Die Erfindung geht aus von einer Anordnung laut Oberbegriff
des Hauptanspruches.The invention is based on an arrangement according to the preamble
of the main claim.
Anordnungen dieser Art sind bekannt (DE 38 36 396). Mit
einer solchen Anordnung können beispielsweise um 90° pha
senverschobene Sinusspannungen mit der Frequenz der
Fouriergrundwelle erzeugt werden. Infolge Bauteiltoleran
zen insbesondere in den nachgeschalteten Filtern ist die
gewünschte Phasenverschiebung von beispielsweise 90°
nicht exakt. Es wurde schon versucht, mit Hilfe eines
einstellbaren Phasenschiebers am Ausgang der Filter einen
entsprechenden Phasenabgleich durchzuführen, ein solcher
Phasenschieber ist jedoch relativ aufwendig, die Gesamt
schaltung wird dadurch außerdem unsymmetrisch.Arrangements of this type are known (DE 38 36 396). With
such an arrangement can, for example, around 90 ° pha
sine shifts with the frequency of the
Fourier fundamental wave are generated. As a result of component tolerance
zen is especially in the downstream filters
desired phase shift of, for example, 90 °
not exactly. An attempt has already been made with the help of a
adjustable phase shifter at the output of the filter
to carry out corresponding phase adjustment, such
However, the phase shifter is relatively complex, the total
this also makes the circuit unsymmetrical.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der
eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher auf
einfache Weise jede gewünschte Phasenverschiebung
zwischen den Sinusspannungen einstellbar ist.
It is therefore an object of the invention to provide an arrangement of the
to create the kind mentioned at the beginning, in which on
any desired phase shift easily
is adjustable between the sine voltages.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Anordnung laut
Oberbegriff des Hauptanspruches durch das in diesem angegebene
kennzeichnende Merkmal gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is based on an order
Preamble of the main claim by the specified in this
characteristic feature solved. Advantageous further training
result from the subclaims.
Mit dem erfin
dungsgemäßen Widerstandsnetzwerk, das aus vorbestimmten
Festwiderständen und mindestens einem einstellbaren
variablen Widerstand besteht, kann durch entsprechende
Änderung der Gewichtung der Rechteckspannungen beispiels
weise die Phasenlage der Fouriergrundwelle auf einfache
Weise eingestellt werden, der schaltungstechnische Auf
wand ist gering, die Schaltung ist außerdem wegen ihrer
symmetrischen Struktur sehr temperaturstabil, das Wider
standsnetzwerk kann auf einfache Weise mit elektronisch
steuerbaren Widerständen aufgebaut werden, wie dies für
einen automatischen Abgleich zweckmäßig sein kann. Die
erfindungsgemäße Anordnung ist nicht nur zur Phasenver
schiebung von Sinusspannungen geeignet, die durch Ausfil
terung der Fouriergrundwelle erzeugt werden, sie kann in
gleicher Weise auch für die Phasenverschiebung zwischen
Sinusspannungen benutzt werden, die durch Ausfilterung
einer vorbestimmten Fourieroberwelle durch entsprechend
bemessene Bandpässe erzeugt werden.With the invent
resistance network according to the invention, which consists of predetermined
Fixed resistors and at least one adjustable
variable resistance exists, can by appropriate
Change in the weighting of the square wave voltages, for example
show the phase position of the Fourier fundamental wave in a simple way
Way to be set, the circuitry on
wall is small, the circuit is also because of their
symmetrical structure very temperature stable, the cons
Stand network can easily be done electronically
controllable resistors are built like this for
an automatic comparison can be useful. The
The arrangement according to the invention is not only for phasing
suitable for shifting sinusoidal voltages caused by Ausfil
generation of the Fourier fundamental, it can be generated in
same way for the phase shift between
Sinusoidal voltages are used by filtering
a predetermined Fourier harmonic by accordingly
rated bandpasses are generated.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer
Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will become more schematic in the following
Drawings explained in more detail using exemplary embodiments.
Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild einer erfindungsge
mäßen Anordnung bestehend aus einem Schaltwerk SW mit
Flip-Flop-Schaltungen FF zum Erzeugen von zwei gegen
einander um einen vorbestimmten Phasenwinkel ϕ0 phasen
verschobenen Rechteckspannungen UX0 und UY0. Zwischen den
Ausgängen 1 und 2 des Schaltwerkes SW und den Eingängen 3
und 4 der anschließenden Tiefpaßfilter TPx und TPy sind
ohmsche Widerstände R1 angeordnet, die Eingänge 3 und 4
der Filter sind über einen vorzugsweise einstellbaren
ohmschen Widerstand R2 miteinander verbunden. An den
Eingängen 3 und 4 der Filter liegen die in Fig. 2 darge
stellten Spannungen Ux1 und Uy1, die durch entsprechende
Addition der Spannungsanteile von Ux0 und Uy0 entsprechend
der Dimensionierung der Widerstände R1 und R2 entstehen.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß durch die quantitative
Überlagerung der Rechteckspannung Ux0 mit einem Teil der
Rechteckspannung Uy0 und umgekehrt Spannungen Ux1 und Uy1
entstehen, deren Schwerpunkte Sx1 und Sy1 gegenüber den
Schwerpunkten Sx0 und Sy0 der Rechteckspannungen Ux0 und Uy0
verschoben sind. Aus den zusammengesetzten Rechteckspan
nungen Ux1 und Uy1 filtern die Tiefpässe TPx und TPy die
Fouriergrundwellen heraus, die als Sinusspannungen Ui1 und
Uq1 an den Lastwiderständen R3 abfallen. Die Sinus
spannungen Ui1 und Uq1 besitzen eine Phasenverschiebung
ϕ1, die kleiner ist als die ursprüngliche Phasen
verschiebung ϕ0 zwischen den Rechteckgangsspannungen Ux0
und Uy0. Mit diesem einfachen Widerstandsnetzwerk R1, R2
ist es also möglich, die ursprüngliche Phasenverschiebung
ϕ0 zwischen den Rechteckspannungen auf beliebige klei
nere Phasenverschiebungswerte ϕ1 einzustellen. Fig. 1 shows the principle circuit diagram of a erfindungsge MAESSEN arrangement consisting of a switching mechanism SW with flip flop circuits FF for generating two mutually shifted by a predetermined phase angle φ 0 phase shifted square wave voltages U U X0 and Y0. Ohmic resistors R 1 are arranged between the outputs 1 and 2 of the switching mechanism SW and the inputs 3 and 4 of the subsequent low-pass filters TP x and TP y , the inputs 3 and 4 of the filters are connected to one another via a preferably adjustable ohmic resistor R 2 . At the inputs 3 and 4 of the filters are the voltages U x1 and U y1 shown in FIG. 2, which result from the corresponding addition of the voltage components of U x0 and U y0 in accordance with the dimensioning of the resistors R 1 and R 2 . From Fig. 2 it can be seen that the quantitative superimposition of the square-wave voltage U x0 with a portion of the square-wave voltage U y0 and vice versa results in voltages U x1 and U y1 whose centers of gravity S x1 and S y1 compared to the centers of gravity S x0 and S y0 of the square-wave voltages U x0 and U y0 are shifted. The low-pass filters TP x and TP y filter out the Fourier fundamental waves from the composite square-wave voltages U x1 and U y1, which drop as sine voltages U i1 and U q1 at the load resistors R 3 . The sine voltages U i1 and U q1 have a phase shift ϕ 1 , which is smaller than the original phase shift ϕ 0 between the square-wave voltages U x0 and U y0 . With this simple resistor network R 1 , R 2 it is therefore possible to set the original phase shift ϕ 0 between the square-wave voltages to any smaller phase shift values ϕ 1 .
Fig. 3 zeigt eine erweiterte Schaltung, wie sie bei
spielsweise zum Erzeugen von zwei exakt um 90° phasen
verschobenen Sinusspannungen besonders geeignet ist, die
bei der Quadraturmodulation benötigt werden. In diesem
Ausführungsbeispiel werden nicht nur die um etwa 90°
phasenverschobenen Rechteckspannungen Ux0 und Uy0 verwen
det, sondern außerdem auch noch die invertierten Recht
eckspannungen und . Die nicht invertierten Spannun
gen werden wieder über Widerstände R1 den Eingängen 3 und
4 der Tiefpässe zugeführt, die Spannung wird vom
Ausgang 5 des Flip-Flops FFx über einen Widerstand R4 dem
Eingang 4 des anderen Tiefpasses und die Spannung wird
vom Ausgang 6 des Flip-Flops FFy über einen Widerstand R4
mit dem Eingang 3 des anderen Tiefpasses TPx verbunden,
der Widerstand R2 ist wieder zwischen den beiden Eingän
gen 3 und 4 angeordnet. Die Widerstände R4 sind größer
gewählt als die Widerstände R1, und damit wird zunächst
eine etwas größere Phasenverschiebung als 90° zwischen
den Rechteckspannungen eingestellt, die dann über den
Widerstand R2 auf einen entsprechend geringeren Phasen
winkelwert reduziert werden kann. Auf diese Weise kann in
der Umgebung von 90° jeder beliebige Phasenwinkel zu
höheren oder niedrigeren Werten eingestellt werden. Die
Überlagerung der Spannungen erfolgt im Prinzip wieder wie
im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben. Fig. 4 und 5
zeigen an Hand des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 eine
andere Darstellungsmöglichkeit für die Wirkungsweise der
erfindungsgemäßen Anordnung. Fig. 4 und 5 zeigen die Pha
senlagen der Fouriergrundwellen jeweils in Zeigerdarstel
lung. Fig. 4 zeigt zunächst den Fall für R2 = ∞. Betrag
und Phase der aus der Überlagerung von Ui0 und -Uq0 resul
tierende Fouriergrundwelle Ui1 kann durch Addition der
betragsmäßig gewichteten Zeiger Ui0 und -Uq0 bestimmt
werden. Für die Gewichtung der Zeigerbeträge sind die
Widerstände R1 und R4 maßgebend, wobei R4 größer ist als
R1. Die Phasenverschiebung zwischen Ui1 und Uq1 ist damit
größer als 90°. Fig. 3 shows an extended circuit, as it is particularly suitable for example for generating two exactly 90 ° shifted sine voltages, which are required in quadrature modulation. In this exemplary embodiment, not only are the square-wave voltages U x0 and U y0 phase-shifted by approximately 90 °, but also the inverted square-wave voltages and. The non-inverted voltages are again fed through resistors R 1 to inputs 3 and 4 of the low-pass filter, the voltage is output from output 5 of flip-flop FF x through a resistor R 4 to input 4 of the other low-pass filter and the voltage is output from 6th of the flip-flop FF y connected via a resistor R 4 to the input 3 of the other low-pass filter TP x , the resistor R 2 is again arranged between the two inputs 3 and 4 . The resistors R 4 are chosen larger than the resistors R 1 , and thus a somewhat larger phase shift than 90 ° is set between the square-wave voltages, which can then be reduced to a correspondingly smaller phase angle value via the resistor R 2 . In this way, any phase angle can be set to higher or lower values in the vicinity of 90 °. In principle, the voltages are superimposed again as described in connection with FIG. 2. FIGS. 4 and 5 show on hand of the exemplary embodiment according to FIG. 3, another display option for the operation of the arrangement according to the invention. FIGS. 4 and 5 show the Pha senlagen the Fourier fundamental waves respectively in lung Zeigerdarstel. Fig. 4 first shows the case for R2 = ∞. The amount and phase of the Fourier fundamental wave U i1 resulting from the superposition of U i0 and -U q0 can be determined by adding the magnitude-weighted pointers U i0 and -U q0 . The resistors R 1 and R 4 are decisive for the weighting of the pointer amounts, with R4 being greater than R1. The phase shift between U i1 and U q1 is thus greater than 90 °.
Wenn nach Fig. 5 der Widerstand R2 endlich ist, haben
alle Fouriergrundwellen Ui0, -Ui0, Uq0 und -Uq0 jeweils
Anteil an Ui1 und Uq1. Fig. 5 zeigt, wie dadurch die Pha
senverschiebung zwischen Ui1 und Uq1 bei ausreichend klei
nem Widerstand R2 unter 90° absinkt.
If according to FIG. 5, the resistance R 2 is finite, all Fourier fundamental waves U i0, i0 -U, U and -U q0 q0 each share of U and U i1 q1. Fig. 5 shows how the phase shift between U i1 and U q1 decreases with a sufficiently small resistor R 2 below 90 °.
Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei der aus drei gegenseitig
um vorbestimmte Phasenwinkel phasenverschobenen Rechteck
spannungen Ux0, Uy0 und Uz0 sowie deren invertierten Recht
eckspannungen eines Schaltwerkes SW wieder durch ein
Widerstandsnetzwerk mit Widerständen R1, R2, R4, R5 und
R6 drei Sinusspannungen Ui1, Uq1 und Uv1 mit jeweils vor
bestimmter Phasenverschiebung zueinander erzeugt werden
können. In gleicher Weise können auch aus mehr als drei
phasenverschobenen Rechteckspannungen entsprechend
mehrere phasenverschobene Sinusspannungen eingestellt
werden. Fig. 6 shows an arrangement in which three mutually phase-shifted rectangular phase voltages U x0 , U y0 and U z0 and their inverted rectangular voltages of a switching mechanism SW again through a resistor network with resistors R 1 , R 2 , R 4 , R 5 and R 6 three sinusoidal voltages U i1 , U q1 and U v1 can be generated with each other before a certain phase shift. In the same way, a plurality of phase-shifted sinusoidal voltages can be set from more than three phase-shifted square-wave voltages.