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Elektronischer Impulsumsetzer Die Erfindung bezieht sich auf einen
elektronischen Impulsumsetzer, der sowohl Impulsfolgen als auch sinusförmige Spannungen
innerhalb eines bestimmten Bereiches in Rechteckimpulse verwandelt, deren Tastverhältnis
von 0 bis 1000/, von der Amplitude der eingespeisten Wechselspannung bzw.
von der Impulshöhe abhängig ist.
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Eine solche Schaltungsanordnung ist beispielsweise für Regel-, Steuer-
und Überwachungsanordnungen oder die Umsetzung von Pulsamplitudenmodulationen in
Pulslängencodemodulationen geeignet.
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Schaltungsanordnungen zur Verwandlung von Wechselspannungen in Rechteckimpulse,
deren Dauer von der Amplitude der eingespeisten Wechselspannung abhängig ist, sind
an sich bekannt. Diese Schaltungsanordnungen haben jedoch den Nachteil, daß sie
entweder nur Ausgangsimpulse von maximal einer Halbwelle abgeben oder sehr aufwendig
sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Schaltungsanordnungen dieser Art zu vermeiden und einen Impulsumsetzer zu besitzen,
der wirtschaftlich aufgebaut ist und dessen Tastverhältnis von 0 bis 100 °/o von
der Amplitude der eingespeisten Wechselspannung bzw. der eingespeisten Impulshöhe
abhängig ist.
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Der erfindungsgemäße Impulsumsetzer ist dadurch gekennzeichnet, daß
zwei Transistoren mit ihrem Basisanschluß miteinander verbunden sind und der Kollektor
des ersten Transistors unter Zwischenschaltung einer ersten Diode mit dem Eingang
verbunden ist, während der Emitter dieses Transistors über einen gegebenenfalls
regelbaren Widerstand mit dem anderen Pol des Eingangs verbunden ist und zwischen
dem Kollektor dieses Transistors und dem Leiter O eine Kapazität geschaltet ist,
und der Ermitter des zweiten Transistors über eine zweite Diode mit dem Leiter O
verbunden ist und zwischen dem Minuspol und der Verbindung zwischen der Basis des
ersten Transistors und der Basis des zweiten Transistors ein Widerstand und zwischen
dem Kollektor des Transistors und dem Minuspol ein weiterer Widerstand geschaltet
ist und die Ausgangsimpulse zwischen Leiter O und dem Kollektor des zweiten Transistors
abgenommen werden.
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Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Schaltbild des Impulsumsetzers, F i g. 2,
3 und 4 verschiedene Betriebsarten der Schaltungsanordnung der F i g. 1, davon F
i g. 2 mit Wechselspannungen verschiedener Amplitude, F i g. 3 mit verschiedenen
Pulshöhen, F i g. 4 mit konstanter Pulshöhe und variabler Vorspannung.
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Die erfindungsgemäß aufgebaute Schaltungsanordnung besteht aus zwei
Transistoren Tr, und Tr, deren Basisanschlüsse miteinander verbunden sind und der
Kollektor des Transistors Tr, unter Zwischenschaltung einer Diode Dl, die gegebenenfalls
auch durch einen anders gearteten Gleichrichter, z. B. einen Emitterfolger od. dgl.
ersetzt sein kann, mit dem Eingang verbunden ist, während der Emitter des Transistors
Tr, über einen (regelbaren) Widerstand R1 mit dem anderen Pol des Eingangs verbunden
ist. Zwischen dem Kollektor des Transistors Tr, und dem Leiter O ist eine Kapazität
C geschaltet. Der Emitter des Transistors Tr. ist über eine regelbare oder feste,
vorzugsweise niederohmige Spannungsquelle, beispielsweise eine Diode D2, mit dem
Leiter O verbunden. Zwischen dem Minuspol und der Verbindung zwischen der Basis
des Transistors Tr, und der Basis des Transistors Tr2 ist ein Widerstand R2 geschaltet
und zwischen dem Kollektor des Transistors Tr, und dem Minuspol ein Widerstand R3.
Zwischen die Diode DZ und dem Minuspol kann zusätzlich ein Widerstand geschaltet
sein.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schaltungsanordnung
ist wie folgt: Der Emitter des Transistors Tr, ist durch eine niederohmige regelbare
oder feste Spannungsquelle, beispielsweise durch die in Flußrichtung betriebene
Diode D2, etwas in negativer Richtung angehoben. Solange die Spannung am Kondensator
C und damit am Kollektor des Transistors Tr, hinreichend klein bzw. gleich Null
ist, wird der Widerstand R1 ausschließlich von dem Basisstrom IB 1 durchflossen,
der durch den Widerstand R2 begrenzt ist.
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Die Spannung UB = UBE 1 + 1B 1 R1 reicht
nicht aus, um den Transistor Tr2 anzusteuern, wenn der Widerstand R1 gegenüber dem
Widerstand R2 hinreichend
klein gewählt ist. Somit bleibt der Transistor
Tr, gesperrt.
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Fließt über die Diode Dl, die beispielsweise auch durch einen anderen
Gleichrichter oder einen Emitterfolger ersetzt sein kann, eine negative Sinushalbwelle
oder ein kurzer niederohmiger negativer Impuls, wird der Kondensator C auf eine
von der Größe dieses Signals abhängige Spannung aufgeladen. Im Transistor Tr, fließt
daraufhin der Kollektorstrom JC1, der die Spannung am Widerstand R, und damit die
Spannung UB so weit erhöht, daß der Transistor Tr2 leitend wird. Die Spannung
UB kann nicht wesentlich höher ansteigen als die am Emitter des Transistors
Tr2 anstehende Spannung, so daß der Transistor Tr, in Verbindung mit dem Widerstand
R, und der zwischen Basis und Emitter des Transistors Tr, anstehenden Spannung
UB als Stromstabilisator wirkt und die Entladung des Kondensators C linearisiert.
Der Entladestrom des Kondensators C ist damit spannungsabhängig. Die Dauer der Entladung
des Kondensators C und damit die Zeit, für die der Transistor Tr2 leitend ist, ist
von der Amplitude des negativen Eingangssignals abhängig.
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Ist die Amplitude des Eingangssignals so groß, daß der Kondensator
C bei Eintreffen des folgenden Eingangssignals noch nicht völlig entladen ist, bleibt
der Transistor Tr, dauernd leitend. Ist die Amplitude des Eingangssignals dagegen
so klein, daß der Kondensator C nicht genügend aufgeladen wird, bleibt der Transistor
Tr2 dauernd gesperrt. Ändert sich die Amplitude des Eingangssignals zwischen diesen
beiden Extremwerten, so ändert sich das Tastverhältnis der am Ausgang auftretenden
Rechteckspannung kontinuierlich zwischen 0 und 100 °/a.
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An Stelle mit der in der F i g. 2 dargestellten Eingangswechselspannung
kann die Schaltungsanordnung beispielsweise mit Rechteckimpulsen von F i g. 3 gespeist
werden oder, wie in F i g. 4 dargestellt, mit einer konstanten Wechselspannung und
Pulsfolgen, der eine veränderliche Gleichspannung in Serie geschaltet ist.
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Die Basis des Transistors Tr, kann gegebenenfalls mit der Basis des
Transistors Tr. auch unter Zwischenschaltung - in den Zeichnungen nicht dargestellt
-geeigneter RCL-Kombinationen oder sonstiger geeigneter Schaltmittel verbunden sein.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Anwendung der in
der F i g. 1 dargestellten pnp-Transistoren beschränkt. Vielmehr können auch npn-Transistoren
Verwendung finden, allerdings unter Umkehrung der Flußrichtung der Dioden D, und
D2 sowie Umpolung der Betriebs- und Eingangsspannung. An Stelle von Transistoren
können auch Elektronenröhren oder andere Schaltmittel Verwendung finden.