DE1942554A1 - Schaltungsanordnung zur Durchfuehrung von Phasenkorrekturen - Google Patents

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-.WanHintn Cetellsthaft mbH

Böblingen, 20. August 1969 mö-gn

Anmelderin:

International Business Machines Corporation, Armonk, N. Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: N euanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin:

Docket SA 968 042

Schaltungsanordnung zur Durchführung von Phasenkorrekturen

In der Elektronik kommt es öfters vor, dass die Phase eines Signales korrigiert oder derjenigen eines anderen Signales angeglichen werden muss. Beispielsweise trifft dies für die phasenstarre Kopplung eines Generators mit der Frequenz eines Referenz signale s zu.

Die Brauchbarkeit von Schaltungen zu diesem Zweck hängt in erster Linie von deren Einfachheit und Stabilität ab. Die

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Anordnung nach der vorliegenden Erfindung ist in diener J3eziehung besonders vorteilhaft ausgebildet. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass mit einer ersten Kapazität wenigstens eine weiten: Kapazität in Reihe geschaltet ist, wobei letztere durch einen Widerstand überbrückt und die gesamte Auo/cl-.r:uη3 an die Klemmen einer Stromquelle angcschlosser, ist,

Die Erfinde.-..; wird nachfolgend anhand der Zeichnungen und eier darin dargestellten Ausiührun^sbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 das Beispiel einer bisher _!v:L>rau.;le

uchen Phasenkpmpensatio:!i>3cIiaH^a:·,

Fig. 2 die Grurtdschaltung der eri'indi.;A^ö-

gemässen Kompensationsschaltung und

Fig. 3 in Form eines Biock.diagrs.jYi:,.es

einen Teil einer phasenslarron

9-^c-.,04 ? - - 2 -

.Ir- λ, 009809/1249

Osüillatoranordnung, die ein weiteres Auslührungsbeispiel der in Fig. 2 gezeigten (iriindungsgemussen Schaltung enthalt.

Ia Fig. 1 ist schematisch eirjtfPhasen-Kompensationsaoiialtun« 10 bisher gebräuchlicher Art gezeigt, deren Eingang einen Ir.leprationskondens.itor Cl enthält, welcher einen Ein^an^sir.v.xils I . empfängt, der ein Phasen- Fehlersi"nal darstellt.

¹ ein ■ °

Der Kondensator Cl wird auf einen Spannungswert aui;<rladen, der proportional der Dauer des Eingangsstromimpultu-s ist. Die Kompensationsschaltung 10 mit einem Seriewidcr^iand R , einem zu diesem parallel gelegten Kondensator C und einem am Ausgang geerdeten Widerstand R liegt zwischen dem Integratioiiskondensator Cl und der mit E bezeichnetc-n Ausgangsklemme.

Die Besiehung der Ausgangs spannung E zur Spannung Σ ,

te L

die an einem Beleg des Integrationskondensators Cl auftritt, ist

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BAtOWStNAL

(S)

S RC+ 1

Tv?"

worin S die komplexe Variable der LaPiace-Transformaiion ist. Dabei ist .

1 =

oder E (S) _

SC

worin I der Eingangsstrom und At die Dauer des Stromimpulses ist. Daraus folgt

^Rl^+R2

I(S) (S R₁C + 1)

SC,

^SR₁R₂C

V!

R,

z.s ist bekannt, dass der Ausdruck

, der klciiier

als 1 ist, zu einem Spannung sveriu st führt. Um diesen unnötigen Verlust zu vermeiden, ist die erfindungsgemässe

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■jL .^_1-,

Phasen-Kompcnsationsschaltung bo gebaut, dass dieser Widerstaiidsausdruck wegfällt.

Die in i'ig. 2 dargestellte eriindungsgumüsse Schullang hat eine Iirioedana von

S R (C₁ + C) + Z(S) =

SC₁(SCRtI) Daraus ergibt sich die Ausgangsspannung

I (S) |SR (C, +C) + Π

(5) E (S) =

S C₁ (SCRt 1)

^R2

Dor Ausdruck ~ ~— , der in der bisherigen Schaltun«

X £»

einen Verlust hervorrief, taucht bei dieser Schaltungsanordnung nicht auf. Nach Erreichen eines· Ruhezustandes tritt über R kein· Spannungsabfall auf und nur die Spannung über Cl erscheint mangels Belastung als Leerlaufspannung am Ausgang Ξ

Die neue, in Fig. 2 gezeigte Schaltung findet in erweiterter

Form Anwendung in einer phasenstarr gekoppelten Osziilator-

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anordnung, die teilweise in Fig. 3 dargestellt ist und mit einem Plattenspeicher zusammenarbei.ct. Ιιώ Betrieb empfängt die Anordnung ein Signal von der Speichersteuerung 12, so br. Id der 2.!agnet!.;opi vor. einer Spar einer magnetischer. Platte auf eine andere transportiert wordin ist. DaS Si^n.il "Wechsel" s-tellt die Verriegelungss»-haltun.g 14 zurück, die aus r.wei Torschaltungen 1 6 und lft besteht. Die Anorcuung befinc.et sich dann in einem Zustand der raschen Phasenangleh:hung und das Fehlersignal von einem Phascndiskriminaior 20 W.nil über die Torschaltung 22 oder 24, die mit "Rasche Freqaenzzunahrne" bzw. "-abnähme" bezeichnet sind. Ungefähr 25 Mikrosekunden nach Empfang des Signales "Wechsel." von der Steuereinheit 12, liefert diese ein Signal "Start" an die Vcrriegelungsschaltung 14. Die Anordnung arbeitet dann in einem Zustand der langsamen Phasenangleichung, in weichem ein Signal für "Langsame Frequenzzunahme¹' bzw. "-abnähme" durch die Torschaltungen 28 bzw. 30 lauit.- Z\:\ weiteres Signal "Wechsel" setzt die Verriegelungsschaitung 14 zurück und die Anordnung geht· wieder in den Zustanc; vh.se...-.ι Phajjenangleichung über.

SA Ο-όΊ-Π-12 ' - 6 - -

_>\,--:-,:■ ;_Λ j 009809/1249 ΒΑ» OWQtNAL

Das Avisyangssignal des Phasendiskriminators bestimmt, ob abhängig von dor Polarität oder der Richtung des vom Diskriminator erzeugten Fehler signales der Kanal für Frequcnzzunahmc oder -abnähme erregt wird. Die Eingänge zum Diskriminator 20 empfangen ein Referenz-Signal 25, das man z. B. von einem an der Antriebswelle des Plattenstapels befestigten Zahnrad erhält, und das Ausgangssignai von einem apannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 26, das in einem Frequenzteiler 27 auf die Frequenz des Bezugssignales reduziert wird. Wenn die Frequenz des unterteilten Signales grosser als die des Bezugssignales ist, setzt das Fehiersignal vom Phasendiskriminator 20 die Ausgangsfrequenz des Oszillators (VCO) 26 herab und umgekehrt wird sie erhöht, wenn die VCO-Ausgangsfrequenz kleiner ist als die des Bezugssignales.

Bei rascher Phasenangleichung wird ein Stromschalter 32 betätigt, wenn ein Signal zur Erhöhung der Frequenz über die Torschaltung 22 gelangt. Infolgedessen wird durch Vorspannung der normalerweise leitende NPX-Transistor 3-i

BAi OWGINAL

gesperrt, so dass Strom durch den Wideretand 36 und die Diode 38 zum Verbindungspunkt Jl zwischen den in Reihe liegenden Kondensatoren 40 und 42 flies sen kann. Ein mit den Kondensatoren 40 und 42 ebenfalls in Reihe liegender Kondensator 44 bildet ein Integrationsglied und wird auf
einer» Wert aufgeladen, der von der Dauer dee durch den
Stromschaltcr 32 gesandten Impulses abhängt, wobei
letzterer durch das vom Phasendiskriminator 20 entwickelte Fehlersignal ausgelöst wird. Die am Kondensator 44 liegende Spannung wird als Steuerspannung über die in Reihe geschal-

• -

te ten Widerstände 46 und 48 auf den Oszillator (VCO) 26
gegeben.

In ähnlicher Weise wird bei langsamer Phascn&nglcichung die Torschaltung 28 so betätigt, dass der Strom schalter erregt und der Transistor 52 abgeschaltet wird, wenn die Polarität des Fehlersignals vom Diskriminator 20 eine
Frequenz erhöhung des Oszillators (VCO) 26 erfordert und deshalb die Steuer spannung angehoben werden muss. Der Strom fliesst dann von einer positiven Spannungsquclle über

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den Widerstand 54 und die Diode 56 zur Kornpensations- und Integrations schaltung über den Verbindungspunkt J2 und lädt den Kondensator 44, wodurch die an den Oszillator (VCO) ,26 zu legende Steuerspannung auf den richtigen V/crt gebracht wird.

Frequenzverminderung durch Senken der Steuer spannung erfolgt über einen der beiden Kanäle, die die Torfechallungen 24 und 30 umfassen. Bei rascher Phasenanglcichung und

vor Erreichen derselben öffnet der Schalter 24 das Stromtor 58 und schaltet dadurch den normalerweise leitenden NPN-Transistor 60 a-b. Wenn der Transistor 60 abgeschaltet i:/t, wird Transistor 62 leitend und bezieht Strom vom Verbinduri^spunkt Jl der Integrations- und Kompensationsschaltung. Für langsame Frequenzverminderung ist die Torschaltung 30 »eöffnet und der Stromschalter 64 erregt. Die Transistoren 66 und 68 sind dadurch so gesteuert, dass sie Strom vom Verbindungspunkt J2 der Integrations- und Kompensationsschaltung beziehen. Das durch diese Schaltung verarbeitete Signal wird im Gegensatz au bisher gebräuchlichen derartigen

Schaltungen ohr.c Verlust an den Oscillator (VCO) IG g«.· ;el»en, dessen Ausgangs-signal als Takt- und Phascnatcuerun» ι·'»-· die Lese-/Schreibschaitujig des Plattenspeichers verwendet

Die Unterschiedlichen Stromanforcicrungen für die beitIc-Λ iietriebszusuinde erfordern auch unterschiedliche Widerstände in tion entsprechenden Kanälen. Ausserdein bestimmt das Verhältnis der Kondensatoren 40 und 42 zum Integral:o;isliondensator 44 den Pegel der Kompensation in Bczit·; aux'dic £teue:-sjjar.:.u:i-. Zusätzlich liefert die in Fig. 3 gezeigte erweiterte Schaltung einen stossfreien Uebergang vom Zustand rascher zu langsamer Phasenangleichung.

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Claims (1)

1. P ATEXTANSPRUECHE

   Schaltungsanordnung zur Durchführung von Phasenkorrektui'en, dadurch gekennzeichnet, dass -mit einer ersten Kapazität wenigstens eine weitere Kapazität in Reihe geschaltet ist, wobei letztere durch einen Widerstand überbrückt und die gesamte Anordnung an die Klemmen einer Stromquelle angeschlossen ist.

   Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch ^kennzeichnet, dass der eine Anschluss der ersten Kapazität, welcher mit der genannten-Stromquelle in Verbindung steht, zusätzlich geerdet und dass der andere mit der Stromquelle verbundene Anschluss der Reihenschaltung zusätzlich an eine Ausgangsklemme angeschlossen ist.

   Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der ersten Kapazität swei

   SA ?-&h-

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   weitere Kapazitäten in Reihe geschaltet und je mit einem Widerstand überbrückt sind.

   Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Stromquelle einerseits an den bereits mit einer ersten Stromquelle verbundenen Anschluss der ersten Kapazität und anderseits an den Verbindungspunkt zwischen den zwei weiteren Kapazitäten angeschlossen ist.

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