DE2758310A1 - Digital inverter producing stepped sine-wave from vehicle battery - has four-stage dual counter driving three exclusive OR=gates controlling switching of divider tappings - Google Patents

Abstract

The digital inverter produces a sine-wave supply voltage from a motor vehicle's battery by generating 2n steps fro every quarter period of the sinewave by switching transistors. Each step has a voltage associated with it. The step voltages are obtained from tappings along a voltage divider and are switched through consecutively to the output. A four-stage dual counter drives three exclusive-OR gates from its outputs which in turn control the switching of the divider's tappings to the output.

Description

Elektronische Schaltungsanordnung zur ErzeugungElectronic circuit arrangement for generation

einer Wechselspannung Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung mit einfachem Schaltungsaufbau zu schaffen, die eine hohe Genauigkeit aufweist und demzufolge u. a. für die Speisung von Leitkabeln von gleislosen Fahrzeugen verwendbar ist.an alternating voltage The invention specified in claim 1 lies the object of a circuit arrangement with a simple circuit structure create, which has a high accuracy and thus inter alia. for feeding can be used by guide cables from trackless vehicles.

Mit der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird eine niedrige Anzahl von Bauelementen erreicht, wobei vor allem die Realisierung mit CMOS-Bausteinen äußerst einfach ist.With the circuit arrangement according to the invention, a low Number of components reached, especially the implementation with CMOS components is extremely simple.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims specified.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung nähe erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing.

Figur 1 zeigt eine Periode der erzeugten Wechselspannung über der Zeit t und Figur 2 ein Schalt schema der Schaltur.gsanordnung.Figure 1 shows a period of the alternating voltage generated over the Time t and FIG. 2 shows a circuit diagram of the circuit arrangement.

In Figur 1 ist eine Sinusperiode der zwischen o und 10 V sich ändernden Wechselspannung dargestellt, welche aus einer Gleichstromquelle beispielsweise einer Sammlerbatterie erzeugt wird.In FIG. 1, a sine period is the one varying between 0 and 10 volts AC voltage shown, which from a direct current source, for example a Collector battery is generated.

Jede Viertels-Periode der Wechselspannung ist in acht Schritte unterteilt. Jedem Schritt ist eine von o bis 7 reichende Adresse zugewiesen. Jeder der Adressen entspricht ein zugehöriger Wert der Viertels-Sinusperiode.Each quarter period of the AC voltage is divided into eight steps. An address ranging from 0 to 7 is assigned to each step. Each of the addresses an associated value corresponds to the quarter sine period.

Diese acht Werte werden an einem Spannungsteiler T eingestellt und mit Hilfe von acht in der Zeichnung nicht dargestellten Schalttransistoren auf den Ausgangskreis der Schaltungsanordnung gegeben. Mit jedem der von einem nicht dargestellten Quarz-Oszillator gelieferten, rechteckförmigen Taktimpulse I einer Steuerspannung S wird die Adresse in einem Zähler C geändert und dann einem Multiplexer M zugeführt. Die Adresse wird dort dekordiert, um die Schalttransistoren anzusteuern.These eight values are set on a voltage divider T and with the help of eight switching transistors not shown in the drawing on the Given the output circuit of the circuit arrangement. With each of the one not shown Quartz oscillator supplied, square-wave clock pulses I of a control voltage S the address is changed in a counter C and then fed to a multiplexer M. The address is decoded there in order to control the switching transistors.

Zur Ermittlung der jeweils gültigen Adresse dient ein vierstufiger Dualzähler Z. Die drei ersten Ausgänge des Dualzählers Z liefern die Grundadresse für eine Viertels-Periode.A four-stage address is used to determine the valid address in each case Dual counter Z. The first three outputs of the dual counter Z supply the basic address for a quarter period.

Der vierte Ausgang invertiert diese Adresse mit Hilfe von drei Exklusiv-Oder-Gattern EXOR nach den ersten acht Taktschritten, um dann die zweite Viertels-Periode zu bilden, welche die erste Halb-Periode bei fiJt = t abschließt.The fourth output inverts this address with the help of three exclusive-OR gates EXOR after the first eight clock steps, then to the second quarter period form, which concludes the first half-period at fiJt = t.

Um die zweite Halb-Periode der Wechselspannung zu erzeugen, wird die Spannung am Teiler T umgepolt. Dazu dient ein Doppel-Flip-Flop D, welches jeweils nach sechzehn Schritten umschaltet. Der Spannungsteiler T ist zwischen den beiden Ausgängen Q+Q des Doppel-Flip-Flops angeschlossen.To generate the second half-cycle of the AC voltage, the The polarity of the voltage at the divider T is reversed. A double flip-flop D, which each switches after sixteen steps. The voltage divider T is between the two Outputs Q + Q of the double flip-flop connected.

Der Schaltungsaufbau ist bei Realisierung mit CMOS-Bausteinen äußerst einfach. Es werden folgende, unter dem Warenzeichen RCA erhältliche Bausteine benötigt: Zähler Z = 4029 EXOR = 11030 DFF = 4015 Multiplexer = 4051.The circuit structure is extreme when implemented with CMOS modules simple. The following modules, available under the RCA trademark, are required: Counter Z = 4029 EXOR = 11030 DFF = 4015 Multiplexer = 4051.

Die Genauigkeit der erzeugten Wechselspannung hängt unmittelbar mit der Genauigkeit der Taktfrequenz f zusammen. Für eine erhöhte Anpassung an die genaue Sinusform der Wechselspannung kann die Unterteilung der Viertels-Perioden auf 2n für n = 4 usw. ohne weiteres verfeinert werden.The accuracy of the generated alternating voltage is directly related the accuracy of the clock frequency f together. For increased customization to the exact The sinusoidal shape of the alternating voltage can divide the quarter periods to 2n for n = 4 etc. can be easily refined.

Es ist möglich, nicht nur Sinuskurven nachzubilden sondern auch andere, periodisch ablaufende Funktionen, die eine ähnliche Symmetrie wie der Sinus besitzen.It is possible to simulate not only sine curves but also other, periodic functions that have a symmetry similar to that of the sine.

Außerdem besteht die Möglichkeit, phasenverschobene Kurven mit einem einzigen Zähler und mit verschiedenen Multiplexern durch eine einfache Verschiebung der Adressen zu erzeugen.There is also the possibility of phase-shifted curves with a single counter and with different multiplexers by a simple shift of the addresses.

Claims (3)

Ansprüche Elektronische Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer sinusförmigen Wechselspannung aus einer Gleichspannung, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Viertelperiode eine Anzahl - vorzugsweise 2n - Taktschritte vorgesehen ist und jedem Taktschritt eine an einem Spannungsteiler abgegriffene Teilspannung zugeordnet ist und daß die Teilspannungen über zugehörige Schalttransistoren nacheinander an den Ausgang angeschlossen werden.Claims Electronic circuit arrangement for generating a sinusoidal AC voltage from a DC voltage, characterized in that for each quarter period a number - preferably 2n - clock steps are provided and each clock step a partial voltage tapped at a voltage divider is assigned and that the Partial voltages connected one after the other to the output via associated switching transistors will. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierstufiger Dualzähler (Z) vorgesehen ist und daß an den vierten Ausgang des Zählers drei Exclusiv-ODER-Gatter angeschlossen sind, die nach den für die erste Viertelperiode vorgesehenen Takt schritten die für die zweite Viertelperiode vorgesehenen Taktschritte bewirken.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a four-stage Dual counter (Z) is provided and that three exclusive-OR gates are connected to the fourth output of the counter are connected, according to the cycle provided for the first quarter period steps cause the clock steps provided for the second quarter period. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppel-Flip-Flop (DFF) zur Umkehr der Spannungspolarität am Spannungsteiler (T) nach jeweils einer Halbperiode vorgesehen ist.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that a double flip-flop (DFF) to reverse the voltage polarity at the voltage divider (T) after each one Half-period is provided.