildet ist, welche ein Viertel einer CMOS-integrlerten Schaltung der Type MC 1507 ist und die mit ihren Anschlüssen mit einer +15-Volt-Versorgungsleitung 109 bzw. mit einer Erdleitung 110 verbunden ist. Der Ausgang des Phasenkomparators ist mit einem Niederpaßfilter verbunden, das von zwei Widerständen 103, 104 und einem Kondensator 105 gebildet ist, die in Reihe zwischen den Ausgang des Phasenkomparators und Erde geschaltet sind. Ein Spannungsabgreifer, der durch einen Punktionsverstärker 106 gebildet ist, ist mit seinem invertierenden Eingangsanschluß mit seinem Ausgangsanschluß und mit seinem nicht invertierenden Eingangsanschluß mit der Verbindung zwischen den Widerständen 103 und 104 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Verstärkers 106 ist mit dem Ausgangsanschluß VQUT durch einen Reihenwiderstand 107 verbunden· Vom Anschluß V OUT zur Erde ist ein Kondensator 131 geführt, um ein Niederpaßfilter mit dem Widerstand 107 zu bilden· Der Ausgangeanschluß des Verstärkers 106 ist außerdem mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß eines Funktionsverstärkers 108 verbunden, der einen Teil einer spannungsgeregelten Oszillatorschaltung bildet· Dieser nicht invertierende Eingangsanschluß ist mit der positiven Versorgungsleitung 109 und mit der Erdleitung 110 durch Widerstände 111 bzw· 112 verbunden· Ein Widerstand 113 ist in der Verbindung zwischen dem Auegangsanschluß dee Verstärkers 106 und dem nicht invertierenden Eingangsaneohluß des Verstärkers 108 enthalten, und dieserThe circuit has a phase comparator which is formed by an exclusive OR gate circuit 102, which is a quarter of a CMOS-integrated circuit of the type MC 1507 and which has its connections to a +15 volt supply line 109 or to a ground line 110 is connected. The output of the phase comparator is connected to a low-pass filter which is formed by two resistors 103, 104 and a capacitor 105 which are connected in series between the output of the phase comparator and ground. A voltage tap, which is formed by a puncture amplifier 106, is connected with its inverting input connection to its output connection and with its non-inverting input connection to the connection between the resistors 103 and 104. The output terminal of amplifier 106 is connected to output terminal V QUT through a series resistor 107. A capacitor 131 is connected from terminal V OUT to ground to form a low pass filter with resistor 107. The output terminal of amplifier 106 is also connected to the non-inverting one This non-inverting input connection is connected to the positive supply line 109 and to the ground line 110 through resistors 111 and 112, respectively.A resistor 113 is in the connection between the output connection of the amplifier 106 and the non-inverting input terminal of amplifier 108, and this

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Widerstand 113 hat einen Wert, der wesentlich höher als der des Widerstands 112 ist, um das Sigaal vom Verstärker 106 zu dämpfen.Resistor 113 has a value that is much higher than that of resistor 112 is to the Sigaal from amplifier 106 to dampen.

Der Ausgangsanschluß des Verstärkers 108 ist mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 114 verbunden, der als ein Phasenteiler geschaltet ist und dessen Emissionselektrode bzw. Kollektor durch Widerstände 115 bzw· 116 mit der Leitung 110 bzw. 109 verbunden sind. Der Kollektor des Transistors 114 ist mit der Steuerelektrode eines p-n-p-Transistors 117 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung 109 über einen Widerstand 118 verbunden ist. In gleicher Weise ist die Emissionselektrode des Transistors 114 mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 119 verbunden, wobei dessen Emissionselektrode durch einen Widerstand 120 mit der Leitung 110 verbunden ist. Die Emissionselektrode des Transistors 119 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers 108 verbunden. The output terminal of amplifier 108 is to the control electrode an n-p-n transistor 114 connected as a Phase splitter is connected and its emission electrode or collector through resistors 115 and 116 to line 110 and 109 are connected. The collector of transistor 114 is connected to the control electrode of a p-n-p transistor 117, the emission electrode of which is connected to the line 109 via a resistor 118. The emission electrode is in the same way of the transistor 114 is connected to the control electrode of an n-p-n transistor 119, its emission electrode connected to line 110 through a resistor 120 is. The emission electrode of the transistor 119 is connected to the inverting input terminal of the amplifier 108.

Der Kollektor des Transistors 119 ist mit den Kathoden zweier Dioden 121, 122 verbunden, deren Anoden jeweils mit den Kathoden zweier weiterer Dioden 123, 124 verbunden sind, deren Anoden mit dem Kollektor des Transistors 117 verbunden sind. Die Kathode der Diode 123 ist durch einen Regelkondensator mit der Erdleitung 110 und außerdem mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß eines Spannungskomparators 125 verbunden (National Semi Conductor Type LM 311). Die Leistungsanschlüsse des Komparators 125 sind mit der positiven Stromleitung 109 durch eine Leitung 125a und mit einer -15-Volt-Versorgungsleitung über eine Leitung 125b verbunden. Der nib ht invertierende Eingangsanschluß des Komparators 125 ist durch jeweilige Widerstände 126, 127 mit der Leitung 109 bzw. 110 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Komparators 125 ist mit der Steuerelektrode eines p-n-p-Transistors 128 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung 109 und dessen Kollektor durch einen Widerstand 129 mit der Leitung 110 und durch einen Wi-The collector of the transistor 119 is connected to the cathodes of two diodes 121, 122, the anodes of which are each connected to the cathodes two further diodes 123, 124 are connected, the anodes of which are connected to the collector of transistor 117. The cathode of the diode 123 is through a variable capacitor to the ground line 110 and also to the non-inverting Input terminal of a voltage comparator 125 connected (National Semi Conductor Type LM 311). The power connections of the comparator 125 are connected to the positive power line 109 through line 125a and to a -15 volt supply line connected via a line 125b. The nib ht inverting input terminal of the comparator 125 is through respective Resistors 126, 127 connected to line 109 and 110, respectively. The output terminal of the comparator 125 is connected to the control electrode of a p-n-p transistor 128, the emission electrode thereof with the line 109 and its collector through a resistor 129 with the line 110 and through a Wi-

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derstand 130 mit dem Auswertanschluß des !Comparators verbunden sind· Ein Widerstand 132 verbindet den Kollektor des Transistors 128 mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 125, und ein weiterer Widerstand 133 verbindet den Ausgangsanschluß des Koraparators 125 mit der Leitung 109. Ein Widerstand 134 verbindet den Erdanschluß des Komparators 125 mit der Erdleitung 110, Schließlich ist der Kollektor des Transistors 128 mit einem Eingangsanschluß der ODER-Torschaltung 102 verbunden, deren anderer aEingangsanschluß mit einem Bezugsoszillator 1335 verbunden ist.The stand 130 is connected to the evaluation connection of the comparator A resistor 132 connects the collector of transistor 128 to the inverting input terminal of the Comparator 125, and another resistor 133 connects the output connection of the coraparator 125 with the line 109. A resistor 134 connects the ground terminal of the comparator 125 to the ground line 110, finally the collector of the Transistor 128 connected to one input terminal of the OR gate circuit 102, the other a input terminal with a Reference oscillator 1335 is connected.

Im Betrieb ändert sich das Signal am nicht invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers 108 etwas um einen Fixwert herum (von beispielsweise 2,5V) entsprechend Änderungen im Ausgang vom Verstärker 106. Die Steuerelektroden-Emissionselektrodenverbindungen der Transit oren 114 und 119 sorgen für eine Rückkopplung um den Verstärker 108 herum, so daß der Ausgangsanschluß dieses Verstärkers einen Wert annimmt, der um eine fixe Spannung (2 χ V^6) über derjenigen des nicht invertierenden Eingangsanschlusses liegt. Die Stromstärke im Widerstand 120 ist damit direkt proportional zur Spannung am nicht invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers 108, wobei der Transistor 119 als ein Emissionselektrodenabgreifer wirkt. Praktisch der gleiche Strom fließt in den Kollektoren der Transistoren 117 und 119, wobei angenommen ist, daß deren Verstärkungsfaktoren groß sind.In operation, the signal at the non-inverting input terminal of amplifier 108 changes somewhat around a fixed value (e.g. 2.5V) corresponding to changes in the output from amplifier 106. The control electrode-emission electrode connections of the transit oren 114 and 119 provide feedback around the amplifier 108 around, so that the output terminal of this amplifier assumes a value which is a fixed voltage (2 χ V ^ 6 ) above that of the non-inverting input terminal. The current in resistor 120 is thus directly proportional to the voltage at the non-inverting input terminal of amplifier 108, with transistor 119 acting as an emission electrode tap. Practically the same current flows in the collectors of transistors 117 and 119, it being assumed that their gains are large.

Wenn die Spannung am Kollektor des Transistors 128 niedrig ist (d.h. der Ausgang des Komparators 125 hoch ist), geht der Strom vom Tran istor 117 durch den Widerstand 129. Der gleiche Stromwert wird vom Transistor 119 gesenkt, und die aAbleitung erfolgt dabei durch Entladen des Kondensators 101, dessen Spannung sich linear mit der Zeit verringert, bis der Umschaltwert des Komparators 125 erreicht ist. Wenn dieser Umschaltwert erreicht ist, wird die Ausgangsspannung des Komparators 125 niedrig, um damit wird die Kollektorspannung des Transistors 128 hoch. Der Kollektorstrom für den Transistor 119 wird nun vomWhen the voltage at the collector of transistor 128 is low (i.e., the output of comparator 125 is high) the current goes from transistor 117 through resistor 129. The same current value is lowered by transistor 119, and the aDuction takes place by discharging the capacitor 101, the voltage of which decreases linearly over time, until the switchover value of the comparator 125 is reached. When this switchover value is reached the output voltage of the comparator 125 becomes low, This increases the collector voltage of transistor 128 high. The collector current for transistor 119 is now from

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Transistor 128 abgeleitet, und der Transistor 117 lädt den Kondensator 101 auf, bis der Umschaltwert des !Comparators 125 erreicht ist, wobei dieser Umschaltwert höher als der vorangegangen Umschaltwert ist. Das PunKtionsspiel wird dann wiederholt. Der Komparator 125, der Transistor 128 und der zugeordnete Komparator wirken als eine SchmiJb-Triggerschaltung mit erheblicher Hysterese.Transistor 128 is diverted, and transistor 117 charges capacitor 101 until the switching value of comparator 125 is reached, whereby this switchover value is higher than the previous switchover value. The punctuation game is then repeated. The comparator 125, the transistor 128 and the associated comparator act as a SchmiJb trigger circuit significant hysteresis.

Wie beim Schaltkreis nach Pig. 1 bleibt der spannungsgeregelte Oszillator in Frequenz mit dem Bezugsoszillator zu allen Zeiten verriegelt, und jede Änderung in der Kapazität des Kondensators 101 wird durch eine entsprechende Änderung im Mittelwert der Ausgangsspannung der Torschaltung 102 ausgeglichen.As with the circuit according to Pig. 1, the voltage controlled oscillator stays in frequency with the reference oscillator to all Times are locked, and any change in the capacitance of capacitor 101 is indicated by a corresponding change in the mean the output voltage of the gate circuit 102 is balanced.

Die vorstehend beschriebenen Schaltkreise sind besonders zur Verwendung in Kraftfahrzeugen zum Messen von Größen wie Luftfeuchtigkeit, Druck oder Positionen geeignet.The circuits described above are particularly suitable for use in motor vehicles for measuring quantities such as air humidity, Suitable for pressure or positions.

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Claims (4)

COHAUSZ & FLORACKCOHAUSZ & FLORACK PATENTANWALTSBÜRO £ /30 /94PATENT AGENCY OFFICE £ / 30/94 SCHUMANNSTR. Θ7 · D-4OOO DÜSSELDORFSCHUMANNSTR. Θ7 · D-4OOO DÜSSELDORF Telefon: (0211) 683346 Telex: 08586513 cop dTelephone: (0211) 683346 Telex: 08586513 cop d PATENTANWÄLTE: OipL-lng. W. COHAUSZ - Dipl.-Ing. R. KNAUF - Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER - Oipl.-Ing. H. B. COHAUSZPATENT LAWYERS: OipL-lng. W. COHAUSZ - Dipl.-Ing. R. KNAUF - Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER - Oipl.-Ing. H. B. COHAUSZ Lucas Industries LimitedLucas Industries Limited Great King StreetGreat King Street GB-Birmingham 8. August 1977GB Birmingham 8th August 1977 AnsprücheExpectations (iJ Schaltkreis zur Erzeugung einer von dem Kapazitätswert eines Regelkondensators abhängigen Spannung, gekennzeichnet durch einen phasenverriegelten Kreis mit einem spannungsgeregelten Oszillator, einen Phasenkomparator zum Vergleichen des Ausgangs des spannungsgeregelten Oszillators mit einem Wechselstromsignal und ein Niederpaßfilter am Ausgang des Phasenkomparators, das sowohl ein Ausgangssignal als auch ein Regelspannungssignal für den spannungsgeregelten Oszillator liefert, wobei der Regelkondensator so in den spannungsgeregelten Oszillator eingebait ist, daß die Regelspannung, die zum Arbeitenlassen des spannungsgeregelten Oszillators mit einer speziellen Frequenz erforderlich ist, sich mit der Kapazität des Regelkondensators ändert, und einen Bezugsosszillator zurj Zuleiten des Wechselstromsignals an den Phasenkomparator.(iJ circuit for generating one of the capacitance value voltage dependent on a regulating capacitor, characterized by a phase-locked circuit with a voltage controlled oscillator, a phase comparator for comparing the output of the voltage controlled Oscillator with an alternating current signal and a low-pass filter at the output of the phase comparator, which has both an output signal as well as a control voltage signal for the voltage controlled oscillator supplies, wherein the control capacitor so built into the voltage controlled oscillator, that the control voltage required to operate the voltage controlled oscillator at a specific frequency varies with the capacitance of the variable capacitor, and a reference oscillator for supplying the AC signal to the phase comparator. 2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Bezugsoszillator aus einem spannungsgeregelten Oszillator ähnlich dem besteht, der als ein Teil des phasenTerriegelten Kreises benutzt wird, jedoch eine fixe Regelspannung hat und einen Fixkondensator anstelle des Regelkondensators enthält.2. Circuit according to claim 1, characterized in that the reference oscillator consists of a voltage-regulated An oscillator similar to that used as part of the phase-locked loop, however has a fixed control voltage and contains a fixed capacitor instead of the control capacitor. 3. Schaltkreis nach Anspnruch 2, dadurch gekenn-3rd circuit according to claim 2, thus identified 31 293 809808/0723 31 293 809808/0723 Wa/Ti - 2 -Wa / Ti - 2 - zeichnet , daß der Fixkondensator und der Regelkondensator das gleiche Dielektrikum haben.shows that the fixed capacitor and the variable capacitor have the same dielectric. 4. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß e»ine Mehrzahl phasenverriegelter Kreise und ein einziger Bezugsoszillator vorgesehen sind.4. Circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that a plurality of phase-locked Circles and a single reference oscillator are provided. 809808/0723809808/0723
DE19772735794 1976-08-10 1977-08-09 CIRCUIT FOR GENERATING A VOLTAGE DEPENDING ON THE CAPACITY VALUE OF A CONTROL CAPACITOR Pending DE2735794A1 (en)

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DE19772735794 Pending DE2735794A1 (en) 1976-08-10 1977-08-09 CIRCUIT FOR GENERATING A VOLTAGE DEPENDING ON THE CAPACITY VALUE OF A CONTROL CAPACITOR

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AT391032B (en) * 1982-10-28 1990-08-10 Stolllack Ag Method for measuring the insulating materials loss factor

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JPH0697246B2 (en) * 1991-07-25 1994-11-30 株式会社ジャルコ Method for detecting change in stray capacitance using PLL circuit

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FR2361693A1 (en) 1978-03-10
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