DE1816601A1 - Generator for delayed triangular oscillations - Google Patents
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Description
Generator für verzögerte Dreieck-SchwingungenGenerator for delayed triangle oscillations
Vorliegende Erfindung gehört zum Gebiet der Elektronik und beschäftigt sich mit einem Wellenform-Generator zur Erzeugung einer repetierenden, verzögerten Dreieck-Schwingung.The present invention pertains to the field of electronics and employs with a waveform generator to generate a repetitive, delayed triangle oscillation.
Es sind bereits viele Wellenform-Generatoren und auch mehrere für verzögerte Dreieck-Schwingungen bekannt, aber dort werden Rechteck-Wel.'len-Impulse benutzt, deren Dauer ungefähr gleich der der zu erzeugenden Dreieckwelle ist und wo zwischen den Kechteckwelian-Impulsen ein Zwischenraum auftritt, welcher ungefähr der Yerzögerungszeit entspricht. In diesen Schaltungen wird die Dreieckwelle durch Integration der ßechteckwellen-Impulse gewonnen.There are already many waveform generators and several known for delayed triangular oscillations, but there square wave pulses are used, the duration of which is approximately equal to the of the triangular wave to be generated and where between the Kechteckwelian pulses a gap occurs which corresponds approximately to the delay time. In these circuits it becomes the triangle wave obtained by integrating the square wave pulses.
Der erfindungsgemäße Generator für verzögerte Dreieck-Wellen ist gekennzeichnet durch die Kombination einer Energieversorgung mit einer ersten und einer zweiten Anschlußklemme; einer Schaltung zur Erzeugung eines bestimmten Ausgangsstromes; eines"Energiespeichers; der Anordnung der Schaltung zur Erzeugung eines bestimmten Stromes und des EnergieSpeichers in Reihenschaltung zwi-The delayed triangle wave generator of the present invention is characterized by the combination of a power supply with a first and a second connection terminal; a circuit for generating a specific output current; an "energy store; the arrangement of the circuit for generating a certain current and the energy storage in series connection between
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sehen der ersten und der zweiten Anschlußklemme; einer Schaltung zur Aufbereitung eines ersten Ausgangssignales, welches die Spannung des "SnergieSpeichers darstellt;" eines spannungsansprechenden Schalters mit zugehörigen Ausgangsmitteln zur Lieferung eines zweiten Ausgangssignales, der mit dem Ausgang der Schaltung zur Aufbereitung des ersten Ausgangssignales verbunden ist und von diesem das erste Signal empfängt und ein zweites Ausgangssignal auslöst, sobald das erste eine vorbestimmte Größe erreicht hat; eines monostabilen Multivibrators, der einerseits zum Empfang des zweiten Signales mit diesem Schalter in Verbindung steht und zur Entladung des EnergieSpeichers während einer Zeit, welche der astabilen Periode des Multivibrators entspricht, nach Empfang des zweiten Signales, mit dem Energiespeicher in Verbindung steht.seeing the first and second terminals; a circuit for processing a first output signal, which represents the voltage of the "SnergieSpeichers;" a tension-appealing Switch with associated output means for supplying a second output signal which is connected to the output of the circuit is connected for processing the first output signal and receives from this the first signal and a second output signal triggers as soon as the first has reached a predetermined size; of a monostable multivibrator, on the one hand for receiving of the second signal is connected to this switch and for discharging the energy storage during a time which the corresponds to the astable period of the multivibrator, after receiving the second signal, is connected to the energy store.
Bei der neuen, erfindungsgemäßen Art wird zunächst die Amplitude der Dreieck-Welle, welche zwischen den Platten eines Ladekondensators entsteht, abgetastet und dieser Kondensator dann durch die Benutzung eines normalerweise offenen Schalters entladen, der zu diesem parallel liegt und durch einen monostabilen Multivibrator betätigt wirdο Die unstabile oder astabile Periode des Multivibrators wird zur Steuerung der Verzögerungszeit benutzt. Der Ladekondensator wird durch einen Konstantstrom-Generator versorgt, dessen konstanter Strom zur Erzeugung unterschiedlicher Anstiege der Dreieck-Wellen verändert werden kann.In the new type according to the invention, the amplitude of the triangular wave which is generated between the plates of a charging capacitor is initially determined arises, sampled and this capacitor is then discharged through the use of a normally open switch that turns to parallel to this and activated by a monostable multivibrator o The unstable or astable period of the multivibrator is used to control the delay time. The charging capacitor is supplied by a constant current generator, whose constant current can be changed to generate different slopes of the triangle waves.
Weitere Eigenschaften mögen durch d.ie folgende Beschreibung einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung anhand eines Beispieles und unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen deutlich werden:Further properties may be appreciated by the following description of a embodiment according to the invention using an example and with reference to the attached drawings become clear:
Fig. 1 ist ein allgemeines Blockdiagramm des Systems;Figure 1 is a general block diagram of the system;
I"ig. 2 ist eine Prinzip schaltung einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung;I "ig. 2 is a principle circuit of an inventive Design;
Fig. 3 ist eine Wellenform eines Signales, wie es am Aus-Fig. 3 is a waveform of a signal as it appears at the output
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gang der Fig. 1 oder 2 auftritt.1 or 2 occurs.
In Fig. 1 ist ein stufenweise veränderlicher Konstantstrom-Generator IO dargestellt, welcher mit der positiven und negativven Spannungsklemme 12 bzw. 14 verbunden ist. Der Ausgang des Generators 10 ist mit einem Verbindungspunkt 16 verbunden, welcher ferner mit einer Ausgangsklemme 18 und über einen Lade-oder Integrierkondensator 20 mit dem negativen Potential 14 verbunden ist. Ein NPN-Transistor oder Schalter 22 liegt mit seiner Kollektor-Emitterstrecke zum Kondensator 20 parallel. Ein spannungsabhängiger Impulsgenerator oder spannungsabhängiger Schalter 24 empfängt ein Äingangssignal vom Verbindungspunkt 16 und Speiseenergie von den Klemmen 12 und 14. Der Ausgang des Generators 24 führt an einen monostabilen Multivibrator 26, welcher mit der positiven Klemme 12 und einem Bezugspotential oder Erde 28 verbunden ist. Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 26 führt zur Basis des Transistors 22.In Fig. 1 is a step-wise variable constant current generator IO shown, which with the positive and negative ven Voltage terminal 12 or 14 is connected. The output of the generator 10 is connected to a connection point 16, which is also connected to an output terminal 18 and via a charging or integrating capacitor 20 is connected to the negative potential 14. An NPN transistor or switch 22 has its collector-emitter path to the capacitor 20 in parallel. A voltage-dependent pulse generator or voltage-dependent switch 24 receives an input signal from junction 16 and feed energy from the terminals 12 and 14. The output of the generator 24 leads to a monostable multivibrator 26, which is connected to the positive terminal 12 and a reference potential or earth 28 is connected. The output of the monostable multivibrator 26 leads to the base of the Transistor 22.
In der Fig. 2 haben die Versorgungsklemmen, die Erde, der Inte-grier-Kondensator und der Überbrückungs-Transistor die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1. Die Reihenschaltung eines Widerstandes 40, der Widerstandswicklung eines Potentiometers 42 und eines weiteren Widerstandes 44 liegt zwischen den Klemmen 12 und 14„ Der Schleifer des Potentiometers 42 ist mit der Basis eines NPN-Transistors oder allgemeinen Verstärkers 46 verbunden, dessen Kollektor an der Klemme 12 und dessen Emitter über einen Widerstand 48 a an der Klemme 14 liegt. Zwei hintereinander geschaltete Dioden 50 und 52 liegen zwischen der Klemme 12 und der Basis eines PNP-Transistors 5^· Die Basis des Transistors 54 ist weiterhin über einen Widerstand 56 mit der Erde 28 verbunden. Die beiden Dioden 50 und 52 sind derart gepolt, daß die Richtung des durch die beiden Dioden fließenden Stromes auf die Basis des Transistors 54 zugerichtet ist.Döir Emitter des Transistors 54- ist mit dem beweglichen Kontakt eines allgemeinen Schaltsegments 58 verbunden, welches wahlweise mit einer Vielzahl-von Widerständen 60 verbunden werden kann, welche an der Klemme 12 angeschlossen sind. Der KoI-In Fig. 2, the supply terminals, the ground, the integrating capacitor and the bridging transistor have the same reference numerals as in Fig. 1. The series connection of a resistor 40, the resistance winding of a potentiometer 42 and a further resistor 44 is between the terminals 12 and 14. "the wiper of the potentiometer 42 is connected to the base of an NPN transistor or general amplifier 46 whose collector is connected to terminal 12 and its emitter connected via a resistor 48 to the terminal a fourteenth Two diodes 50 and 52 connected in series are located between terminal 12 and the base of a PNP transistor 5 ^ · The base of transistor 54 is also connected to earth 28 via a resistor 56. The two diodes 50 and 52 are polarized in such a way that the direction of the current flowing through the two diodes is directed towards the base of the transistor 54. The emitter of the transistor 54- is connected to the movable contact of a general switching segment 58, which optionally with a A plurality of resistors 60 can be connected, which are connected to the terminal 12. The KoI
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lektor des Transistors ist über den Ladekondensator 20 mit dem Emitter des Transistors 46 verbunden. Ebenso ist der *u)llektor des Transistors 54 mit der Basis eines NPN-Transistors 62 verbunden, dessen Kollektor an der Klemme 12 liegt und dessen Emitter mit der Basis eines NPN-Transistors 64 verbunden ist, dessen Kollektor wiederum an der. Klemme 12 liegt und dessen Emitter über einen veränderbaren Widerstand 66 an einer Ausgangsklemme 68 liegt. Die Basis des Transistors 62 ist über einen Widerstand 70 mit dem Kollektor eines Transistors 22 verbunden, dessen Emitter über eine Diode 72 an einem Verbindungspunkt 74 liegt, der auch mit dem Emitter des Transistors 46 verbunden ist. Die Diode 72 ist zum Verbindungspunkt 74 hin gerichtet. Ein Widerstand 76 liegt zwischen der Basis des Transistors 22 und dem Verbindungspunkt 74. Die Widerstandswicklung eines Potentiometers 68 liegt zwischen dem Emitter des Transistors 64 und dem Verbindungspunkt 74; der zugehörige Schleifer ist mit einer weiteren Ausgangsklemme 80 verbunden. Der Emitter des Transistors 64 ist ferner über eine Zenerdiode 82 mit dem Gitter eines steuerbaren Silizium-Gleichrichters oder spannungsempfindlichen Schaiters 84 verbunden. Über einen Widerstand 86 ist dieses Gitter auch mit dem Verbindungspunkt 74 verbunden. Die Anode des steuerbaren Gleichrichters 84 liegt über einen Widerstand 88 an der Klemme 12 und über einen Kondensator 90 auch an dem Verbindungspunkt 74. Die Kathode ist auch über die Reihenschaltung eines Kondensators 94 und eines Widerstandes 96 mit der Basis eines NPN-Transistors 98 verbunden, dessen Kollektor über einen Wideretand 100 an der Klemme 12 liegt, dessen Emitter mit der Erde 28 verbunden ist. Eine Diode 102 liegt zwischen Erde 28 und dem Verknüpfungspunkt zwischen dem Kondensator 94 und dem Widerstand 96; ihre Kathode ist dem Verknüpfungspunkt zugekehrt. Der Kollektor des Transistors 98 ist auch über die Reihenschaltung eines Kondensators 104 und eines Widerstandes 106 mit der Busis eines NPN-Transistors 108 verbunden, dessen Emitter auf Erde 28 liegt und dessen Kollektor über e^Lnen Widerstand 110 mit der Klemme verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 108 ist such überlector of the transistor is via the charging capacitor 20 with connected to the emitter of transistor 46. Likewise, the * u) lector is of transistor 54 to the base of an NPN transistor 62 connected, whose collector is connected to terminal 12 and whose emitter is connected to the base of an NPN transistor 64, its collector in turn at the. Terminal 12 is and its emitter is connected to an output terminal via a variable resistor 66 68 lies. The base of the transistor 62 is connected via a resistor 70 to the collector of a transistor 22, whose Emitter is connected to a connection point 74 via a diode 72, which is also connected to the emitter of transistor 46. The diode 72 is directed towards the connection point 74. A resistance 76 is between the base of transistor 22 and the Connection point 74. The resistance winding of a potentiometer 68 is between the emitter of transistor 64 and junction 74; the associated grinder is with another Output terminal 80 connected. The emitter of the transistor 64 is also via a Zener diode 82 with the grid of a controllable Silicon rectifier or voltage-sensitive switch 84 connected. This grid is via a resistor 86 also connected to connection point 74. The anode of the controllable The rectifier 84 is connected to the terminal 12 via a resistor 88 and also to the connection point 74 via a capacitor 90. The cathode is also connected via the series connection Capacitor 94 and a resistor 96 with the base of a NPN transistor 98 connected, the collector of which has a resistor 100 is connected to terminal 12, the emitter of which is connected to earth 28. A diode 102 is between ground 28 and the Junction point between the capacitor 94 and the resistor 96; its cathode faces the point of connection. The collector of transistor 98 is also connected in series with one Capacitor 104 and a resistor 106 connected to the busis of an NPN transistor 108, the emitter of which is connected to ground 28 and its collector via a resistor 110 to the terminal connected is. The collector of transistor 108 is also over
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einen Widerstand 112 mit der Kathode der Diode 112 verbunden.a resistor 112 is connected to the cathode of the diode 112.
Der Kollektor des Transistors 108 ist ferner über einen Widerstand 114 mit der Basis eines NPN-Transistors 116 verbunden, dessen Kollektor an der Klemme 12 liegt und dessen Emitter über einen Widerstand 120 an Erde 28 liegt. Der Emitter ist ferner mit einem Bückkopplungswiderstand 118 verbunden. Ein veränderlicher Widerstand 122 liegt zwischen der Klemme 12 und dem ■Verknüpfungspunkt zwischen dem Kondensator 104 und dem Widerstand 106.The collector of transistor 108 is also through a resistor 114 connected to the base of an NPN transistor 116, whose collector is connected to terminal 12 and whose emitter is above a resistor 120 is connected to earth 28. The emitter is further away connected to a feedback resistor 118. A changeable one Resistor 122 lies between terminal 12 and the ■ connection point between capacitor 104 and resistor 106.
In Fig. 3 ist eine Wellenform gezeigt, wobei der senkrechten Achse die Spannung und der waagerechten Achse die Zeit zugeordnet sind. Die Zeit von tQ bis t,, ist die Anstiegszeit, während die Zeit von ty, bis tp die Verzögerungszeit ist. Dies sei im Zusammenhang mit der Wirkungsweise der Figuren noch näher erläutert.A waveform is shown in FIG. 3, the vertical axis being associated with voltage and the horizontal axis being associated with time. The time from tQ to t ,, is the rise time, while the time from ty to tp is the delay time. This will be explained in more detail in connection with the mode of operation of the figures.
Während die detaillierte Beschreibung der Schaltung nur auf Transistoren als solche Bezug nahm, ist zu bemerken, daß diese in vielen Fällen als Verstärker, Ventile und manchmal Schalter fungieren. Die bloße Bezeichnung "Transistor" dient der Beschreibung und stellt keine Begrenzung dar. Das Gleiche gilt für die übrigen Komponenten, welche als Dioden, Widerstände, Kondensatoren und Zener-Dioden dargestellt sind. In vielen Fällen können andere Elemente ebenso gut an ihre Stelle treten, Der Transistor 46 und das ihm zugeordnete Schaltwerk dient zur Veränderung der Versorgungsspannung, welche an der spannungsempfindlichen Ladeschaltung liegt. Der Transistor 5^ und das ihm zugeordnete Schaltwerk dienen der Darstellung eines Konstantstrom-Generators, welcher, obwohl als stufenveränderlich dargestellt, ebenso kontinuierlich verändern könnte in Abhängigkeit der von dem Ausgangssignal geforderten Verschiedenartigkeit. Der steuerbare Gleichrichter 84 ist die Basis des spannungsabhängigen Impulsgenerators, obwohlder Kondensator 94 darin der impulserzeugende Teil ist und die Zenerdiode 82 die Funktion der sicheren Spannungsauswahl übernimmt. Die Transistoren 62 und 64 fungieren als Entkoppelverstärker, wäh-While the detailed description of the circuit only applies to transistors referred to as such, it should be noted that in many Cases act as amplifiers, valves and sometimes switches. The mere term "transistor" is used for description and does not represent a limitation. The same applies to the other components, which are called diodes, resistors, capacitors and Zener diodes are shown. In many cases, others can Elements just as well take their place, The transistor 46 and the switching mechanism assigned to it serve to change the supply voltage, which is due to the voltage-sensitive charging circuit. The transistor 5 ^ and the switching mechanism assigned to it serve to represent a constant current generator, which, although shown as variable in stages, could also change continuously depending on the demanded by the output signal Diversity. The controllable rectifier 84 is the basis of the voltage dependent pulse generator, although the Capacitor 94 is the pulse-generating part and the Zener diode 82 takes over the function of safe voltage selection. The transistors 62 and 64 act as decoupling amplifiers, while
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rend die Transistoren 98 und 108 mit dem ihnen zugeordneten Schaltwerk einen monostabilen Multivibrator bilden.rend the transistors 98 and 108 with the one assigned to them Rear derailleur form a monostable multivibrator.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 wird der Konstantstrom-Generator zur Abgabe eines konstanten Stromes an dem Kondensator 20 benutzt. Der zum Kondensator 20 fließende Strom wird das Potential zwischen seinen Platten steigern, und während des in Fig, 3 dargestellten Zeitraumes t^ bis t,, wird er die Spannung in linearer Weise steigern. Zum Zeitpunkt t^ ist die Spannung hoch genug, so daß der spannungsempfindliche Impulsgenerator 24 anspricht. Dieser erzeugt einen Ausgangsimpuls, welcher einen monostabilen Multivibrator in die astabile Lage kippt. Die astabile Bedingung ist derart, daß der Transistor 22 eingeschaltet wird. Für den Zeitraum t^ bis t2» welcher der astabilen Periode des Multivibrators 26 entspricht, ist der Kondensator 20 kurzgeschlossen, und kann sich nicht laden oder sein Ausgangspotential steigern. Nachdem der Multivibrator 26 in seine ursprüngliche stabile Lage zurückkehrt, ist der {Transistor 22 wieder ausgeschaltet oder geöffnet und der Kondensator 20 kann in einem Hepetierzyklus wieder geladen werden.With reference to FIG. 1, the constant current generator is used to supply a constant current to the capacitor 20. The current flowing to capacitor 20 will increase the potential between its plates and during the period t 1 to t 1 shown in Figure 3 it will increase the voltage in a linear manner. At time t ^ the voltage is high enough that the voltage-sensitive pulse generator 24 responds. This generates an output pulse which tilts a monostable multivibrator into the astable position. The astable condition is such that transistor 22 is turned on. For the period t 1 to t 2 which corresponds to the astable period of the multivibrator 26, the capacitor 20 is short-circuited and cannot charge or increase its output potential. After the multivibrator 26 returns to its original stable position, the transistor 22 is switched off or opened again and the capacitor 20 can be charged again in a Hepetier cycle.
In Fig. 2 ist im wesentlichen die gleiche Schaltung wie ia Fig. 1 dargestellt, jedoch in detallierterer Form, Die Dioden 50 und 52 vermeiden die Nebenwirkung von Temperaturänderungen und stellen ein Spannungsgefälle zur Basis des Transistors 54 sicher. Die Grösse des fließenden Stromes wird durch den Schalter 58 bestimmt. Die über den Kondensator 20 abfallende Spannung wird abgetastet und über einen Darlington-Verstärker verstärkt, der die Tr aasistören 62 und 6* umfaßt und wenn dessen Spannung hoch genug ist, bricht die Zener-Diode 82 durch und betätigt den steuerbaren Gleichrichter 84. Sobald der Gleichrichter 84 in Betrieb kommt, wird die Spannung an seiner Kathode plötzlich ansteigen und über den KondensatorIn Fig. 2 is essentially the same circuit as ia Fig. 1 shown, but in more detail, diodes 50 and 52 avoid the side effect of temperature changes and make a voltage gradient to the base of the transistor 54 safe. The size of the flowing current is determined by switch 58. the The voltage drop across the capacitor 20 is sampled and amplified via a Darlington amplifier, which disturbs the transmission 62 and 6 * and if its voltage is high enough, breaks the Zener diode 82 through and actuates the controllable rectifier 84. As soon as the rectifier 84 comes into operation, the voltage suddenly rise at its cathode and across the capacitor
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94 einen I»pule an die Basis des Transistors 98 bringen. Der Transistor 98 ist normalerweise ausgeschaltet, aber bei Inbetriebsetzung erzeugt er einen Impuls in die negative Richtung, welche über den Kondensator 104 an die Basis des Transistors 108 gelangt, welcher nun aus seiner normalen Ein-Lage in die Aus-Lage gebracht wird. Das Wegschalten des Transistors 108 schaltet den Transistor 116 ein, weswegen der Transistor 22 den Kondensator 20 kurzschließt. 94 bring an I coil to the base of transistor 98. The transistor 98 is normally off, but when it is started it generates a pulse in the negative direction which is passed through the capacitor 104 to the base of the transistor 108, which is now brought from its normal on position to the off position. Switching off the transistor 108 switches the transistor 116 on, which is why the transistor 22 short-circuits the capacitor 20.
linziger Unterschied zwischen der Fig. 2 und der Fig. 1 ist, daß der Transistor 46 mittels des Schleifers von Potentiometer 42 zur jinderung der an der Lade schaltung abfallenden Spannung eingestellt werden kann. Die Veränderung dieses Spannungsabfalles ändert natürlich den Pegel der Wellenform in Bezug auf Erde oder das Bezugspotential 28. Obwohl die beiden Ausgänge 68 und 80 für verschiedene Empfangskreise gezeigt ä.nd, ist für die einzelne Anwendung der Schaltung nur einer notwendig.The only difference between Fig. 2 and Fig. 1 is that the transistor 46 can be adjusted by means of the wiper of potentiometer 42 to jimin the voltage drop across the charging circuit. The change in this voltage drop of course changes the level of the waveform with respect to ground or the reference potential 28. Although the two outputs 68 and 80 are shown for different receiving circuits, only one is necessary for the individual application of the circuit.
PatentansprücheClaims
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Claims (7)
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