DE1762385C - Schaltungsanordnung zum Phasenvergleich zweier impulsförmiger Eingangssignale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung des anderen Sägezahns geprüft wird, wenn dieser

zum Phasenvergleich zweier impulsförmiger Ein- einen bestimmten Schwellwert erreicht, kann die

gangssignale. zeitliche Verschiebung der V&rderflanken, d. h. die

Es sind Phasendiskriminatoren angegeben worden, Phasendifferenz zwischen den Impulsen genau be-

bei denen mittels der Prüf-Halte-Methode die Pha- 5 stimmt werden.

sen von zwei Eingangsimpulsen verglichen werden. Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Dabei wird typischerweise ein lineares sägezahnför- können daher die Phasen zeitlich verschobener, sich

migcs Signal als Funktion eines Eingangsimpulses überlappender Impulse genau verglichen werden,

erzeugt, wobei das Niveau des Sägezahn-Signals Ein derartiger Phasenvergleich ist auf Grund der Er-

durch den zweiten Impuls geprüft wird. Das säge- ίο zeugung der Sägezahnimpulse und der augenblick-

zahnförmige Signal wird über einen Prüfschalter an liehen Überprüfung eines der Sägezahnimpulse ge-

cine Haltekapazität gekoppelt. Der Prüfschalter wird genüber dem anderen Signal möglich, das den

für die Dauer eines als Funktion des zweiten Impul- Schwellwert erreicht.

ses erzeugten Prüfimpulses geschlossen. Daher wird Die Verwendung zweier Sägezahnimpulse zur die Kapazität auf das Niveau des sägezahnförmigen 15 Durchführung des Phasenvergleichs ergibt noch einen Signals aufgeladen, das in dem Moment vorhanden weiteren Vorteil. Durch die Erzeugung eines Sägeist, wenn der zweite Impuls erzeugt wird. Der in der zahnimpulses bei Auftreten eines in der Phase zu Haltekapazität gespeicherte Wert ist daher ein Maß vergleichenden Impulses und durch die Erzeugung für die zwischen der Erzeugung der beiden Impulse eines Prüfimpulses, wenn der Sägezahn einen vorherverstrichene Zeit und damit der Phasendifferenz _ao bestimmten Schwellwert erreicht, können Phasenverzwischen diesen Impulsen. gleiche zwischen Signalen, die nur wenig in der

Bekannte Prüf-Halte-Diskriminatoren der vorge- Phase voneinander abweichen, in den meist linearen nannten Art sind wegen einer starken Temperatur- Teil des geprüften Sägezahnimpulses durchgeführt drift und wegen Speisespannungsschwankungen werden. Hierbei reichen geringe Phasenabweichunnachteilig. Weiterhin ist wesentlich, daß die Prüf- 35 gen aus, um eine genaue Änderung in der Phasengenauigkeit und -Zuverlässigkeit auf Grund der rela- differenz der durch den Phasengenerator erzeugten tiv langsamen Bitriebsgeschwindigkeit von vorhande- Signale wiederzugeben.

nen Prüfschaltern begrenzt ist. Auf Grund der lang- Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung

samen Betriebsgeschwindigkeit wird das Prüfinter- werden zwei Sägezahngeneratoren in abgestimmter

vall relativ lang gemacht, wora-s sich ergibt, daß 30 Schaltung derart verwendet, daß sie ein Phasendiffe-

eine zu große Sägezahnlänge mit einer reduzierten renz-Ausgangssignal liefern, das im wesentlichen un-

Genauigkeit geprüft wird. Die Reduzierung des abhängig von Temperatur- und Speisespannungs-

Prüfintervalls bei bekannten Diskriminatoren erfor- Schwankungen ist.

dert relativ kleine Haltekapazitäten, um diese wäh- Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der

rend des Prüfintervalls auf einen ausreichend hohen 35 Erfindung kann ein Sägezahn-Sperrkreis verwendet

Wert aufladen zu können. Derartig kleine Kapazitä- werden, um die Prüfgenauigkeit und -zuverlässigkeit

ten sind in ihren Haltezeiten begrenzt. Der Versuch. zu verbessern, wobei dennoch ein sehr langes Prüf-

clie Genauigkeit von bekannten Prüf-Halte-Phasen- intervall zulässig ist. Auf Grund des langen Prüf-

cliskriminatoren in einer Hinsicht zu verbessern, führt Intervalls kann eine relativ große Ladung auf die

auf Grund des oben dargelegten Sachverhaltes dazu, 40 Haltekapazität übertragen werden. Daher kann eine

daß die Genauigkeit in anderer Hinsicht verschlech- große Haltekapazität verwendet werden, woraus sich

tert wird. eine lange Haltczcit ergibt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- Die Sägezahngeneratoren im Phasendiskriminator

gründe, eine Schaltungsanordnung der in Rede gemäß der Erfindung enthalten eine Kapazität und

stehenden Art zu verbessern. 45 eine Konstantstromquelle, welche die Kapazität auf-

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Schaltungs- lädt. Die Konstantstromquellen sind so ausgebildet,

anordnung der eingangs erwähnten Art gemäß der liefern als Funktion des ersten und zweiten Ein-

Esrfindung durch folgende Merkmale gekennzeichnet: gangssignals einen konstanten Strom in die Kapazi-

Zwei Sägezahngeneratoren, welche Signale glei- tat, woraus sich wiederum die Erzeugung des ersten

chen Anstiegs erzeugen und welche je einem der Ein- 50 und zweiten sägezahnförmigen Signals durch die

gangssignale zugeordnet sind und von den Vorder- Kapazitäten ergibt. Der Niveaudetektor ist an die

flanken des jeweils zugeordneten Eingangssignals Kapazität des ersten Sägezahngenerators angeschal-

ausgclöst fgetriggert) werden, eine an den ersten tet und erzeugt einen Plusimpuls vorgegebener

Sägezahngenerator angeschaltete Schwellenwert- Dauer als Funktion des ersten, durch einen vorgege-

schaltung, welche beim Überschreiten eines vorgege- 55 benen Schwcllwert verlaufenden sägezahnförmigen

benen Schwellenwertes ein zur Ansteuerung nach- Signals. Der Prüfschalter koppelt die Kapazität des

geschalteter Schaltungstcile geeignetes Ausgangs- zweiten Generators an die Haltekapazität, wobei der

signal abgibt, einen von der Schwellenwertschaltung Prüfschalter als Funktion des Prüfimpulses und für

gesteuerten Prüfschaltcr, welcher den zweiten Säge- dessen Dauer geschlossen wird. Die Haltekapazität

zahngencrator an eine Haltekapazität anschaltet, so- 60 wird auf den Wert des zweiten sägeznhnförmiger

wie durch einen von der Schwellenwertschaltung ge- Signals aufgeladen, der in dem Augenblick vorhan-

steuerten Sägezahnhallckrcis, der den beim Auf- den ist, wenn das erste sägezahnförmige Signal den

treten des Ausgangssignals der Schwcllcnwcrtschal- vorgegebenen Schwellwert durchläuft, Das durch die

tung vom zweiten Sägezahngenerator erreichten Haltekapazität gespeicherte Potential ist daher der

Signalwcrt aufrechterhält. 65 Differenz der Werte der sägezahnförmigen Signale

Da beide Sägezahnimpulse durch die Vorderflan- in einem gegebenen Zeitpunkt und daher der Phascn-

!icn der Impulse erzeugt werden und der Wert eines differenz zwischen den Hingangssignalen propor-

tier Sägezahnimpulse sofort entsprechend dem Wert tional.

Die im vorstehenden erläuterte Auslegung der Schaltung macht es möglich, daß die Kapazitäten und die Komponenten der Konstantätrumi|uellen der Sägezahngeneratoren in geeigneter Weise aneinander angepaßt und abgestimmt werden können, so daß Temperaturänderungen und Speisespannungsänderungen beide Sägezahnsignalc in gleicher Weise beeinflussen. Der Gesamtbetrieb ist daher unabhängig von Temperatur- und Speisespannungsschwankungen.

Der vorgenannte Sägezahn-Sperrkreis ist zwischen den Niveaudetektor und die Konstantstromt]uclle des /weiten Sägezahngenerators geschaltet, um den Sirumfluß von dieser Konstantstromquelle zur Kapazität des. zweiten Sägezahngenerators als Funktion des Prüfimpulses und für dessen Dauer schnell abzuschalten. Das zweite Sägezahnsi>>nal wird daher in dem Moment abgeschaltet, in dem das erste Sägczuhnsignal den vorgegebenen Schwellweu durchlauft. Der Wert, den das zweite Sägezahnsignal im Moment des Abschaltete besitzt, wird während des Priifintervalls auf die Haltekapazität übertragen. Bei Abschaltung des Sägezahnsignals wird eine größere Prüfgenauigkeit und -zuverlässigkeit erhalten, auch wenn ein sehr langes Prüfintcrvall vorhanden ist.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispbls an Hand der Figuren. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Phasendiskriminators gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild des in Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellten Phasendiskriminators gemäß der Erfindung und

F ι g. 3 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Spannung an verschiedenen Punkten der Schaltung nach F i g. 2.

Gemäß Fig. 1 enthält der Phasendiskiiminator gemäß der Erfindung zwei Sägezahngeneratoren 10 und 11 ηύ jeweils einer Eingangsklemme 12 und 13, an der die in der Phase zu vergleichenden inipulsförmigen Eingangssignale eingespeist werden. Als Funktion einer vorgegebenen Ffankc der impulsförmigcn Eingangssignal erzeugen die Sägezahngencratoren sägczahnförmige Signale mit identischem linearem Anstieg, welcher durch ein an eine Empfmdlichkcitsregelklcmme 14 angegebenes Potential bestimmt wird. Die relativen Niveaus der sägc/ahnförmigcn Signale sind in einem gegebenen Zeitpunkt ein Maß für die Zeitverschiebung zwischen den vorgegebenen Flanken der Signalimpiilse und damit der Phase zwischen diesen.

Damit die Augenblickswerte der Sägezahnsignalc zur Erzeugung eines der Phasendifferenz /.wischen den impulsförmigen Eingangssignal^ entsprechenden Signals an einer Atisgangsklcmmc 16 pci ioclisch verglichen werden können, enthält der Dikriminator eine Priif-Haltc-Anordnung. Zu diesem Zweck ist der Ausgang des Sägezahngenerator» 11 über einen Pufferverstärket 17 mit der Verstärkung 1 an einen Prüfschalter 18 angeschaltet, der seinerseits an eine Haltekapazität 19 angekoppelt ist. Die Kapazität ist über einen Puifervcrstiirkcr 21 mit der Verstärkung 1 an die Ausgangsklctnme 16 angeschaltet. Der normalerweise offene Prüfschalter wird als Funktion eines auf seine Steucrklemme gegebenen Priifimpulscs geschlossen, um das vorhandene Niveau des sägezahnförmigen Signals vom Generator 11 auf die Haltekapazität zu geben und diese damit auf ein proportionales Niveau aufzuladen. Der Prüfimpuls wird durch einen an den Ausgang des Sügcziihnfeencrators IO angeschalteten 'Niveaudetektor 22 erzeugt, der seinerseits vorzugsweise an einen Impulsformer 23 angeschaltet ist. Der Ausgang dieses Inipulsformers ist an die Steuerklemme des Prüfschalters angekoppelt. Der Niveaudctektor erzeugt als Funktion des durch einen vorgegebenen Schwellwert, hcKpielsweise Null, laufenden sägezahnförmigen Signals vom Generator 10 einen Ausgangsimpuls. Di-jser Au.·.-gangsimpuls wird durch den Impulsformer 23 in einen Prüfimpuls mit vorgegebener fester Impulsdauer umgeformt. Der Prüfschalter wird auf diese Weise für die Dauer des Prüfimpulses geschlossen, wobei normalerweise dt ·. Teil des sägezahnförmigen Ausgangssignals des Genera.ors 11. der während der Dauer des Prüfimpulses vorhanden ist, auf die Ilaltekapazität gegeben wird. Dieser Teil des sägezahnförmigen Signals besitzt nicht nur ein einziges Niveau, so daß das Prüfintcrvall im Interesse der Genauii;-keit so kurz als möglich sein sollte. Das Vorhandensein eines kurzen Prüfintcrvalls erfordert jedoch eine kleine Haltekapazitat, damit eine ausreichende Ladung während des Prüfintcrvalls in dieser Kapazität gespeichert werden kann, ohne daß ein zu großer Ladestrom erforderlich ist. Die Haltezeit der Kapazität ist daher entsprechend begrenzt. Eine weitere in Rechnung zu stellende Schwierigkeit besteht darin, daß der Prüfschalter normalerweise in seiner Betätigungsgeschwindigkeit begrenzt ist, so daß eine relativ lange Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, in dem das Ausgangssignal des Generators 10 durch den Schwellwert läuft, und der Zeit, in der das Ausgangssignal des Generators 11 geprüft wird, vorhanden ist. Dieser Sachverhalt beeinflußt ebenfalls die Genauigkeit des Diskriminator.

Diese Beschränkungen und Schwierigkeiten werden beim Phascndiskrimiriator gemäß der Erfindung durch einen Sägezahn-Haltckrcis 24 vermieden welcher zwischen den Ausgang des Impulsformer 23 und den Sägezahngenerator 11 geschaltet ist. Dieser Halte'fci'cis stoppt das sägezahnförmigc Aissgangssigna! des Generators 11 als Funktion der Vordcrflanke des Prüfimpulses vom Impulsformer 23 extrem schnell. Wird das Sägezahnsignal vom Generator 11 in dem Zeitpunkt gestoppt, in dem das säuczahnförmigc Ausgangssignal vom Generator K) durch den Schv.cllwert lauf'., so kann der gestoppte Wert des sägezahnförmigen Signals vom Generator 11 genau geprüft werden, auch wenn der Prüfschalter IH langsam anspricht. Darüber hinaus kann auch das durch den Impuls vom Impulsformer 23 bestimmte Priifintervall relativ lang sein, ohne daß die MeB-genatiigkcit beeinflußt wird, da da.) sägczahnförmige Signal vom Generator 11 vorher auf einem festen Wert gesioppt wurde. Die Haltckapazität V) kann daher rcbtiv groß sein, woraus sich eine Erhöhung der Haltczcit des Diskriminators ergibt.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsatisführungsform des im vorstehenden an Hand des Prinzip-Bloekschaltcrs nach Fig. I beschriebenen Dikriminators gemäß der Erfindung. Der Sägezahngenerator 10 enthält eine konstante Stromquelle mit einem Transistor 26, des

«5 sen Emittcr-Kollcktor-Strecke den t.ndczweig für eine Kapazität 27 bildet. Entsprechend enthält der Siigezahngcnerntor 11 eine Konstanistrormiueile mit einem Transistor 28, dessen Pmittcr-Kollektor-

Strecke den Ladezweig für eine Kapazität 29 bildet. samen Spannungsspeiseklemmen 36 und 39 sicher,

Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel sind die Tran- daß die Sägezahngeneratoren unabhängig von

sisloren 26 und 28 vom pnp-Typ, deren Kollektoren Temperatur- und Speisespannungsänderungen wer-

an die Kapazitäten 27 und 29 angeschaltet sind, den.

welche ihrerseits an Masse geschaltet sind. Die 5 Der Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor

Emitter der Transistoren 26 und 28 sind über des Transistors 26 und der Kapazität 27 ist an den

Widerstände 31 und 32 mit gleichem Widerstands- Niveaudetektor 22 angeschaltet, bei welchem es sich

wert an einen einstellbaren Abgleichwiderstand 33 um einen kommerziell erhältlichen Typ handelt;

angeschaltet, dessen Schieber 34 an eine positive diese Stufe wird daher im einzelnen nicht beschrie-

Vorspannungsklemme 36 angeschaltet ist. Diese 10 ben. Der Impulsformer 23 enthält vorzugsweise eine

positive Vorspannung beträgt im vorliegenden Aus- Kapazität 41, welche den Ausgang des Niveaudetek-

führungsbcispiel -\ 12VoIt. Der Wert des durch die tors an die Basis eines Transistors 42 ankoppelt,

Emittcr-Kollektor-Strecken der Transistoren 26 und wobei die Basis dieses Transistors an eine Seite

28 fließenden konstanten Stroms wird durch das Po- eines Widerstandes 43 angeschaltet ist, dessen an-

tcntial bestimmt, das am empfindlichen Regelspan- 15 dere Seite an Masse liegt. In der hier speziell be-

nungseingnng 14 eingespeist wird. Die Klemme 14 ist schriebenen Schaltung erzeugt der Niveaudetektor

an die Basen der Transistoren 26 und 28 ange- einen positiven Impuls als Funktion des durch einen

schaltet. vorgegebenen Schwellwert laufenden Sägezahn-Si-

Dic Sägezahngeneratortn 10 und 11 enthalten gnals an der Kapazität 27, wobei es erwünscht ist, weiterhin Ladesteuertransistoren 37 und 38 zur Ein- ao daß der entsprechende Prüfimpuls negativ ist. Zu leitung der Aufladung der Kapazitäten 27 und 29 diesem Zweck ist der Transistor 42 vorzugsweise und damit zur Erzeugung von sägezahnförmigen Si- vom pnp-Typ, dessen Emitter an die Vorspannungsgnalcn als Funktion der impulsförmigen Eingangs- quelle 36 und dessen Kollektor über einen Lastsignale an den Klemmen 12 und 13. Die Lade- widerstand 44 an eine Vorspannungsklemme 46 entstcuertransistoren 37 und 38 sind vorzugsweise korn- as gegengesetzter Polarität angeschaltet ist. An der plementär zu den Konstantstrom-Transistoren 26 Klemme 46 liegen im vorliegenden Ausführungsbei- und 28; im vorliegenden Ausfühningsbeispiel sind die spiel - 12 Volt. Als Funktion der Vorderflanke eines Transistoren 27 und 38 als vom npn-Typ gekenn- positiven Impulses vom Niveaudetektor erzeugen die zeichnet. Die Emitter-Kollektor-Strecken der Lade- Kapazität 41 und der Widerstand 43 einen positiven Steuertransistoren liegen jeweils in Serie zwischen 30 nadeiförmigen Impuls an der Basis des Transieincr Speisespannungsquelle 39 (negativ gegenüber stors 42. DieseT nadeiförmige Impuls sperrt den der Klemme 36; im vorliegenden Ausführungsbei- Transistor 42, so daß an seinem Kollektor ein negaspiel -3VoIt) und den Verbindungspunkten der tiver Impuls entsteht. Dieser Impuls wird als Prüf-Koilektoren der Konstantstrom-Transistoren und der impuls verwendet. Er besitzt eine auf die Zeitkon-Kapazitäten 27 und 29. Dabei sind speziell die KoI- 35 stante der Kapazität 41 und des Widerstandes 43 belektoren der Transistoren 37 und 38 an die vorge- zogene vorgegebene Dauer.

nannten Verbindungspunkte und die Emitter an die Der Prüfschalter 18 ist vorzugsweise als Bidirek-

Klemme 39 angeschaltet. Die Basen der Transistoren tionstransistor 47 ausgebildet, der im vorliegenden

38 und 37 liegen an den Eingangsklemmen 12 Ausführungsbeispiel vom pnp-Typ ist und dessen

und 13. Die Vorspannung an der Klemme 39 besitzt 40 Basis zur Aufnahme des Prüfimpulses an den KoI-

eine Polarität, bei der die Transistoren 37 und 38 lektor des Transistors 42 eingeschaltet ist. Eine der

normalerweise leitend sind, so daß sich die Kapazi- Elektroden des Transistors 47 ist an eine Seite der

täten 27 und 29 bei fehlenden Eingangsimpulsen an Haltekapazität 19 angeschaltet, deren andere Seite

den Klemmen 12 und 13 auf das Niveau der Bezugs- an Masse liegt. Die andere Elektrode des Transistors

spannung an der Klemme 39 entladen und der kon- 45 47 ist an den Ausgang des Pufferverstärkers 17 mit

stante Strom durch die Transistoren 26 und 28 von der Verstärkung 1 angeschaltet. Dieser Verstärker

den Kapazitäten abgeleitet wird. Bei Eingangsimpul- umfaßt vorzugsweise ein Paar von in Kaskade ge-

sen an den Klemmen 12 und 13, welche im dar- schalteten komplementären Transistoren 48 und 49,

gestellten Ausfühningsbeispiel negative Impulse sind, wobei der Transistor 48 im vorliegenden Ausfüh-

werden die Transistoren 37 und 38 gesperrt, so daß 50 rungsbeispiel vom npn-Typ und der Transistor 49

die konstanten Ströme durch die Transistoren 26 und vom pnp-Typ ist. Die Basis des Transistors 48 ist

28 die Kapazitäten vom Wert der Bezugsspannung über einen strombegrenzenden Widerstand 51 an den

auf den Wert der Spannung an der Vorspannungs- Verbindungspunkt zwischen der Kapazität 29 und

klemme 36 aufzuladen beginnen. Daher werden an dem Kollektor des Konstantstrom-Transistors 28 an-

den Kapazitäten 27 und 29 Sägezahnsignale mit 55 geschaltet, so daß sie das an diesem Punkt stehende

identischem Anstieg erzeugt, welche im dargestellten sägezahnfönnige Signal abnimmt. Der Kollektor des

Ausfühningsbeispiel ihre Polarität wechseln und Transistors 48 ist an die Basis des Transistors 49 und

durch Null laufen, um eine bipolare Fehlerfunktion an eine Seite eines Vorwiderstandes 52 angeschaltet

an der Ausgangsklemme 16 zu erzeugen. dessen andere Seite an der positiven Vorspannungs-

Um eine Drift in den Sägezahngeneratoren 10 60 quelle 36 liegt. Der Kollektor des Transistors 49 isi und 11 auszuschließen, sind die Transistoren 26 und über einen Widerstand 53 an den Emitter des Tran-28 bzw. 37 und 38 vorzugsweise komplementäre sistors 48 angeschaltet. Zwischen die Basis des Tran-Transistorpaare, so daß die Transistoren jedes Paar sistors 49 und den Emitter des Transistors 48 ist eine in gleicher Weise durch die Temperatur beeinflußt Entkoppelkapazität 54 geschaltet, wobei der Emittei werden. Widerstände 31, 32 und 33 sowie die Säge- 65 des Transistors 48 an einer Seite eines Lastwider zahn-Kapazitäten 27 und 29 sind sehr temperatur- Standes 56 liegt, dessen andere Seite an die negativ« stabile Elemente. Diese Maßnahme stellt in Verbin- Vorspannungsquelle 46 angeschaltet ist. Der Emit dung mit dem Betrieb der Transistoren von gemein- ter des Transistors 48 stellt daher den Ausgang de;

PufTerverstärkers 17 dar, welcher an die zweite Elektrode des Transistors 47 angeschaltet ist.

Der PuiFerverslärker 21 mit der Verstärkung!., welcher die Haltekapazität 19 an die Ausgangskle<r,me 16 ankoppelt, ist vorzugsweise ebenso ausgebildet wie der vorbeschriebene Verstärker 17. Der Verstärker 21 enthält also vorzugsweise ein Paar von in Kaskade geschalteten komplementären Transistoren 57 und 58, wobei der Transistor 57 im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel vom pnp-Typ und der Transistor 58 vom npn-Typ ist. Die Basis des Transistors 57 ist an den Verbindungspunkt zwischen der Haltekapazität 19 und dem bidirektionalen Transistor angeschaltet. Der Emitter des Transistors 57 ist über einen Widerstand 59 an die positive Vorspannungs· klemme 36 und andererseits direkt an die Ausgangs klemme 16 angeschaltet. Der Kollektor des Transistors 57 ist einerseits direkt an die Basis des Transistors 58 und andererseits an einen Lastwiderstand 61 angeschaltet, der seinerseits an der negativen Vorspannungsklemme 46 liegt. Zwischen den Kollektor und den Emitter des Transistors 57 ist eine Entkoppelkapazität 62 geschaltet. Der Emitter des Transistors58 ist an die negative Vorspannungsklemme 46 angeschaltet, während der Kollektor dieses Transistors über einen Lastwiderstand 63 an die Ausgangsklemme 16 angeschaltet ist.

Die bevorzugte Ausführungsform des Sägezahn-Haltekreises 24 enthält ein Paar von in Serie gegeneinandergeschalteter Dioden 64 und 66, welche zwisehen den Kollektor des Impulsformer-Transistors 42 und den Emitter des Konstantstrom-Transistors 28 des Sägezahngenerators 11 geschaltet sind. Bei dem im Ausführungsbeispiel speziell gewählten Leistungstyp der Transistoren sind die positiven Klemmen der Dioden 64 und 66 an den Kollektor des Transistors 42 bzw. den Emitter des Transistors 28 angeschaltet, während die negativen Klemmen der Dioden miteinander verbunden sind. Zwischen dem Verbindungspi'nkt der negativen Klemmen der Dioden und die negative Vorspannungsklemme 46 ist ein Widerstand 67 eingeschaltet. Daher lautet die Diode 64, wenn der Transistor 42 leitend ist. Dies ist dann der Fall, wenn der Niveaudetektor 22 noch keinen Impuls als Funktion des durch den vorgegebenen Schwellwert laufenden Sägezahnsignals vom Generator 10 erzeugt Die Diode 66 leitet zu dieser Zeit nicht, da ihre negative Klemme auf einem positiven Potential liegt, das etwas kleiner als das Potential der Vorspannungsuuelle36 ist (im vorliegenden Beispiel etwas geringer als - 12VoIt). Der F.mitter des Konstant-Stromtransistors 28 ist daher von der negativen Vorspannungsklemme 46 entkoppelt, so daß dieser Transistor einen konstanten Strom in die Kapazität 29 zur Erzeugung des sägezahnförmigen Ausgangssignah des Generators Il einspeist. Wird der Transistor 42 jedoch gesperrt und erzeugt einen negativen Impuls an seinem Kollektor als Funktion des durch einen vorgegebenen Schwellwert laufenden sägezahnförmigen Ausgangssignals des Generators 10. so wird die Diode 64 daher augenblicklich gesperrt. Die Diode 66 wird nunmehr leitend, da ihre negative Klemme entsprechend an negatives Potential geschaltet wird. Das damit an den Emitter des Transistors 28 gegebene negative Poietrtiäf sperrt diesen Transistor, so daß die i.:inspeisung des konstanten Stroms in die Kapa/iiät 19 und darriit die Weitere Erhöhung des sägezahnförmigen Sinais vom Generator II gestoppt wird.

Die Gesamtwirkung des erfindungsgemüßen Phasendiskriminator sei im folgenden an Hand des Diagramins nach Fig. 3 noch weiter erläutert. Die Signale (a) und (b) sind in ihrer Phase zu vcrglcieilende impulsförmige Eingangssignal, weiche auf die Eingangsklemme 12 bzw. 13 gegeben werden. IZs ist zu bemerken, daß das Signal (α) dem Signal (b) in der Phase nacheilt und daß die Phasendifferenz über der Zeit abnimmt. Dahei eilt der ncguti\c Impuls 68 des Signals (α) dem negativen Impuls 69 des Signals (b) um einen größeren Betrag nach als der nächstfolgende Impuls 71 des Signals (α) in bezug auf den nächstfolgenden Impuls 72 des Signals (b). Zum Zeitpunkt I₁ sperrt die Vorderflanke des Impul-

,_s ses 69 den Transistor 38, so daß die Kapazität 29 mit einem durch den Transistor 28 gelieferten konstanten Strom aufgeladen wird. An der Kapazität 29 wird damit ein sägezahnförmiges Signal (e) erzeugt, dessen linearer Anstieg 37 zum Zeitpunkt /, beginnt. Im dar-

gestellten Ausführungsbeispiel beginnt der lineare Anstieg 73 bei einem durch das Bezugspotential an das Bezugspotential an der Klemme 39 bestimmten negativen Potential und verläuft zu positiven Signalwerten, so daß die Nullachse, wie dargestellt, ge-

schnitten wird.

Zum Zeitpunkt /₂ sperrt die Vorderflanke des Impulses 68 den Transistor 37, so daß die Aufladung der Kapazität 27 mit einem durch den Transistor 26 gelieferten konstanten Strom eingeleitet wird. An der Kapazität 27 entsteht daher ein sägezahnförmiges Signal (r) mit einem zum Zeitpunkt /₂ beginnenden linearen Anstieg 74. Der lineare Anstieg 74 besitzt die gleiche Steigung wie der lineare Anstieg 73 und verläuft vom negativen Bezugspotential zu einem positiven Potential, so daß die Null-Achse zum Zeitpunkt I₃ geschnitten wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Niveaudetektor 22 so ausgewählt, daß er ein Schwellwertniveau von Null besitzt. Daher sperrt der Niveaudetektor zum Zeitpunkt ι, entsprechend dem Schnittpunkt des linearen Anstiegs 73 mit der Null-Achse den Transistor 42 für eine Zeitdauer, welche durch die Kapazität 41 und den Wider stand 43 bestimmt wird. Entsprechend dem Signalverlauf (d) wird ein negativer Prüfimpuls 76 am KoI-

«5 lektor des Transistors 42 erzeugt, dessen Zeitdauer gleich t_s t_t ist. Die Diode 64 wird daher niehl leitend, während die Diode66 im Intervall i._t i_t leitet. Der Transistor 28 ist gesperrt, .so daß der lineare Anstieg 73 an der Kapazität 29 während dieses Intervalls gestoppt wird und das Niveau konstant bleibt, wie der gerade Signalverlauf 77 zeigt. Der Sägezahn-Haltekreis wirkt extrem schnell, so daß das konstante Signalniveau den Wert besitzt, welcher vorhanden ist. wenn der lineare Anstieg 74 die NuII-Achse schneidet. Das Niveau 77 ist größer als Null, da der lineare Anstieg 73 früher beginnt als der lineare Anstieg 74. Der Prüfimpuls 76 schaltet den Transistor 47 momentan durch, nachdem der lineare Anstieg zum Zeitpunkt r, gestoppt wurde. Die Haltekapazität 19 wird daher im Intervall I₃ -/₄ auf ein dem Niveau 77 des linearen Anstiegs 73 proportionales Niveau 78 aufgeladen, wie der Signalvcrlauf C) zeigt, der auf die Ausgangsklemme 16 gegeben wird. Am Ende des Prüfimpuises /um Zeilpunkt I₁ wird

der Transisior 47 viedcr gesperrt und der Transistor 28 wieder leitend. Der lineare Ansiic« 73 nimmt dann weiterhin linear /u. während der Wert 78 an de! Haltekapa/ilät 19 über ein relativ I an sin Haileinter

vail gehalten wird. Zum Zeitpunkt /₅ endet der Eingangsimpuls 68, so daß der Transistor 37 leitend wird, wodurch auch der lineare Anstieg 74 endet und die Kapazität 27 auf das negative Bezugspotential an der Klemme 39 entladen wird. Entsprechend endet zum Zeitpunkt f_e der Eingangsimpuls 69. so daß der Transistor 38 leitend wird. Als Folge davon endet der lineare Anstieg 73. so daß die Kapazität 29 auf das negative Bezugspotential der Klemme 39 entladen wird. ίο

In dem Zeitpunkt /, und f_s entsprechend den Vorderflanken oer nächsten Eingangsimpulse 71 und 72 der Signale (b) und (a) werden an den Kapazitäten 29 und 2? lineare Spannungsanstiege 73' und 74' hervorgerufen. In der vorbeschriebenen Weise wird ein Prüfimpuls 76' erzeugt, wobei der lineare Anstieg 73' ium Zeitpunkt/₉ auf einem konstanten Niveau 77' gestoppt wird. Da das Intervall t. - t_s kleiner als das Intervall f, -f₄ ist, ist auch das Niveau 77' proportional kleiner als das Niveau 77. Während der Dauer ao des Prüfimpulses 76' wird die Haltekapazität 19 auf ein Niveau 78' aufgeladen, das entsprechend kleiner als Niveau 78 ist. Auf diese Weise ist die Spannung an der Haltekapazität ein Maß für die Phasendifferenz zwischen den Impulsen der Eingangssignale (α) *5 und (b).

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Phasenvergleich zweier impulsförmiger Eingangssignale, gekennzeichnet durch zwei Sägezahngeneratoren (10, 11). welche Signale gleichen Anstiegs erzeugen und welche je einem der Eingangssignale zugeordnet sind und von den Vorderflanken de^c. jeweils zugeordneten Eingangssignals ausgelöst (getriggerO werden, eine an den ersten Sägezahngenerator (10) ausschaltete Schwellenwertschaltung (22), welche beim Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwerte«; ein .7'ir Ansteuerung *° nachgeschalteter Schaltungsteile (18. 24) geeignetes Ausgangssignal abgibt, einen \on der Schwellenwertschaltung (22) gesteuerten Prüfschalter (18). welcher den zweiten Sägezahngenerator (11) an eine Haltekapazität (19) anschaltet. *5 sowie durch einen \on der Schwellenwertsciir>ltung(22) gesteuerten Sügc/ahnhaltekreis (24). der den beim Auftreten des Ausgangssignals der Schwellenwertschaltung (22) vom zweiten Sägezahngenerator (11) erreichten Signalwert aufrechterhalt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahngeneratorcn (ίθ. 11) jeweils eine durch eine Konstantstromquelle (26 bzw. 28) aufgeladene Kapazität (27 bzw. 28) aufweisen und daß an die Konstantstromquelle (26 bzw. 28) jeweils eine Eingangsstufe (37 bzw. 38) angekoppelt ist. welche die Aufladung der Kapazität (27 bzw. 29) durch die Konstantstromquelle (26 bzw. 28) zur Erzeugung des ersten und zweiten sägezahnföraigen Signale als Funktion des ersten und zweiten impulsförmigen Eingangssignals einleitet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die säge- ⁶S zahnförmigen Signale von einem negativen auf einen positiven Wert ansteigen und daß das Schweliwertniveau das Nullniveau ist. so daß eine Umladung der Kapazitäten (27, 28) der Sägezahngeneratoren (10, 11) stattfindet.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquellen (26. 28) der Sägezahngeneratoren (10, 11) durch jeweils einen Transistor gebildet werden, daß die Eingangsstufen (37. 38) zur Einleitung der Aufladung der Kapazitäten (27. 29) der Sägraahngeneratoren (10.11) durch jeweils einen Transistor gebildet werden, welche komplementär in bezug auf die die Konstantstromquellen der Sägezahngeneratoren bildenden Transistoren sind, daß die Kapazitäten (27. 29) der Sägezahngeneratoren (10. II) jeweils in Reihe zu dem die Konstantstromquelle der Sägezahngeneratoren bildenden Transistor (26 bzw. 28) und an Masse liegen, daß die Emitter-Kollektor-Strecken der die Eingangsstufen bildenden Transistoren (37 bzw. 38) zwischen eine Bezugspotentialklcmme (39) und den Verbindungspunkt der Kapazität (27 bzw. 28) und des Konstantstrom-Transistors (26 bzw. 28) des zugehörigen Sägezahngenerators (10 bzw. 11) geschaltet sind, daß die impulsförmigen Eingangssignale an den Elasen (12. 13) der die Eingangsstufen bildenden Transistoren (37, 38) eingespeist werden, daß das Bezugspotential an der Bezugs potentialklemme (39) so gewählt ist. daß die die Eingangsstufen bildenden Transistoren (37. 38) bei Fehlen von Eingangssignalen an ihren Basen leiten und bei Vorhandensein von Eingangssignalen sperren, daß die Emitter-Kollektor-Strecken der Konstantstrom-Transistoren (26. 28) an einer Vorspannungsklemme (36) liegen und daß die Basen der Konstantstrom-Transistoren (26. 28) der Säi'ezahngeneratoren an einer Regelspan nungsquelle (14t liegen, wodurch diese Trnn sistoren normalerweise leitend gehalten werden

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ar sprüche I bis I. dadurch gekennzeichnet, chß d' die Korstantstromquellen der S.iee/ahneener.itr ren (10. 11) bildenden Transistoren (26. 28) un.i die die Einganesstufen bildenden Transistors' (37. 38) jeweils ein duales Transistorpaar bilden. daß die Kapazitäten (27. 29) der S;igezahngener. toren (10. 11) große Tempcraturstabilitiit be sitzen und daß die Emitter-Kollektor-Strecken de Konstantstrom-Transistoren (26. 28> über jcwcileinen sehr temperaturstabilcn Widerstand (31 bzw. 32) mit großer Temperaturstabilität an die Vorspannungsklcmme (36) angeschaltet sind.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5. gekennzeichnet durch eine Impulsformerstufe (23). welche die Schwellenwertschaltung (22) an den Priifschalter (18) an koppelt, um diesen als Funktion des Prüfimpulscr· zu schließen und damit die Haltekspazität (19 als Funktion des zeitlich ansprechenden Niveau? des zweiten sägezahnförmigen Signals aufzuladen

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß dei Sägezahn-Haltekrejs (24) an die Konstantstrom quelle (28) des zweiten Sägezahngenerators (Il angeschaltet ist und den Stromfluß von diesei Konstantstromquelle zur Kapazität (29) des zweiten Sägezahngenerator als Funktion und für dk Dauer des Priifinpulses unterbricht.

8. Schaltungsanordnung nach einem der An

Sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahnhaltekreis (24) einen elektronischen Schalter (64,66) mit einem normalerweise offenen Zweig (64), der als Funktion eines Impulses zu schließen ist, und einen Zweig (66, 67) aufweist, der eine weitere, in bezug auf die erste Vorspannungsklemme (36) negative Vorspannungsklemme (46) mit dem Koppelpunkt zwischen der Emitter-Kollektor-Strecke des die Konstantstromquelle des zweiten Sägezahngenerators (11) bil- «!enden Transistors (28) und der Vorspannungsklemme (26) verbindet, und daß eine Stufe (42) vorgesehen ist, welche den Niveaudetektor (22) an den elektronischen Schalter (64,66) ankoppelt, um dessen Stromzweig als Funktion des Prüf- ts Impulses zu schließen.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter durch ein Paar von in Serie gegeneinandergeschalteten Dioden (64, 66) ge- ao Bildet ist, welche zwischen den Koppelpunkt zwischen der Emitter-Kollektor-Strecke des die Konetantstromquelle des zweiten Sägezahngenerators (11) bildenden Transistors (28) und die erste Vorspannungsklemme (36) und den Ausgang der Schwellwertschaltung (22) geschaltet sind, und daß die zweite Vorspannungsklemme (46) an den Verbindungspunkt der Dioden angekoppelt ist.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bif 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfschalter (18) durch einen bidirektionalen Transistor gebildet ist, dessen bidirektionale Elek troden an die Kapazität (29) des zweiten Sägezahngenerators (11) bzw. an die Haltekapazität (19) und dessen Basis an die Schwellwertschaltung (22) angekoppelt sind.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche ' bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schwellwertschaltung (22) mit dem Priifschalter(18) koppelnde Impulsformer (23) ak Zeitknnstnntenkreis in Form eines /?C-Giiedes (41. 43) ausgebildet ist. das die Dauer eines a! Funktion von einem Impuls von der Schwellwertschaltung (22) erzeugten Prüfimpulses bestimmt.

12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis II. dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitäten (27. 29) der Sägezahngeneratoren (10. 11) jeweils an den Kollektor des entsprechenden, die Konstantstromquelle bildenden Transistors (26. 28) angeschaltet sind und daß die Emitter der die Konstantstrontquelle bildenden Transistoren (26, 28) der Sägezahngencratoren (10, U) Über Vorspannungseinstellwiderstände (31, 32, 33) an die Vorspannungsklcmme (36) positiven Potentials angekuppelt sind.

13. Schaltungsanordnung nach ein^M der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektoren der die Eingängsstufen bildenden Transistoren (37, 38) jeweils an die Kollektoren der die Konstantstromquellen bildenden Transistoren (26, 28) der Sägezahngeneratoren (10. 11) angeschaltet sind.

14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschaltung (22) an den Kollektor des die Konstantstromquelle des ersten Sägezahngenerator» (10) bildenden Transistors (26) angeschaltet ist.

15. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer (23) über eine Phasenumkehrstufe in Form eines Transistors (42) an die Basis des den Prüfschalter (18) bildenden Bidirektionaltransistors (48) angekoppelt ist, wobei der die Phasenumkehrstufe bildende Transistor (42) mit seinem Kollektor über einen Lastwiderstand (44) an der Vorspannungsklemme (46) mit negativem Potential und mit seinem Emitter an der Vor spannungsklemme (36) positiven Potentials liegt.

16. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die in Serie gegeneinander geschalteten Dioden (64, 66) des Sägezahn-Haltckrcises (24) zwischen den Emitter des die Konstantstromquclle des zweiten Sägezahngenerator (11) bildenden Transistors (28) und den Kollektor des die Phasenumkehrstufe bildenden Transistors (42) geschaltet sind.

17. Schaltungsanordnung *:ach einem der Ar sprüche 1 bis 16. gekennzeichnet durch einen Puffen erstärker (17), welcher den Kollektor de·· die KonstantMromquclle des /weiten Sä»ezahngenerators (U) bildenden Transistors (28) m·" einer der bidtrektioncllcn Elektroden des den Prüfschalter (28) bildenden Bidirekt' rstransi stors (47) koppelt, und durch einen weiteren Puf fervcrMärker (21), welcher die weitere bklirektio nelle Elektrode des den Prüfschalter bildender Bidirektionaltransistors mit einer Auscangs klemme (16) koppelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen