DE102008062452B4 - Method and device for frequency-independent regulation of the pulse duty factor - Google Patents

Method and device for frequency-independent regulation of the pulse duty factor Download PDF

Info

Publication number
DE102008062452B4
DE102008062452B4 DE102008062452.7A DE102008062452A DE102008062452B4 DE 102008062452 B4 DE102008062452 B4 DE 102008062452B4 DE 102008062452 A DE102008062452 A DE 102008062452A DE 102008062452 B4 DE102008062452 B4 DE 102008062452B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wave
capacitor
signal
duration
duty cycle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102008062452.7A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102008062452A1 (en
Inventor
Dipl.-Ing. Johannes (FH) Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Original Assignee
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Johannes Heidenhain GmbH filed Critical Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority to DE102008062452.7A priority Critical patent/DE102008062452B4/en
Publication of DE102008062452A1 publication Critical patent/DE102008062452A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102008062452B4 publication Critical patent/DE102008062452B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/156Arrangements in which a continuous pulse train is transformed into a train having a desired pattern

Abstract

Verfahren zur Regelung des Tastverhältnisses wenigstens eines periodischen Signals, bei dem anhand des Verhältnisses der Halbwellendauern (t1-t8) zweier Halbwellen (HW1-HW8) des periodischen Signals (V_0) das Tastverhältnis auf einen vorgegebenen Sollwert korrigiert wird, wobei zur Bestimmung eines Kennwerts für die Halbwellendauer (t1-t8) einer Halbwelle (HW1-HW8) zur Korrektur des Tastverhältnisses- ein Kondensator (812, 822) in einen Ausgangszustand gebracht wird, in dem der Kondensator (812, 822) geladen ist,- der Kondensator (812, 822) während der Halbwellendauer (t1-t8) der Halbwelle (HW1-HW8) ausgehend von dem Ausgangszustand entladen wird und- anhand des Ladezustands des Kondensators (812, 822) am Ende der Halbwelle (HW1-HW8), der einen Kennwert für die Halbwellendauer (t1-t8) der Halbwelle (HW1-HW8) darstellt, das Tastverhältnis korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Korrektur des Tastverhältnisses ein erster Kondensator (812) während der Halbwellendauer (t1, t3, t5, t7) einer ersten Halbwelle (HW1, HW3, HW5, HW7) und ein zweiter Kondensator (822) während der Halbwellendauer (t2, t4, t6, t8) einer zweiten, von der ersten Halbwelle (HW1, HW3, HW5, HW7) unterschiedlichen Halbwelle (HW2, HW4, HW6, HW8) entladen wird, wobei der Ladezustand des ersten Kondensators (812) am Ende der ersten Halbwelle (HW1, HW3, HW5, HW7) einen Kennwert für die Halbwellendauer (t1, t3, t5, t7) der ersten Halbwelle (HW1, HW3, HW5, HW7) und der Ladezustand des zweiten Kondensators (822) am Ende der zweiten Halbwelle (HW2, HW4, HW6, HW8) einen Kennwert für die Halbwellendauer (t2, t4, t6, t8) der zweiten Halbwelle (HW2, HW4, HW6, HW8) darstellt und anhand der Differenz (DV) der Ladezustände der beiden Kondensatoren (812, 822) das Tastverhältnis korrigiert wird.Method for regulating the pulse duty factor of at least one periodic signal, in which the pulse duty factor is corrected to a predetermined target value using the ratio of the half-wave durations (t1-t8) of two half-waves (HW1-HW8) of the periodic signal (V_0) the half-wave duration (t1-t8) of a half-wave (HW1-HW8) to correct the duty cycle - a capacitor (812, 822) is brought into an initial state in which the capacitor (812, 822) is charged, - the capacitor (812, 822) is discharged during the half-wave duration (t1-t8) of the half-wave (HW1-HW8) starting from the initial state and based on the state of charge of the capacitor (812, 822) at the end of the half-wave (HW1-HW8), which is a characteristic value for the Half-wave duration (t1-t8) of the half-wave (HW1-HW8) represents the duty cycle is corrected, characterized in that to correct the duty cycle, a first capacitor (812) during the half-wave duration (t1, t3, t5 , t7) of a first half-wave (HW1, HW3, HW5, HW7) and a second capacitor (822) during the half-wave duration (t2, t4, t6, t8) of a second, from the first half-wave (HW1, HW3, HW5, HW7) different half-wave (HW2, HW4, HW6, HW8) is discharged, the state of charge of the first capacitor (812) at the end of the first half-wave (HW1, HW3, HW5, HW7) a characteristic value for the half-wave duration (t1, t3, t5, t7 ) of the first half-cycle (HW1, HW3, HW5, HW7) and the state of charge of the second capacitor (822) at the end of the second half-cycle (HW2, HW4, HW6, HW8) a characteristic value for the half-wave duration (t2, t4, t6, t8) of the second half-wave (HW2, HW4, HW6, HW8) and the duty cycle is corrected on the basis of the difference (DV) of the charge states of the two capacitors (812, 822).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Tastverhältnisses wenigstens eines periodischen Signals nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Regelung des Tastverhältnisses.The invention relates to a method for regulating the pulse duty factor of at least one periodic signal according to the preamble of claim 1 and a device for controlling the pulse duty factor.

Bei einem derartigen Verfahren wird anhand des Verhältnisses der Halbwellendauern zweier Halbwellen eines periodischen Signals das Tastverhältnis auf einen vorgegebenen Sollwert korrigiert.In a method of this type, the pulse duty factor is corrected to a predetermined desired value on the basis of the ratio of the half-wave durations of two half-waves of a periodic signal.

Bei der Geschwindigkeitsregelung eines Motors wird üblicherweise eine Drehbewegung eines drehbeweglichen Teils des Motors (z.B. der Motorwelle) durch Erfassen zweier zueinander um 90° phasenverschobener periodischer Sinussignale ermittelt. Die Sinussignale können beispielsweise durch versetzt angeordnete, die Bewegung des bewegten Teils aufnehmende Sensoren (z.B. Hall-Sensoren) erzeugt werden, die jeweils ein in etwa sinusförmiges, mit der Drehbewegung des Teils korreliertes Signal generieren. Da die generierten Signale jedoch in ihrer Amplitude, ihrer Phase und ihrem Gleichanteil (Offset) fehlerhaft und zudem in ihrer Form verzerrt sein können, müssen die Signale korrigiert werden, um die Geschwindigkeit und die Position des drehbeweglichen Teils exakt erfassen zu können.When regulating the speed of a motor, a rotary movement of a rotatable part of the motor (e.g. the motor shaft) is usually determined by recording two periodic sinusoidal signals that are phase-shifted by 90 °. The sinusoidal signals can be generated, for example, by offset sensors (e.g. Hall sensors) that record the movement of the moving part, each of which generates an approximately sinusoidal signal that is correlated with the rotary movement of the part. However, since the generated signals can be incorrect in their amplitude, their phase and their constant component (offset) and their shape can also be distorted, the signals must be corrected in order to be able to record the speed and position of the rotatable part exactly.

Einfache Korrekturverfahren gleichen beispielsweise die Amplituden einer positiven und einer negativen Halbwelle des periodischen Signals aneinander an, indem das Signal durch Anpassung des Gleichanteils (Offset) insgesamt verschoben wird. Die Erfassung von Signalfehlern erfolgt dabei lediglich punktuell mit einem festen Takt oder an festen Winkelpositionen, so dass bei verzerrten, von einer Sinusform stark abweichenden Signalen unter Umständen ein falscher Korrekturwert ermittelt wird, der die Signalform eher verschlechtert und die Genauigkeit in der Bestimmung der Geschwindigkeit und der Position des drehbeweglichen Teils herabsetzt.Simple correction methods, for example, adjust the amplitudes of a positive and a negative half-wave of the periodic signal to one another by shifting the signal as a whole by adjusting the constant component (offset). The detection of signal errors occurs only selectively with a fixed cycle or at fixed angular positions, so that in the case of distorted signals that deviate significantly from a sinusoidal shape, an incorrect correction value may be determined, which tends to worsen the signal shape and improve the accuracy in determining the speed and the position of the rotatable part decreases.

Um eine exakte Bestimmung der Geschwindigkeit und der Position des drehbeweglichen Teils des Motors zu gewährleisten, werden daher die erzeugten periodischen Signale derart geregelt und korrigiert, dass ihr Tastverhältnis einem vorbestimmten Sollwert entspricht.In order to ensure an exact determination of the speed and the position of the rotatable part of the motor, the generated periodic signals are therefore regulated and corrected in such a way that their pulse duty factor corresponds to a predetermined target value.

Unter dem Tastverhältnis ist hier das Verhältnis der zeitlichen Dauer (Halbwellendauer) zweier Halbwellen des periodischen Signals zu verstehen. Bei einem Tastverhältnis von 1:1 sind die Halbwellendauern der Halbwellen des periodischen Signals identisch und die Nulldurchgänge des periodischen Signals weisen denselben Abstand auf.The duty cycle is to be understood here as the ratio of the time duration (half-wave duration) of two half-waves of the periodic signal. With a pulse duty factor of 1: 1, the half-wave durations of the half-waves of the periodic signal are identical and the zero crossings of the periodic signal are at the same distance.

Bei einem aus der DE 35 14 155 A1 bekannten Verfahren zur Regelung des Tastverhältnisses bei einem Positionsmesssystem wird ein periodisches Signal auf ein konstantes Soll-Tastverhältnis geregelt, indem ein Regelverstärker durch Vergleich des vorgegebenen Soll-Tastverhältnisses mit einem augenblicklichen Ist-Tastverhältnis ein Differenzsignal erzeugt, das einer Stelleinheit zur Bildung eines Stellsignals zugeführt wird. Zur Korrektur des Tastverhältnisses wird das Stellsignal dann dem eigentlichen Signal überlagert.With one from the DE 35 14 155 A1 known method for regulating the pulse duty factor in a position measuring system, a periodic signal is regulated to a constant target pulse duty factor by a control amplifier generating a difference signal by comparing the specified target pulse duty factor with an instantaneous actual pulse duty factor, which is fed to an actuating unit to generate an actuating signal . To correct the duty cycle, the control signal is then superimposed on the actual signal.

Bei einem aus der US 4,475,086 A bekannten Verfahren wird ein Zähler eingesetzt, der während einer ersten Halbwelle inkrementell nach oben und während einer folgenden zweiten Halbwelle inkrementell wieder nach unten zählt. Der Zählerwert am Ende der zweiten Halbwelle gibt eine Kennzahl für die Differenz der Halbwellendauern der beiden Halbwellen an, und in Abhängigkeit von dieser Kennzahl wird das Tastverhältnis angepasst.With one from the U.S. 4,475,086 A known method, a counter is used which counts incrementally upwards during a first half-cycle and incrementally downwards again during a subsequent second half-cycle. The counter value at the end of the second half-cycle indicates a key figure for the difference between the half-cycle durations of the two half-waves, and the duty cycle is adapted as a function of this key figure.

Bei einem aus der DE 103 20 794 B3 bekannten Verfahren zur Korrektur eines Tastverhältnisses eines Taktsignals werden eine Tastverhältnisänderungseinrichtung und Tastverhältnisbestimmungseinrichtungen verwendet, wobei ein Tastverhältnis von 50 Prozent eingestellt wird.With one from the DE 103 20 794 B3 Known methods for correcting a pulse duty factor of a clock signal use a pulse duty factor changing device and pulse duty factor determination devices, a pulse duty factor of 50 percent being set.

Herkömmliche Verfahren, die zur Bestimmung und Korrektur des Tastverhältnisses einen Zähler einsetzen, der eine Differenz zwischen den Halbwellendauern zweier Halbwellen ermittelt, weisen eine Frequenzabhängigkeit auf, bedingt dadurch, dass bei hohen Frequenzen des zu korrigierenden periodischen Signals die Differenz der Halbwellendauern gering ist, obwohl das Tastverhältnis gegebenenfalls stark vom einzustellenden Sollwert abweicht. Der in der Regel linear unter Verwendung eines festen Taktes arbeitende Zähler kann eine solch geringe Differenz der Halbwellendauern nicht mit hinreichender Genauigkeit erfassen, so dass die Empfindlichkeit der Tastverhältniskorrektur mit steigender Frequenz abnimmt.Conventional methods that use a counter to determine and correct the pulse duty factor that determines a difference between the half-wave durations of two half-waves are frequency-dependent, due to the fact that at high frequencies of the periodic signal to be corrected, the difference in the half-wave durations is small, although that The pulse duty factor may deviate significantly from the setpoint to be set. The counter, which usually works linearly using a fixed clock, cannot detect such a small difference in the half-wave durations with sufficient accuracy, so that the sensitivity of the duty cycle correction decreases with increasing frequency.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Tastverhältnisses wenigstens eines periodischen Signals zu schaffen, die eine von der Frequenz des periodischen Signals weitestgehend unabhängige Tastverhältniskorrektur mit hinreichender Empfindlichkeit auch bei hohen Frequenzen erlauben.The present invention is based on the object of creating a method and a device for regulating the duty cycle of at least one periodic signal which allow duty cycle correction largely independent of the frequency of the periodic signal with sufficient sensitivity even at high frequencies.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass zur Bestimmung eines Kennwerts für die Halbwellendauer einer Halbwelle zur Korrektur des Tastverhältnisses

  • - ein Kondensator in einen Ausgangszustand gebracht wird, in dem der Kondensator geladen ist,
  • - der Kondensator während der Halbwellendauer der Halbwelle ausgehend von dem Ausgangszustand entladen wird und
  • - anhand des Ladezustands des Kondensators am Ende der Halbwelle, der einen Kennwert für die Halbwellendauer der Halbwelle darstellt, das Tastverhältnis korrigiert wird.
According to the invention it is provided that to determine a characteristic value for the Half-wave duration of a half-wave to correct the duty cycle
  • - a capacitor is brought into an initial state in which the capacitor is charged,
  • - The capacitor is discharged during the half-wave duration of the half-wave starting from the initial state and
  • - The duty cycle is corrected based on the state of charge of the capacitor at the end of the half cycle, which represents a characteristic value for the half cycle duration of the half cycle.

Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, anstelle eines Zählers zur (linearen) Bestimmung der Halbwellendauer einer Halbwelle eine Schaltungsanordnung mit einem Kondensator zu verwenden und die Kennlinie des Entladeverhaltens des Kondensators auszunutzen, um insbesondere bei periodischen Signalen hoher Frequenz eine hinreichende Genauigkeit in der Tastverhältniskorrektur zu erreichen. Der Kondensator wird zur Bestimmung eines Kennwerts für die Halbwellendauer einer Halbwelle zunächst durch Anlegen einer Spannung in einen definierten Ausgangszustand geladen. Während der Halbwellendauer der Halbwelle wird der Kondensator dann entladen und befindet sich am Ende der Halbwelle in einem Ladezustand, in dem noch Restladung in dem Kondensator gespeichert ist. Dieser Ladezustand hängt von der Halbwellendauer ab, die die Zeit vorgibt, während derer sich der Kondensator entladen kann.The present invention is based on the idea of using a circuit arrangement with a capacitor instead of a counter for the (linear) determination of the half-wave duration of a half-wave and utilizing the characteristic curve of the discharge behavior of the capacitor in order to achieve sufficient accuracy in the duty cycle correction, especially in the case of periodic signals of high frequency to reach. To determine a characteristic value for the half-wave duration of a half-wave, the capacitor is first charged to a defined initial state by applying a voltage. During the half-wave duration of the half-wave, the capacitor is then discharged and at the end of the half-wave it is in a state of charge in which residual charge is still stored in the capacitor. This state of charge depends on the half-wave duration, which specifies the time during which the capacitor can discharge.

Um die Genauigkeit in der Tastverhältniskorrektur insbesondere bei hohen Frequenzen des periodischen Signals zu erhöhen, wird die (negativ) exponentielle Kennlinie des Kondensators ausgenutzt, die bedingt, dass sich der Kondensator während der zu erfassenden Halbwellendauer zunächst vergleichsweise schnell entlädt, die Entladegeschwindigkeit jedoch mit der Zeit abnimmt. Daraus ergibt sich, dass bei Signalen hoher Frequenz (deren Halbwellen eine kleine Halbwellendauer aufweisen) eine geringe zeitliche Differenz der Halbwellendauer zweier Halbwellen zu einem großen Unterschied in den Ladezuständen am Ende der jeweiligen Halbwelle führt.In order to increase the accuracy in the duty cycle correction, especially at high frequencies of the periodic signal, the (negative) exponential characteristic of the capacitor is used, which means that the capacitor initially discharges comparatively quickly during the half-wave duration to be recorded, but the discharge speed over time decreases. This means that in the case of high-frequency signals (whose half-waves have a short half-wave duration), a small time difference between the half-wave duration of two half-waves leads to a large difference in the states of charge at the end of the respective half-wave.

Grundsätzlich ist möglich, anhand lediglich eines Kondensators eine Korrektur des Tastverhältnisses eines zwei Halbwellen aufweisenden periodischen Signals durchzuführen. Hierzu kann zunächst über den Kondensator der Kennwert für die Halbwellendauer der ersten Halbwelle bestimmt und mittels eines so genannten Sample&Hold-Gliedes zwischengespeichert werden. Anschließend wird mit demselben Kondensator der Kennwert für die zweite Halbwellendauer ermittelt und, wenn beide Kennwerte zur Verfügung stehen, das Tastverhältnis korrigiert. Alternativ ist auch möglich, die den Kennwerten entsprechenden Ladezustände des Kondensators am Ende der ersten Halbwelle und am Ende der zweiten Halbwelle unter Verwendung eines Analog-Digital-Wandlers jeweils zu digitalisieren und digital zu verarbeiten.In principle, it is possible to correct the pulse duty factor of a periodic signal having two half-waves using just one capacitor. For this purpose, the characteristic value for the half-wave duration of the first half-wave can first be determined via the capacitor and temporarily stored by means of a so-called sample & hold element. The characteristic value for the second half-wave duration is then determined with the same capacitor and, if both characteristic values are available, the pulse duty factor is corrected. Alternatively, it is also possible to digitize and digitally process the charge states of the capacitor corresponding to the characteristic values at the end of the first half-cycle and at the end of the second half-cycle using an analog-digital converter.

Um das Tastverhältnis zu korrigieren, sind zwei Kondensatoren vorgesehen, von denen ein erster Kondensator einen Kennwert für die Halbwellendauer einer ersten Halbwelle und ein zweiter Kondensator einen Kennwert für die Halbwellendauer einer zweiten, von der ersten Halbwelle unterschiedlichen Halbwelle liefert. Die beiden Halbwellen stellen eine positive und eine negative Halbwelle des periodischen Signals dar, deren Tastverhältnis beispielsweise auf einen Wert von 1:1 geregelt werden soll. Im Rahmen der Tastverhältniskorrektur wird während der Halbwellendauer der ersten Halbwelle der erste Kondensator und während der Halbwellendauer der zweiten Halbwelle der zweite Kondensator entladen. Der Ladezustand des ersten Kondensators am Ende der ersten Halbwelle gibt einen Kennwert für die Halbwellendauer der ersten Halbwelle an, während der Ladezustand des zweiten Kondensators am Ende der zweiten Halbwelle einen Kennwert für die Halbwellendauer der zweiten Halbwelle liefert. Die Ladezustände der Kondensatoren am Ende der beiden Halbwellen werden dann in den Kondensatoren gespeichert, und anhand der Differenz der Ladezustände der beiden Kondensatoren wird das Tastverhältnis korrigiert.In order to correct the duty cycle, two capacitors are provided, of which a first capacitor provides a characteristic value for the half-wave duration of a first half-cycle and a second capacitor a characteristic value for the half-wave duration of a second half-cycle different from the first half-cycle. The two half-waves represent a positive and a negative half-wave of the periodic signal, the duty cycle of which is to be regulated to a value of 1: 1, for example. As part of the duty cycle correction, the first capacitor is discharged during the half-wave duration of the first half-cycle and the second capacitor is discharged during the half-wave duration of the second half-cycle. The state of charge of the first capacitor at the end of the first half cycle indicates a characteristic value for the half cycle duration of the first half cycle, while the state of charge of the second capacitor at the end of the second half cycle provides a characteristic value for the half cycle duration of the second half cycle. The charge states of the capacitors at the end of the two half-waves are then stored in the capacitors, and the duty cycle is corrected based on the difference in the charge states of the two capacitors.

Zur Korrektur des Tastverhältnisses kann anhand der Differenz der Ladezustände der Kondensatoren ein Stellsignal erzeugt werden. Die Ladezustände der Kondensatoren können dabei über mindestens einen Komparator miteinander verglichen werden, wobei abhängig vom Ausgangswert des mindestens einen Komparators das Stellsignal den Zählerwert eines Korrekturzählers zur Korrektur des Tastverhältnisses inkrementiert, dekrementiert oder unverändert lässt. In Abhängigkeit von dem Zählerwert des Korrekturzählers wird beispielsweise der Gleichanteil (Offset) des zu korrigierenden periodischen Signals angepasst, wobei die Korrektur so oft wiederholt wird, bis das Tastverhältnis den gewünschten Sollwert erreicht hat.To correct the pulse duty factor, a control signal can be generated based on the difference in the charge states of the capacitors. The charge states of the capacitors can be compared with one another via at least one comparator, with the control signal incrementing, decrementing or unchanging the counter value of a correction counter for correcting the duty cycle, depending on the output value of the at least one comparator. Depending on the counter value of the correction counter, for example, the direct component (offset) of the periodic signal to be corrected is adapted, the correction being repeated until the pulse duty factor has reached the desired target value.

Vorteilhafterweise werden die Ladezustände der Kondensatoren über zwei parallele Komparatoren miteinander verglichen, wobei anhand der Ausgangswerte der zwei Komparatoren das Stellsignal den Zählerwert eines Korrekturzählers

  • - inkrementiert, wenn die Differenz der Ladezustände der Kondensatoren eine positive Relevanzschwelle überschreitet,
  • - dekrementiert, wenn die Differenz der Ladezustände der Kondensatoren eine negative Relevanzschwelle unterschreitet,
  • - unverändert lässt, wenn die Differenz der Ladezustände der Kondensatoren zwischen der positiven Relevanzschwelle und der negativen Relevanzschwelle liegt.
The charge states of the capacitors are advantageously compared with one another via two parallel comparators, the control signal being the counter value of a correction counter based on the output values of the two comparators
  • - incremented when the difference in the charge states of the capacitors exceeds a positive relevance threshold,
  • - decremented when the difference in the charge states of the capacitors falls below a negative relevance threshold,
  • - leaves unchanged if the difference in the charge states of the capacitors is between the positive relevance threshold and the negative relevance threshold.

Am ersten Komparator können hierzu beispielsweise ein Spannungssignal des ersten Kondensators (positiver Eingang des ersten Komparators) und ein um die negative Relevanzschwelle erhöhtes Spannungssignal des zweiten Kondensators (negativer Eingang des ersten Komparators) anliegen. Am zweiten Komparator liegen umgekehrt das Spannungssignal des zweiten Kondensators (positiver Eingang des zweiten Komparators) und das um die positive Relevanzschwelle erhöhte Spannungssignal des ersten Kondensators (negativer Eingang des zweiten Komparators) an.For this purpose, a voltage signal from the first capacitor (positive input of the first comparator) and a voltage signal from the second capacitor increased by the negative relevance threshold (negative input of the first comparator) can be applied to the first comparator. Conversely, the voltage signal of the second capacitor (positive input of the second comparator) and the voltage signal of the first capacitor increased by the positive relevance threshold (negative input of the second comparator) are applied to the second comparator.

Zur Korrektur des Tastverhältnisses des periodischen Signals wird aus dem periodischen Signal bevorzugt ein Rechtecksignal gebildet und anhand des Rechtecksignals das Tastverhältnis korrigiert. Der Kondensator kann in einer Schaltungsanordnung mit Schaltern verschaltet sein, die das Laden und Entladen des Kondensators steuern und deren Schaltzustände zum Laden und Entladen des Kondensators über eine Steuerlogik geschaltet werden. Aus dem Rechtecksignal ermittelt die Steuerlogik dabei die Flanken des Rechtecksignals und schaltet die Schalter anhand der Flanken, um den Kondensator aufzuladen und einen Entladevorgang zu beginnen und zu beenden.To correct the duty cycle of the periodic signal, a square-wave signal is preferably formed from the periodic signal and the duty cycle is corrected on the basis of the square-wave signal. The capacitor can be connected in a circuit arrangement with switches which control the charging and discharging of the capacitor and whose switching states for charging and discharging the capacitor are switched via a control logic. From the square-wave signal, the control logic determines the edges of the square-wave signal and switches the switches based on the edges in order to charge the capacitor and start and end a discharge process.

Beispielsweise kann der Kondensator zum Laden über einen ersten Schalter mit einer Ausgangsspannung verbunden werden, die den Kondensator in einen Ausgangszustand mit einer vorbestimmten Ladung bringt. Zum Entladen wird der erste Schalter geöffnet, und der Kondensator wird über einen zweiten Schalter mit einem Widerstand verbunden, so dass der Kondensator zusammen mit dem Widerstand ein RC-Glied bildet. Über den Widerstand wird der Kondensator entladen, wobei am Ende der Halbwelle - bestimmt durch die Steuerlogik anhand der entsprechenden Flanke des Rechtecksignals - auch der zweite Schalter geöffnet und der Ladezustand am Ende der Halbwelle somit in dem Kondensator gespeichert wird.For example, for charging, the capacitor can be connected to an output voltage via a first switch, which brings the capacitor into an output state with a predetermined charge. For discharging, the first switch is opened and the capacitor is connected to a resistor via a second switch, so that the capacitor forms an RC element together with the resistor. The capacitor is discharged via the resistor, and at the end of the half-cycle - determined by the control logic based on the corresponding edge of the square-wave signal - the second switch is also opened and the state of charge at the end of the half-cycle is thus stored in the capacitor.

Bei einem vorteilhaften Verfahren zur Korrektur des Tastverhältnisses wird das Tastverhältnis abwechselnd anhand des Verhältnisses der Halbwellendauer einer positiven Halbwelle zur Halbwellendauer einer folgenden negativen Halbwelle und des Verhältnisses der Halbwellendauer einer negativen Halbwelle zur Halbwellendauer einer folgenden positiven Halbwelle korrigiert.In an advantageous method for correcting the duty cycle, the duty cycle is alternately corrected based on the ratio of the half-wave duration of a positive half-wave to the half-wave duration of a subsequent negative half-wave and the ratio of the half-wave duration of a negative half-wave to the half-wave duration of a subsequent positive half-wave.

Diesem liegt der Gedanke zugrunde, eine Korrektur des Tastverhältnisses nicht feststehend anhand des Verhältnisses einer positiven zu einer negativen Halbwellendauer (oder umgekehrt) vorzunehmen, sondern alternierend. In einem ersten Schritt wird somit beispielsweise zunächst anhand des Verhältnisses der Halbwellendauer einer positiven Halbwelle zur Halbwellendauer einer nachfolgenden negativen Halbwelle das Tastverhältnis korrigiert. Anschließend wird umgekehrt das Tastverhältnis anhand des Verhältnisses der Halbwellendauer einer negativen Halbwelle zur Halbwellendauer einer nachfolgenden positiven Halbwelle korrigiert. Anschließend wird wieder eine positive Halbwelle zu einer negativen, dann eine negative zu einer positiven Halbwelle in Bezug gesetzt usw.This is based on the idea of not correcting the pulse duty factor in a fixed manner based on the ratio of a positive to a negative half-wave duration (or vice versa), but instead alternately. In a first step, for example, the duty cycle is initially corrected on the basis of the ratio of the half-wave duration of a positive half-wave to the half-wave duration of a subsequent negative half-wave. Then, conversely, the duty cycle is corrected based on the ratio of the half-wave duration of a negative half-wave to the half-wave duration of a subsequent positive half-wave. Then a positive half-wave is related to a negative, then a negative to a positive half-wave, and so on.

Die so durchgeführte alternierende Tastverhältniskorrektur hat den Effekt, dass bei einer Frequenzänderung des zu korrigierenden periodischen Signals - beispielsweise bei einer Frequenzsteigerung infolge eines Beschleunigens eines zu erfassenden bewegten Teils eines Motors - eine Korrektur in unterschiedliche Richtungen vorgenommen und so insgesamt eine fehlerhafte Tastverhältniskorrektur infolge eines frequenzveränderlichen Signals vermieden wird.The alternating duty cycle correction carried out in this way has the effect that if the frequency of the periodic signal to be corrected changes - for example, if the frequency increases as a result of an acceleration of a moving part of a motor to be detected - a correction is made in different directions and thus overall an incorrect duty cycle correction as a result of a frequency-variable signal is avoided.

Beispielsweise werden bei einem periodischen Signal mit sich steigernder Frequenz die Halbwellendauern aufeinander folgender Halbwellen immer kürzer. Durch die alternierende Tastverhältniskorrektur wird dann zunächst ein zur großes Tastverhältnis, im nächsten Schritt ein zu kleines Tastverhältnis, dann wieder ein zu großes Tastverhältnis usw. ermittelt, so dass die Tastverhältniskorrektur mit unterschiedlicher Polarität erfolgt und sich insgesamt ausgleicht.For example, in the case of a periodic signal with an increasing frequency, the half-wave durations of successive half-waves become shorter and shorter. The alternating duty cycle correction then initially determines a duty cycle that is too high, in the next step a duty cycle that is too small, then again a duty cycle that is too high, etc., so that the duty cycle correction takes place with different polarity and is balanced overall.

Anhand des jeweiligen Verhältnisses der Halbwellendauern des periodischen Signals kann ein Stellsignal zur Korrektur des Tastverhältnisses des periodischen Signals erzeugt werden, wobei abhängig von dem jeweiligen Verhältnis der Halbwellendauern das Stellsignal den Zählerwert eines Korrekturzählers zur Korrektur des Tastverhältnisses des periodischen Signals inkrementiert, dekrementiert oder unverändert lässt. Weist das Stellsignal eine Schrittweite auf, die einem kleinsten Bit (Least Significant Bit) entspricht, so ist die alternierende Tastverhältniskorrektur bei einem periodischen Signal veränderlicher Frequenz insgesamt für die Regelung eines Motors vernachlässigbar.On the basis of the respective ratio of the half-wave durations of the periodic signal, a control signal for correcting the duty cycle of the periodic signal can be generated, with the control signal incrementing, decrementing or unchanged the counter value of a correction counter for correcting the duty cycle of the periodic signal, depending on the respective ratio of the half-wave durations. If the control signal has a step size that corresponds to a smallest bit (Least Significant Bit), the alternating duty cycle correction in the case of a periodic signal of variable frequency is negligible overall for the control of a motor.

Die Aufgabe wird darüber hinaus durch eine Vorrichtung zur Regelung des Tastverhältnisses wenigstens eines periodischen Signals, mit mindestens einer Schaltungsanordnung zur Korrektur des Tastverhältnisses auf einen vorgegebenen Sollwert anhand des Verhältnisses der Halbwellendauern zweier Halbwellen des periodischen Signals, gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung mindestens einen Kondensator zur Bestimmung eines Kennwerts für die Halbwellendauer einer Halbwelle aufweist, wobei die Schaltungsanordnung ausgebildet und vorgesehen ist,

  • - den Kondensator in einen Ausgangszustand zu bringen, in dem der Kondensator geladen ist,
  • - den Kondensator während der Halbwellendauer der Halbwelle ausgehend von dem Ausgangszustand zu entladen und
  • - anhand des Ladezustands des Kondensators am Ende der Halbwelle einen Kennwert für die Halbwellendauer der Halbwelle zur Korrektur des Tastverhältnisses bereitzustellen.
The object is also achieved by a device for regulating the pulse duty factor of at least one periodic signal, with at least one circuit arrangement for correcting the pulse duty factor to a predetermined target value based on the ratio of the half-wave durations of two half-waves of the periodic signal. It is provided that the circuit arrangement has at least one capacitor for determining a characteristic value for the half-wave duration of a half-wave, the circuit arrangement being designed and provided,
  • - to bring the capacitor into an initial state in which the capacitor is charged,
  • - To discharge the capacitor during the half-wave duration of the half-wave starting from the initial state and
  • - using the state of charge of the capacitor at the end of the half-wave to provide a characteristic value for the half-wave duration of the half-wave to correct the duty cycle.

Die Vorrichtung ist insbesondere geeignet und ausgebildet zur Durchführung des vorangehend beschriebenen Verfahrens und ermöglicht, durch Ausnutzen der Entladungskennlinie eines Kondensators, eine Tastverhältniskorrektur auch bei hohen Frequenzen mit einer hinreichenden Empfindlichkeit und Genauigkeit.The device is particularly suitable and designed for carrying out the method described above and, by utilizing the discharge characteristic of a capacitor, enables a duty cycle correction even at high frequencies with sufficient sensitivity and accuracy.

Die Vorrichtung weist zwei Schaltungsanordnungen mit jeweils einem Kondensator zur Bestimmung eines Kennwerts für die Halbwellendauer zweier unterschiedlicher Halbwellen des periodischen Signals auf. Anhand des Ladezustands des ersten Kondensators wird dann auf die Halbwellendauer einer ersten Halbwelle und anhand des Ladezustands des zweiten Kondensators auf die Halbwellendauer einer zweiten Halbwelle geschlossen. Mittels mindestens eines Komparators können die Ladezustände der Kondensatoren der beiden Schaltungsanordnungen verglichen werden, um durch mindestens eine Auswertelogik aus den Ausgangswerten des mindestens einen Komparators ein Stellsignal zur Korrektur des Tastverhältnisses zu bestimmen.The device has two circuit arrangements, each with a capacitor for determining a characteristic value for the half-wave duration of two different half-waves of the periodic signal. The half-wave duration of a first half-wave is then deduced from the state of charge of the first capacitor and the half-wave duration of a second half-cycle is concluded from the state of charge of the second capacitor. The charge states of the capacitors of the two circuit arrangements can be compared by means of at least one comparator in order to determine an actuating signal for correcting the pulse duty factor from the output values of the at least one comparator by at least one evaluation logic.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

  • 1 eine grafische Darstellung eines periodischen Signals;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Regelung des Tastverhältnisses eines periodischen Signals unter Verwendung zweier Zähler;
  • 3 eine grafische Darstellung eines Rechtecksignals und korrespondierender Zählerwerte der Zähler der Vorrichtung gemäß 2;
  • 4 eine grafische Darstellung der Zählerwerte der Zähler als Funktion der Zeit beim Heraufzählen;
  • 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Regelung des Tastverhältnisses eines periodischen Signals unter Verwendung von Schaltungsanordnungen mit jeweils einem Kondensator;
  • 6 eine grafische Darstellung eines Rechtecksignals und der Spannungssignale der Kondensatoren als Funktion der Zeit;
  • 7 eine grafische Darstellung der Spannungssignale der Kondensatoren beim Entladen;
  • 8 eine grafische Darstellung eines Stellsignals als Funktion der Differenz der Spannungssignale der Kondensatoren der Vorrichtung gemäß 5;
  • 9A eine grafische Darstellung eines Rechtecksignals als Funktion der Zeit und von zugeordneten Korrekturintervallen, in denen die Korrektur des Tastverhältnisses vorgenommen wird, und
  • 9B eine grafische Darstellung eines Rechtecksignals als Funktion der Zeit und von zugeordneten Korrekturintervallen für eine modifizierte Korrektur des Tastverhältnisses.
The idea on which the invention is based will be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures. Show it:
  • 1 a graphical representation of a periodic signal;
  • 2 a schematic representation of a device for regulating the duty cycle of a periodic signal using two counters;
  • 3 a graphical representation of a square wave signal and corresponding counter values of the counters of the device according to FIG 2 ;
  • 4th a graphical representation of the counter values of the counters as a function of time when counting up;
  • 5 a schematic representation of an embodiment of a device for regulating the duty cycle of a periodic signal using circuit arrangements, each with a capacitor;
  • 6th a graphical representation of a square wave signal and the voltage signals of the capacitors as a function of time;
  • 7th a graphic representation of the voltage signals of the capacitors during discharge;
  • 8th a graphical representation of a control signal as a function of the difference between the voltage signals of the capacitors of the device according to FIG 5 ;
  • 9A a graphical representation of a square-wave signal as a function of time and of assigned correction intervals in which the correction of the duty cycle is carried out, and
  • 9B a graphical representation of a square wave signal as a function of time and associated correction intervals for a modified correction of the duty cycle.

Bei der Geschwindigkeitsregelung von motorischen Antrieben, beispielsweise bei Stellantrieben für Werkzeugmaschinen, erfolgt üblicherweise eine Geschwindigkeitsregelung dadurch, dass an einem bewegten Teil, beispielsweise einer rotierenden Motorachse, Mittel zur Erzeugung eines periodischen Signals in Form eines Sinussignals vorgesehen werden, anhand derer die Geschwindigkeit und die Position des bewegten Teils erfasst wird. Beispielsweise können an einer Motorachse ein oder mehrere Magnete angeordnet sein, die mit zwei lager- oder gehäuseseitig um 90° in Umfangsrichtung der Motorachse versetzt zueinander angeordneten Hall-Sensoren zur Erzeugung zweier um 90° zueinander phasenverschobener Sinussignale zusammenwirken. Aus diesen Sinussignalen können dann die Position, die Geschwindigkeit und die Drehrichtung der Motorachse ermittelt werden.When regulating the speed of motorized drives, for example actuators for machine tools, speed control usually takes place in that means for generating a periodic signal in the form of a sinusoidal signal are provided on a moving part, for example a rotating motor axis, on the basis of which the speed and position are provided of the moving part is detected. For example, one or more magnets can be arranged on a motor axis, which interact with two Hall sensors that are offset from one another by 90 ° in the circumferential direction of the motor axis to generate two sinusoidal signals phase-shifted by 90 °. The position, speed and direction of rotation of the motor axis can then be determined from these sinusoidal signals.

Um die Geschwindigkeit und Position eines bewegten Teils exakt erfassen zu können, ist erforderlich, Fehler in den erzeugten periodischen Signalen zu korrigieren. Dieses ist notwendig, da die erzeugten periodischen Signale Fehler in ihrem Gleichanteil (Offset), ihren Amplituden und ihrem Phasenwinkel aufweisen können. Zudem kann das periodische Signal verzerrt sein, so dass das Signal zwar periodisch ist, in seiner Form aber von einer reinen Sinusform abweicht.In order to be able to record the speed and position of a moving part exactly, it is necessary to correct errors in the periodic signals generated. This is necessary because the generated periodic signals can have errors in their DC component (offset), their amplitudes and their phase angle. In addition, the periodic signal can be distorted, so that although the signal is periodic, its shape differs from a pure sinusoidal shape.

Ein Beispiel für ein periodisches Signal V_0 einer Spannung V als Funktion der Zeit t ist in 1 dargestellt. Das periodische Signal V_0 weist positive Halbwellen HW1, HW3 und negative Halbwellen HW2, HW4 mit unterschiedlichen Amplituden A1, A2 auf und kann, als Ausgangssignal eines Sensors, zur Bestimmung der Position und Geschwindigkeit eines bewegten Teils beispielsweise eines motorischen Antriebs dienen.An example of a periodic signal V_0 a tension V as a function of time t is in 1 shown. The periodic signal V_0 has positive half-waves HW1 , HW3 and negative half waves HW2 , HW4 with different amplitudes A1 , A2 and can be used as the output signal of a sensor to determine the position and speed of a moving part, for example a motorized drive.

Das periodische Signal V_0 gemäß 1 weicht in seiner Form stark von einer reinen Sinusform ab. Bei einer herkömmlichen Korrekturmethode wird das Signal V_0 beispielsweise zur Angleichung der Amplituden A1, A2 an seinen Maximalstellen und Minimalstellen erfasst und korrigiert, indem der Gleichanteil (Offset) des Signals V_0 angepasst wird. Es ergibt sich ein korrigiertes Signal V_0k, dessen Amplituden A1k, A2k gleich sind.The periodic signal V_0 according to 1 differs greatly in shape from a pure sinusoidal shape. With a conventional correction method, the signal is V_0 for example to adjust the amplitudes A1 , A2 detected and corrected at its maximum and minimum points by adding the offset of the signal V_0 is adjusted. A corrected signal results V_0k , its amplitudes A1k , A2k are the same.

Das in 1 dargestellte periodische Signal V_0 weist ein Tastverhältnis von 1:1 auf, bestimmt durch das Verhältnis der Halbwellendauer t1, t3 der positiven Halbwellen HW1, HW3 zur Hauptwellendauer t2, t4 der negativen Halbwellen HW2, HW4. Dieses entspricht dem Tastverhältnis eines idealen Sinussignals. Das korrigierte Signal V_0k hingegen, dessen Amplituden A1k, A2k aneinander angeglichen sind, weicht in seinem Tastverhältnis stark ab, bedingt dadurch, dass durch die Anpassung des Gleichanteils die Nulldurchgänge verschoben und die Halbwellendauer der positiven Halbwellen des korrigierten Signals V_0k reduziert und die Halbwellendauer der negativen Halbwellen des korrigierten Signals V_0k vergrößert sind.This in 1 periodic signal shown V_0 has a duty cycle of 1: 1, determined by the ratio of the half-wave duration t1 , t3 of the positive half-waves HW1 , HW3 to the main wave duration t2 , t4 of the negative half-waves HW2 , HW4 . This corresponds to the duty cycle of an ideal sinusoidal signal. The corrected signal V_0k however, its amplitudes A1k , A2k are matched to one another, differs greatly in its duty cycle, due to the fact that the zero crossings are shifted due to the adaptation of the DC component and the half-wave duration of the positive half-waves of the corrected signal V_0k and the half-wave duration of the negative half-waves of the corrected signal V_0k are enlarged.

Durch die Korrektur über die Angleichung der Amplituden A1, A2 des Signals V_0 ist somit bei dem Bespiel gemäß 1 ein Fehler im Tastverhältnis erzeugt worden. Wird anhand des korrigierten Signals V_0k die Geschwindigkeit und Position eines bewegten Teils ermittelt, so können sich gegebenenfalls größere Fehler als bei der Bestimmung der Geschwindigkeit und Position aus dem nicht korrigierten Signal V_0 ergeben. Wird z. B. bei dem korrigierten Signal V_0k gemäß 1 eine Geschwindigkeitsbestimmung aufgrund der Abstände der Nulldurchgänge des korrigierten Signals V_0k durchgeführt, so werden abwechselnd positive und negative Fehler erfasst, und die Geschwindigkeit wird entsprechend oszillierend nachgeregelt. Dies kann zu einem Pfeiffgeräusch im Motor führen.By correcting by adjusting the amplitudes A1 , A2 of the signal V_0 is thus in accordance with the example 1 an error in the duty cycle has been generated. Is based on the corrected signal V_0k If the speed and position of a moving part are determined, larger errors may arise than when determining the speed and position from the uncorrected signal V_0 result. Is z. B. in the corrected signal V_0k according to 1 a speed determination based on the distances between the zero crossings of the corrected signal V_0k is carried out, positive and negative errors are recorded alternately and the speed is readjusted accordingly in an oscillating manner. This can lead to a whistling noise in the motor.

Zur Korrektur eines periodischen Signals V_0 zum Zwecke beispielsweise der Geschwindigkeits- und Positionsbestimmung eines bewegten Teils wird daher vorteilhafterweise das Tastverhältnis des periodischen Signals V_0 auf einen vorgegebenen Sollwert, beispielsweise einen Wert von 1:1, geregelt.To correct a periodic signal V_0 for the purpose of determining the speed and position of a moving part, for example, the pulse duty factor of the periodic signal is therefore advantageously used V_0 regulated to a predetermined target value, for example a value of 1: 1.

Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Regelung des Tastverhältnisses wenigstens eines periodischen Signals V_0 ist in 2 dargestellt. Das periodische Signal V_0 liegt als Eingangssignal an einem Verstärker 1 an und wird von dem Verstärker 1 zu einem verstärkten Signal V_A gewandelt. Das verstärkte Signal V_A liegt am negativen Eingang eines Komparators 2 an und wird mittels des Komparators 2 mit einer Referenzspannung V_REF verglichen. Der Komparator 2 erzeugt in Abhängigkeit von dem Momentanwert des Signals V_A ein Rechtecksignal V_R, das einer Steuerlogik 3 zugeführt wird und dessen Halbwellendauern denen des periodischen Signals V_0 entsprechen.An embodiment of a device for regulating the duty cycle of at least one periodic signal V_0 is in 2 shown. The periodic signal V_0 is an input signal at an amplifier 1 on and is used by the amplifier 1 to an amplified signal V_A changed. The amplified signal V_A is at the negative input of a comparator 2 on and is made by means of the comparator 2 with a reference voltage V_REF compared. The comparator 2 generated depending on the instantaneous value of the signal V_A a square wave signal V_R , that of a control logic 3 is supplied and its half-wave durations are those of the periodic signal V_0 correspond.

Die Steuerlogik 3 dient der Steuerung zweier Zähler 41, 42 und erzeugt hierzu anhand des Rechtecksignals V_R Startsignale Start1, Start2, Stoppsignale Stop1, Stop2 und Rücksetzsignale Reset1, Reset2 sowie ein Vergleichssignal comp und ein Taktsignal CLK_b. Mittels der Startsignale Start1, Start2 kann ein Zählvorgang der Zähler 41, 42 gestartet werden, während die Stoppsignale Stop1, Stop2 umgekehrt zum Beenden eines gestarteten Zählvorgangs dienen. Mit den Rücksetzsignalen Reset1, Reset2 kann der jeweilige Wert der Zähler 41, 42 zurückgesetzt werden.The control logic 3 is used to control two counters 41 , 42 and generated for this on the basis of the square-wave signal V_R Start signals Start1 , Start2 , Stop signals Stop1 , Stop2 and reset signals Reset 1 , Reset2 as well as a comparison signal comp and a clock signal CLK_b . By means of the start signals Start1 , Start2 can be a counting process of the counter 41 , 42 started while the stop signals Stop1 , Stop2 conversely, they are used to end a counting process that has been started. With the reset signals Reset 1 , Reset2 can be the respective value of the counter 41 , 42 reset.

Über das Vergleichssignal comp steuert die Steuerlogik 3 eine Vergleichslogik 5, die von den Zählern 41, 42 erzeugte Zählerwerte Z1, Z2 vergleicht und in Abhängigkeit von den Zählerwerten Z1, Z2 Stellsignale up, down zum Inkrementieren oder Dekrementieren eines Korrekturzählers 6 erzeugt.About the comparison signal comp controls the control logic 3 a comparison logic 5 by the counters 41 , 42 generated counter values Z1 , Z2 compares and depending on the counter values Z1 , Z2 Control signals up , down for incrementing or decrementing a correction counter 6th generated.

In Abhängigkeit von dem durch die Steuerlogik 3 bereitgestellten Taktsignal CLK b gibt der Korrekturzähler 6 einen Zählerwert Z an einen Digital-Analog-Wandler 7 aus, der den Zählerwert Z in eine Offset-Spannung zur Anpassung des Gleichanteils des Signals V_A wandelt und diese Offset-Spannung dem positiven Eingang des Verstärkers 1 zur Überlagerung mit dem periodischen Signal V_0 zuführt.Depending on the one through the control logic 3 provided clock signal CLK b gives the correction counter 6th a counter value Z to a digital-to-analog converter 7th from showing the counter value Z into an offset voltage to adjust the DC component of the signal V_A converts this offset voltage to the positive input of the amplifier 1 for superimposition with the periodic signal V_0 feeds.

Die Zähler Z1, Z2 erzeugen in Abhängigkeit von einem durch einen Oszillator 43 bereitgestellten Taktsignal CLK_a die Zählerwerte Z1, Z2, mittels derer die Halbwellendauer zweier Halbwellen des aus dem periodischen Signal V_0 generierten Rechtecksignals V_R erfasst wird. Beispielhafte Verläufe der Zählerwerte Z1, Z2 sind in 3 dargestellt.The counters Z1 , Z2 generate depending on one by an oscillator 43 provided clock signal CLK_a the counter values Z1 , Z2 , by means of which the half-wave duration of two half-waves of the periodic signal V_0 generated square wave signal V_R is captured. Exemplary courses of the counter values Z1 , Z2 are in 3 shown.

Die Zähler 41, 42 werden durch die Steuerlogik 3 gesteuert. Die Steuerlogik 3 erzeugt die Startsignale Start1, Start2 zum Starten der Zähler 41, 42 und die Stoppsignale Stop1, Stop2 zum Stoppen der Zähler 41, 42 anhand der steigenden und abfallenden Flanken des Rechtecksignals V_R. Um die Halbwellendauern t1-t6 unterschiedlicher Halbwellen HW1-HW6 zu erfassen und miteinander zur Ermittlung des Tastverhältnisses in Bezug zu setzen, wird zunächst, wie in 3 dargestellt ist, den Zählerwert Z1 zurückgesetzt und bei der abfallenden Flanke der positiven Halbwelle HW1 des Rechtecksignals V_R das Startsignal Start1 zum Starten des Zählers 41 generiert. Der Zähler 41 beginnt somit seinen Zählvorgang, wobei der Zählerwert Z1 inkrementell in Abhängigkeit von dem Taktsignal CLK_a erhöht wird, das einen Takt vorgibt, dessen Frequenz um ein Vielfaches größer als die Frequenz des Rechtecksignals V_R ist.The counters 41 , 42 are controlled by the control logic 3 controlled. The control logic 3 generates the start signals Start1 , Start2 to start the counters 41 , 42 and the stop signals Stop1 , Stop2 to stop the counters 41 , 42 based on the rising and falling edges of the square wave signal V_R . About the half-wave durations t1-t6 different half waves HW1-HW6 to record and to set them in relation to one another to determine the duty cycle is first of all, as in 3 is shown, the counter value Z1 reset and on the falling edge of the positive half-wave HW1 of the square wave signal V_R the start signal Start1 to start the counter 41 generated. The counter 41 thus begins its counting process, with the counter value Z1 incrementally depending on the clock signal CLK_a is increased, which specifies a clock whose frequency is many times greater than the frequency of the square wave signal V_R is.

Während der Halbwellendauer t2 der negativen Halbwelle HW2 des Rechtecksignals V_R zählt der Zähler 41 nach oben. Am Ende der negativen Halbwelle HW2 erzeugt die Steuerlogik 3 synchron mit der ansteigenden Flanke der positiven Halbwelle HW3 ein Stoppsignal Stop1 und stoppt somit den Zähler 41.During the half-wave period t2 the negative half-wave HW2 of the square wave signal V_R the counter counts 41 up. At the end of the negative half-wave HW2 generates the control logic 3 synchronous with the rising edge of the positive half-wave HW3 a stop signal Stop1 and thus stops the counter 41 .

Während der folgenden positiven Halbwelle HW3 wird nun den Zählerwert Z1 des Zählers 41 mit dem vorab ermittelten, gespeicherten Zählerwert Z2 des Zählers 42, das die Halbwellendauer einer vorangehenden positiven Halbwelle widerspiegelt, verglichen und eine Differenz DZ der Zählerwerte Z1, Z2 ermittelt.During the following positive half-wave HW3 is now the counter value Z1 of the counter 41 with the previously determined, stored counter value Z2 of the counter 42 , which reflects the half-wave duration of a previous positive half-wave, compared and a difference Double room the counter values Z1 , Z2 determined.

Am Ende der positiven Halbwelle HW3 erzeugt die Steuerlogik 3 das Rücksetzsignal Reset2 und setzt damit den Zähler 42 auf einen Startwert zurück. Bei der folgenden ansteigenden Flanke der positiven Halbwelle HW5 generiert die Steuerlogik 3 das Startsignal Start2 zum Starten des Zählers 42, der daraufhin während der positiven Halbwelle HW5 inkrementell in Abhängigkeit von dem Taktsignal CLK a nach oben zählt. Am Ende der positiven Halbwelle HW5 wird das Stoppsignal Stop2 zum Stoppen des Zählers 42 generiert, und während der folgenden negativen Halbwelle HW6 wird der erzeugte Zählerwert Z2 des Zählers 42 wiederum mit dem im Zähler 41 gespeicherten Zählerwert Z1 verglichen.At the end of the positive half-wave HW3 generates the control logic 3 the reset signal Reset2 and thus sets the counter 42 back to a starting value. On the following rising edge of the positive half-wave HW5 generates the control logic 3 the start signal Start2 to start the counter 42 , which then occurs during the positive half-wave HW5 incrementally counts up depending on the clock signal CLK a. At the end of the positive half-wave HW5 becomes the stop signal Stop2 to stop the counter 42 generated, and during the following negative half-wave HW6 becomes the generated counter value Z2 of the counter 42 again with the one in the counter 41 stored counter value Z1 compared.

Der Vorgang setzt sich fort, wobei abwechselnd die Halbwellendauer t1, t3, t5 einer positiven Halbwelle HW1, HW3, HW5 und die Halbwellendauer t2, t4, t6 einer negativen Halbwelle HW2, HW4, HW6 ermittelt und zur fortlaufenden Korrektur des Tastverhältnisses miteinander verglichen werden.The process continues, alternating the half-wave duration t1 , t3 , t5 a positive half-wave HW1 , HW3 , HW5 and the half-wave duration t2 , t4 , t6 a negative half-wave HW2 , HW4 , HW6 determined and compared with one another for continuous correction of the duty cycle.

Die Vergleichslogik 5 der Vorrichtung gemäß 2 führt den Vergleich der Zählerwerte Z1, Z2 der Zähler 41, 42 durch und bildet die Differenz DZ der Zählerwerte Z1, Z2. In Abhängigkeit von der Differenz DZ bildet die Vergleichslogik 5 ein Stellsignal up, down, das den Wert +1 (up) oder -1 (down) oder den Wert 0 annehmen kann. Mittels des Stellsignals up, down erhöht oder erniedrigt die Vergleichslogik 5 den Zählerwert Z des Korrekturzählers 6 oder belässt, bei einem Wert 0, den Zählerwert Z unverändert. Der Zählerwert Z wird mittels des Digital-Analog-Wandlers 7 in eine Offset-Spannung umgesetzt und zur Korrektur des Tastverhältnisses dem periodischen Signal V_0 überlagert.The comparison logic 5 according to the device 2 carries out the comparison of the counter values Z1 , Z2 the counter 41 , 42 through and forms the difference Double room the counter values Z1 , Z2 . Depending on the difference Double room forms the comparison logic 5 a control signal up , down , which can have the value +1 (up) or -1 (down) or the value 0. By means of the control signal up , down increases or decreases the comparison logic 5 the counter value Z of the correction counter 6th or, if the value is 0, leaves the counter value Z unchanged. The counter value Z is made by means of the digital-to-analog converter 7th converted into an offset voltage and the periodic signal to correct the duty cycle V_0 superimposed.

Die Korrektur des Tastverhältnisses erfolgt wiederholt und fortlaufend, während das periodische Signal V_0 an dem Verstärker 1 anliegt. Durch die wiederholte Ermittlung der Differenz DZ, die die Ungleichheit der Halbwellendauern t1-t6 der Halbwellen HW1-HW6 des periodischen Signals V_0 widerspiegelt, wird der Zählerwert Z und damit die dem periodischen Signal V_0 überlagerte Offset-Spannung sukzessive angepasst, bis das Tastverhältnis des periodischen Signals V_0 dem gewünschten Sollwert, beispielsweise 1:1, entspricht.The correction of the duty cycle takes place repeatedly and continuously while the periodic signal V_0 on the amplifier 1 is present. By repeatedly determining the difference Double room showing the inequality of the half-wave durations t1-t6 of half waves HW1-HW6 of the periodic signal V_0 reflects the counter value Z and thus the periodic signal V_0 Superimposed offset voltage is successively adjusted until the pulse duty factor of the periodic signal V_0 corresponds to the desired setpoint, for example 1: 1.

Mittels der in 2 schematisch dargestellten Vorrichtung kann das Tastverhältnis eines periodischen Signals V_0 auf einen vorgegebenen Sollwert, beispielsweise ein Verhältnis von 1:1, korrigiert werden. Bei der Vorrichtung gemäß 2 erfolgt die Korrektur dabei über Erfassen der Halbwellendauern t1-t6 unterschiedlicher Halbwellen HW1-HW6 des periodischen Signals V_0 über die linear arbeitenden Zähler 41, 42, deren Kennlinie beim Aufzählen in 4 schematisch veranschaulicht ist.Using the in 2 The device shown schematically can determine the duty cycle of a periodic signal V_0 can be corrected to a predetermined target value, for example a ratio of 1: 1. In the device according to 2 the correction is carried out by recording the half-wave durations t1-t6 different half waves HW1-HW6 of the periodic signal V_0 via the linear counters 41 , 42 whose characteristic curve when enumerated in 4th is illustrated schematically.

Das lineare Aufzählen hat den Effekt, dass die Korrektur des Tastverhältnisses des periodischen Signals V_0 bei unterschiedlichen Frequenzen des periodischen Signals V_0 mit einer unterschiedlichen Empfindlichkeit erfolgt. Dies ist bedingt dadurch, dass bei einem fehlerhaften Tastverhältnis die auftretenden Differenzen der Halbwellendauern t1-t6 mit steigender Frequenz kleiner werden und somit die Differenz DZ der Zählerwerte Z1, Z2 der Zähler 41, 42 bei einer großen Frequenz des periodischen Signals V_0 einen kleinen und bei einer niedrigen Frequenz des periodischen Signals V_0 einen großen Wert annimmt, obwohl das zugrunde liegende fehlerhafte Tastverhältnis eigentlich identisch ist. In 4 ist dies durch die Differenz DZL, die sich aus den Zählerwerten Z1L, Z2L bei einer niedrigen Frequenz des periodischen Signals V_0 ergibt, und die Differenz DZH, die sich aus den Zählerwerten Z1H, Z2H bei einer großen Frequenz des periodischen Signals V_0 ergibt, dargestellt. Obwohl das zugrunde liegende fehlerhafte Tastverhältnis identisch (beispielsweise 1,2:1) ist, unterscheiden sich die Differenzen DZL, DZH beträchtlich.The linear enumeration has the effect of correcting the duty cycle of the periodic signal V_0 at different frequencies of the periodic signal V_0 takes place with a different sensitivity. This is due to the fact that in the event of an incorrect pulse duty factor, the differences between the half-wave durations that occur t1-t6 decrease with increasing frequency and thus the difference Double room the counter values Z1 , Z2 the counter 41 , 42 at a large frequency of the periodic signal V_0 a small and at a low frequency of the periodic signal V_0 assumes a large value even though the underlying defective duty cycle is actually identical. In 4th is this by the difference DZL resulting from the counter values Z1L , Z2L at a low frequency of the periodic signal V_0 results, and the difference DZH resulting from the counter values Z1H , Z2H at a large frequency of the periodic signal V_0 results shown. Although the underlying defective duty cycle is the same (e.g. 1.2: 1), the differences are different DZL , DZH considerably.

Ebenfalls eingezeichnet ist in 4 ein maximaler Zählerwert Zmax, das den maximalen Zählwert der Zähler 41, 42 angibt. Der maximale Zählerwert Zmax führt zu einem Überlaufen der Zähler 41, 42 und tritt bloß bei sehr langen Halbwellendauern t1-t6 der Halbwellen HW1-HW6 des periodischen Signals V_0 auf, also bei kleinen Frequenzen des periodischen Signals V_0, bei denen eine Korrektur des Tastverhältnisses nicht erforderlich ist.It is also shown in 4th a maximum counter value Zmax , which is the maximum count of the counter 41 , 42 indicates. The maximum counter value Zmax leads to an overflow of the counter 41 , 42 and only occurs with very long half-wave periods t1-t6 of half waves HW1-HW6 of the periodic signal V_0 on, i.e. at low frequencies of the periodic signal V_0 , for which a correction of the duty cycle is not necessary.

Eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Regelung des Tastverhältnisses mindestens eines periodischen Signals ist in 5 dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 2 verwendet die Ausführungsform gemäß 5 anstelle der Zähler 41, 42 zwei Schaltungsanordnungen 81, 82, die jeweils einen mit Schaltern 810, 811 bzw. 820, 821 beschalteten Kondensator 812 bzw. 822 aufweisen. Die Schalter 810, 811, 820, 821 werden durch eine Steuerlogik 3 gesteuert, die in Abhängigkeit von einem der Steuerlogik 3 zugeführten Rechtecksignal V_R Schaltsignale S1, S2, S3, S4 erzeugt.Another embodiment of a device for regulating the duty cycle of at least one periodic signal is shown in FIG 5 shown. in the Difference from the embodiment according to 2 uses the embodiment according to 5 instead of the counter 41 , 42 two circuit arrangements 81 , 82 each one with switches 810 , 811 respectively. 820 , 821 wired capacitor 812 respectively. 822 exhibit. The switches 810 , 811 , 820 , 821 are controlled by a control logic 3 controlled, depending on one of the control logic 3 supplied square wave signal V_R Switching signals S1 , S2 , S3 , S4 generated.

Analog der Ausführungsform gemäß 2 liegt ein zu korrigierendes periodisches Signal V_0 als Eingangssignal an einem Verstärker 1 an und wird von dem Verstärker 1 in ein verstärktes Signal V_A gewandelt, aus dem ein Komparator 2 durch Vergleich mit einer Referenzspannung V_REF ein Rechtecksignal V_R erzeugt. Das Rechtecksignal V_R wird der Steuerlogik 3 zugeführt, die in Abhängigkeit von dem Rechtecksignal V_R die Schaltsignale S1, S2, S3, S4 zur Steuerung der Schaltungsanordnung 81, 82 und Taktsignale CLK_a, CLK_b zur Steuerung einer Auswertelogik 5' und eines Korrekturzählers 6 generiert. Der Korrekturzähler 6 erzeugt einen Zählerwert Z, der einem Digital-Analog-Wandler 7 zugeführt und von diesem in eine analoge Offset-Spannung umgewandelt wird, die an dem Verstärker 1 dem periodischen Signal V_0 überlagert wird.Analogous to the embodiment according to 2 there is a periodic signal to be corrected V_0 as an input signal to an amplifier 1 on and is used by the amplifier 1 into an amplified signal V_A converted from which a comparator 2 by comparison with a reference voltage V_REF a square wave signal V_R generated. The square wave V_R becomes the control logic 3 fed in as a function of the square wave signal V_R the switching signals S1 , S2 , S3 , S4 to control the circuit arrangement 81 , 82 and clock signals CLK_a , CLK_b for controlling an evaluation logic 5 ' and a correction counter 6th generated. The correction counter 6th generates a counter value Z , which is a digital-to-analog converter 7th is supplied and converted by this into an analog offset voltage that is applied to the amplifier 1 the periodic signal V_0 is superimposed.

Die Vorrichtung gemäß 5 nutzt zur Korrektur des Tastverhältnisses des periodischen Signals V_0 das Entladeverhalten zweier Kondensatoren 812, 822 der Schaltungsanordnungen 81, 82 aus. Mittels des Entladeverhaltens der Kondensatoren 812, 822 werden Kennwerte erzeugt, die mit den Halbwellendauern unterschiedlicher Halbwellen des periodischen Signals V_0 korrespondieren und anhand derer das Tastverhältnis des Signals V_A korrigiert wird.The device according to 5 uses to correct the duty cycle of the periodic signal V_0 the discharge behavior of two capacitors 812 , 822 the circuit arrangements 81 , 82 the end. By means of the discharge behavior of the capacitors 812 , 822 characteristic values are generated which correspond to the half-wave durations of different half-waves of the periodic signal V_0 correspond and based on which the duty cycle of the signal V_A is corrected.

Ein beispielhafter Verlauf von Spannungssignalen V1, V2, die Ladungszuständen der Kondensatoren 812, 822 entsprechen, an den Ausgängen der Schaltungsanordnungen 81, 82 ist in 6 dargestellt. Das Laden und Entladen der Kondensatoren 812, 822 wird dabei über die Schaltzustände der Schalter 810, 811, 820, 821 mittels der Steuerlogik 3 gesteuert.An exemplary course of voltage signals V1 , V2 , the state of charge of the capacitors 812 , 822 correspond to the outputs of the circuit arrangements 81 , 82 is in 6th shown. The charging and discharging of the capacitors 812 , 822 is about the switching status of the switch 810 , 811 , 820 , 821 by means of the control logic 3 controlled.

Zu Beginn einer ersten positiven Halbwelle HW1 schließt die Steuerlogik 3 über das Schaltsignal S1 den Schalter 810 und öffnet gleichzeitig über das Schaltsignal S2 den Schalter 811. An den Kondensator 812 mit einer Kapazität C1 wird dadurch die Ausgangsspannung V_Start zuzüglich der mit Masse Gnd verbundenen Referenzspannung V_REF angelegt, und der Kondensator 812 wird in einen Ausgangszustand aufgeladen.At the beginning of a first positive half-wave HW1 closes the control logic 3 via the switching signal S1 the switch 810 and opens at the same time via the switching signal S2 the switch 811 . To the capacitor 812 with a capacity C1 thereby becomes the output voltage V_Start plus that with mass Gnd connected reference voltage V_REF applied, and the capacitor 812 is charged to an initial state.

Bei der folgenden Flanke am Ende der Halbwelle HW1 öffnet die Steuerlogik 3 über das Schaltsignal S1 den Schalter 810 und schließt gleichzeitig über das Schaltsignal S2 den Schalter 811. Der Kondensator 812 wird damit mit einem Widerstand 80 mit dem Widerstandswert R verbunden und bildet zusammen mit dem Widerstand 80 ein RC-Glied aus, über das der Kondensator 812 entladen wird.On the following edge at the end of the half-wave HW1 opens the control logic 3 via the switching signal S1 the switch 810 and closes at the same time via the switching signal S2 the switch 811 . The condenser 812 will thus with a resistance 80 with the resistance value R. connected and forms together with the resistance 80 an RC element through which the capacitor 812 is discharged.

Am Ende der negativen Halbwelle HW2 öffnet die Steuerlogik 3 synchron mit der ansteigenden Flanke der folgenden positiven Halbwelle HW3 den Schalter 811, so dass der Entladevorgang des Kondensators 812 unterbrochen und der Ladezustand des Kondensators 812 am Ende der Halbwelle HW2 gespeichert wird. Das nun am Ausgang der Schaltungsanordnung 81 anliegende Spannungssignal V1 wird zwei Komparatoren 83, 84 zugeführt, die das Spannungssignal V1 mit einem Spannungssignal V2, das den vorab gespeicherten Ladezustand des Kondensator 822 anzeigt, vergleichen.At the end of the negative half-wave HW2 opens the control logic 3 synchronous with the rising edge of the following positive half-wave HW3 the switch 811 so that the discharge of the capacitor 812 interrupted and the state of charge of the capacitor 812 at the end of the half-wave HW2 is saved. Now at the output of the circuit arrangement 81 applied voltage signal V1 becomes two comparators 83 , 84 fed that the voltage signal V1 with a voltage signal V2 , which shows the previously stored state of charge of the capacitor 822 indicates, compare.

Die Ausgangswerte der Komparatoren 83, 84 werden der Auswertelogik 5' zugeführt, die in Abhängigkeit von diesen Ausgangswerten ein Stellsignal up, down zum Stellen des Korrekturzählers 6 erzeugt. Die Komparatoren haben dabei während der Halbwelle HW3 Zeit einzuschwingen. Mit der nächsten Flanke, der abfallenden Flanke der Halbwelle HW3, werden die Ausgangswerte von der Auswertelogik 5' übernommen, die mit der folgenden Flanke den Zählerwert Z des Korrekturzählers 6 um ein Bit erhöht, verringert oder unverändert lässt.The output values of the comparators 83 , 84 are the evaluation logic 5 ' supplied, which a control signal as a function of these output values up , down for setting the correction counter 6th generated. The comparators have during the half-wave HW3 Time to settle in. With the next edge, the falling edge of the half-wave HW3 , the output values from the evaluation logic 5 ' accepted, the counter value with the following edge Z of the correction counter 6th increased, decreased or left unchanged by one bit.

Das Laden und Entladen des Kondensators 822 der Schaltungsanordnung 82 erfolgt analog und dient dem Erfassen der Halbwellendauer t1, t3, t5 einer positiven Halbwelle HW1, HW3, HW5 des periodischen Signals V_0. Wie in 6 dargestellt ist, wird der Kondensator 822 durch Schließen des Schalters 820 und Öffnen des Schalters 821 durch Anlegen der Spannungen V Start plus V_REF in einen Ausgangszustand geladen und während der positiven Halbwelle HW5 entladen. Während der folgenden Halbwelle HW6 werden dann die Spannungssignale V1, V2 über die Komparatoren 83, 84 miteinander verglichen und in der Auswertelogik 5' ausgewertet.The charging and discharging of the capacitor 822 the circuit arrangement 82 takes place in the same way and is used to record the half-wave duration t1 , t3 , t5 a positive half-wave HW1 , HW3 , HW5 of the periodic signal V_0 . As in 6th is shown, the capacitor 822 by closing the switch 820 and opening the switch 821 by applying the voltages V Start plus V_REF charged to an initial state and during the positive half-wave HW5 unload. During the following half-wave HW6 are then the voltage signals V1 , V2 about the comparators 83 , 84 compared with each other and in the evaluation logic 5 ' evaluated.

Die Komparatoren 83, 84 vergleichen die Spannungssignale V1, V2 an den Ausgängen der Schaltungsanordnungen 81, 82 und erfassen somit eine Differenz DV der Spannungssignale V1, V2. An den positiven Eingang des Komparators 84 wird hierbei das Spannungssignal V1 angelegt und mit dem am negativen Eingang anliegenden, um eine Relevanzschwelle V_A2 erhöhten Spannungssignal V2 verglichen. Am positiven Eingang des Komparators 83 hingegen liegt das Spannungssignal V2 an und wird mit dem am negativen Eingang anliegenden, um eine Relevanzschwelle V_A1 erhöhten Spannungssignal V1 verglichen. Abhängig von dem Vergleich der anliegenden Signale erzeugen die Komparatoren 83, 84 jeweils Ausgangswerte 0 oder 1, die in der Auswertelogik 5' ausgewertet werden.The comparators 83 , 84 compare the voltage signals V1 , V2 at the outputs of the circuit arrangements 81 , 82 and thus detect a difference DV of the voltage signals V1 , V2 . To the positive input of the comparator 84 becomes the voltage signal V1 applied and with the one applied to the negative input to a relevance threshold V_A2 increased voltage signal V2 compared. At the positive input of the comparator 83 however, the voltage signal is V2 and is compared with the one applied to the negative input to a relevance threshold V_A1 increased Voltage signal V1 compared. The comparators generate depending on the comparison of the signals present 83 , 84 output values 0 or 1 in the evaluation logic 5 ' be evaluated.

In Abhängigkeit von der Differenz DV der Spannungssignale V1, V2 erzeugen die Komparatoren 83, 84 unterschiedliche Kombinationen von Ausgangswerten. Ist die Differenz DV (entsprechend der Differenz der zu vergleichenden Spannungssignale V2-V1 der entladenen Kondensatoren 812, 822) größer als die Relevanzschwelle V_A1, so gibt der Komparator 83 z.B. den Ausgangswert 1 und der Komparator 84 den Ausgangswert 0 aus. Ist die Differenz DV kleiner als die Relevanzschwelle V_A1, aber größer als die negative Relevanzschwelle -V_A2, so haben beide Komparatoren 83, 84 z.B. den Ausgangswert 0. Ist die Differenz DV kleiner als die negative Relevanzschwelle -V_A2, so weist der Komparator 83 z.B. den Ausgangswert 0 und der Komparator 84 den Ausgangswert 1 auf.Depending on the difference DV of the voltage signals V1 , V2 generate the comparators 83 , 84 different combinations of output values. Is the difference DV (according to the difference between the voltage signals to be compared V2-V1 of the discharged capacitors 812 , 822 ) greater than the relevance threshold V_A1 so gives the comparator 83 eg the initial value 1 and the comparator 84 the output value 0. Is the difference DV smaller than the relevance threshold V_A1 , but greater than the negative relevance threshold - V_A2 so both have comparators 83 , 84 eg the output value 0. Is the difference DV smaller than the negative relevance threshold - V_A2 so indicates the comparator 83 eg the output value 0 and the comparator 84 the initial value 1 on.

Abhängig von den Ausgangswerten der Komparatoren 83, 84 erzeugt die Auswertelogik 5' die Stellsignale up, down zum Inkrementieren, Dekrementieren oder Belassen des Zählerwerts Z des Korrekturzählers 6. Dieses ist schematisch in 8 dargestellt. Liegt die Differenz DV über der oberen Relevanzschwelle V_A1, so inkrementiert die Auswertelogik 5' den Korrekturzähler 6 um ein Bit (+1) nach oben. Liegt die Differenz DV zwischen der negativen Relevanzschwelle -V_A2 und der positiven Relevanzschwelle V_A1, so belässt die Auswertelogik 5' den Korrekturzähler 6 unverändert. Und ist die Differenz DV kleiner als die negative Relevanzschwelle -V_A2, so dekrementiert die Auswertelogik 5' den Korrekturzähler 6 um ein Bit nach unten (-1).Depending on the output values of the comparators 83 , 84 generates the evaluation logic 5 ' the control signals up , down to increment, decrement or leave the counter value Z of the correction counter 6th . This is schematically in 8th shown. Is the difference DV above the upper relevance threshold V_A1 , so the evaluation logic increments 5 ' the correction counter 6th up by one bit (+1). Is the difference DV between the negative relevance threshold - V_A2 and the positive relevance threshold V_A1 , so leaves the evaluation logic 5 ' the correction counter 6th unchanged. And is the difference DV smaller than the negative relevance threshold - V_A2 , so the evaluation logic decrements 5 ' the correction counter 6th down one bit (-1).

Die positive Relevanzschwelle V_A1 und die negative Relevanzschwelle -V_A2 werden vorteilhafterweise in ihrem Betrag gleich gewählt und dienen dazu, eine Tastverhältniskorrektur bei geringfügigen Fehlern im Tastverhältnis zu vermeiden.The positive relevance threshold V_A1 and the negative relevance threshold - V_A2 are advantageously chosen to be the same in terms of their magnitude and serve to avoid a duty cycle correction in the event of minor errors in the duty cycle.

Die Vorrichtung gemäß 5 nutzt das Entladeverhalten der Kondensatoren 812, 822 zur Erfassung der Halbwellendauern t1-t6 der Halbwellen HW1-HW6 des periodischen Signals V_0 aus. Die Kondensatoren 812, 822 weisen dabei ein exponentielles Entladeverhalten auf, dessen Zeitkonstante durch das Produkt der Kapazitätswerte C1, C2 mit dem Widerstandswert R bestimmt ist. Die Kondensatoren 812, 822 weisen vorteilhafterweise eine identische Kapazität C=C1=C2 auf, so dass die Kondensatoren 812, 822 mit derselben Zeitkonstante RC=RC1=RC2 entladen werden.The device according to 5 uses the discharge behavior of the capacitors 812 , 822 for recording the half-wave durations t1-t6 of half waves HW1-HW6 of the periodic signal V_0 the end. The capacitors 812 , 822 have an exponential discharge behavior, the time constant of which is given by the product of the capacitance values C1 , C2 with the resistance value R. is determined. The capacitors 812 , 822 advantageously have an identical capacitance C = C1 = C2, so that the capacitors 812 , 822 discharged with the same time constant RC = RC1 = RC2.

Das exponentielle Entladeverhalten der Kondensatoren 812, 822 ist schematisch in Form der an den Kondensatoren 812, 822 auftretenden Spannungssignale V1, V2 in 7 dargestellt. Charakteristisch ist hierbei, dass sich die Kondensatoren 812, 822 zunächst schnell entladen, sich aufgrund des exponentiellen Verhaltens die Entladegeschwindigkeit mit der Zeit t jedoch verlangsamt. Dies hat zur Folge, dass bei kurzen Entladezeiten - wie sie bei einem periodischen Signal V_0 großer Frequenz mit kleinen Halbwellendauern t1-t6 auftreten - eine geringe Differenz DtH in den Entladezeiten zu einer großen Differenz DVH in den Spannungssignalen V1, V2 führt. Bei langen Entladezeiten hingegen führt eine vergleichsweise größere Differenz DtM in den Entladezeiten zu einer vergleichbaren Differenz DVM der Spannungssignale V1, V2.The exponential discharge behavior of the capacitors 812 , 822 is schematic in the form of that on the capacitors 812 , 822 occurring voltage signals V1 , V2 in 7th shown. It is characteristic here that the capacitors 812 , 822 initially discharge quickly, due to the exponential behavior the discharge speed increases over time t however slowed down. This has the consequence that with short discharge times - as is the case with a periodic signal V_0 high frequency with small half-wave durations t1-t6 occur - a small difference DtH in the discharge times to a large difference DVH in the voltage signals V1 , V2 leads. In the case of long discharge times, on the other hand, there is a comparatively larger difference DtM in the discharge times to a comparable difference DVM of the voltage signals V1 , V2 .

Durch das exponentielle Entladeverhalten der Kondensatoren 812, 822 wird erreicht, dass die Empfindlichkeit in der Korrektur des Tastverhältnisses über einen vergleichsweise großen Frequenzbereich ungefähr konstant und insbesondere bei hohen Frequenzen im Vergleich zur Tastverhältniskorrektur mittels eines linearen Zählers (siehe 2) erhöht ist. Die Differenzen DVH und DVM in den Spannungssignalen V1, V2 gemäß 7 sind dem Betrag nach ungefähr gleich und entsprechen einem gleichen Tastverhältnis der Halbwellen HW1-HW6 des periodischen Signals V_0 bei unterschiedlichen Frequenzen.Due to the exponential discharge behavior of the capacitors 812 , 822 What is achieved is that the sensitivity in the correction of the duty cycle is approximately constant over a comparatively large frequency range and especially at high frequencies compared to the duty cycle correction by means of a linear counter (see 2 ) is increased. The differences DVH and DVM in the voltage signals V1 , V2 according to 7th are approximately equal in magnitude and correspond to an equal duty cycle of the half-waves HW1-HW6 of the periodic signal V_0 at different frequencies.

In 7 ist ein Schwellwert V_thr eingezeichnet, der eine Grenze für die Spannungssignale V1, V2 kennzeichnet, unterhalb derer keine Korrektur des Tastverhältnisses stattfinden soll. Unterschreiten die Spannungssignale V1, V2 infolge einer langen Entladezeit bei niedrigen Frequenzen des periodischen Signals V_0 den Schwellwert V_thr, so nimmt die Auswertelogik 5' keine Anpassung des Korrekturzählers 6 vor.In 7th is a threshold V_thr which is a limit for the voltage signals V1 , V2 below which no correction of the duty cycle should take place. Fall below the voltage signals V1 , V2 due to a long discharge time at low frequencies of the periodic signal V_0 the threshold V_thr , so takes the evaluation logic 5 ' no adjustment of the correction counter 6th before.

Die Ausführungsformen der Vorrichtungen gemäß 2 und 5 ermöglichen eine Korrektur des Tastverhältnisses mindestens eines periodischen Signals V_0 beispielsweise im Rahmen der Geschwindigkeits- und Positionsbestimmung eines bewegten Teils eines Stellantriebs oder dergleichen. Gegenüber der Ausführungsform gemäß 2 weist die Ausführungsform gemäß 5 dabei durch Verwendung der Kondensatoren 812, 822 zur Erfassung der Halbwellendauern t1-t6 der Halbwellen HW1-HW6 des periodischen Signals V_0 den Vorteil auf, dass über einen großen Frequenzbereich eine weitgehend konstante Empfindlichkeit bei der Korrektur des Tastverhältnisses erreicht wird.The embodiments of the devices according to 2 and 5 enable the duty cycle of at least one periodic signal to be corrected V_0 for example in the context of determining the speed and position of a moving part of an actuator or the like. Compared to the embodiment according to 2 has the embodiment according to 5 by using the capacitors 812 , 822 for recording the half-wave durations t1-t6 of half waves HW1-HW6 of the periodic signal V_0 has the advantage that a largely constant sensitivity when correcting the duty cycle is achieved over a large frequency range.

Herkömmlich erfolgt die Korrektur des Tastverhältnisses dadurch, dass ein Kennwert für das Tastverhältnis als Verhältnis der Halbwellendauern t1, t2, t3, t4, ... einer positiven Halbwelle HW1, HW3, ... zu einer negativen Halbwelle HW2, HW4, ... oder umgekehrt einer negativen Halbwelle HW2, HW4, ...zu einer positiven Halbwelle HW1, HW3, ... erfasst und anhand dieses Kennwertes dann das Tastverhältnis auf einen vorgegebenen Sollwert korrigiert wird. Die Korrektur anhand eines solchen feststehenden Verhältnisses (positiv zu negativ oder negativ zu positiv) ist unproblematisch, wenn das zu korrigierende periodische Signal V_0 eine konstante Frequenz aufweist, da in diesem Fall stets richtig erkannt wird, ob die Halbwellendauer t1, t2, ... einer Halbwelle HW1, HW2, ... kürzer oder länger als die Halbwellendauer t1, t2, ... einer anderen Halbwelle HW1, HW2, ... ist und das Tastverhältnis somit fehlerhaft ist.The duty cycle is conventionally corrected by adding a characteristic value for the duty cycle as a ratio of the half-wave durations t1 , t2 , t3 , t4 , ... a positive half-wave HW1 , HW3 , ... to a negative half-wave HW2 , HW4 , ... or vice versa a negative half-wave HW2 , HW4 , ... to a positive half-wave HW1 , HW3 , ... is recorded and the duty cycle is then corrected to a specified target value using this characteristic value. The correction based on such a fixed ratio (positive to negative or negative to positive) is unproblematic if the periodic signal to be corrected V_0 has a constant frequency, since in this case it is always correctly recognized whether the half-wave duration t1 , t2 , ... a half-wave HW1 , HW2 , ... shorter or longer than the half-wave duration t1 , t2 , ... another half-wave HW1 , HW2 , ... and the duty cycle is therefore incorrect.

Weist das periodische Signal V_0 jedoch beispielsweise infolge des Beschleunigens oder Abbremsens eines zu erfassenden bewegten Teils eines Motors eine veränderliche Frequenz auf, so führt die Tastverhältniskorrektur zu Problemen, wenn die Tastverhältniskorrektur feststehend anhand des Verhältnisses der Halbwellendauern t1, t2, ... der positiven zu den negativen Halbwellen HW1, HW2, ... oder der negativen zu den positiven Halbwellen HW1, HW2, ... bestimmt wird.Detects the periodic signal V_0 however, for example as a result of the acceleration or braking of a moving part of a motor to be detected, the duty cycle correction leads to problems if the duty cycle correction is fixed on the basis of the ratio of the half-wave durations t1 , t2 , ... the positive to the negative half-waves HW1 , HW2 , ... or the negative to the positive half-waves HW1 , HW2 , ... is determined.

Beispielhaft ist dies in 9A illustriert, in der ein Rechtecksignal V_R eines beschleunigten periodischen Signals V_0 mit steigender Frequenz und immer kürzer werdenden Halbwellen HW1-HW8 dargestellt ist. Bei dem Beispiel gemäß 9A wird das Tastverhältnis fortlaufend immer anhand des Verhältnisses der Halbwellendauer t1, t3, t5, t7 einer positiven Halbwelle HW1, HW3, HW5, HW7 zur Halbwellendauer t2, t4, t6, t8 einer negativen Halbwelle HW2, HW4, HW6, HW8 bestimmt. Es ergeben sich somit Korrekturintervalle 11, 12, 13, 14, in denen jeweils das Verhältnis der Halbwellendauern t1-t8 erfasst wird und in denen die Halbwellendauer t1, t3, t5, t7 der positiven Halbwelle HW1, HW3, HW5, HW7 jeweils größer als die Halbwellendauer t2, t4, t6, t8 der negativen Halbwelle HW2, HW4, HW6, HW8 ist. Dies führt dazu, dass im Rahmen der Tastverhältniskorrektur jeweils ein Fehler im Tastverhältnis der gleichen Polarität ermittelt wird, da die Halbwellendauer t1, t3, t5, t7 der positiven Halbwelle HW1, HW3, HW5, HW7 immer größer als die Halbwellendauer t2, t4, t6, t8 der nachfolgenden negativen Halbwelle HW2, HW4, HW6, HW8 ist. Zur Korrektur wird daher der Korrekturzähler 6 (siehe 2 oder 5) immer in dieselbe Richtung verändert, so dass dessen Wert Z wegläuft.This is exemplified in 9A illustrated in which a square wave signal V_R an accelerated periodic signal V_0 with increasing frequency and ever shorter half-waves HW1-HW8 is shown. In the example according to 9A the duty cycle is always based on the ratio of the half-wave duration t1 , t3 , t5 , t7 a positive half-wave HW1 , HW3 , HW5 , HW7 for half-wave duration t2 , t4 , t6 , t8 a negative half-wave HW2 , HW4 , HW6 , HW8 certainly. This results in correction intervals 11, 12, 13, 14, in each of which the ratio of the half-wave durations t1-t8 is recorded and in which the half-wave duration t1 , t3 , t5 , t7 the positive half-wave HW1 , HW3 , HW5 , HW7 each greater than the half-wave duration t2 , t4 , t6 , t8 the negative half-wave HW2 , HW4 , HW6 , HW8 is. This leads to an error in the pulse duty factor of the same polarity being determined in the context of the duty cycle correction, since the half-wave duration t1 , t3 , t5 , t7 the positive half-wave HW1 , HW3 , HW5 , HW7 always greater than the half-wave duration t2 , t4 , t6 , t8 the subsequent negative half-wave HW2 , HW4 , HW6 , HW8 is. The correction counter is therefore used for correction 6th (please refer 2 or 5 ) always changed in the same direction, so its value Z runs away.

Infolge der immer kürzer werdenden Halbwellendauern t1-t8, bedingt durch die Frequenzänderung des periodischen Signals V_0, kommt es somit zu einer fehlerhaften Korrektur des Tastverhältnisses.As a result of the ever shorter half-wave durations t1-t8 due to the change in frequency of the periodic signal V_0 , this leads to an incorrect correction of the duty cycle.

Um bei einer Frequenzänderung des periodischen Signals V_0 eine fehlerhafte Korrektur des Tastverhältnisses zu vermeiden, wird bei dem Beispiel gemäß 9B die Korrektur des Tastverhältnisses nicht feststehend anhand des Verhältnisses der positiven zur negativen Halbwellendauer t1-t8 vorgenommen, sondern alternierend.To with a frequency change of the periodic signal V_0 to avoid an incorrect correction of the duty cycle, in the example according to 9B the correction of the duty cycle is not fixed based on the ratio of the positive to the negative half-wave duration t1-t8 made, but alternately.

Zunächst wird bei dem Beispiel gemäß 9B in einem Korrekturintervall I1 das Tastverhältnis einer positiven Halbwelle HW1 zu einer negativen Halbwelle HW2 erfasst. Dies führt, aufgrund der Tatsache, dass die Halbwellendauer t1 der positiven Halbwelle HW1 größer als die Halbwellendauer t2 der negativen Halbwelle HW2 ist, zu einer Korrektur des Tastverhältnisses in eine Richtung, beispielsweise durch Inkrementieren des Zählerwerts Z des Korrekturzählers 6 (siehe 2 oder 5).First, in the example according to 9B in a correction interval I1 the duty cycle of a positive half-wave HW1 to a negative half-wave HW2 recorded. This results, due to the fact that the half-wave duration t1 the positive half-wave HW1 greater than the half-wave duration t2 the negative half-wave HW2 is to correct the duty cycle in one direction, for example by incrementing the counter value Z of the correction counter 6th (please refer 2 or 5 ).

In einem zweiten Korrekturintervall I2 wird nun das Verhältnis der Halbwellendauer t2 der negativen Halbwelle HW2 zur Halbwellendauer t3 der folgenden positiven Halbwelle HW3 erfasst, und aufgrund der Tatsache, dass die negative Halbwellendauer t2 größer als die positive Halbwellendauer t3 ist, wird der Zählerwert Z des Korrekturzählers 6 im Vergleich zum ersten Korrekturintervall I1 in die entgegengesetzt Richtung korrigiert und damit die erste Korrektur ausgeglichen.In a second correction interval I2 now becomes the ratio of the half-wave duration t2 the negative half-wave HW2 for half-wave duration t3 of the following positive half-wave HW3 recorded, and due to the fact that the negative half-wave duration t2 greater than the positive half-wave duration t3 is the counter value Z of the correction counter 6th corrected in the opposite direction compared to the first correction interval I1 and thus compensated for the first correction.

Alternierend erfolgt nun die Korrektur des Tastverhältnisses in den Korrekturintervallen I3-I7, wobei der Zählerwert Z des Korrekturzählers 6 jeweils in unterschiedliche Richtungen korrigiert und damit insgesamt keine Anpassung des Tastverhältnisses vorgenommen wird. Mittels der alternierenden Korrektur des Tastverhältnisses durch abwechselndes Inbezugsetzen der positiven Halbwelle HW1, HW3, HW5, HW7 zur negativen Halbwelle HW2, HW4, HW6, HW8 und umgekehrt der negativen Halbwelle HW2, HW4, HW6, HW8 zur positiven Halbwelle HW1, HW3, HW5, HW7 wird somit eine fehlerhafte Korrektur des Tastverhältnisses infolge einer Frequenzänderung des periodischen Signals V_0 vermieden.The correction of the pulse duty factor now takes place alternately in the correction intervals I3-I7 , where the counter value Z of the correction counter 6th corrected in different directions in each case and therefore no adjustment of the pulse duty factor is made overall. By means of the alternating correction of the duty cycle by alternately referencing the positive half-wave HW1 , HW3 , HW5 , HW7 to the negative half-wave HW2 , HW4 , HW6 , HW8 and vice versa the negative half-wave HW2 , HW4 , HW6 , HW8 to the positive half-wave HW1 , HW3 , HW5 , HW7 is thus an incorrect correction of the duty cycle as a result of a frequency change of the periodic signal V_0 avoided.

Wird als maximale Korrekturschrittweite bei der Anpassung des Korrekturzählers 6 das niederwertigste Bit (Least Significant Bit) verwendet, so ist die Auswirkung der Korrektur auf die Regelung eines Motors insgesamt vernachlässigbar.Used as the maximum correction increment when adjusting the correction counter 6th If the least significant bit is used, the effect of the correction on the control of a motor is negligible overall.

Die anhand 9B vorgenommene Korrektur des Tastverhältnisses insbesondere bei frequenzveränderlichen periodischen Signalen V_0 kann vorteilhafterweise in Verbindung sowohl mit der Vorrichtung gemäß 2 als auch mit der Vorrichtung gemäß 5 eingesetzt werden.The based 9B Correction made to the duty cycle, especially in the case of variable frequency periodic signals V_0 can advantageously in connection with both the device according to 2 as well as with the device according to 5 can be used.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere sind auch andere Schaltungsanordnungen zur Korrektur des Tastverhältnisses mindestens eines periodischen Signals unter Verwendung eines Kondensators einsetzbar, die vorteilhafterweise eine Korrektur des Tastverhältnisses zweier periodischer Signale vornehmen, die als um 90° zueinander phasenverschobene Signale an einem Motor zur Bestimmung der Geschwindigkeit und Position eines drehbewegten Teils erzeugt werden.The idea on which the invention is based is not restricted to the exemplary embodiments described above. In particular, other circuit arrangements for correcting the pulse duty factor of at least one periodic signal using a capacitor can be used, which advantageously correct the pulse duty factor of two periodic signals that are 90 ° out of phase signals on a motor for determining the speed and position of a rotating part be generated.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Verstärkeramplifier
22
KomparatorComparator
33
SteuerlogikControl logic
41, 4241, 42
Zählercounter
4343
Oszillatoroscillator
55
VergleichslogikComparison logic
5'5 '
AuswertelogikEvaluation logic
66th
KorrekturzählerCorrection counter
77th
Digital-Analog-WandlerDigital-to-analog converter
8080
Widerstandresistance
81, 8281, 82
SchaltungsanordnungCircuit arrangement
810, 811, 820, 821810, 811, 820, 821
Schaltercounter
812,822812,822
Kondensatorcapacitor
83,8483.84
KomparatorComparator
A1, A2A1, A2
Amplitudeamplitude
A1k, A2kA1k, A2k
Korrigierte AmplitudeCorrected amplitude
C1, C2C1, C2
Kapazitätcapacity
CLK_a, CLK_bCLK_a, CLK_b
TaktsignalClock signal
compcomp
VergleichssignalComparison signal
DtH, DtMDtH, DtM
Differenzdifference
DV, DVH, DVMDV, DVH, DVM
Differenzdifference
DZ, DZH, DZLDZ, DZH, DZL
Differenzdifference
GndGnd
MasseDimensions
HW1-HW8HW1-HW8
HalbwelleHalf wave
11-1711-17
KorrekturintervallCorrection interval
RR.
WiderstandswertResistance value
Reset1, Reset2Reset1, Reset2
RücksetzsignalReset signal
Start1, Start2Start1, Start2
StartsignalStart signal
Stop1, Stop2Stop1, Stop2
StoppsignalStop signal
S1, S2, S3, S4S1, S2, S3, S4
SchaltsignalSwitching signal
tt
ZeitTime
t1-t8t1-t8
HalbwellendauerHalf-wave duration
up, downup, down
StellsignalControl signal
VV
Spannungtension
V_0V_0
EingangssignalInput signal
V_0kV_0k
Korrigiertes EingangssignalCorrected input signal
V_AV_A
verstärktes Signalamplified signal
V_A1, V_A2V_A1, V_A2
RelevanzschwelleRelevance threshold
V_RV_R
RechtecksignalSquare wave signal
V_REFV_REF
ReferenzspannungReference voltage
V_STARTV_START
AusgangsspannungOutput voltage
V_thrV_thr
SchwellwertThreshold
V1, V2V1, V2
SpannungssignalVoltage signal
ZZ
ZählerwertCounter value
Z1, Z2Z1, Z2
ZählerwertCounter value
Z1L, Z2LZ1L, Z2L
Zählerwert bei niedriger FrequenzCounter value at low frequency
Z1H, Z2HZ1H, Z2H
Zählerwert bei hoher FrequenzCounter value at high frequency
ZmaxZmax
Maximaler ZählerwertMaximum counter value

Claims (14)

Verfahren zur Regelung des Tastverhältnisses wenigstens eines periodischen Signals, bei dem anhand des Verhältnisses der Halbwellendauern (t1-t8) zweier Halbwellen (HW1-HW8) des periodischen Signals (V_0) das Tastverhältnis auf einen vorgegebenen Sollwert korrigiert wird, wobei zur Bestimmung eines Kennwerts für die Halbwellendauer (t1-t8) einer Halbwelle (HW1-HW8) zur Korrektur des Tastverhältnisses - ein Kondensator (812, 822) in einen Ausgangszustand gebracht wird, in dem der Kondensator (812, 822) geladen ist, - der Kondensator (812, 822) während der Halbwellendauer (t1-t8) der Halbwelle (HW1-HW8) ausgehend von dem Ausgangszustand entladen wird und - anhand des Ladezustands des Kondensators (812, 822) am Ende der Halbwelle (HW1-HW8), der einen Kennwert für die Halbwellendauer (t1-t8) der Halbwelle (HW1-HW8) darstellt, das Tastverhältnis korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Korrektur des Tastverhältnisses ein erster Kondensator (812) während der Halbwellendauer (t1, t3, t5, t7) einer ersten Halbwelle (HW1, HW3, HW5, HW7) und ein zweiter Kondensator (822) während der Halbwellendauer (t2, t4, t6, t8) einer zweiten, von der ersten Halbwelle (HW1, HW3, HW5, HW7) unterschiedlichen Halbwelle (HW2, HW4, HW6, HW8) entladen wird, wobei der Ladezustand des ersten Kondensators (812) am Ende der ersten Halbwelle (HW1, HW3, HW5, HW7) einen Kennwert für die Halbwellendauer (t1, t3, t5, t7) der ersten Halbwelle (HW1, HW3, HW5, HW7) und der Ladezustand des zweiten Kondensators (822) am Ende der zweiten Halbwelle (HW2, HW4, HW6, HW8) einen Kennwert für die Halbwellendauer (t2, t4, t6, t8) der zweiten Halbwelle (HW2, HW4, HW6, HW8) darstellt und anhand der Differenz (DV) der Ladezustände der beiden Kondensatoren (812, 822) das Tastverhältnis korrigiert wird.Method for regulating the pulse duty factor of at least one periodic signal, in which the pulse duty factor is corrected to a predetermined target value based on the ratio of the half-wave durations (t1-t8) of two half-waves (HW1-HW8) of the periodic signal (V_0), whereby to determine a characteristic value for the half-wave duration (t1-t8) of a half-wave (HW1-HW8) to correct the duty cycle - a capacitor (812, 822) is brought into an initial state in which the capacitor (812, 822) is charged, - the capacitor (812, 822) is discharged during the half-wave duration (t1-t8) of the half-wave (HW1-HW8) starting from the initial state and - based on the state of charge of the capacitor (812, 822) at the end of the half-wave (HW1-HW8), which is a characteristic value for the Half-wave duration (t1-t8) of the half-wave (HW1-HW8), the duty cycle is corrected, characterized in that a first capacitor (812) during the half-wave duration (t1, t3 , t5, t7) of a first half-wave (HW1, HW3, HW5, HW7) and a second capacitor (822) during the half-wave duration (t2, t4, t6, t8) of a second, from the first half-wave (HW1, HW3, HW5, HW7) different half-wave (HW2, HW4, HW6, HW8) is discharged, the state of charge of the first Capacitor (812) at the end of the first half-cycle (HW1, HW3, HW5, HW7) a characteristic value for the half-cycle duration (t1, t3, t5, t7) of the first half-cycle (HW1, HW3, HW5, HW7) and the state of charge of the second capacitor (822) at the end of the second half-wave (HW2, HW4, HW6, HW8) represents a characteristic value for the half-wave duration (t2, t4, t6, t8) of the second half-wave (HW2, HW4, HW6, HW8) and based on the difference (DV ) the charge states of the two capacitors (812, 822) the duty cycle is corrected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Differenz (DV) der Ladezustände der Kondensatoren (812, 822) ein Stellsignal (up, down) zur Korrektur des Tastverhältnisses erzeugt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a control signal (up, down) for correcting the duty cycle is generated on the basis of the difference (DV) of the charge states of the capacitors (812, 822). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladezustände der Kondensatoren (812, 822) über mindestens einen Komparator (83, 84) miteinander verglichen werden, wobei abhängig vom Ausgangswert des mindestens einen Komparators (83, 84) das Stellsignal (up, down) den Zählerwert (Z) eines Korrekturzählers (6) zur Korrektur des Tastverhältnisses inkrementiert, dekrementiert oder unverändert lässt.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the charging states of the capacitors (812, 822) are compared with one another via at least one comparator (83, 84), the control signal (up, down) the counter value ( Z) a correction counter (6) for correcting the duty cycle is incremented, decremented or left unchanged. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladezustände der Kondensatoren (812, 822) über zwei Komparatoren (83, 84) miteinander verglichen werden, wobei anhand der Ausgangswerte der zwei Komparatoren (83, 84) das Stellsignal (up, down) den Zählerwert (Z) eines Korrekturzählers (6) - inkrementiert, wenn die Differenz (DV) der Ladezustände der Kondensatoren (81, 82) eine positive Relevanzschwelle (V_A1) überschreitet, - dekrementiert, wenn die Differenz (DV) der Ladezustände der Kondensatoren (81, 82) eine negative Relevanzschwelle (V_A2) unterschreitet, - unverändert lässt, wenn die Differenz (DV) der Ladezustände der Kondensatoren (81, 82) zwischen der positiven Relevanzschwelle (V_A1) und der negativen Relevanzschwelle (V_A2) liegt.Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that the states of charge of the capacitors (812, 822) are compared with one another via two comparators (83, 84), the control signal (up, down) determining the counter value (Z) based on the output values of the two comparators (83, 84) a correction counter (6) - incremented when the difference (DV) of the states of charge of the capacitors (81, 82) exceeds a positive relevance threshold (V_A1), - decrements when the difference (DV) of the states of charge of the capacitors (81, 82) a falls below negative relevance threshold (V_A2) - leaves unchanged if the difference (DV) of the charge states of the capacitors (81, 82) is between the positive relevance threshold (V_A1) and the negative relevance threshold (V_A2). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem ein Eingangssignal darstellenden periodischen Signal (V_0) ein Rechtecksignal (V_R) gebildet und anhand des Rechtecksignals (V_R) das Tastverhältnis korrigiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a square-wave signal (V_R) is formed from the periodic signal (V_0) representing an input signal and the pulse duty factor is corrected on the basis of the square-wave signal (V_R). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (812, 822) mit Schaltern (810, 811, 820, 821) verbunden ist, deren Schaltzustände zum Laden und Entladen des Kondensators (812, 822) über eine Steuerlogik (3) gesteuert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitor (812, 822) is connected to switches (810, 811, 820, 821) whose switching states for charging and discharging the capacitor (812, 822) via a control logic (3 ) being controlled. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (812, 822) zum Laden über einen ersten Schalter (810, 820) mit einer Ausgangsspannung (V_START) verbunden wird.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the capacitor (812, 822) for charging is connected to an output voltage (V_START) via a first switch (810, 820). Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (812, 822) zum Entladen über einen zweiten Schalter (811, 821) mit einem Widerstand (80) verbunden und über den Widerstand (80) entladen wird.Procedure according to Claim 6 or 7th , characterized in that the capacitor (812, 822) is connected to a resistor (80) for discharging via a second switch (811, 821) and discharged via the resistor (80). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastverhältnis abwechselnd anhand des Verhältnisses der Halbwellendauer (t1, t3, t5, t7) einer positiven Halbwelle (HW1, HW3, HW5, HW7) zur Halbwellendauer (t2, t4, t6, t8) einer folgenden negativen Halbwelle (HW2, HW4, HW6, HW8) und des Verhältnisses der Halbwellendauer (t2, t4, t6, t8) einer negativen Halbwelle (HW2, HW4, HW6, HW8) zur Halbwellendauer (t1, t3, t5, t7) einer folgenden positiven Halbwelle (HW1, HW3, HW5, HW7) korrigiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the duty cycle is alternately based on the ratio of the half-wave duration (t1, t3, t5, t7) of a positive half-wave (HW1, HW3, HW5, HW7) to the half-wave duration (t2, t4, t6, t8 ) a following negative half-wave (HW2, HW4, HW6, HW8) and the ratio of the half-wave duration (t2, t4, t6, t8) of a negative half-wave (HW2, HW4, HW6, HW8) to the half-wave duration (t1, t3, t5, t7 ) a following positive half-wave (HW1, HW3, HW5, HW7) is corrected. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des jeweiligen Verhältnisses der Halbwellendauern (t1-t8) ein Stellsignal (up, down) zur Korrektur des Tastverhältnisses des periodischen Signals (V_0) erzeugt wird, wobei abhängig von dem jeweiligen Verhältnis der Halbwellendauern (t1-t8) das Stellsignal (up, down) den Zählerwert (Z) eines Korrekturzählers (6) zur Korrektur des Tastverhältnisses des periodischen Signals (V_0) inkrementiert, dekrementiert oder unverändert lässt.Procedure according to Claim 9 , characterized in that based on the respective ratio of the half-wave durations (t1-t8) a control signal (up, down) for correcting the duty cycle of the periodic signal (V_0) is generated, depending on the respective ratio of the half-wave durations (t1-t8) Control signal (up, down) the counter value (Z) of a correction counter (6) for correcting the duty cycle of the periodic signal (V_0) incremented, decremented or unchanged. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellsignal (up, down) eine einem niederwertigsten Bit entsprechende Schrittweite aufweist.Procedure according to Claim 10 , characterized in that the control signal (up, down) has a step size corresponding to a least significant bit. Vorrichtung zur Regelung des Tastverhältnisses wenigstens eines periodischen Signals, mit mindestens einer Schaltungsanordnung (81, 82) zur Korrektur des Tastverhältnisses auf einen vorgegebenen Sollwert anhand des Verhältnisses der Halbwellendauern (t1-t8) zweier Halbwellen (HW1-HW8) des periodischen Signals (V_0), wobei die Schaltungsanordnung (81, 82) mindestens einen Kondensator (812, 822) zur Bestimmung eines Kennwerts für die Halbwellendauer (t1-t8) einer Halbwelle (HW1-HW8) aufweist, wobei die Schaltungsanordnung (81, 82) ausgebildet und vorgesehen ist, - den Kondensator (812, 822) in einen Ausgangszustand zu bringen, in dem der Kondensator (812, 822) geladen ist, - den Kondensator (812, 822) während der Halbwellendauer (t1-t8) der Halbwelle (HW1-HW8) ausgehend von dem Ausgangszustand zu entladen und - anhand des Ladezustands des Kondensators (812, 822) am Ende der Halbwelle (HW1-HW8) einen Kennwert für die Halbwellendauer (t1-t8) der Halbwelle (HW1-HW8) zur Korrektur des Tastverhältnisses bereitzustellen, gekennzeichnet durch zwei Schaltungsanordnungen (81, 82) mit jeweils einem Kondensator (812, 822) zur Bestimmung eines Kennwerts für die Halbwellendauer (t1-t8) zweier unterschiedlicher Halbwellen (HW1-HW8) des periodischen Signals (V_0).Device for regulating the pulse duty factor of at least one periodic signal, with at least one circuit arrangement (81, 82) for correcting the pulse duty factor to a predetermined target value based on the ratio of the half-wave durations (t1-t8) of two half-waves (HW1-HW8) of the periodic signal (V_0) , the circuit arrangement (81, 82) having at least one capacitor (812, 822) for determining a characteristic value for the half-wave duration (t1-t8) of a half-wave (HW1-HW8), the circuit arrangement (81, 82) being designed and provided - to bring the capacitor (812, 822) into an initial state in which the capacitor (812, 822) is charged, - the capacitor (812, 822) during the half-wave duration (t1-t8) of the half-wave (HW1-HW8) starting from the initial state to discharge and - based on the state of charge of the capacitor (812, 822) at the end of the half-wave (HW1-HW8) a characteristic value for the half-wave duration (t1-t8) of the Half-wave (HW1-HW8) for correcting the duty cycle, characterized by two circuit arrangements (81, 82) each with a capacitor (812, 822) for determining a characteristic value for the half-wave duration (t1-t8) of two different half-waves (HW1-HW8) of the periodic signal (V_0). Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch mindestens einen Komparator (83, 84) zum Vergleich der Ladezustände der Kondensatoren (812, 822) der beiden Schaltungsanordnungen (81, 82).Device according to Claim 12 , characterized by at least one comparator (83, 84) for comparing the charge states of the capacitors (812, 822) of the two circuit arrangements (81, 82). Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch mindestens eine Auswertelogik (5') zur Bestimmung eines Stellsignals (up, down) zur Korrektur des Tastverhältnisses aus den Ausgangswerten des mindestens einen Komparators (83, 84).Device according to Claim 13 , characterized by at least one evaluation logic (5 ') for determining an actuating signal (up, down) for correcting the pulse duty factor from the output values of the at least one comparator (83, 84).
DE102008062452.7A 2008-12-15 2008-12-15 Method and device for frequency-independent regulation of the pulse duty factor Expired - Fee Related DE102008062452B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008062452.7A DE102008062452B4 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Method and device for frequency-independent regulation of the pulse duty factor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008062452.7A DE102008062452B4 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Method and device for frequency-independent regulation of the pulse duty factor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008062452A1 DE102008062452A1 (en) 2010-06-17
DE102008062452B4 true DE102008062452B4 (en) 2021-08-26

Family

ID=42168748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008062452.7A Expired - Fee Related DE102008062452B4 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Method and device for frequency-independent regulation of the pulse duty factor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008062452B4 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475086A (en) 1982-03-31 1984-10-02 Eastman Kodak Company Duty cycle detector
DE3514155A1 (en) 1985-04-19 1986-10-23 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE KEY RATIO AT LEAST ONE ELECTRICAL SIGNAL
DE10320794B3 (en) 2003-04-30 2004-11-04 Infineon Technologies Ag Clock signal pulse ratio correction device for semiconductor memory compares pulse ratio of corrected clock signal and corrected complementary clock signal with required pulse ratio for adjustment of correction delay

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475086A (en) 1982-03-31 1984-10-02 Eastman Kodak Company Duty cycle detector
DE3514155A1 (en) 1985-04-19 1986-10-23 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE KEY RATIO AT LEAST ONE ELECTRICAL SIGNAL
DE10320794B3 (en) 2003-04-30 2004-11-04 Infineon Technologies Ag Clock signal pulse ratio correction device for semiconductor memory compares pulse ratio of corrected clock signal and corrected complementary clock signal with required pulse ratio for adjustment of correction delay

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008062452A1 (en) 2010-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19701262C2 (en) Method for recognizing the approach of passing magnetic articles
EP1637943B2 (en) Control and/or regulation device for an electrical actuator, especially, for translating a furniture component
EP3158639B1 (en) Method and circuit for driving a stepping motor
DE102014216998B4 (en) Capacitive sensor, the associated evaluation circuit and actuator in a motor vehicle
EP1207372B1 (en) Method and device for conditioning a periodic analog signal
DE102012218773A1 (en) Method and device for measuring a current through a switch
DE112014006772T5 (en) Interlaced analog-to-digital converter and method for calibrating a nested analog-to-digital converter
EP0150370B1 (en) Method and device for the fast determining of a reference voltage synchronous with the network for a network piloted converter after a network failure
DE102008062452B4 (en) Method and device for frequency-independent regulation of the pulse duty factor
DE102008062451B4 (en) Method for the regulation of the pulse duty factor independent of acceleration
EP1166047B1 (en) Method and circuit for correcting periodic signals of an incremental position measuring system
EP3180859A1 (en) Circuit and method for evaluating measurement signals and sensor system for capacitively detecting obstacles
WO2014095474A1 (en) Field device with an analogue output
DE102008043203A1 (en) Device for detecting phase frequency of phase signal of multi-phase signal of generator utilized for providing energy to vehicle, has adaptation mechanism adapting cut-off frequency of filter mechanism depending on detected frequency
DE102011087493B4 (en) Capacitive encoder
DE2527375C3 (en) Method and circuit arrangement for generating a corrected nominal square-wave signal
EP0374641B1 (en) Method to suppress amplitude variations of two alternating, periodic signals in phase quadrature with a random phase sequence, and circuit arrangement to carry out the method
AT401985B (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER
DE102012025287B4 (en) An apparatus for improved non-destructive testing and inspection timing and methods therefor
WO2009156176A2 (en) Inductive sensor
DE3319616A1 (en) Circuit arrangement for generating noise-free switching pulses
EP1842289B1 (en) Analog-digital converter
EP2899512B1 (en) Generation of an output signal
DE2352684C3 (en) Speed control system
DE2410585C3 (en) Pulse spacing voltage converter

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee