DE1588136B2

DE1588136B2 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen tfiner breite- und abstandsmodulierten Rechtetfkspannung

Info

Publication number: DE1588136B2
Application number: DE19671588136
Authority: DE
Inventors: Arne; Petersen Tom Kastriip; Nordborg Jensen (Dänemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1967-08-29
Filing date: 1967-08-29
Publication date: 1970-11-12
Also published as: SE356859B; DE1588136A1; FR1578530A; DK130269C; DK130269B; CH493168A; US3604995A; JPS4928041B1; GB1202466A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Rechteckspannung, die in Abhängigkeit von der Amplitude und der Frequenz zweier Signale unterschiedlicher Frequenz dadurch breite- und abstandsmoduliert ist, daß Anfang und Ende jedes Rechteckimpulses durch die Schnittpunkte des niederfrequenten und des höherfrequenten Signals mit wenigstens teilweise geneigten Flanken festgelegt wird.

_ Es sind Schaltungen dieser Art bekannt, bei denen die Rechteckspannung aus den Schnittpunkten einer hochfrequenten Dreieckspannung mit konstanter Frequenz und konstanter Amplitude mit einer niederfrequenten Sinusspannung variabler Frequenz und variabler Amplitude gewonnen wird. Die entstehende Rechteckspannung besitzt konstante Amplituden, kann also beispielsweise von einer Gleichspannungsquelle abgenommen werden, entspricht aber trotzdem hinsichtlich der Wiederholungsfrequenz und dem jeweiligen Spannungsmittelwert der vorgenannten Sinusspannung. Hierbei treten Schwierigkeiten auf, wenn die Sinusspannung nur eine kleine Amplitude hat und viele Schnittpunkte in unmittelbarer Nähe der NuUinie erfolgen. Bereits kleine Ungenauigkeiten (Temperaturverschiebungen) innerhalb der Schaltung zum Vergleich des niederfrequenten und des höherfrequenten Signals führen zu einem unbrauchbaren oder zumindest stark verfälschten Ergebnis.

Wenn die bekannte Schaltung zur Motorsteuerung herangezogen wird, müssen Frequenz und Amplitude der niederfrequenten Sinusspannung annähernd proportional sein. Einer kleinen Frequenz entspricht daher eine kleine Amplitude, die zu den erwähnten Schnittpunkten in unmittelbarer Nähe der Nullinie führt. Bei hohen Frequenzen kann die Amplitude des niederfrequenten Signals diejenige des höherfrequenten Signals übersteigen, so daß Schnittpunkte und damit die Breitenmodulation teilweise ganz fortfallen. Ferner ist es nicht einfach, der Sinusspannung gleichzeitig eine veränderbare Frequenz und eine veränderbare Amplitude, die beide in einer bestimmten Abhängigkeit voneinander stehen sollen, aufzuprägen.

Es sind auch Schaltungsanordnungen zum Erzeugen von Rechteckspannungen anderer' Art bekannt, bei denen lediglich der Beginn des Rechteckimpulses von einem Schnittpunkt zweier Spannungszüge bestimmt wird. So können Rechteckimpulse unterschiedlicher Breite, aber gleicher Periode dadurch erzeugt werden, daß eine Sägezahnkurve konstanter Frequenz mit einer veränderlichen Steuerspannung geschnitten wird. Umgekehrt können Rechteckimpulse mit einer vom System her bestimmten Breite, aber mit_ unterschiedlichem Abstand erzeugt werden, indem ein amplitudenmoduliertes Signal konstanter Frequenz durch eine konstante Synchronisierspannung geschnitten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die auch bei den Extremwerten der einstellbaren Amplitude bzw. Frequenz noch genau arbeitet und die es gestattet, diese für die Form der gewünschten Rechteckspannung wesentlichen Ausgangsdaten wesentlich freizügiger als bisher einzustellen.

_ Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das niederfrequente Signal konstante Amplitude, aber einstellbare Frequenz und das höherfrequentierte Signal konstante Wiederholfrequenz, aber einstellbare Amplitude bzw. Flankenneigung hat.

Bei dieser Schaltungsanordnung bleibt die Amplitude des niederfrequenten Signals erhalten; es treten daher keine Betriebszustände auf, bei denen die Schnittpunkte mit dem höherfrequentierten Signal überwiegend im Bereich der Nullinie liegen. Ferner

ίο werden die beiden veränderlichen Größen (Frequenz, Amplitude) jeweils einem der beiden Signale zugeordnet, was die Signalsteuerung sehr vereinfacht und vor allem auch eine Änderung der Frequenz unabhängig von der Amplitude und umgekehrt ermöglicht. Infolgedessen läßt sich die Frequenz und der Spannungswert der breitmodulierten Rechteckspannung besser als bisher steuern. Da die Amplitude des höherfrequenten Signals für sich überwacht wird, kann man auch dafür sorgen, daß sie immer größer ist als die Amplitude des niederfrequenten Signals.

Bei Anwendung der Schaltungsanordnung zur Drehzahlsteuerung von Wechselstrommotoren, bei denen die Frequenz und die Größe der zugeführten Spannung etwa proportional zueinander sein sollen, empfiehlt es sich, daß die Frequenz des niederfrequenten Signals der gewünschten Motordrehzahl und die Amplitude bzw. Flankenneigung des höherfrequenten Signals der gewünschten Motorspeisespannung zugeordnet ist. Bei dieser Anordnung führt eine Herabsetzung der Frequenz des niederfrequenten Signals nicht zu einer Verkleinerung der Amplitude dieses Signals, sondern zu einer Vergrößerung der Amplitude bzw. Flankenneigung des höherfrequenten Signals, so daß ausreichend Schnittpunkte mit

35' genügendem Abstand von der Nullinie vorhanden sind.

Vorzugsweise werden die beiden Signale je für sich an ein Summationsnetzwerk geführt, dem ein das Vorzeichen der Summe feststellender Nulldetektor, vorzugsweise mit hoher Verstärkung, nachgeschaltet ist. Der Nulldetektor gibt demnach unmittelbar die gewünschte Rechteckspannung ab. Selbstverständlich kann auch irgendein anderes, gleichwertiges Schaltungsglied vorgesehen sein, beispielsweise ein Schmitt-Trigger.

Dem Summationsnetzwerk kann außerdem ein Signal zugeführt werden, das einer Verschiebung des Mittelpunkts der angeschlossenen Belastung entspricht. Hierdurch wird die Nullinie genau fixiert, so daß die Schnittpunkte des höherfrequenten und des niederfrequenten Signals den genau richtigen Abstand zur Nullinie haben.

Für einen dreiphasigen Motor muß die Schaltungsanordnung drei Ausgänge für breitenmodulierte Rechteckspannungen haben, die phasenrichtig liegen. Hierbei empfiehlt es sich, das niederfrequente Signal aus einer Drei-Phasen-Schaltungsanordnung zu gewinnen, an dessen drei Phasen je ein Summationsnetzwerk angeschlossen ist, dabei aber ein einphasiges höherfrequentes Signal zu verwenden und allen drei Summationsnetzwerken gemeinsam zuzuführen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden beide Signale durch Integration von Rechteckwellen erzeugt, deren Amplitude mittels Gleichspannung oder -strom einstellbar ist. Eine solche Steuerung ist möglich, weil jedes Signal nur durch einen veränderlichen Faktor beeinflußt wird. Durch die Integration

entstehen Signale unterschiedlicher Flankenneigung, die sowohl für eine Amplitudensteuerung als auch für eine Frequenzsteuerung nutzbar gemacht werden kann.

So können beispielsweise die Halbwellen des niederfrequenten Signals Trapeze mit einstellbarer Flankenneigung sein, wobei die geradlinigen Abschnitte des Trapezes jeweils einer Zeitdauer von 60 elektrischen Grad entsprechen. Eine solche Trapezform ist für ein Dreiphasensystem besonders brauchbar, weil die Summe aller Augenblicksspannungen Null ergibt. Das Trapez entspricht einer Sinusspannung so gut, daß keine 3. Harmonische auftritt. Durch die vorgeschriebene gleiche Dauer der drei geradlinigen Abschnitte des Trapezes in Verbindung mit der konstanten Amplitude führt eine Änderung der Flankenneigung sofort zu einer Änderung der Frequenz. Beialledem ist ein solches Trapez sehr leicht mit festen elektrischen Bauelementen zu erzeugen.

Weiterhin können die Halbwellen des höherfrequenten Signals dreieckige Grundform mit einstellbarer Flankenneigung, jedoch konstanter Wiederholfrequenz haben. Infolge der konstanten Frequenz dieses Signals führt eine Änderung der Flankenneigung unmittelbar zu einer Änderung der Amplitude.

Dort, wo die Möglichkeit besteht, daß die Flankenwellen nicht voll ausgesteuert zu werden brauchen, empfiehlt es sich, die Amplitude der dreieckigen Grundform auf einen Wert etwa gleich der konstanten Amplitude des niederfrequenten Signals zu begrenzen. Die der Spitze des Dreiecks entsprechende Spannung braucht daher im System gar nicht aufzutreten.

Dort wo die Möglichkeit besteht, daß die Flankenneigung des höherfrequenten Signals so flach gemacht wird, daß die Amplitude kleiner wird als die Amplitude des niederfrequenten Signals, kann man der dreieckigen Grundform im Bereich der Amplitude ein Signal mit steileren Flanken überlagern. Dieses überlagerte Signal soll beim Unterschreiten eines vorgegebenen kleinen Werts der Flankenneigung der Grundform vorzugsweise eine vorgegebene Breite nicht unterschreiten. Hiermit ist sichergestellt, daß auch im ungünstigsten Fall noch· zwei definierte Schnittpunkte mit dem niederfrequenten Signal auftreten.

Eine besonders einfache Steuerung ergibt sich dadurch, wenn beide Signale in Abhängigkeit von derselben Gleichspannung einstellbar sind. Insbesondere kann das niederfrequente Signal direkt und das höherfrequente Signal umgekehrt proportional von derselben Gleichspannung einstellbar sein. Auf diese Weise sind die Wiederholfrequenz der Rechteckspannung und deren maximaler Mittelwert einander proportional, was eine Motorsteuerung ergibt, bei der das Drehmoment auch bei sich ändernder Drehzahl konstant bleibt.

Bei diesem Vorgehen kann die Gleichspannung direkt an den Steuereingang der Schaltungsanordnung für das niederfrequente und für das höherfrequente Signal gelegt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß am Ausgang der Schaltungsanordnung für das höherfrequente Signal ein Neigungsgraddetektor angeordnet ist, dessen der Neigung entsprechende Ausgangsgleichspannung in einem Fehlerdetektor mit der steuernden Gleichspannung verglichen wird, und die resultierende Spannung zur Steuerung der genannten Schaltungsanordnung benutzt wird. Die hierbei auftretende Rückführung dient dazu, einen möglichst genauen Reziprokwert zu bilden. Sodann kann man die steuernde Gleichspannung nur der Schaltungsanordnung für das höherfrequente Signal zuführen, dieser einen Neigungsgraddetektor nachschalten und dessen Ausgangsgleichspannung die Schaltungsanordnung für das niederfrequente Signal steuern lassen.

Als Neigungsgradmesser eignet sich beispielsweise ίο ein Gerät, das in einem vorgegebenen Niveau, vorzugsweise in der Höhe der konstanten Amplitude des Signals, den Abstand zwischen den beiden Flanken des höherfrequenten Signals mißt und ein diesem Abstand proportionales Gleichstromsignal abgibt. Dies leistet is beispielsweise eine Schaltung, bei der an die Basis eines ersten Transistors das unveränderte höherfrequente Signal und an dessen Emitter dasselbe, aber in der vorgegebenen Höhe abgeschnittene Signal angelegt ist, bei der ferner aus dem resultierenden Differenzsignal, gegebenenfalls nach Verstärkung durch ein Filtemetzwerk, die Gleichspannungskomponente gewonnen und diese dem Regeltransistor eines Gleichstromkreises zur Abgabe des gewünschten Steuersignals zugeführt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform addiert das Summationsnetzwerk die Ströme der Signale, beispielsweise indem die Ausgänge der Schaltungsanordnungen für die niederfrequenten und höherfrequenten Signale an eine gemeinsame Impedanz 30* gelegt sind, und zwar über je einen großen ohmschen Widerstand, von denen mindestens einer regelbar sein kann. Die Stromaddition gestattet es, die Schnittpunkte ohne Rückwirkung auf die übrige Schaltung zu erhalten. Eine Anpassung an unterschiedliche Amplituden ist hierbei durch lineare Glieder möglich.

Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, · -

F i g. 2 ein Blockschaltbild der zugehörigen Schaltungsanordnung für "die höherfrequenten Signale,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Einheit der zugehörigen Schaltungsanordnung für die niederfrequenten Signale,

F i g. 4 den zeitlichen Verlauf des höherfrequenten Signals, der niederfrequenten Signale und der zugehörigen Rechteckspannungen bei Dreiphasenbetrieb, F i g. 5 ein Blockschaltbild für eine erste Art der gemeinsamen Steuerung der Schaltungsanordungen für die niederfrequenten und höherfrequenten Signale, ■ .-"-·-

F i g. 6 eine zweite Art der Steuerung,
• Fig. 7 eine dritte Art der Steuerung und
F i g. 8 ein Schaltbild für einen Neigungsgradmesser. ...

Fig. I zeigt'eine Schaltungsanordnung 1 zur Erzeugung eines höherfrequenten Signals e konstanter Frequenz, aber mit Hilfe der Steuerspannung B einstellbarer Amplitude und einer Dreiphasenschaltungsanordnung 2 zur Erzeugung niederfrequenter Signalei?, S, T konstanter Amplitude, aber mit Hilfe der Steuerspannung B einstellbarer Frequenz. Die Dreiphasenschaltungsanordnung2-besitzt drei Einheiten 3,4,5, die gleichen Aufbau haben und in einer Schleife hintereinandergeschaltet sind. Die niederfrequenten Signale R, S, T werden in ein Summationsnetzwerk 6 geleitet und dort je für sich mit

dem höherfrequentierten Signal e summiert. Zu diesem Zweck werden die Signale über jeweils einen Widerstand 7 bzw. 8 an eine gemeinsame Impedanz 9 geführt; gegebenenfalls tritt über jeweils einen Widerstand 10, von denen nur einer eingezeichnet ist, ein von der Nullpunktverschiebung des Lastsystems abhängiges Signal hinzu. Die Summe der jeweiligen Signale wird einem Nullpunktdetektor 11 mit hohem Verstärkungsgrad zugeführt, an dessen Ausgang die breitenmodulierten Rechtecksignale g_R, g_s, g_T abgenommen werden können. ;

Ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung, die höherfrequente Signale mit dreieckiger Grundform erzeugt, ist in F i g. 2 veranschaulicht. Ein Oszillator 12 erzeugt Impulse, beispielsweise mit einer Frequenz von 2000Hz. Diese schalten einen Flip-Flop 13 oder bistabilen Multivibrator derart um, daß an seinem Ausgang 14 abwechselnd eine positive und eine negative Gleichspannung auftritt, während an seinem Ausgang 15 die gleiche Spannung, aber phasenverkehrt, erscheint. Eine doppelseitig wirkende Begrenzerschaltung 16 hält die Amplitude der erstgenannten Spannung auf einem konstanten Wert, so daß sich eine Rechteckspannung b konstanter Frequenz und konstanter Amplitude ergibt. In einer Begrenzerschaltung 17 wird auch das zweitgenannte Signal in Höhe einer bestimmten Amplitude beschnitten, die dem Steuersignal B proportional ist. Dieses Signal wird weiter über ein nicht lineares Entzerrungsnetzwerk 18 geleitet, aus dem eine Rechteckwelle konstanter Frequenz, aber variabler Amplitude austritt. Die Signale b und c werden über einen Widerstand 19 und 20 an einen Summierkreis 21 geführt, in welchem sie infolge der phasenverkehrten Lage voneinander abgezogen werden. Das Entzerrungsnetzwerk 18 ist so bemessen, daß das sich ergebende Differenzsignal d annähernd dem Reziprokwert von B proportional ist. Das ebenfalls eine Rechteckwelle konstanter Frequenz darstellende Signal d wird mit Hilfe eines Verstärkers 22 und eines in eine Rückführungsleitung gelegten Integrationskondensators 23 integriert, so daß sich ein dreieckförmiges Signal e ergibt. In die Rückführleitung ist noch eine Begrenzerschaltung 24 und ein Emitterfolger 25 geschaltet. Hierdurch wird bewirkt, daß das Dreieck signal e in einer durch den Begrenzer 24 vorgegebenen Höhe begrenzt wird. Ferner überlagert sich dem so begrenzten Signal im Bereich der begrenzten Amplitude ein Signal mit steilen Flanken, dessen Höhe durch die Vollaussteuerung des Verstärkers 22 festgelegt ist.

Fig. 3 zeigt die Einheit der Dreiphasenschaltungsanordnung zur Erzeugung einer niederfrequenten Trapezspannung. Der Ausgang S der vorangehenden Einheit 4 wird einem Nulldetektor 46 mit hoher Verstärkung zugeführt. Sein Ausgangssignal ist eine Rechteckwelle. Deren Amplitude wird in einer Begrenzerschaltung 47 proportional zur Steuerspannung B geändert. Sein Ausgangssignal α ist demnach eine Rechteckwelle variabler Amplitude. Dieses Signal α wird über einen Widerstand 48 einem Verstärker 49 zugeführt, der durch einen Integrierkondensator 50 überbrückt ist. Parallel zum Kondensator ist eine Begrenzerschaltung 51 vorgesehen, die beispielsweise aus zwei gegensinnig in Reihe geschalteten Zenerdioden besteht und die Amplitude des niederfrequenten Signals fixiert. Durch die Schleifenschaltung der drei Einheiten 3 bis 5 beeinflussen sich diese derart, daß bei jeder Trapez-Halbwelle die geradlinigen Abschnitte einer Zeitdauer von 60 elektrischen Grad entsprechen.

Durch gleichzeitige Änderung der Flankenneigung mit Hilfe der Steuerspannung B läßt sich demnach die Frequenz einstellen, und zwar jeweils augenblicklich.

- In F i g. 4 sind in der zweiten Zeile voll ausgezogen die höherfrequente Spannung e und gestrichelt

ίο die drei Phasen R, S, T der niederfrequenten Spannung dargestellt. Zur besseren Darstellung der Schnittpunkte ist das Signal e in der Zeichnung um 180° gedreht. Ferner ist zu berücksichtigen, daß die Frequenz des Signals e sehr viel größer ist als es die Zeichnung zeigt. Als Beispiel sei eine Frequenz von 1000 Hz gegenüber einer Frequenz von 5 bis 95Hz der niederfrequenten Signale genannt.

Verfolgt man die Schnittpunkte des höherfrequenten Signals mit den niederfrequenten Signalen, so

ao ergeben sich die Nulldurchgänge der breitenmodulierten Rechteckspannungen g_R, g_s und g_T, die in der 3. bis 5. Zeile der F i g. 4 dargestellt sind. Ändert man die Flankenneigung der höherfrequenten Signale e, wie es strichpunktiert in der zweiten Zeile der F i g. 4 dargestellt ist, so ergibt sich für die Phase .R eine Rechteckspannung g_R, wie sie strichtpunktiert in der ersten Zeile der F i g. 4 dargestellt ist. Man erkennt sofort, daß durch eine Erhöhung der Flankensteilheit die Mittelwerte der breitenmodulierten Rechteckspannung abnehmen. Genauso wie sich durch Änderung des höherfrequenten Signals die Mittelwelle der Rechteckwelle ändern läßt, führt eine Änderung der Frequenz des niederfrequenten Signals R, S, T zu einer Änderung des Niederfrequenzinhalts der Rechteckspannung g.

F i g. 4 läßt im übrigen erkennen, daß die Anstiegsflanke, der Amplitudenabschnitt und die Abstiegsflanke jeder niederfrequenten Trapez-Halbwelle einem Winkel von 60° entspricht. Ferner ist erkennbar, daß das höherfrequente Signal e nur den Sockel

26 der Dreieckspannung ausnutzt und in einer Höhe

27 beschnitten ist, die der Amplitude des niederfrequenten Signals entspricht. Darauf ist noch ein Rechtecksignal 28 gesetzt, das sicherstellt, daß in jedem Fall noch ein Schnittpunkt mit dem niederfrequenten Signal erfolgt. Die Rechteckspannung 28 hat eine nicht unterschreitbare Mindestbreite, damit sich auch im ungünstigsten Fall zwei deutlich voneinander trennbare Schnittpunkte ergeben.

Um einen Motor zu erhalten, dessen Drehmoment von der Frequenz unabhängig ist, sollten Frequenz und Speisespannung des zu steuernden Motors einander proportional sein. Dies bedeutet bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, daß dasSteuersignals die Amplitude der für die Neigung des höherfrequenten Signals verantwortlichen Rechteckwelle umgekehrt proportional zu der Amplitude der für die Neigung des niederfrequenten Signals verantwortlichen Rechteckwelle ändern muß. Dies kann dadurch geschehen, daß in der Schaltungsanordnung 1 für die niederfrequenten Signale eine entsprechende Umformung stattfindet, wie es F i g. 2 zeigt. Andere Möglichkeiten werden in Verbindung mit den Fi g. 5 bis 8 besprochen.

In F i g. 5 wird das Signal B der Dreiphasenschaltungsanordnung 2 direkt und ferner einer Formierungsvorrichtung 29 zugeführt. Diese erhält von einer Rechteckwellenschaltungsanordnung 30, die

beispielsweise durch die Einheiten 12,13 und 16 der F i g. 2 dargestellt sein kann, ein Rechteckwellensignal b konstanter Frequenz und Amplitude zugeführt. Die Amplitude wird in der Formierungsvorrichtung29 mit dem Reziprokwert l/B multipliziert. Das Ausgangssignal d wird in der Integriervorrichtung 31, die den Bauteilen22 bis 25 der Fig. 2 entsprechen kann, integriert und das Signal e dem Summationsnetzwerk 6 zugeführt.

In F i g. 6 ist die Schaltung nach F i g. 5 noch dadurch verbessert, daß "eine Vergleicherschaltung 32 über eine Rückführung mit der Integrationsschaltung 31 verknüpft ist, und zwar über einen Neigungsgradmesser. Da die Neigung eine Funktion der Steuerspannung B ist, wird das von der Vergleichsschaltung 32 abgegebene Signal so lange korrigiert, bis die Neigung des Signals e der Steuerspannung B entspricht. Da die Neigung und die Steuerspannung B proportional sind, kann das Rückführungssignal mit der Eingangssteuerspannung B unmittelbar verglichen werden. Die richtige Neigung ist erreicht, wenn die Vergleicherschaltung 32 ein Nullsignal abgibt.

In Fig.7 wird die SteuerspannungB lediglich einer Steuerschaltung 34 der Schaltungsanordnung für die niederfrequenten Signale zugeführt. Das entsprechende Steuersignal^' für die Dreiphasenschaltungsanordnung 2 dagegen wird durch Messen der Flankenneigung des Signals e mit Hilfe des Neigungsgradmessers 33 bestimmt. Dies hat einerseits den Vorteil, daß die Frequenz der Schaltungsanordnung 2 unmittelbar mit der Neigung des in den Summationskreis 6 eintretenden Signals e verknüpft ist und daß durch diese Schaltung automatisch ein Reziprokwert gebildet werden kann, also B' = l/B ist.

Eine hierfür geeignete Schaltung des Neigungsgradmessers 33 zeigt F i g. 8. An die Basis eines ersten Transistors 35 wird das unveränderte höherfrequente Signal e, bestehend aus dem Sockel 26 und dem Vierecksignal 28, gelegt. An dessen Emitter wird ein Signal e' gelegt, das nur aus dem Sockel 26 besteht. Beide Signale sind in der Schaltung verfügbar, wie Fi g. 2 zeigt. Das resultierende Differenzsignal wird in einem weiteren Transistor 36 verstärkt. Ein Filternetzwerk mit den Widerständen 37,38, den Kondensatoren 39,40 und einer regelbaren Impedanz 41 filtert die Gleichspannungskomponente heraus, die an die Basis eines Transistors 42 gelegt wird. Dieser Transistor wird von einer Spannungsquelle 43 gespeist und besitzt in seinem Kollektorkreis zwei Widerstände 44 und 45, an denen die Spannung + B' und — B' abgegriffen werden kann, mit der eine doppelseitige Begrenzerschaltung in der Dreiphasenschaltungsanordnung 2 unmittelbar gesteuert werden kann.

Integriert man in F i g. 7 die Rechteckwelle mit der durch5 modifizierten Amplitude, so hat das Signal e eine dem Wert B' proportionale Neigung. Der Transistor 35 öf&iet immer dann, wenn das Signal e größer ist als das Signal e'. Je größer die Öffnungszeit dieses Transistors, um so kleiner ist die Flankenneigung des Signals e. Es läßt sich zeigen, daß der Gleichstrom-Mittel weit des im Transistor 35 entstehenden Differenzsignals genau umgekehrt proportional der Neigung des Signals e ist und daher nach Verstärkung und Ausfilterung unmittelbar als Steuersignals' für die Dreiphasenschaltungsanordnung 2 benutzt werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Rechteckspannung, die in Abhängigkeit von der Amplitude und der Frequenz zweier Signale unterschiedlicher Frequenz dadurch breite- und abstandsmoduliert ist, daß Anfang und Ende jedes Rechteckimpulses durch die Schnittpunkte des niederfrequenten- und des höherfrequenten Signals mit wenigstens teilweise geneigten Flanken festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das niederfrequente Signal konstante Amplitude, aber einstellbare Frequenz und das höherfrequente Signal konstante Wiederholfrequenz, aber einstellbare Amplitude . bzw. Flankenneigung hat.'

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,· gekennzeichnet durch seine Verwendung zur Drehzahlsteuerung von Wechselstrommotoren, derart, daß die Frequenz des niederfrequenten Signals der gewünschten Motordrehzahl und die Amplitude bzw. Flankenneigung des höherfrequenten Signals der gewünschten Motorspeisespannung zugeordnet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Signale je für sich an ein Summationsnetzwerk geführt werden, dem ein das Vorzeichen der Summe feststellender Nulldetektor, vorzugsweise mit hoher Verstärkung, nachgeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Summationsnetzwerk außerdem ein Signal zugeführt wird, das einer Verschiebung des Mittelpunkts der angeschlossenen Belastung entspricht.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das niederfrequente Signal aus einer Dreiphasenschaltungsanordnung gewonnen wird, an deren drei Phasen je ein Summationsnetzwerk angeschlossen ist, und daß das höherfrequente Signal einphasig ist und allen drei Summationsnetzwerken gemeinsam zugeführt wird.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Signale durch die Integration von Rechteckwellen erzeugt werden, deren Amplitude mittels Gleichspannung oder -strom einstellbar ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbwelle des niederfrequenten Signals Trapeze mit einstellbarer Flankenneigung sind und die geradlinigen Abschnitte des Trapezes jeweils einer Zeitdauer von 60 elektrischen Grad entsprechen.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbwellen des höherfrequenten Signals dreieckige Grundform mit einstellbarer Flankenneigung, jedoch konstanter Wiederholfrequenz haben.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der dreieckigen Grundform auf einen Wert etwa gleich der konstanten Amplitude des niederfrequenten Signals begrenzt ist.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der

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dreieckigen Grundform im Bereich der Amplitude ein Signal mit steilen Flanken überlagert ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das überlagerte Signal mit steilen Flanken beim Unterschreiten eines vorgegebenen kleinen Werts der Flankenneigung der Grundform eine vorgegebene Breite nicht unterschreitet.

. 12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß to beide Signale in Abhängigkeit von- derselben Gleichspannung einstellbar sind.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das niederfrequente Signal direkt und das Jhöherfrequente Signal umgekehrt proportional von derselben Gleichspannung einstellbar sind.

14.. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Schaltungsanordnung für das höherfrequente Signal ein Neigungsgraddetektor angeordnet ist, dessen der Neigung entsprechende Ausgangsgleichspannung in einer Fehler-Vefgleichsschaltung mit der steuernden Gleichspannung verglichen wird, und die resultierende Spannung zur Steuerung der genannten Schaltungsanordnung benutzt wird.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß die steuernde Gleichspannung nur der Schaltungsanordnung für das höherfrequente Signal zugeführt wird, dieser ein Neigungsgraddetektor nachgeschaltet ist und dessen Ausgangsgleichspannung die Schaltungsanordnung für das niederfrequente Signal steuert.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungsgradmesser in einem vorgegebenen Niveau, vorzugsweise in der Höhe der konstanten Amplitude des niederfrequenten Signals, den Abstand zwischen den Flanken des höherfrequenten Signals mißt und ein diesem Abstand proportionales Gleichstromsignal abgibt.

17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß an die Basis eines ersten Transistors das unveränderte höherfrequente Signal und an dessen Emitter dasselbe, aber in der vorgegebenen Höhe abgeschnittene Signal angelegt ist, daß aus dem resultierenden Differenzsignal, gegebenenfalls nach Verstärkung, durch ein Filternetzwerk die Gleichspannungskomponente gewonnen und diese dem Regeltransistor eines Gleichstromkreises zur Abgabe des gewünschten Steuersignals zugeführt wird.

18. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Summationsnetzwerk die Ströme der Signale addiert, beispielsweise indem die Ausgänge der Schaltungsanordnungen für die niederfrequenten und höherfrequenten Signale an eine gemeinsame Impedanz gelegt sind, und zwar über je einen großen ohmschen "Widerstand, von denen mindestens einer regelbar sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen