DE1223877B - Saw tooth generator - Google Patents
Saw tooth generatorInfo
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- DE1223877B DE1223877B DEM62866A DEM0062866A DE1223877B DE 1223877 B DE1223877 B DE 1223877B DE M62866 A DEM62866 A DE M62866A DE M0062866 A DEM0062866 A DE M0062866A DE 1223877 B DE1223877 B DE 1223877B
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
H03kH03k
Deutsche Kl.: 21 al - 36/02German class: 21 al - 36/02
Nummer: 1 223 877Number: 1 223 877
Aktenzeichen: M 62866 VIII a/21 alFile number: M 62866 VIII a / 21 al
Anmeldetag: 23. Oktober 1964Filing date: October 23, 1964
Auslegetag: 1. September 1966Opening day: September 1, 1966
Die Erfindung betrifft einen Sägezahngenerator zur Erzeugung einer sägezahnförmigen Spannung, die eine lange Hinlaufzeit, jedoch eine kurze Rücklaufzeit und gute Linearität aufweist.The invention relates to a sawtooth generator for generating a sawtooth-shaped voltage, which has a long trace time, but a short return time and good linearity.
Bei einer Sägezahnspannung mit einer langen Hinlaufzeit in der Größenordnung von 100 Sekunden und mehr ist es schwierig, eine kurze Rücklaufzeit und eine gute Linearität der sägezahnförmigen Spannung zu erhalten. Bekannte Schaltungen zur Erzeugung sägezahnförmiger Spannungen sind der Millerintegrator, die sogenannte Bootstrap-Schaltung sowie Kipposzillatorschaltungen, bei denen eine Kapazität von einer Quelle konstanten Stromes aufgeladen wird. Derartige Schaltungen sind zufriedenstellend bei der Erzeugung von Sägezahnspannungen relativ kurzer Periode. Zur Erzeugung von Spannungen langer Periode ist es aber notwendig, Kondensatoren großer Kapazität zu verwenden, die mit ansteigender Periodendauer der Sägezahnspannung .ansteigt. Derart große Kondensatoren haben aber große Kriechströme, die eine mangelhafte Linearität' in der erzeugten Spannung verursachen. Da außerdem bei solchen Schaltungen die zur Entladung des Kondensators dienenden Schaltelemente nur einen begrenzten Strom verarbeiten können, sind dem Verhältnis von Hinlaufzeit zu Rücklaufzeit Grenzen gesetzt. Bei einer langen Hinlaufzeit, d. h. großen Kondensatoren, ist eine kurze Rücklaufzeit praktisch nicht erreichbar. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Durch die Erfindung wird es ermöglicht, Rücklaufzeiten in der Größenordnung von 10~4 Sekunden und gute Linearität der sägezahnförmigen Spannung bei einer Hinlaufzeit in der Größenordnung von 103 Sekunden zu erzielen.In the case of a sawtooth voltage with a long trace time on the order of 100 seconds and more, it is difficult to obtain a short flyback time and good linearity of the sawtooth voltage. Known circuits for generating sawtooth-shaped voltages are the Miller integrator, the so-called bootstrap circuit, and relaxation oscillator circuits in which a capacitance is charged by a source of constant current. Such circuits are satisfactory in generating sawtooth voltages of relatively short periods. In order to generate voltages with a long period, however, it is necessary to use capacitors with a large capacity, which increases as the period duration of the sawtooth voltage increases. Such large capacitors, however, have large leakage currents, which cause poor linearity in the voltage generated. In addition, since the switching elements used to discharge the capacitor can only process a limited current in such circuits, there are limits to the ratio of the delay time to the delay time. With a long run-down time, ie large capacitors, a short run-down time is practically impossible to achieve. The invention is based on the object of avoiding these difficulties. The invention makes it possible to achieve ramp-down times in the order of magnitude of 10 ~ 4 seconds and good linearity of the sawtooth-shaped voltage with a trajectory time in the order of magnitude of 10 3 seconds.
Die Erfindung besteht bei einem Generator für eine Sägezahnspannung besonders langer Periodendauer darin, daß zunächst eine Treppenspannung erzeugt wird, deren Amplitude sich während der langen Periodendauer in gleichmäßigen Stufen ändert, und daß diese Treppenspannung durch Hinzufügen einer sägezahnförmigen Hilfsspannung mit der Periodendauer und der Amplitude einer Treppenstufe zu der gewünschten Sägezahnspannung ergänzt wird.The invention consists in a generator for a sawtooth voltage of a particularly long period in that first a staircase voltage is generated, the amplitude of which varies during the long Period duration changes in uniform steps, and that this staircase voltage by adding a sawtooth-shaped auxiliary voltage with the period and the amplitude of a step is added to the desired sawtooth voltage.
Es ist zwar bekannt (»Elektronik«, 1957, S. 167), durch Zusammenfügen einer ersten Sägezahnspannung mit einer zweiten, höherfrequenten Sägezahnspannung eine Treppenspannung zu gewinnen. Dieser Schaltung liegt aber nicht die Aufgabe zugrunde, eine Sägezahnspannung besonders langer Periodendauer zu erzeugen. Auch wird hier nicht zur Erzeu-Sägezahngenerator It is known ("Electronics", 1957, p. 167), by combining a first sawtooth voltage to gain a staircase voltage with a second, higher frequency sawtooth voltage. This However, the circuit is not based on the task of generating a sawtooth voltage with a particularly long period to create. Also here is not used to generate a sawtooth generator
Anmelder:Applicant:
Marconi Instruments Limited, LondonMarconi Instruments Limited, London
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,Dr.-Ing. B. Johannesson, patent attorney,
Hannover, Göttinger Chaussee 76Hanover, Göttinger Chaussee 76
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
John Francis Fulford, St. Albans, HertfordshireJohn Francis Fulford, St. Albans, Hertfordshire
(Großbritannien)(Great Britain)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Großbritannien vom 24. Oktober 1963 (41 966),
vom 23. September 1964Great Britain October 24, 1963 (41 966),
dated September 23, 1964
gung einer Sägezahnspannung zunächst eine Treppenspannung erzeugt, die dann durch eine höherfrequente Sägezahnspannung zu einer Sägezahnspannung langer Periodendauer ergänzt wird.A sawtooth voltage initially generates a staircase voltage, which is then increased by a higher frequency Sawtooth voltage is supplemented to a sawtooth voltage with a long period.
Die sägezahnförmige Hilfsspannung wird im folgenden als Sägezahnspannung kurzer Periodendauer bezeichnet.The sawtooth-shaped auxiliary voltage is referred to below as a sawtooth voltage with a short period designated.
Die Addition der beiden genannten Spannungen erfolgt vorzugsweise in einem Addiernetzwerk, wobei Mittel vorgesehen sind, mit denen die Amplituden der beiden Spannungen gegensinnig veränderbar sind, so daß nach entsprechender Einstellung die Amplitude der Sägezahnspannung kurzer Periodendauer der Amplitude der einzelnen Stufen der Treppenspannung gleich ist.The two voltages mentioned are preferably added in an adding network, with Means are provided with which the amplitudes of the two voltages can be changed in opposite directions are, so that after appropriate adjustment, the amplitude of the sawtooth voltage of a short period the amplitude of the individual steps of the staircase voltage is the same.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung haben die beiden zusammengefügten Spannungen, d. h. die Treppenspannung und die Sägezahnspannung kurzer Periode, bereits bei ihrer Erzeugung gleiche Amplitude.In one embodiment of the invention, the two combined voltages, d. H. the staircase voltage and the short period sawtooth voltage, as soon as they are generated same amplitude.
Vorzugsweise wird die Treppenspannung von einem digitalen Treppenspannungsgenerator erzeugt, der durch Impulse von einem Generator angesteuert wird, der gleichzeitig den Generator für die Sägezahnspannung kurzer Periode steuert. Der genannte Generator zur Erzeugung der Sägezahnspannung kurzer Periode enthält vorzugsweise einen Kondensator, eine den Kondensator aufladende Quelle an-The staircase voltage is preferably generated by a digital staircase voltage generator, which is controlled by pulses from a generator, which is also the generator for the sawtooth voltage short period controls. The said generator for generating the sawtooth voltage short period preferably contains a capacitor, a source charging the capacitor
609 658/369609 658/369
3 43 4
nähernd konstanten Stromes sowie eine durch den Die Schaltung nach Fig, 1 erzeugt gemäß Fig. 2aapproximately constant current as well as one through the The circuit according to FIG. 1 generated according to FIG. 2a
Impulsgenerator gesteuerte Schaltung zur Entladung am Ausgang der Addierstufe 6 eine Treppenspan-Pulse generator controlled circuit for discharging at the output of the adder 6 a stair span
des Kondensators. nung 10, wobei die Periodendauer einer Stufe, d. h.of the capacitor. tion 10, where the period of a stage, d. H.
Die Periodendauer und/oder die Steigung der er- die Breite einer Stufe, gegeben ist durch die Periode findungsgemäß erzeugten Sägezahnspannung langer 5 der Steuerimpulse 13 vom Impulsgenerator 1, und Periode können dadurch einstellbar gemacht werden, zwar ist die Periodendauer einer Treppenstufe gleich daß der Treppenspannungsgenerator und gleichzeitig der Periodendauer der Steuerimpulse 13 am Ausder Generator für die Sägezahnspannung kurzer gang des Impulsgenerators 1. Am »heißen« Ende des Periode eingestellt werden, wobei bei allen Einstel- Kondensators 3 wird eine Sägezahnspannung 11 gelungen die Summe der beiden Spannungen der bei- io maß Fig. 2b kurzer Periode erzeugt und dem Einden Generatoren eine Sägezahnspannung annähern gang des Trennverstärkers 7 zugeführt. Die Pelinearen Verlaufes und langer Periode ergibt. Wenn riodendauer dieser Sägezahnspannung kurzer Periode der Impulsgenerator gleichzeitig den digitalen Trep- ist gleich der Periodendauer einer Stufe der Treppenspannungsgenerator und die Entladung des Kon- penspannung 10, und die Amplitude der Sägezahndensators bewirkt, der sich in dem Generator zur 15 spannung 11 ist gleich dem Amplitudenunterschied Erzeugung der Sägezahnspannung kurzer Periode zwischen zwei Treppenstufen in der Treppenspanbefindet und von einer Quelle konstanten Stromes nung 10.The period duration and / or the slope of the width of a step is given by the period sawtooth voltage generated according to the invention longer 5 of the control pulses 13 from the pulse generator 1, and Periods can thereby be made adjustable, although the period duration of a stair step is the same that the staircase voltage generator and at the same time the period of the control pulses 13 at the Ausder Generator for the sawtooth voltage short run of the pulse generator 1. At the "hot" end of the Period can be set, with all setting capacitors 3 a sawtooth voltage 11 is achieved the sum of the two voltages of both the short period measured in FIG. 2b and the connection Generators a sawtooth voltage approach the output of the isolation amplifier 7 is supplied. The Pelinearic Islands And a long period. If the period of this sawtooth voltage is short period the pulse generator at the same time the digital staircase is equal to the period of one stage of the staircase voltage generator and the discharge of the capacitor 10, and the amplitude of the sawtooth capacitor causes the voltage in the generator to 15 is equal to the difference in amplitude Generation of the sawtooth voltage with a short period between two steps in the stairway span and from a constant current source 10.
aufgeladen wird, kann die Frequenz des Impuls- Es ist auch möglich, daß die Amplitude der Sägegenerators einstellbar und mit einer Steuerschaltung zahnspannung 11 nicht gleich dem Amplitudenunter·' gekuppelt sein, die die Ausgangsspannung der Quelle ao schied zweier Stufen der Treppenspannung 10 ist konstanten Stromes beeinflußt. Dann ist aber die Addierstufe 8 so eingestellt, daßis charged, the frequency of the pulse can It is also possible that the amplitude of the Sägegenerators and with adjustable a control circuit tooth voltage be 11 not coupled is equal to the amplitude · ', which is the output voltage of the source ao difference between two steps of the staircase voltage 10 constant current influenced. But then the adder 8 is set so that
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der durch die Addition der beiden zugeführten Span* Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher nungen die Amplituden der effektiv zusammengefügerläutert, ten Spannungen 10 und 11 wieder gleich groß sind, The invention is described below on the basis of the addition of the two supplied span * Drawings on an exemplary embodiment in more detail, the amplitudes of the effectively put together, th voltages 10 and 11 are again the same size,
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Erfindung, 35 Die beiden Spannungen 10 und 11 gemäß Fig. 2a1 shows a block diagram of the invention, 35 the two voltages 10 and 11 according to FIG. 2a
während in und 2b ergeben'nach ihrer Zusammenfügung in derwhile in and 2b result 'after they have been put together in
F i g. 2 Kurvenzüge zur Erläuterung der Wir- Addierstufe 8 eine Sägezahnspannung 12 . langerF i g. 2 curves to explain the we-adding stage 8 a sawtooth voltage 12. longer
kungsweise der Schaltung nach F i g. 1 dargestellt Periode gemäß F i g. 2 c, die eine gute Linearität undk manner of the circuit according to FIG. 1 period shown in FIG. 2 c, which has good linearity and
sind; eine besonders kurze Rücklaufzeit aufweist. .are; has a particularly short return time. .
Fig. 2a zeigt die erzeugte Treppenspannung, 30 Die Sägezahnspannung 11 kurzer Periode dientFig. 2a shows the staircase voltage generated, 30 The sawtooth voltage 11 is used for a short period
Fig. 2b die Sägezahnspannung kurzer Periode also dazu, die einzelnen Treppenstufen der Treppen-:Fig. 2b shows the sawtooth voltage of a short period in addition to the individual steps of the stairs:
und spannung 10 »aufzufüllen«. Das Verhältnis derand voltage 10 "fill up". The ratio of
Fig. 2c die Sägezahnspannung langer Periode Periodendauer der Sägezahnspannung 12 langer2c shows the sawtooth voltage with a long period, the period duration of the sawtooth voltage 12 with a longer period
und kurzer Rücklaufzeit, die durch die Addition der Periode zu der »Auffüllspannung 11« kann also be-and short ramp-down time, which by adding the period to the "fill-up voltage 11" can be
Spannungen gemäß den Fig. 2a und 2b entsteht. 35 liebig groß gemacht werden, indem eine entspre-Stresses according to FIGS. 2a and 2b arise. 35 can be made large by using a corresponding
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die chende Anzahl von Stufen in der TreppenspannungIn the illustrated embodiment, the corresponding number of steps is in the staircase voltage
Steigung der Sägezahnspannung langer Periode Ί0 gewählt wird. Wenn,, wie in dem dargestelltenSlope of the sawtooth voltage long period Ί0 is chosen. If, as in the one shown
positiv, d. h., die Spannung steigt in ihrer Ampli- Ausfuhrungsbeispiel, der Treppenspannungsgenera-positive, d. That is, the voltage increases in its amplification exemplary embodiment, the staircase voltage generation
tude mit der Zeit an. Die Erfindung ist natürlich tor 5 eine digitale Schaltungsanordnung ist, ist dietude over time. The invention is of course tor 5 is a digital circuit arrangement is that
auch anwendbar für die Erzeugung einer sägezahn- 40 Zahl der Stufen im allgemeinen ein Vielfaches vonalso applicable for the generation of a sawtooth 40 number of steps generally a multiple of
fönnigen Spannung langer Periode und negativer zwei. Durch entsprechende Nachstellimpulse kannlong period and negative two. With appropriate readjustment pulses can
Steigung. aber in bekannter Weise auch eine andere Zahl vonPitch. but in a known way also another number of
Fig. 1 zeigt einen Impulsgenerator, dessen Fre- Treppenstufen erzielt werden. Beispielsweise entquenz, wie durch den Pfeil dargestellt, einstellbar ist. steht durch die Addition einer Treppenspannung mit Die Schaltung enthält außerdem eine Quelle 2 an- 45 512 (29) Stufen und einer »Auffüllspannung« mit nähernd konstanten Stromes bekannter Bauart. Vor- einer Periodendauer von 5 Sekunden eine Sägezahnzugsweise ist der Wert des konstanten Stromes am spannung mit einer langen Periode von 2560 Sekun-Ausgang der Quelle 2, wie durch den Pfeil angedeu- den, wobei trotz der großen Länge dieser Periodentet, einstellbar. Die Einstellmittel des Impulsgenera- dauer die Rücklaufzeit der entstehenden Ausgangstors 1 und der Quelle 2 sind miteinander verkoppelt, 50 spannung in der Größenordnung der Rücklaufzeit wie durch die strichpunktierte Linie angedeutet. der »Auffüllspannung« liegt. Da die PeriodendauerFig. 1 shows a pulse generator whose fre-stair steps are achieved. For example, ent sequence, as shown by the arrow, can be set. The circuit also contains a source of 2 an- 45 512 (2 9 ) steps and a "fill-up voltage" with an approximately constant current of a known type. Before a period of 5 seconds a sawtooth pattern, the value of the constant current at the voltage with a long period of 2560 seconds output of source 2, as indicated by the arrow, is adjustable despite the great length of this period. The means for setting the pulse generator duration, the return time of the emerging output port 1 and the source 2, are coupled to one another, voltage in the order of magnitude of the return time as indicated by the dash-dotted line. the "fill-up voltage" is. Since the period
Der Strom von der Quelle 2 lädt annähernd linear dieser »Auffüllspannung« nur 5 Sekunden beträgt,The current from source 2 charges approximately linearly this "filling voltage" is only 5 seconds,
einen Kondensator 3 auf, der über eine Entlade^ so ist es nicht schwierig, eine Rücklaufzeit in dera capacitor 3 on which has a discharge ^ so it is not difficult to have a flyback time in the
schaltung 4 entladen werden kann. Die Entladeschal- Größenordnung von 10~4 Sekunden zu erzielen,circuit 4 can be discharged. To achieve the discharge scarf order of 10 ~ 4 seconds,
tang 4 wird durch Steuerimpulse 13 vom Impuls- 55 Die Periodendauer der Treppenspannung 10 kanntang 4 is controlled by control pulses 13 from the pulse 55 The period duration of the staircase voltage 10 can
generator 1 gesteuert. durch Änderung der Impulsfrequenz der Steuer-generator 1 controlled. by changing the pulse frequency of the control
Die Steuerimpulse 13 werden außerdem einer An- impulse 13 vom Impulsgenerator 1 geändert werden. Ordnung 5 mit binären Schaltungen zugeführt, deren Zur Erhaltung der Linearität in der Sägezahnspan-Ausgänge an eine Summierschaltung 6 angeschlos- nung 12 langer Periodendauer wird bei einer Einsen sind, die aus den zugeführten Eingangsspannun- 60 stellung deren Periode die Steigung der »Auffüllgen eine Treppenspannung 10 erzeugt, spannung 11« ebenfalls so eingestellt, daß dieseThe control pulses 13 are also changed by a starting pulse 13 from the pulse generator 1. Order 5 is fed with binary circuits whose To maintain linearity in the sawtooth chip outputs connected to a summing circuit 6 12 with a long period duration becomes ones in the case of one are, from the supplied input voltage settings 60 whose period the slope of the »padding a staircase voltage 10 generated, voltage 11 ″ also set so that this
Das »heiße« Ende des Kondensators 3 ist an den »Auffüllspannung« die Treppenspannung 10 immer Eingang eines Trennverstärkers 7 angeschlossen. Die gerade auffüllt. Um einen großen Einstellbereich für Ausgangsspannungen der Addierstufe 6 und des die Frequenz der Ausgangsspannung 12 zu erzie-Trennverstärkers 7 werden in einer Addierstufe 8 65 len, kann die Zahl der Treppenstufen in der Trep-· zusammengefügt, die an einer Ausgangsklemme 9 penspannung 10 auf verschiedene Werte einstellbar die gewünschte Sägezahnspannung 12 langer Periode sein, so daß bei einem verhältnismäßig kleinen Beliefert, reich der Frequenz der Steuerimpulse 13 und der The “hot” end of the capacitor 3 is always the staircase voltage 10 at the “filling voltage” Input of an isolation amplifier 7 connected. Which is filling up. To have a large adjustment range for Output voltages of the adder 6 and the frequency of the output voltage 12 to be educated isolation amplifier 7 are 8 65 len in an adding step, the number of steps in the staircase put together, the voltage 10 at an output terminal 9 adjustable to different values the desired sawtooth voltage 12 be long period, so that with a relatively small supply, the frequency of the control pulses 13 and the rich
. 6. 6th
Sägezahnspannung 11 ein großer Frequenzbereich für die erzeugte Sägezahnspannung 12 erzielt werden kann.Sawtooth voltage 11 a large frequency range for the generated sawtooth voltage 12 can be achieved can.
Claims (7)
»Elektronik«, 1957, Nr. 6, S. 167 und 168.Considered publications:
"Electronics", 1957, No. 6, pp. 167 and 168.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB4196663A GB1082946A (en) | 1963-10-24 | 1963-10-24 | Improvements in or relating to saw tooth wave form generating circuit arrangements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1223877B true DE1223877B (en) | 1966-09-01 |
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ID=10422212
Family Applications (1)
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DEM62866A Pending DE1223877B (en) | 1963-10-24 | 1964-10-23 | Saw tooth generator |
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Country | Link |
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GB (1) | GB1082946A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3676784A (en) * | 1970-01-29 | 1972-07-11 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Apparatus for generating an analogue sawtooth voltage, the slope of which corresponds with the mean slope of a stepped sawtooth voltage |
FR2162529A1 (en) * | 1971-12-08 | 1973-07-20 | British Aircraft Corp Ltd | |
DE2434019A1 (en) * | 1973-07-20 | 1975-03-06 | Instron Ltd | SAW TOOTH FUNCTION GENERATOR |
-
1963
- 1963-10-24 GB GB4196663A patent/GB1082946A/en not_active Expired
-
1964
- 1964-10-23 DE DEM62866A patent/DE1223877B/en active Pending
Non-Patent Citations (1)
Title |
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None * |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1082946A (en) | 1967-09-13 |
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