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Signalgenerator
Die Erfindung bezieht sich auf einen Signalgenerator, insbesondere für Fernsteueranlagen zur Erzeugung von drei um 1200 zueinander verschobenen und drei dazu in Phasenopposition stehenden Signalspannungen, die von einem hinsichtlich der Frequenz stabilisierten Hauptoszillator der Frequenz f abgeleitet sind.
Solche Dreiphasenspannungen werden beispielsweise als Pilotspannungen für die in der Fernsteuerung über Hochspannungsnetze verwendeten Wellenerzeuger mit 175 Hz benötigt. Es ist bekannt, dass dieseFernsteuersignale einerseits in der Frequenz stabilisiert sein müssen, was die Anwendung eines Hauptoszillators bedingt, und anderseits gegenüber der Frequenz des Hauptoszillators sowie untereinander ausserordentlich starre Phasenbeziehungen (letztere mit 120 ) aufweisen müssen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Generator für mehrphasige Signale, mit dem es möglich ist, ausgegehend von einer einphasigen Spannung des in der Frequenz stabilisierten Hauptoszillators, dreiphasige Rechtecksignale abzuleiten, welche obigen Forderungen entsprechen. Mit Hilfe dieser in bekannter Weise an Dl1krenzier-Gleichrichternetzwerke angelegte Rechteckspannungen ist es leicht möglich, positive Impulse herzustellen, die als Piloten für Wellenerzeuger geeignet sind.
Gemäss der Erfindung ist ein Signalgenerator der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgang des Hauptoszillators ein Impulser geschaltet ist, der zwei mit in gegenseitiger Phasenopposition stehenden Rechtecksignalen derselben Frequenz f beaufschlagte Ausgänge aufweist, von denen einer an ein auf die dreifache Frequenz des Hauptoszillators, das ist 3 f abgestimmter Filter geschaltet ist, an den ein zweiter Impulsformer angeschlossen ist, der ebenfalls zwei mit in gegenseitiger Phasenopposition stehenden Rechtecksignalen der dreifachen Frequenz des Hauptoszillators, das ist 3 f beauf - schlagte Ausgänge aufweist, von denen jeder über Stromtore an jeweils einen der beiden Eingänge von drei bistabilen Kippkreisen geschaltet ist,
wobei an den zweiten Eingängen der beiden dem ersten der bistabilen Kippkreise zugeordneten Stromtore die Ausgänge des erstgenannten Impulsformers und an die zweiten Eingänge der den beiden weiteren bistabilen Kippkreisen zugeordneten Stromtoren die Ausgänge der vorhergehenden, bistabilen Kippkreise geschaltet sind und die zu erzeugenden Signalspannungen an den Ausgängen der drei bistabilen Kippkreise auftreten.
Am Ausgange der drei Kippkreise entstehen drei Spannungspaare von rechteckiger Gestalt und in Phasenopposition, wobei jedes Paar gegenüber dem andern um 1200 in der Phase verschoben ist.
Zum besseren Verständnis wird nachstehend an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Fig. l zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Anordnung, Fig. 2 einen Impulsplan für die an dieser Anordnung auftretenden Spannungen.
Mit 1 ist ein in der Frequenz stabilisierter Hauptoszillator bezeichnet, z. B. einer mit einer schwingenden Lamelle oder Stimmgabel, der eine Sinusspannung So mit der Frequenz f liefert. 2 ist ein auf f abgestimmter Verstärker. Ihm folgt ein Impulsformverstärker 3, z. B. ein Schmitttrigger, der zwei Recht- eckspannungen S,S in Phasenopposition erzeugt. Die eine dieser Spannungen S, z. B. jede, die in Phasenopposition mit der Spannung S des Oszillators 1 ist, wird einem auf die Frequenz 3f abgestimmten Filter 4 zugeführt, der also nur die dritte Harmonische der Eingangsspannung Si durchlässt.
Diese Harmo nische wird im Verstärker 5, der auf 3f abgestimmt ist, verstärkt, und von dort einem weiteren Impuls-
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formverstärker 6, ähnlich 3, zugeführt, der zwei weitere in Phasenopposition befindliche Spannungen S, und S 4 erzeugt. 10 bezeichnet zwei Differenzier-Gleichrichternetzwerke, die für jede Vorderflanke der Spannungen Sg und S4 einen positiven Impuls erzeugen. 7, 8 und 9 bezeichnen drei bistabile Kippkreise, an deren Eingänge die von 10 gelieferten positiven Impulse angelegt sind, nämlich die von S herrühren- den an die linken, die von S4 herrührenden an die rechten dieser Eingänge.
Die Ausgangsspannungen die-
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welche beispielsweise von einem Kondensator und nachfolgender Diode gebildet sind, die durch eine die Eingangsspannung übersteigende negative Spannung polarisiert werden kann. Die Stromtore sind wie folgt geschaltet : die vomKreisSherrührendenspannungenS, S sind an die Tore 11 bzw. 12 angelegt, welche die Eingänge des Kippkreises 7 sperren. Die Spannungen S,S der Ausgänge des Kippkreises 7 liegen an den Stromtoren 13, 14, welche die Eingänge des Kippkreises 8 sperren, und die Spannungen S, Sg der Ausgänge des Kippkreises 8 liegen an den Stromtoren 15,16, welche die Eingänge des Kippkreises 9 sperren.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung kann an Hand des Impulsplanes (Fig. 2) erklärt werden, wobei die Abszisse als Zeitachse angenommen ist.
Der Hauptoszillator liefert ein Sinussignal 80 mit der Frequenz f, welches nach Verstärkung im ab- gestimmten Verstärker 2, und Formung im Impulsformverstärker 3 in zwei in Phasenopposition befindliche Spannungen Si, S. umgeformt wird, wobei S2 2 mit So in Phase ist. Das Signal S wird dem Filter 4 zugeführt, um die dritte Harmonische 3f auszusieben. Diese Harmonische hat mit der Spannung S jedes dritte Mal einen gemeinsamen Nulldurchgang. Sie wird mittels eines abgestimmten Verstärkers 5 verstärkt und im Impulsformverstärker 6, der dem Kreis 3 gleicht, in Rechteckimpùlse umgeformt. Letzterer liefert die in Phasenopposition befindlichen Rechteckspannungen S3, S,.
Die Differenzier-Gleichrichterkreise 10 liefern aus diesen Rechteckspannungen S3, S4 positive Im- pulse. in Fig. 2 durch Pfeile A - F schematisch angedeutet, welche mit den Vorderflanken der Rechteckspannungen zusammenfallen. Diese Impulse sind entsprechend an die Eingänge der Kippkreise 7, 8 und 9 angelegt. Indessen kann nicht jeder dieser Impulse ein Umkippen hervorrufen, denn ein Teil von ihnen ist mittels Signalen gesperrt, die an den Toren 11 - 16 anliegen. Die Eingänge des Kippkreises 7 sind durch die Spannungen S 1, S23 die von 3 kommen, gesperrt, und es ergibt sich damit, dass unter den Impulsen A, B, C, die aus Sg kommen, nur einer von drei, nämlich C, mit einer positiven Amplitude von S 1 zusammenfällt, und damit ein Umkippen von 7 hervorbringen kann.
Ebenso bleiben die von S4 stammenden Impulse D, E durch die Spannung S wirkungslos, und nur der Impuls F koinzidiert mit dem posi- tiven Anteil von S 2 und bewirkt das Rückkippen von 7. Die Ausgangsspannungen dieses Kippkreises sind
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wendet, und es ergeben sich an seinen Ausgängen zwei phasenopponierende Rechteckspannungen S9'S 10' die um1200 zuS.. 8 verschoben sind. Zufolge der im Dreiertakt ablaufenden Sperre der beiden Steuerimpulse, erhält man am Ausgang der Kippkreise drei Spannungspaare, die je in Phasenopposition sind, wobei jedes Paar gegenüber den andern um genau 120 starr phasenverschoben ist.
Bei der Anwendungsweise der Sperrsignale stört die Tatsache, dass Sperrungen durch gewisse Impulse an den Vorderflanken der Rechteckspannungen auftreten, nicht die einwandfreie Funktion. Während die Sperrung durch den Impuls A durch die Spannung S keinerlei Schwierigkeiten bereitet, wird die des Impulses B durch die Vorderflanke der Spannung SI bewirkt, aber es ergeben sich daraus keine Unzukömmlichkeiten. denn die Wirkung der Sperrkreise verlängert sich über ihre Beaufschlagung hinaus durch die langsame Entladung des Kondensators des Torkreises.
Es ist festzuhalten, dass die vom Kippkreis 9 gelieferten Spannungen S9 und S10 dreimal um 1200 gegenüber den Spannungen S 1, S2 verschoben und theoretisch in Phase mit diesen Signalen sind, dass man also diesen Kippkreis hätte entbehren können. Man muss jedoch beachten, dass ein leichter Phasenunter-
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Schliesslich sind voraussetzungsgemäss die Spannungen S 5 - S10 in genau definierter Phasenbeziehung zur Pilotfrequenz. Diese Bedingung ist erfüllt durch die Tatsache, dass Sg und S 10 sehr genau in Phase mit
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abweichungen auf ein Mindestmass verringern, etwa durch ein temperaturkompensiertes Filter 4.