DE1588136C

DE1588136C - Circuit arrangement for generating a wide and distance-modulated rectangle

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Publication number: DE1588136C
Authority: DE
Publication date: 1971-06-16

Description

Es sind Schaltungen dieser Art bekannt', bei denen io werden die beiden veränderlichen Größen (Frequenz,Circuits of this type are known in which the two variable quantities (frequency,

die Rechteckspannung aus den Schnittpunkten einer Amplitude) jeweils einem der beiden Signale zuge-the square-wave voltage from the intersection of an amplitude) is assigned to one of the two signals

hochfrequenten , Dreieckspannung mit konstanter ordnet, was die Signalsteuerung sehr vereinfacht undhigh-frequency, triangular voltage with constant assigns, which simplifies the signal control and

Frequenz und konstanter Amplitude mit einer nie- vor allem auch eine Änderung der Frequenz tinab-Frequency and constant amplitude with a never- especially also a change in frequency inab-

derfrequenten. Sinusspannung variabler Frequenz hängig von der Amplitude und umgekehrt ennög-the frequent. Sinus voltage of variable frequency depending on the amplitude and vice versa.

und variabler Amplitude gewonnen wird. Die ent- 15 licht. Infolgedessen läßt sich die Frequenz und derand variable amplitude is obtained. The 15 revealed. As a result, the frequency and the

stehende Rechteckspannung besitzt konstante Ampli- Spannungswert der breitmodulierten Rechteckspantuden·, kann also beispielsweise von einer Gleichspannungsquelle abgenommen werden, entspricht
aber trotzdem hinsichtlich' der Wiederholungsfre-A standing square-wave voltage has a constant ampli-voltage value of the broadly modulated square-wave span, so it can be taken from a DC voltage source, for example
but nevertheless with regard to the repetition

nung besser als bisher steuern. Da die Amplitude des höherfrequenten Signals für sich überwacht wird, kann man auch dafür sorgen, daß sie immer größercontrol better than before. Since the amplitude of the higher-frequency signal is monitored separately, You can also make them bigger and bigger

quenz und dem jeweiligen Spannungsmittelwert der 20 ist als die Amplitude des niederfrequenten Signals.frequency and the respective mean voltage value of 20 is than the amplitude of the low-frequency signal.

vorgenannten Sinusspannung. Hierbei treten Schwierigkeiten auf, wenn die ■ Sinusspannung nur eine kleine Amplitude hat und viele Schnittpunkte in unmittelbarer Nähe der Nullinie erfolgen. Bereits kleineaforementioned sinusoidal voltage. Difficulties arise here occurs when the ■ sine voltage has only a small amplitude and many points of intersection in the immediate vicinity Close to the zero line. Already small ones

Ungenauigkeiten (Temperaturverschiebungen) inner- 25 empfiehlt es sich, daß die Frequenz des niederfrehalb der Schaltung zum Vergleich des niederfrequen- quenten Signals der gewünschten Motordrehzahl und ten und des höherfrequenten Signals führen zu einem
unbrauchbaren oder zumindest stark verfälschten
Ergebnis.Inaccuracies (temperature shifts) within 25 it is recommended that the frequency of the low frequency of the circuit to compare the low frequency signal of the desired engine speed and th and the higher frequency signal lead to a
unusable or at least heavily falsified
Result.

Wenn die bekannte Schaltung zur Motorsteuerung 30 Herabsetzung der Frequenz des niederfrequenten herangezogen wird, müssen Frequenz und Ampli- Signals nicht zu einer Verkleinerung der Amplitude tude der niederfrequenten Sinusspannung annähernd
proportional sein. Einer kleinen Frequenz entspricht
daher eine kleine Amplitude, die zu den erwähntenIf the known circuit for motor control 30 is used to reduce the frequency of the low-frequency signal, the frequency and amplitude signal do not have to approximate a reduction in the amplitude of the low-frequency sinusoidal voltage
be proportional. Corresponds to a small frequency
hence a small amplitude leading to the mentioned

Bei Anwendung der Schaltungsanordnung zur Drehzahlsteuerung von Wechselstrommotoren, bei denen die Frequenz und die Größe der zugeführten Spannung etwa proportional zueinander sein sollen,When using the circuit arrangement for speed control of AC motors, at to which the frequency and the magnitude of the applied voltage should be roughly proportional to each other,

die Amplitude bzw. Flankenneigung des höherfrequenten Signals der gewünschten Motorspeisespannung zugeordnet ist. Bei dieser Anofdnung.führt einethe amplitude or slope of the higher frequency Signal is assigned to the desired motor supply voltage. In this case, a

dieses Signals, sondern zu einer Vergrößerung der Amplitude bzw. Flankenneigung des höherfrequenten Signals, so daß ausreichend Schnittpunkte mitthis signal, but to an increase in the amplitude or slope of the higher frequency Signal so that sufficient intersections with

. Dem Summationsnetzwerk kann außerdem ein Signal zugeführt werden, das einer Verschiebung des Mittelpunkts der angeschlossenen Belastung entspricht. Hierdurch wird die Nullinie genau fixiert, so. The summation network can also be supplied with a signal that a shift of the Corresponds to the center of the connected load. This fixes the zero line exactly, see above

Schnittpunkten in unmittelbarer Nähe der Nullinie 35 genügendem Abstand von der Nullinie. vorhandenIntersections in the immediate vicinity of the zero line 35 a sufficient distance from the zero line. present

führt. Bei hohen Frequenzen kann die Amplitude des sind.leads. At high frequencies the amplitude of the can be.

niederfrequenten Signals diejenige des höherfrequen- Vorzugsweise werden die beiden Signale je fürThe low-frequency signal is that of the higher-frequency signal. Preferably, the two signals are each for

ten Signals übersteigen, so daß Schnittpunkte und sich an ein Summationsnetzwerk geführt, dem einth signal exceed, so that intersections and are led to a summation network, the one

damit die Breitenmodulation teilweise ganz fortfal- das Vorzeichen der Summe feststellender Nulldeteklen. Ferner ist es nicht einfach, der Sinusspannung 40. tor, vorzugsweise mit hoher Verstärkung, nachge-so that the width modulation is partly completely eliminated - the sign of the sum of ascertaining zero detections. Furthermore, it is not easy to track the sine voltage 40th gate, preferably with a high gain.

gleichzeitig eine veränderbare Frequenz und eine schaltet ist. Der Nulldetektor gibt demnach unmittel-a variable frequency and one is switched at the same time. The zero detector therefore gives immediate

veränderbare Amplitude, die beide in einer bestimm- bar die gewünschte Rechteckspannung ab: Selbstver-changeable amplitude, both of which in a determinable form the desired square-wave voltage: self-

ten Abhängigkeit voneinander stehen sollen, aufzu- ständlich kann auch irgendein anderes, glejchwer-should be dependent on each other, any other, equally difficult

prägen. tiges Schaltungsglied vorgesehen sein, beispielsweiseshape. term circuit element be provided, for example

Es sind auch Schaltungsanordnungen zum Erzeu- 45 ein .Schmitt-Trigger,
gen yon 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 50 daß die Schnittpunkte des höherfrequenten und des erzeugt werden, daß eine Sägezahnkurve konstanter niederfrequenten Signals den genau richtigen AbFrequenz mit einer veränderlichen Steuerspannung stand zur Nullinie haben.There are also circuit arrangements for generating a 45 .Schmitt trigger,
known from square wave voltages of another kind,
where only the beginning of the square pulse
Determined by an intersection of two voltage lines, is ... Thus, square pulses of different widths but the same period can be generated by the intersection of the higher frequency and the 50 that a sawtooth curve of constant low frequency signals have exactly the right frequency with a variable control voltage at the zero line .

geschnitten wird.-Umgekehrt'können Rechteckim- Für einen dreiphasigen Motor muß die Schaltungspulse mit einer vom System her bestimmten Breite, anordnung drei Ausgänge für breitenmodulierte ' aber mit unterschiedlichem Abstand erzeugt werden, ₅₅ Rechteckspannungen haben, die phasenrichtig Heindem ein amplitudenmoduliertes Signal konstanter gen. Hierbei empfiehlt es sich, das niederfrequente Frequenz durch eine konstante Synchronisierspan- Signal aus einer Drei-Phasen-Schaltungsanordnung nung geschnitten wird. zu gewinnen, an dessen drei Phasen je ein Summa-For a three-phase motor, the circuit pulses must be generated with a width determined by the system, three outputs for width-modulated 'but with different spacing, ₅₅ square-wave voltages that are in phase with an amplitude-modulated signal more constant. It is recommended that the low-frequency frequency is cut by a constant Synchronisierspan- signal from a three-phase circuit arrangement. to win, in each of the three phases of which a total

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine tionsnetzwerk angeschlossen ist, dabei aber ein ein-The invention is based on the object of a network is connected, but a single

Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen 60 phasiges höherfrequentes Signal zu verwenden undTo use the circuit arrangement of the 60-phase higher-frequency signal described above and

Art anzugeben, die auch bei den Extremwerten der allen drei Summationsnetzwerken gemeinsam zuzu-Specify the type that is also to be added jointly to the extreme values of all three summation networks.

einstellbaren Amplitude bzw. Frequenz noch genau führen.adjustable amplitude or frequency still lead exactly.

arbeitet und die es gestattet, diese für die Form der Bei einer bevorzugten Ausführungsform werdenworks and which allows this to be the form of In a preferred embodiment

gewünschten Rechteckspannüng wesentlichen Aus- beide Signale durch Integration von RechteckwellenDesired square-wave voltage essentially separates both signals by integrating square waves

gangsdaten wesentlich freizügiger als bisher einzu- 65 erzeugt, deren Amplitude mittels GleichspannungInput data is generated much more freely than before, the amplitude of which is generated by means of direct voltage

stellen. oder -strom einstellbar ist. Eine solche Steuerung istput. or current is adjustable. One such control is

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- möglich, weil jedes Signal nur durch einen veränderlöst, daß das niederfrequente Signal konstante Am- liehen Faktor beeinflußt wird. Durch die IntegrationAccording to the invention, this task is made possible because each signal is only changed by one that the low-frequency signal constant Am- borrowed factor is influenced. Through the integration

entstehen -Signale unterschiedlicher Flankenneigung, die sowohl für eine Amplitudensteuerung als auch für eine Frequenzsteuerung nutzbar gemacht werden kann. · ■ ■■.·;... - : signals with different slope inclinations arise, which can be used both for amplitude control and for frequency control . · ■ ■■. ·; ... -:

. 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 Tfapezform 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. Bei alledem ist ein solches Trapez sehr leicht mit festen elektrischen Bauelementen zu erzeugen.
.· Weiterhin können die Halbwellen des höherfrequenten Signals dreieckige Grundform mit einstell¹ ' barer 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 Möglichkeitbesteht, 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. . For example, the half-waves of the low-frequency signal can be trapezoids with adjustable edge inclination, the straight sections of the trapezoid each corresponding to a duration of 60 electrical degrees. Such a tapered shape is particularly useful for a three-phase system because the sum of all instantaneous voltages is zero. The trapezoid corresponds to a sinusoidal voltage so well that no 3rd harmonic occurs. By the prescribed same. Duration of the three straight sections of the trapezoid in connection with the constant amplitude, a change in the slope immediately leads to a change in the frequency. With all of this, such a trapezoid is very easy to create with solid electrical components.
. · Furthermore, have the half cycles of the higher-frequency signal triangular shape with sett ¹ 'Barer flank inclination, but constant repetition. As a result of the constant frequency of this signal, a change in the slope leads directly to a change in the amplitude. Where there is a possibility that the edge waves do not need to be fully controlled, it is advisable to limit the amplitude of the triangular basic shape to a value approximately equal to the constant amplitude of the low-frequency signal. The voltage corresponding to the apex of the triangle therefore does not have to appear in the system at all.

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. Where there is a possibility that the slope of the higher frequency signal made so flat becomes that the amplitude is smaller than the amplitude of the low-frequency signal, one can use the triangular basic shape in the area of the amplitude superimpose a signal with steeper edges. This superimposed signal should when falling below a predetermined small value of the slope of the The basic shape preferably does not fall below a predetermined width. This ensures that even in the worst case, two defined intersections with the low-frequency signal occur.

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. . 'A particularly simple control results when both signals are dependent on same DC voltage can be set. In particular, the low-frequency signal can be direct and the higher-frequency signal can be set to be inversely proportional to the same DC voltage. To this The repetition frequency of the square wave voltage and its maximum mean value are proportional to each other, which results in a motor control in which the torque even with changing speed remains constant. . '

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 nachschalteit.und dessen Ausgangsgleichspannung die Schaltungsanordnung für das.niederfrequente Signal Steuerklassen.-;··- -" .>.-Als Neigungsgradmesser eignet sich, beispielsweise to 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 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 Filternetzwerk, die Gleichspannungskomponente gewonnen und diese dein Regeltransistor eines Gleichstromkreises zur Abgabe des gewünschten Steuersignals zugeführt wird.With this procedure, the direct voltage can be applied directly to the control input of the circuit arrangement for the low-frequency and for the higher-frequency signal. Another possibility consists in that at the output of the circuit arrangement for the higher-frequency signal a degree of inclination detector is arranged, the inclination corresponding output DC voltage in a fault detector with the controlling DC voltage is compared, and the resulting voltage for controlling said circuit arrangement is used. The purpose of the feedback that occurs here is to obtain a reciprocal value that is as precise as possible to build. Then you can only control the DC voltage of the circuit arrangement · for Feed in the higher-frequency signal, this is followed by an incline detector and its output DC voltage the circuit arrangement for the low-frequency signal control classes .-; ·· - - ".> .- As Inclinometer is suitable, for example, to a device that is in a predetermined level, preferably at the level of the constant amplitude of the signal, the distance between the two edges of the measures higher-frequency signal and emits a direct current signal proportional to this distance. This does for example a circuit, both = to the base of a first transistor, the unchanged higher frequency Signal and at its emitter the same signal, but cut off at the specified height is, in the case of which, furthermore, from the resulting difference signal, if necessary after amplification .by a filter network that won the DC component and this your control transistor DC circuit is supplied to output the desired control signal.

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 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. " ■ · _ ■ ·In a preferred embodiment, the summation network adds the currents of the signals, for example by the outputs of the circuit arrangements for-the low-frequency and higher-frequency Signals are applied to a common impedance, each via a large ohmic one Resistance, of which at least one "can be regulated. The addition of currents allows" the To get intersections without affecting the rest of the circuit. An adaptation to different Amplitudes are possible here using linear terms. "■ · _ ■ ·

Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,The invention is explained in more detail below in connection with the drawing. It shows F i g. 1 is a block diagram of the circuit arrangement according to the invention,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der zugehörigen Schaltungsanordnung für die höherfrequenten Signale,-2 shows a block diagram of the associated circuit arrangement for the higher frequency signals,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Einheit der zugehörigen Schaltungsanordnung für die niederfrequenten Signale, ■ ■3 shows a block diagram of a unit of the associated circuit arrangement for the low-frequency ones Signals, ■ ■

F i g. 4 den zeitlichen Verlauf des höherfrequenten Signals, der niederfrequenten Signale und der zugehörigen Rechteckspannungen bei Dreiphasenbetrieb, Fig. 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 " . . 1 F i g. 8 ein Schaltbild für einen Neigungsgradmesser. .·...' . ;. ..." .'.,c- ...._"■-."_-".F i g. 4 shows the time course of the higher-frequency signal, the low frequency signals and the associated square wave voltages at three-phase operation, Figure 5 is a block diagram for. "A first kind of common control of the circuit arrangements · for the low-frequency and higher-frequency signals, _ - ''''." * "" F i g. 6 a second type of control, FIG. 7 a third type of control and ".. 1 FIG. 8 a circuit diagram for an inclinometer.. · ... '.;. ...".'., C- ...._ "■ -." _- ".

Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 1 "zur Er- · zeugung eines höherfrequenten Signals e konstanter .. Frequenz, aber mit HiWe der Steuerspannung B eihstellbarer Amplitude und einer Dreiphasenschaltungsanordnung2 zur Erzeugung niederfrequenter Signale R, S, T. konstanter Amplitude, aber mit Hilfe der Steuerspannung S einstellbarer Frequenz. Die Dreiphasenschaltungsanordnung 2 besitzt drei Einheiten3,4,5, 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 mitFig. 1 shows a circuit arrangement 1 "to the ER · generating a higher frequency signal e .. a constant frequency, but with HiWe the control voltage amplitude and a B eihstellbarer Dreiphasenschaltungsanordnung2 for generating low signals R, S, T. constant amplitude, but with the help of control voltage S adjustable frequency. the three-phase circuit arrangement 2 has three Einheiten3,4,5, have the same structure and are connected in series in a loop. the low frequency signals R, S, T are fed into a summation network 6 and there unmixed with

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, gf abgenommen werden können. .*-„· -~^; '^: ■ „-·- summed up to the higher-frequency signal e. For this purpose, the signals are fed via a resistor 7 or 8 to a common impedance 9; if necessary, a signal dependent on the zero point shift of the load system is added via a resistor 10, only one of which is shown. The sum of the respective signals is fed to a zero point detector 11 with a high gain, at whose output the width-modulated square-wave signals g _R , g _s , gf can be picked up. . * - "· - ~ ^; ' ^: ■ "- · -

Ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung, die höherfrequente Signale mit dreieckiger Grundform erzeugt,-ist in Fig.2 veranschaulicht. Ein Oszillator 12 erzeugt Impulse, beispielsweise mit ¹S 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 so phasenverkehrt,' erscheint Eine doppelseitig wirkende Begrenzerschaltung 16 hält die Amplitude der erstgenannten Spannung auf einem konstanten Wert, so daß sich eine Rechteckspannung & konstanter Frequenz und konstanter Amplitude ergibt In einer ^a5 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.An exemplary embodiment of a circuit arrangement which generates higher-frequency signals with a triangular basic shape is illustrated in FIG. An oscillator 12 generates pulses, for example ¹ S at a frequency of 2000 Hz. These switch a flip-flop 13 or bistable multivibrator in such a way that at its output 14 a positive and a negative DC voltage occurs alternately, while at its output 15 the same voltage, but so out of phase, appears. A double-acting limiter circuit 16 maintains the amplitude the first-mentioned voltage at a constant value, so that a square-wave voltage and constant frequency and constant amplitude results in a 5 ^a limiter circuit 17 is cut and the second-mentioned signal in level of a certain amplitude, which is proportional to the control signal B. This signal is passed on via a non-linear equalization network 18 from which a square wave of constant frequency but variable amplitude emerges. The signals b and c are fed via a resistor 19 and 20 to a summing circuit 21, in which they are subtracted from one another as a result of the phase-reversed position. The equalization network 18 is dimensioned so that the resulting difference signal d is approximately the reciprocal of B is proportional to the also a square wave of constant frequency signal representative of an amplifier 22 and a down in a return line integration capacitor 23 is d integrated with, so that a triangular Signal e results. A limiter circuit 24 and an emitter follower 25 are also connected in the return line. This has the effect that the triangle signal e is limited to a predetermined level by the limiter 24. Furthermore, a signal with steep edges, the height of which is determined by the full modulation of the amplifier 22, is superimposed on the signal limited in this way in the region of the limited amplitude.

F i g. 3 zeigt die Einheit der Dreiphasenschaltungsanordnung zur Erzeugung ,einer niederfrequenten Trapezspannung. Der Ausgang S der vorangehenden Einheit 4 wird einem Nulldetektor 46 mit hoher Ver-Stärkung 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 Verstär- ' ker 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.F i g. 3 shows the unit of the three-phase circuit arrangement for generating a low-frequency trapezoidal voltage. The output S of the preceding unit 4 is fed to a zero detector 46 with a high gain. Its output signal is a square wave. Its amplitude is changed proportionally to the control voltage B in a limiter circuit 47. Its output signal α is accordingly a square wave of variable amplitude. This signal α is fed via a resistor 48 to an amplifier 49, which is bridged by an integrating capacitor 50. A limiter circuit 51 is provided parallel to the capacitor, which consists, for example, of two oppositely connected Zener diodes and fixes the amplitude of the low-frequency signal. Through the loop connection of the three units 3 to 5, these influence each other in such a way that in each trapezoidal half-wave the straight sections correspond to a period of 60 electrical degrees.

Durch gleichzeitige Änderung der Flankenneigung mit Hilfe der Steuerspannung B läßt sich demnach die Frequenz einstellen, und zwar jeweils augenblicklich. . ..".·· - - ·By changing the slope at the same time with the aid of the control voltage B , the frequency can accordingly be set, in each case instantaneously. . .. ". ·· - - ·

In Fig.4 sind in der zweiten Zeile voll ausgezogen die höherfrequente.Spannunge und gestrichelt die drei Phasen R, S, T der niederfrequenten Spannung dargestellt, ν Zur .besseren Darstellung der Schnittpunkte ist das.Signale 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. . - _- -In Fig. 4, the higher-frequency voltage is shown in full in the second line and the three phases R, S, T of the low-frequency voltage are shown in dashed lines, ν To better show the intersection points, the signals in the drawing are rotated by 180 °. It should also be taken into account that the frequency of the signal e is much greater than the drawing shows. An example is a frequency of 1000 Hz compared to a frequency of 5 to 95 Hz for the low-frequency signals. . - _- -

Verfolgt man die Schnittpunkte des höherfrequenten Signals mit den niederfrequenten Signalen, so ergeben sich die Nulldurchgänge der breitenmodulierten Rechteckspannungen g_R, g_s und g_T, die in der 3. bis 5; Zeile der Fi g. 4 dargestellt sind. Ändert man die Flankenneigung-der höherfrequenten Signalee, 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. '. . .If the points of intersection of the higher-frequency signal and the lower-frequency signals are traced, the zero crossings of the width-modulated square-wave voltages g _R , g _s and g _T , which are shown in FIGS. 3 to 5; Line of fig. 4 are shown. If one changes the slope of the higher-frequency signals, as indicated by dash-dotted lines in the second line of FIG. 4, the result for phase R is a square-wave voltage g _R ', as indicated by dash-dotted lines in the first line of FIG. 4 is shown. It can be seen immediately that the mean values of the width-modulated square-wave voltage decrease as the edge steepness increases. Just as the medium wave of the square wave can be changed by changing the higher-frequency signal, a change in the frequency of the low-frequency signal R, S, T leads to a change in the low- frequency content of the square-wave voltage- g. '. . .

Fig.'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 SockelFig. 4 shows that the rising edge, the amplitude section and the falling edge of each low-frequency trapezoidal half-wave corresponds to an angle of 60 °. It can also be seen that the higher-frequency signal e only reaches the base

26 der Dreieckspannung ausnutzt und in einer Höhe26 exploits the triangular voltage and at a height

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.'27 is trimmed to reflect the amplitude of the low frequency Corresponds to the signal. A square-wave signal 28 is then set to ensure that in in each case one more. The point of intersection with the low-frequency signal takes place. The square wave voltage 28 has a minimum width that cannot be fallen short of, so that, even in the worst case, two clearly differ from each other result in separable intersections. '

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 das Steuersignal B 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 Fig.2 zeigt. Andere Möglichkeiten werden in Verbindung mit den Fi g. 5 bis 8 besprochen.In order to obtain a motor / whose torque is independent of the frequency, the frequency and supply voltage of the motor to be controlled should be proportional to each other. In the circuit arrangement according to the invention, this means that the control signal B must change the amplitude of the square wave responsible for the inclination of the higher-frequency signal in inverse proportion to the amplitude of the square wave responsible for the inclination of the low-frequency signal. This can be done in that a corresponding conversion takes place in the circuit arrangement 1 for the low-frequency signals, as FIG. 2 shows. Other possibilities are in connection with the Fi g. 5 to 8 discussed.

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, dieIn Fig. 5, the signal B of the three-phase circuit arrangement 2 is fed directly and also to a forming device 29. This is obtained from square wave circuitry 30 which

Claims

For example, represented by the units 12, 13 and 16 of FIG. 2, a square wave signal b of constant frequency and amplitude can be supplied. The amplitude is multiplied by the reciprocal value 1/5 in the forming device 29. The. The summation network 6 can der.Fig.2 corresponding integrated undjdas signals supplied ^ - _- is the output signal d in the Integriervorrich- 'rung31 that the _{Bauteilen22.bis>} 25. ~ _Ri. .- ■ -; —-—-—

jn Fig. 6 is the circuit of Fig. 5 further improved by "that a -Vergleicherschaltung 32 via. recirculation. ■ is associated with the integration circuit 31 ^ * namely über.emeaNeigungsgradmesser. Since _1, the tilt-a-function of the Control voltage B , the signal output by the comparison circuit 32 is corrected until the slope of the signal e corresponds to the control voltage B. Since the slope and the control voltage B are proportional, the feedback signal can be compared with the input control voltage B directly The correct inclination is reached when the comparator circuit 32 emits .a .. zero signal.. ·, - "· -. ·.-.- :. *. In Figure 7, the control voltage B is only one. Control circuit 34 is supplied to the circuit arrangement as for the low-frequency signals. The corresponding control signal B '. for. the three-phase circuit arrangement 2, on the other hand, is determined by measuring the slope of the signal e. On the one hand, this has the advantage that the frequency of the circuit arrangement 2 is directly linked to the inclination of the signal e entering the summation circuit 6 and that this circuit can automatically generate a reciprocal value, i.e. B ' = 1 / Are you.

A circuit of the inclinometer 33 suitable for this is shown in FIG. 8. The unchanged higher-frequency signal e, consisting of the base 26 and the square signal 28, is applied to the base of a first transistor 35. A signal e ' , which only consists of the base 26, is applied to its emitter 40'. Both signals are available in the circuit, as shown in FIG. 2 shows. The resulting difference signal is amplified in a further transistor 36. A filter network with resistors 37, 38, capacitors 39, 40 and a controllable impedance 41 filters out the DC voltage component that is applied to the base of a transistor 42. This transistor is fed by a voltage source 43 and has two resistors 44 and 45 in its collector circuit, at which the voltage + B ' and - B' can be tapped, with which a double-sided limiter circuit in the three-phase circuit arrangement 2 can be controlled directly.

If one integrates the square wave in FIG. 7 with the amplitude modified by, the signal has a slope proportional to the value B '. The transistor 35 always opens when the signal is greater than the signal *. The longer the opening time of this transistor, the smaller the slope of the signal e. It can be shown that the direct current mean far of the difference signal arising in transistor 35 is exactly, inversely proportional to the slope of signal e and can therefore be used directly as control signal B ' for three-phase circuit arrangement 2 after amplification and filtering.

•: -. ^ - claims: ^{"^"} '- "^ £ 5

1. Circuit arrangement ^ for generating a, square-wave voltage that depends on the; Amplitude and the - frequency of two signals ^: different frequency is thereby. Ywidth-ö and r-distance modulated *, ^ 'that - begins the end of each square pulse through-.the. Intersections - .. des. Niederfrequenten-rundvjdesr- .höherfrequenten - signal with at least ^ partially .inclined ^ edges - is determined, characterized ^ .gekisiert that the low-frequency signal -constant amplitude, but adjustable frequency and the higher-frequency signal constant-repetition- ^; frequency, ■ but. _i:. adjustable. Amplitude '. *, Or flank slope. - , ■ '. \' _: \ - - ·. ■ · ■ -. ^; .-, .-- -

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized by its use zur_Dreh- \ zählsteuerung of AC motors, such, ■ - "that the frequency of the low-frequency signal of the desired engine speed and .die. Amplitude or slope of the higher-frequency signal of the desired. Motor supply voltage is assigned. .. _ · .. _ - ... _ä 1! .: ......

3. Circuit arrangement according to '^ claim 1 or 2, characterized in that the two signals are each sent individually to a summation network be led to the. a zero detector determining the sign of the sum, preferably with high gain, is connected downstream. V ".

. 4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the summation network in addition, a signal is fed that a shift of the center of the connected Load corresponds. ■ ■. "- -

5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the low-frequency signal is obtained from a .three-phase circuit arrangement, at whose three phases each a summation network. is connected, and that the higher frequency Signal is emphasized and is fed jointly to all three summation networks.

6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that both signals through the integration of legal. square waves are generated whose amplitude ' Can be set using DC voltage or current: - ■■ "· _-" -: ■ -. ■

7. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Half-wave of the low-frequency signal trapezoids with adjustable slope are and the rectilinear sections of the trapezoid each correspond to a duration of 60 electrical degrees.

8. Circuit arrangement jiach. one of the claims 1 to T, characterized in that the half-waves of the higher-frequency. Signals triangular basic shape with adjustable. Slope, but have a constant repetition frequency. "- _T —- ^ _v ^ ·, - _.: -

9. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the Amplitude of the triangular basic shape to a value approximately equal to the constant amplitude of the low frequency signal is limited.

10. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the

109625/142109625/142

triangular basic shape iin the range of the amplitude a signal with steep edges is superimposed. • 11. .A circuit according to claim 10, characterized. ^ In.-That-.das superimposed signal, with steep edges when it falls below a predetermined small value of the edge slope, the basic shape of a predetermined width does not fall below ■ '.' * <<"~~ . · - - ·...
_. ". _12. Circuit arrangement according to one of the claims" 11 to "11,; characterized in that τ both signals can be set as a function of the same direct voltage. ■ · '
. . 13. Circuit arrangement according to claim 12, -. characterized; · That -the ■ low-frequency signal can be set directly and the higher-frequency signal inversely proportional to -the same DC voltage. --.'-- "" · .-

'■ "' 14. Circuit arrangement 'according to claim 12 or 13, characterized in that at the output of the circuit arrangement for the higher so "frequency signal an inclination level detector is arranged, its corresponding to the inclination DC output voltage in a fault comparison circuit with the controlling DC voltage is compared, and the resulting voltage for controlling said circuit arrangement is used.

15. Circuit arrangement according to claim 12, characterized in that the controlling DC voltage is only fed to the circuit arrangement for the higher-frequency signal, this is followed by a degree of inclination detector and whose output DC voltage controls the circuit arrangement for the low-frequency signal ^. The circuit arrangement according to claim 14 or 15, characterized in that the inclination meter measures the distance between the edges at a predetermined level, preferably at the level of the constant amplitude of the low-frequency signal - Measures the 'higher frequency signal and emits a direct current signal proportional to this distance · ".". - 17: "Circuit arrangement according to claim 16,. characterized in that at 'the base of a ' ■ ' first "'" transistor ^: -.dair unchanged-- • 'higher-frequency signal and at its emitter the same signal, but cut off in the given * · Höb &' signal, "that off the resulting difference signal, if necessary after amplification, by - a filter network the DC voltage component "obtained and this is fed to the control transistor of a DC circuit for outputting the desired control signal.

18. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 17, characterized in that the summation network adds the currents of the signals, for example by adding the outputs of the Circuit arrangements for the low-frequency and high-frequency signals to a common Impedance are placed, each via a large ohmic resistance, of which at least one can be controllable.

1 sheet of drawings