DE1229140B

DE1229140B - Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer zeitabhaengig ansteigenden oder abfallenden Spannung

Info

Publication number: DE1229140B
Application number: DEA39591A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dieter Eberitzsch; Dipl-Ing Hans-Dieter Schwarz
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1962-03-01
Filing date: 1962-03-01
Publication date: 1966-11-24

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer zeitabhängig ansteigenden oder abfallenden Spannung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer zeitabhängig ansteigenden oder abfallenden Spannung.
Es ist bekannt, zur elektrischen Erzeugung einer ZeitfunktionLade- oderEntladekreise zuverwenden. Mit diesen lassen sich jedoch nur Exponentialfunktionen erzielen. Außerdem ist es bekannt, daß sich durch einen sogenannten Dioden-Funktionsgenerator, bestehend aus einemNetzwerkausWiderständen mit spannungsabhängigen Dioden, eine Verformung einer zeitabhängigen Eingangsspannung bewirken läßt.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß man auch mit einer einfachen Gleichspannung als Eingangsspannung beliebige Zeitfunktionen nachbilden kann, indem ein Zeitkreis mit einem spannungsabhängigen Widerstand kombiniert wird. Demgemäß besteht das Wesen der Erfindung darin, daß ein Auflade- oder Entladestrom eines Zeitkreises über einen spannungsabhängigen Widerstand, z. B. einen Dioden-Funktionsgenerator, geführt wird.
Die erfIndungsgemäße Kombination eines Zeitkreises mit einem spannungsabhängigen Widerstand hat den Vorteil, daß durch einfaches Schalten einer Gleichspannung oder eines Gleichstromes nach einer beliebigen Zeitfunktion ansteigende oder abfallende Spannungen mit beliebig großer Annäherung erzeugt werden können. Es besteht ferner der Vorteil, daß im Gegensatz zum einfachen Netzwerk die Annäherung an die gewünschte Zeitfunktion nicht durch lineare, sondern gekrümmte, dem Ladevorgang entsprechende Kurvenstücke erfolgt, so daß man entweder eine bessere Annäherung erzielt oder mit weniger Stufen auskommen kann.
Die Erfindung sei an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht: Fig. 1 zeigt eine Schaltung nach der Erfindung mit einem Ladekreis, F i g. 2 eine entsprechende Schaltung mit einem Entladekreis, F i g. 3 und 4 Diagramme zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Schaltungen nach F i g. 1 und 2; F i g. 5 zeigt eine Schaltung zur zeitabhängigen Verstärkungsregelung einer Echoloteinrichtung.
Die in Fig. 1 *dargestellte Schaltung besteht im wesentlichen aus einem Zeitkreis mit einem Kondensator 1, der von einer Gleichspannungsquelle 2 über einen Widerstand 3 entladen und nach Betätigung eines Umschalters 4 über ein Netzwerk 5 aus ohmsehen Widerständen und Dioden aufgeladen wird. Das Netzwerk 5 besteht in an sich bekannter Weise aus einem niederohmigen Spannungsteiler mit Widerständen 6, 7, 8 und 9 und einer ParalleIschaltung von Ladewiderständen 10, 11, 12 und 13, welche an die verschiedenen Teilerabgriffe angeschlossen sind. Der unmittelbar an die Gleichspannungsquelle 2 angeschaltete Widerstand 10 liegt mit seinem anderen Pol direkt am Schalter 4, während die Ladewiderstände 11, 12 und 13 über Dioden 14, 15 und 16 am Schalter 4 liegen.
Wird nach der Entladung des Kondensators 1 durch Betätigung des Schalters 4 der Kondensator über das Netzwerk 5 an die Ladequelle 2 gelegt, so erfolgt eine Aufladung nach einer Zeitfunktion, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist. Wird angenommen, daß der Kondensator über den Widerstand 3 vollständig entladen worden ist, so erfolgt mit einem ersten Zeitabschnitt von t0 bis tl eine Aufladung des Kondensators über die ParalleIschaltung der Widerstände 10, 11, 12 und 13 nach einer Kurve kl. Bei Erreichen der Spannung u 1 wird der Stromfluß durch die Diode 16 unterbrochen, weil die Spannung u dann den Wert der zwischen den Widerständen 8 und 9 liegenden Abgriffspannung erreicht hat, und die weitere Aufladung erfolgt nach einer Ladekurve k 2 bis zu einer Spannung u 2, die gleich der Spannung zwischen den Widerständen 7 und 8 ist, worauf auch der Ladestrom über den Widerstand 12 unterbrochen wird, und die weitere Aufladung nach einer Ladekurve k3 erfolgt bis zum Erreichen der Spannung u3. Alsdann wird auch der Ladestrom über den Widerstand 11 unterbrochen, und die weitere Ladung erfolgt nur noch über den Widerstand 10 nach der Kurve k 4.
Die einzelnen Kurventeile kl, k2, k3, k4 stellen für sich normale Ladekurven, d. h. Exponentialfunktionen dar. Durch geeignete Wahl der Exponenten lassen sich beliebige, monoton ansteigende Zeitfunktionen aproximativ erreichen.
Die in F i g. 2 dargestellte Schaltung unterscheidet sich von der nach F i g. 1 nur dadurch, daß hier nicht die Ladung eines Kondensators, sondern seine Entladung benutzt wird, um eine monoton abfallende Zeitfunktion nach der zusammengesetzten Kurve kl-k2-k3-k4 zu verwirklichen. Dabeiwird derKondensator 1 vor Beginn der Ehtladung über einen Widerstand 3 auf die Spannung u aufgeladen und nach Betätigung des Umschalters4 über das Netzwerk 5 entladen.
Bei der in F i g. 5 dargestellten Schaltung handelt es sich um einen Generator zur Erzeugung der Regelspannung für einen Echolotverstärker. Es ist bekannt, bei der Echolotung eine solche entfernungsabhängige Regelspannung mit Hilfe eines einfachen Ladekreises- zu erzeugen, dabei gewinnt man jedoch keine exakte Kompensation der Ausbreitungsverhältnisse des Schalles, bei welcher die Schallstärke nach der Funktion mit der Entfernung r abnimmt. lvüt einer kombinierten Schaltung nach Art der in F i g. 2 dargestellten Schaltung läßt sich auch für diesen Anwendungsfall eine wesentlich bessere Anpassung an die theoretisch optimale Regelkurve erzielen. Da der Verstärker eine logarithmische Regelfunktion hat, muß die zeitabhängige Regelspannung ebenfalls sich nach einer logariflunischen Funktion ändern.
Bei der Schaltung nach F i g. 5 wird bei Aussendung des Lotimpulses ein Gleichspannungsirnpuls gegeben, der die Entladung des Kondensators 1 einleitet. Dieser Impuls gelangt über eine Leitung 17 auf die Basis B eines Schalttransistors 18. Bis zum Augenblicke der Aussendung des Echolotimpulses wird über die Leitung 17 auf die Basis B eines Schalttransistors 19 eine negative Spannung von -36 V gegeben, durch welche der Emitter-Kollektor-Kreis dieses Transistors. leitet und den Kondensator 1 in dem entladenen Zustand hält. Im Zeitpunkt t0 wird die - Steuerspannung auf 0 V getastet, wodurch der Stromfluß im Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 18 unterbrochen. wird und der Kondensator 1 über das Widerstandsnetzwerk entsprechend,F"i'g.,1 aufgeladen wird. Die zeitabhängige Spannung kann dann am Emitterwiderstand des Transistors 19 ent-nommen werden.
Durch Änderungen des Kondensators 1 kann die Zeitfunktion proportional verlängert oder verkürzt werden.
Im Rahmen der Erfindung sind noch mancherlei Abänderungen möglich. Insbesondere können an Stelle von Kondensatorladekreisen zur Erzielung der gewünschten Zeitfunktion gegebenenfalls auch Zeitkreise mit Drosselspulen Verwendung finden. Während bei den dargestellten Kondensatorladekreisen die benutzte Ausgangsgröße eine Spannung ist, erhält man bei Verwendung von Drosselspulen eine entsprechende Stromgröße.

Claims

Patentansprüche-1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer zeitabhängig ansteigenden oder abfallendenSpan-. nung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auflade- oder Entladestrom eines Zeitkreises über einen spannungsabhängigen Widerstand, dessen Stromleitwert sich in Abhängigkeit von der anliegenden Spannung während des Auflade-oder Entladevorganges fortlaufend ändert, z.B., in Form eines Diodenfunktionsgenerators, geführt wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auf- oder Entladestrom durch Wahl der Charakteristik des spannungs-# abhängigen Widerstandes nach einer logarithmischen Funktion verläuft. 3. Anordnung nach Anspruch 1 -und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein periodischer Impulsgeber zum Schalten des Zeitkreises vorgesehen ist. 0 In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegesehrift Nr. 1124 087; »Radio und Fernsehen«, 1961, H. 24, S. 780; »Elektronik«, 1961, Nr. 4, S. 112.