DD146529A1

DD146529A1 - Umschaltbarer saegezahn-dreieck-generator

Info

Publication number: DD146529A1
Application number: DD21727279A
Authority: DD
Inventors: Rainer Kaebsch
Original assignee: Rainer Kaebsch
Priority date: 1979-11-30
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1981-02-11
Also published as: GB2064255B; GB2064255A; SU1220116A1; JPS5693420A; FR2471082A1; JPS6351417B2; DE3025684A1

Abstract

Bei einem umschaltbaren Saegezahn-Dreieck-Generator sollen der Bedienungskomfort erhoeht und der Schaltungsaufwand bei universeller Anwendbarkeit reduziert werden. Es ist Aufgabe des Generators, Impulse mit exakt definierten und unabhaengig voneinander durch Gleichspannungsregelung einstellbaren Impulskennwerten, insbesondere fuer eine moegliche Rechnersteuerung, zu erzeugen. Erfindungsgemaesz wird die Ladespannung eines Interationskondensators ueber einen Begrenzerverstaerker und einen regelbaren Verstaerker ausgekoppelt. Anfang und Ende der Impulse werden durch Komparatoren erfaszt, die ueber entsprechende Schaltstufen entweder den Integrationskondensator kurzschlieszen oder denselben umladen. Gleichzeitig erzeugen die beiden Komparatoren jeweils einen saegezahnsynchronen Rechteckimpuls. Durch Veraenderung der Eingangs- und Referenzspannungen der Generatorbaustufen sind die Impulskennwerte sowie die Lage der Impulse zur Nullinie variierbar.

Description

Titel; Umschaltbarer Sägezahn-Dreieck-Generator

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung Wird in der Heß- und nachrichtentechnik angewendet, wo mit einfachen Mitteln Sägezahn-« und Dreieckimpulse mit varüerbaren Parametern erzeugt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es sind bereits Sägezahngeneratoren mit geringem technisch-ökonomischen Aufwand bekannt (Efe 1977 H. 19/20 S₀ 671), bei denen über eine Konstantstromquelle Kondensatoren auf geladen werden,, Der Nachteil bisher bekannter einfacher Generatorlösungen ist, daß sich erstens die Impulskennwerte, sofern sie extern steuerbar sind, gegenseitig bei der Variation beeinflussen und daß zweitens die Ausgangsspannung im Pausenzustand stark bauelemente- und driftabhängig sind. Bei oben genanntem Verfahren verändert sich mit der Steuerung der Anstiegsgeschwindigkeit auch gleichzeitig die Amplitude des Sägezahnimpulses, Anstiegsgeschwindigkeit und Amplitude sind nicht durch externe Gleichspannungen einstellbar.

Es ist auch bekannt, um die gegenseitige Beeinflussung zu vermeiden, einzelne Impulskennwerte zu stabilisieren, (Stabilisierung der Amplitude z, B, in Rfe 1975/S S, 195)· Durch die Stabilisierung ist jedoch keine einfache Variation möglich. Bei der genannten Veröffentlichung sind Anstiegsgeschwindigkeit und Amplitude außerdem nicht mit einer externen Gleichspannung einstellbar. Die Ausgangsspannung im Pausenzustand ist darüberhinaus nicht exakt definiert, sondern wird durch die Kennwerte eines transistors beeinflußt,

Die Sägezahn-Generatoren sind nicht umschaltbar für Dreieckimpulse. Zwar sind Generatorkonzeptionen bekannt, die universell anwendbar sind für mehrere Impulsarten (z, B, Punktionsgeneratoren für Prüf- und Meßzwecke),

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doch ist der technisch-ökonomische Aufwand dafür beträchtliche Die Reduzierung dieses Aufwandes erforderte bisher Kompromisse in der universellen Anwendbarkeit insbesondere Bedienbarkeit und in der Genauigkeit der Impulserzeugung,

' Ziel der Erfindung;

Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Genauigkeit und des Bedienkomforts sowie die Verringerung des technisch-ökonomischen Aufwandes bei einer universellen Anwendbarkeit und einer möglichen Rechnersteuerung des Generators»

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln einen Generator zu schaffen, der wahlweise Dreieck- und Sägezahnirapulse mit sehr genauer Ausgangsspannung im Pausenzustand und frei wählbarer Lage des Sägezahiis zur llullinie liefert, bei dem die Amplitude, die Pausendauer und die Anstiegsgeschwindigkeit der Impulse ohne gegenseitige Beein-. flussung getrennt voneinander, insbesondere durch eine mögliche Rechner« steuerung, einstellbar sind und der einen sägezahnsynchronen Rechteckirnpuls erzeugt

Diese Aufgabe wird bei einem umschaltbaren Sägezahn-Dreieck-Generator mit einer Konstantstromquelle, mit einem an die Konstantstromquelle angeschlossenen Kondensator und mit einem Entladetransistor parallel zum Kondensator, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ausgang der Konstantstromquelle sowohl mit je einem Eingang zweier Komparatoren als auch über einen Begrenzerverstärker mit dem ersten Eingang eines Auskoppelverstärkers in Verbindung steht, an dessen zweiten Eingang eine veränderbare Steuerspannung als Verschiebespannung liegt, daß der Ausgang des ersten Komparators, dessen zweiter Eingang an eine Referenzspannung angeschlossen ist, über einen Umschalter wahlweise mit dem Eingang einer monostabilen Kippstufe oder mit einem ersten Eingang einer Phasenurakehrstufe in Verbindung steht, daß der Ausgang des zweiten Komparators, dessen zweiter Eingang auf Null-Potential liegt, mit dem ersten Eingang eines NAKD-Gliedes für einen synchronen Rechteckimpuls und mit dem zweiten Eingang der Phasenumkehrstufe verbunden ist, an deren dritten Eingang eine Ladespannung für den Kondensator anliegt und deren Ausgang an den Eingang der Konstantstromquelle angeschlossen ist und daß der Ausgang der monostabilen Kipp-

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stufe einerseits mit dem zweiten Eingang des HAND-Gliedes und andererseits über ein verriegelbares Gatter mit dem Steuereingang des polaritätsmäßig entgegengesetzt zur Ladespannung des Kondensators vorgespannten Endladetransistors verbunden ist.

Es ist vorteilhaft, wenn die Ladespannung, eine Schaltspannung des verriegerbaren Gatters, die Verschiebespannung und die Referenzspannung durch einen Rechner angesteuert sind»

Der Minimal- und Maximalwert der Spannung des Kondensators und damit der Sägezahn-Anstiegs-Flanke vrerden durch zwei Komparatoren erfaßt, die Im« pulse zur Erzeugung der exakten Sägezahn- bzw« Dreieckform und der sägez ahnsynchrone η Rechteckfunktion liefern. Die Vorspannung des Entladetransistors wird exakt während der Pausenzeit begrenzt. Die Impulskennwerte sind getrennt voneinander durch externe Spannungsvariation einstellbar, so daß sich die Möglichkeit einer Rechneransteuerung ergibt. Der geringe Schaltungsaufwand des Generators gestattet die Erzeugung von variierbaren Sägezahn- und Dreieckimpulsen sowie von sägez ahnsynchronen Rechteckimpulsen.

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfiihrungsbeispiels näher erläutert werden.

Der Ausgang einer Konstantstromquelle 1 steht mit einem Kondensator 2, der gegen Masse liegt, mit dem Kollektor eines Bntladetransistors 3 mit je einem Eingang zweier Komparatoren 4, 5 und über einen Begrenzerver« stärker 6 mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Auskoppelverstärkers in Verbindung. Der Auskoppelverstärker 7 ist durch einen Widerstand 8 vom Ausgang A1 auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt, der über einen Widerstand 9 an eine veränderbare Verschiebesparinuiig üv angeschlossen ist» .. Der Ausgang des Komparators 4, dessen zweiter Eingang an Masse liegt, ist sowohl mit einem ersten Eingang einer Phasenumkehrstufe 10 als auch mit einem ersten Eingang eines NAHD-Gliedes 11 zur Auskopplung eines synchronen Rechteckimpulses an einem Ausgang A2 verbunden. Der Ausgang des Komparators 5, dessen zweiter Eingang an eine Referenzspannung U „ angeschlossen ist, steht über einen Umschalter 12 v/ahlweise mit dem Eingang einer monostabilen Kippstufe 13 oder mit einem zweiten Eingang der Phasenumkehrstufe 10 in Verbindung. An einem dritten Eingang der Pliasenumkehr-

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stufe 10 liegt eine Ladespannung IL an, der Ausgang der Phasenumkehr-

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stufe 10 ist auf den Eingang der Konstantstromquelle 1 geführt. Die monostabile Kippstufe 13 ist ausgangsseitig an einen ersten Eingang eines NAND-Gliedes 14 und an einen zweiten Eingang des NAND-Gliedes 11 angeschlossen. Der Ausgang des NAND-Gliedes- 14, an dessen zweiter Eingang eine Schaltspannung U_ liegt, ist an die Basis des Entladetransistors 3 geführt, dessen Emitter über eine Diode 15 mit Masse und über einen Wider-' stand 16 mit einer Vorspannung - U verbunden ist. Über die Konstantstromquelle 1 wird mit der Ladespannung IL der Kondensa-

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tor 2 zeitlinear aufgeladen. Die Ladespannung des Kondensators 2 wird im Begrenzerverstärker 6 verstärkt und begrenzt, so daß am Ausgang A. des Auskoppelverstärkers die Anstiegsflanke des Sägezahn- bzw, Dreieckimpulses erscheint. Gleichzeitig wird die Ladespannung des Kondensators 2 dem Komparator 4 zur Auswertung des Nulldurchgangs und dem Komparator 5 zur Auswertung der Llaximalamplitude zugeführt. Der Komparator 5 schaltet bei Maximalamplitude und gezeichneter Schalterstellung des Umschalters 12 über die monostabile ICippstufe 13 sowie das KiUiD-Gl ied 14 den Entlade transistor 3 durch, so daß der Kondensator 2 entladen wird» Ytewi die monostabile Kippstufe 13 in ihren Ruhezustand zurückkippt, beginnt ein neuer Ladezyklus für den Kondensator 2« Die. Referenzspannung U „ bestimmt die Amplitude des Sägezahnimpulses am Ausgang A₁. Die Amplitude der Ladespannung IL- bestimmt die Anstiegsgeschwindigkeit des Sägezahnimpulses, Die Pausendauer der Impulsfolge ist durch die Haltezeit der monostabilen Kippstufe beeinflußbar, indem die Zeitkonstante verändert wird. Der Entladetransistor 3 ist durch die Vorspannung - U geringfügig negativ vorgespannt, so daß auch der Kondensator 2 im geschalteten Zustand des Entladetransistors 3 auf die negative Spannung umgeladen wird. Der Begrenzerverstärker 6 mit hochgenauen Begrenzungsschwellen begrenzt negative Eingangs spannungen auf exakt 0 V und erzeugt somit stets einen definierten und konstanten Pausenwert der Impulsfolge. Dieser Pausenwert stellt sich auch ein, wenn der Generator ausgetastet wird, indem die Schaltspannung TJ das NAND-Glied 14 verriegelt und der Entladetransistor durchgesteuert werden. Durch die Komparatoren 4, 5 werden der Anfangszeitpunkt und der Endzeitpunkt des Sägezahnimpulses fixiert. Am Ausgang A des NAND-Gliedes 11 erscheint synchron zum Sägezahnimpuls ein Rechteckimpuls mit jeweils einer Schaltflanke zum Sägezahnbeginn und -ende. Diese sägezahn-

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synchrone Rechteckspannung ist beispielsweise erforderlich, um für eine anzuschließende Displayeinheit Dunkeltastimpulse zu gewinnen» Hit der veränderbaren Verschiebespannung n, die eine Referenzspannung für den Auskoppelverstärker darstellt, kann die Lage des Sägezahnimpulses in "bezug auf die iiullinie vertikal verschoben werden. Bei U = 0 ist der Anfangs- bzw« Pausenzustand identisch mit der Iiullinie. Bei IL·. = U ^ liegt der Sägezahnimpuls symmetrisch zur Nullinie.

Mit dem Umschalter 12 ist der Generator mit einfachen Mitteln umschaltbar für Dreieckfunktionen· Der Kondensator 2 wird bei Dreieckbetrieb des Generators nicht durch dein Transistor 2 bei Erreichen des Kurvenmaximums durchgeschaltet. Der Transistor 2 wird lediglich durch die Schaltspannung ' zum Austasten des Generators durchgesteuert. Beim Erreichen der Maximalamplitude des Impulses wird durch den Komparator 5 ein Impuls auf die als Vorzeichenumschalter wirkende Phasenumkehrstufe 10 abgegeben, so daß sich die Polarität der ladespannung IL umkehrt. Auf diese Art und Weise wird der Kondensator 2 mit konstantem Strom umgeladen. Wenn das Impulsminimum erreicht ist gibt der Komparator 4 einen Impuls an die Phasenumkehrstufe 10 ab, so daß sich die Polarität der Ladespannung U_T erneut ändert. Der Vorgang wiederholt sich, und am Ausgang A. erscheinen Dreieckimpulse, deren Impulskennwerte und Lage zum Nullpunkt, wie bereits erwähnt, durch Variation der Spannungen veränderbar sind. Die Impulskennwerte sind einzeln einstellbar ohne gegenseitige Beeinflussung und können auch durch eine mögliche Rechnersteuerung verändert werden.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Umschaltba,rer Sägezahn-Dreieck-Generator mit einer Konstantstromquelle, mit einem an die Konstantstromquelle angeschlossenen Kondensator und mit einem Entladetransistor parallel zum Kondensator, dadurch gekenn-. zeichnet, daß der Ausgang der Konstantstromquelle sowohl mit je einem Eingang zweier Komparatoren als auch über einen Begrenzerverstärker mit dem ersten Eingang eines Auskoppelverstärkers in Verbindung steht, an dessen zweiten Eingang eine veränderbare Steuerspannung als Verschiebespannung liegt, daß der Ausgang des ersten Komparators, dessen zweiter Eingang an eine Referenzspannung angeschlossen ist, über einen Umschalter wahlweise mit dem Eingang einer monostabilen Kippstufe oder mit einem ersten Eingang einer Phasenumkehrstufe in Verbindung steht, daß der Ausgang des zweiten Komparators, dessen zweiter Eingang auf Null-Potential liegt, mit dem ersten Eingang eines KAIiD-Gliedes für einen synchronen Rechteckimpuls und mit dem zweiten Eingang der Phasenumkehrstufe verbunden ist, an deren dritten Eingang eine Ladespannung für den Kondensator anliegt und deren Ausgang an den Eingang der ' Konstantstromquelle angeschlossen ist und daß der Ausgang der monostabilen Kippstufe einerseits mit dem zweiten Eingang des HAHD-Gliedes und andererseits über ein verriegelbares Gatter mit dem Steuereingang das polaritätsinäßig entgegengesetzt zur Ladespannung des Kondensators vorgespannten Entladetransistors verbunden ist,

2e Umschaltbarer Sägezahn-Dreieck-Generator nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladespannung, eine Sehaltspannung des verriegelbaren Gatters, die Verschiebespannung und die Referenzspannung durch einen Rechner gesteuert sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

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