DE1293208B

DE1293208B - Synchronizable frequency-modulated pulse generator

Info

Publication number: DE1293208B
Application number: DE1965M0064740
Authority: DE
Inventors: Roos Ludwig
Original assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Priority date: 1965-04-01
Filing date: 1965-04-01
Publication date: 1969-04-24

Description

Die Erfindung betrifft einen frequenzmodulierten Impulsgenerator, bei dem die Impulsfrequenz durch eine Steuerspannung und durch die Ladezeitkonstante eines Kondensators einstellbar ist und dieser Kondensator impulsartig entladen wird.The invention relates to a frequency-modulated pulse generator, where the pulse frequency is controlled by a control voltage and by the charging time constant of a capacitor is adjustable and this capacitor is discharged in a pulsed manner.

Bei einem bekannten Impulsgenerator ist zur Einstellung der Impulsfrequenz ein Differentialverstärker mit zwei Transistoren vorgesehen, an dem die Steuerspannung liegt. Ein Kondensator des Impulsgenerators wird über einen Widerstand von einer zweiten Spannungsquelle aufgeladen. Der Spannungsabfall am Widerstand wird mittels des Differentialverstärkers mit der Eingangsspannung verglichen. Das von dem Differentialverstärker erzeugte Differenzsignal wird von einem weiteren Transistor verstärkt, der den Ladestrom des Kondensators im Impulsgenerator steuert. Mit dieser Schaltung wird also die Impulsfrequenz in Abhängigkeit von der am Eingang des Differentialverstärkers liegenden Steuerspannung eingestellt.In a known pulse generator, the pulse frequency is set a differential amplifier with two transistors is provided to which the control voltage lies. A capacitor of the pulse generator is connected to a resistor by a second voltage source charged. The voltage drop across the resistor is measured using of the differential amplifier compared to the input voltage. That from the differential amplifier The difference signal generated is amplified by another transistor, which controls the charging current of the capacitor in the pulse generator controls. With this circuit, the Pulse frequency as a function of the one at the input of the differential amplifier Control voltage set.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen frequenzmodulierten Impulsgenerator zu schaffen, dessen Impulsfrequenz einstellbar und mit der Netzfrequenz synchronisierbar ist.The invention is based on the object of a frequency-modulated To create a pulse generator whose pulse frequency is adjustable and with the mains frequency is synchronizable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerspannung eine gleichgerichtete Wechselspannung und Speisespannung eines Impulsgenerators ist und daß zur impulsartigen Entladung des Kondensators eine Vierschichtdiode derart zwischen Kollektor und Basis eines Transistors geschaltet ist - dessen Emitter-Kollektor-Strecke wiederum in dem Entladestromkreis des Kondensators liegt und an dessen Basis über einen Widerstand eine Sperrspannung anliegt -, daß beim Durchbruch der Vierschichtdiode der Transistor voll leitend geschaltet wird. Bei einem derartigen frequenzmodulierten Impulsgenerator kann als einerseits die Impulsfrequenz durch die Ladezeitkonstante des Kondensators eingestellt werden und andererseits wird die Impulsfrequenz mit der gleichgerichteten Wechselspannung synchronisiert, und zwar jeweils im Null-Durchgang der Wechselspannung. Vorteilhaft ist ferner, daß bei der erfindungsgemäßen Schaltung die Steuerspannung gleichzeitig Speisespannung des Impulsgenerators ist. Der Impulsgenerator ist gegenüber dem bekannten Impulsgenerator, der zur Steuerung eine separate Steuerspannung und einen Differentialverstärker benötigt, im Aufbau wesentlich einfacher.According to the invention, this object is achieved in that the control voltage a rectified alternating voltage and the supply voltage of a pulse generator and that a four-layer diode is used for the pulse-like discharge of the capacitor is connected between the collector and base of a transistor - its emitter-collector path in turn lies in the discharge circuit of the capacitor and at its base over a resistor a reverse voltage is applied - that when the four-layer diode breaks down the transistor is switched fully conductive. With such a frequency-modulated Pulse generator can be used as the one hand, the pulse frequency through the charging time constant of the capacitor can be set and on the other hand the pulse frequency with synchronized with the rectified AC voltage, in each case in the zero crossing the alternating voltage. It is also advantageous that in the circuit according to the invention the control voltage is also the supply voltage of the pulse generator. The pulse generator is compared to the known pulse generator, which has a separate control voltage for control and a differential amplifier is required, much simpler in structure.

In der Zeichnung ist in A b b. 1 ein Beispiel einer Ausführungsform der Schaltung gemäß dem Erfindungsgedanken dargestellt. Die Basis eines Transistors 1 ist über einen Widerstand 2 mit dem einen Pol eines Kondensators 3 verbunden.In the drawing is in A b b. 1 shows an example of an embodiment the circuit shown according to the inventive concept. The base of a transistor 1 is connected to one pole of a capacitor 3 via a resistor 2.

Der Kondensator 3, zu dem zur Dämpfung ein Widerstand 10 parallel geschaltet ist, erhält über einen Widerstand 4 und einen veränderlichen Widerstand 5 über die Zeit einen Ladestrom. Der zweite Pol des Kondensators 3 ist mit dem fest eingestellten Widerstand 4 und dem Kollektor des Transistors 1 verbunden. Zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors 1 ist eine NPNP-Vierschichtdiode 6 geschaltet.The capacitor 3, to which a resistor 10 is in parallel for damping is switched, receives a resistor 4 and a variable resistor 5 a charging current over time. The second pole of the capacitor 3 is fixed to the set resistor 4 and the collector of transistor 1 connected. Between an NPNP four-layer diode 6 is connected to the collector and the base of the transistor 1.

Der Emitter des Transistors 1 erhält über einen Arbeitswiderstand 7 und die Primärwicklung 11 eines Impulstransformators 14 seine negative Spannung: Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung ergibt sich daraus, daß nach jeder Periode einer Halbwelle der an den Klemmen 8 und 9 anliegenden Wechselspannung der Kondensator 3 über die Zeit, beginnend bei Null, neu aufgeladen wird. Die Ladezeit ist kürzer als der Zeitverlauf einer Halbwelle und kann mit dem Widerstand 5 eingestellt werden.The emitter of transistor 1 receives a working resistor 7 and the primary winding 11 of a pulse transformer 14 its negative voltage: The operation of the circuit according to the invention results from the fact that after each Period of a half-wave of the alternating voltage applied to terminals 8 and 9 Capacitor 3 is recharged over time, starting at zero. The loading time is shorter than the time course of a half-wave and can be set with resistor 5 will.

Ist der Kondensator 3 bis auf die Durchbruch-Spannung der Vierschichtdiode 6 aufgeladen, wird die Vierschichtdiode 6 leitend und die Basis des Transistors 1 positiv. Der Kondensator 3 wird impulsartig über den ebenfalls leitend gewordenen Transistor 1 entladen. Die Impulse können den Sekundärwicklungen 12 und 13 des Impulstransformators 14 für eine Phasenumkehrung galvanisch getrennt abgenommen werden. Da die Vierschichtdiode 6 bei einem gewissen Unterschreiten des Haltestromes von dem leitenden in den sperrenden Zustand übergeht, wird der Kondensator 3 nach der Entladung sofort wieder neu geladen. Dieser periodische Ablauf wiederholt sich fortlaufend bis zum Ende der gleichgerichteten Wechselstrom-Halbwelle, wobei beim Null-Durchgang der Vorgang zwangsweise netzsynchron von neuem beginnt.Is the capacitor 3 except for the breakdown voltage of the four-layer diode 6 charged, the four-layer diode 6 becomes conductive and the base of the transistor 1 positive. The capacitor 3 is pulsed over the also become conductive Discharge transistor 1. The pulses can go to the secondary windings 12 and 13 of the pulse transformer 14 can be removed galvanically separated for a phase reversal. Because the four-layer diode 6 when the holding current from the conductive to the blocking current falls below a certain level State passes over, the capacitor 3 is charged again immediately after the discharge. This periodic sequence is repeated continuously until the end of the rectified Alternating current half-wave, with the process being automatically synchronized with the mains at the zero crossing starts all over again.

In der A b b. 2 der Zeichnung ist dasselbe Ausführungsbeispiel dargestellt wie in der A b b. 1, allerdings mit dem Unterschied, daß der Widerstand 5' nicht veränderlich ist.In the A b b. 2 of the drawing shows the same exemplary embodiment as in A b b. 1, but with the difference that the resistor 5 'is not is changeable.

Die Ladezeitkonstante des Kondensators 3' wird vielmehr über Transistoren 17 und 19 eingestellt. Hierbei ist der Transistor 17 ein NPN-Transistor und der Transistor 19 ein PNP-Transistor. Beide Transistoren sind zur Temperaturkompensation vorgesehen und derart geschaltet, daß beispielsweise eine positive Temperaturänderung an den Transistoren und die hierdurch bedingte Erhöhung des Emitter-Kollektorstromes des PNP-Transistors 19 an der Basis des NPN-Transistors 17 eine negative Steuerung zur Folge hat, die der Erhöhung des Kollektor-Emitter-Stromes des NPN-Transistors 17 entgegenwirkt.Rather, the charging time constant of the capacitor 3 ′ is set via transistors 17 and 19. Here, the transistor 17 is an NPN transistor and the transistor 19 is a PNP transistor. Both transistors are provided for temperature compensation and are connected in such a way that, for example, a positive change in temperature at the transistors and the resulting increase in the emitter-collector current of the PNP transistor 19 at the base of the NPN transistor 17 results in a negative control that leads to the increase the collector-emitter current of the NPN transistor 17 counteracts.

Bei einer negativen Temperaturänderung kompensieren sich die Temperaturfehler entsprechend in negativer Richtung.If the temperature change is negative, the temperature errors compensate each other accordingly in the negative direction.

Durch die Schaltung nach dem Erfindungsgedanken ändert sich bei Temperaturschwankungen der Außentemperatur der Durchlaßwiderstand .des Transitors 17 nicht wesentlich. Der NPN-Transistor 17 wird durch den PNP-Transistor 19 über eine Steuerspannung, die an den Klemmen 15 und 16 anliegt, in seinem Durchlaßwiderstand gesteuert. Der Eingang des Transistors 19 zwischen Basis und Kollektor erhält durch die Kollektorschaltung einen hochohmschen Eingangswiderstand. Der Basis wird die Steuerspannung über einen Spannungsteiler, bestehend aus zwei Widerständen 21, 22, zugeführt, wobei der Widerstand 22 gegenüber dem Widerstand 21 wesentlich größer bemessen ist.With the circuit according to the inventive concept, the on-resistance of the transistor 17 does not change significantly in the event of temperature fluctuations in the outside temperature. The NPN transistor 17 is controlled in its forward resistance by the PNP transistor 19 via a control voltage which is applied to the terminals 15 and 16. The input of the transistor 19 between the base and collector receives a high-ohmic input resistance due to the collector circuit. The control voltage is fed to the base via a voltage divider consisting of two resistors 21, 22, the resistor 22 being dimensioned to be considerably larger than the resistor 21.

Zwischen -dem negativen Pol der Steuerspannung und der Basis des Transistors 19 ist ein Kondensator 23 angeordnet, der eventuell auftretende Störwechselspannungen beseitigt. Der Kollektor des Transistors 19 liegt über einen Widerstand 20 am negativen Pol der Steuerspannung. Der Emitter des Transistors 19 ist mit der Basis von Transistor 17 verbunden und diese sind wieder über einen hochohmschen Widerstand 18 mit dem positiven Pol der Betriebsspannung verbunden.Between -the negative pole of the control voltage and the base of the transistor 19 a capacitor 23 is arranged, the possibly occurring interfering alternating voltages eliminated. The collector of the transistor 19 is connected to the negative via a resistor 20 Control voltage pole. The emitter of transistor 19 is connected to the base of transistor 17 connected and these are again via a high resistance 18 with the connected to the positive pole of the operating voltage.

Zum Einstellen des Potentials an der Basis von Transistor 17 - wenn Transistor 19 zwischen Emitter und Kollektor durchgeschaltet hat, d. h. leitend geworden ist - dient der in der Emitterleitung von Transistor 17 liegende Widerstand 5'.To adjust the potential at the base of transistor 17 - if Transistor 19 has switched through between emitter and collector, d. H. conductive - the resistor in the emitter line of transistor 17 is used 5 '.

Die Wirkungsweise des Teiles der Schaltung, der zur Einstellung der Zeitkonstante des Kondensators 3' dient, ist wie folgt: Der Transistor 19 wird von dem leitenden Zustand aus durch das Anlegen der positiven Basisspannung der Steuerspannung zwischen den Klemmen 15 und 16 gesperrt. Die Basisspannung an Transistor 17 wird über den Widerstand 18 positiv und der Transistor 17 wird hierdurch leitend. Mit steigender Steuerspannung an den Klemmen 15,16 wird also der Widerstand des Transistors 17 kleiner, die Ladezeit des Kondensators 3' kürzer und dementsprechend die Impulsfolge größer.The operation of the part of the circuit that to the Setting the time constant of the capacitor 3 'is used as follows: The transistor 19 is from the conductive state by the application of the positive base voltage the control voltage between terminals 15 and 16 is blocked. The base voltage on Transistor 17 becomes positive via resistor 18 and transistor 17 becomes thereby conductive. As the control voltage at terminals 15, 16 increases, the resistance of the transistor 17 is smaller, the charging time of the capacitor 3 'is shorter and accordingly the pulse train is larger.

Claims

Claim: Frequency modulated pulse generator in which the pulse frequency adjustable by a control voltage and by the charging time constant of a capacitor and this capacitor is discharged in a pulsed manner, d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the control voltage is a rectified AC voltage and The supply voltage of the pulse generator is and that for the pulse-like discharge of the Capacitor (3, 3 ') a four-layer diode (6, 6') .derart between the collector and The base of a transistor (1,1 ') is connected - its collector-emitter path again in the discharge circuit of the capacitor (3, 3 ') and at its base A reverse voltage is applied via a resistor (2) - that when the four-layer diode breaks down (6, 6 ') the transistor (1, 1') is switched fully conductive.