DE19531556A1 - Phasenschieber - Google Patents

Description

In der Elektrotechnik ist es am einfachsten, Schaltun­ gen mit R, L und C (Widerstand, Induktivität und Kapa­ zität) zu verwenden, wenn die Phase einer Wechselspan­ nung verändert werden soll. Dazu kann z. B. ein Tiefpaß mit R und C aufgebaut werden, oder es wird ein Schwing­ kreis verwendet, usw.

Aber all diese Schaltungen, aufgebaut aus R, L und C haben den Nachteil, daß sie neben der Phase auch die Amplitude mitverändern. Ein RC-Glied z. B. erzeugt zwar abhängig von der Frequenz eine Phasenverschiebung von 0 bis ± 90°, aber auch die Amplitude der Spannung an sei­ nem Ausgang ist frequenzabhängig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Phasen­ schieber zu realisieren, der eine Spannung liefert, deren Amplitude frequenzunabhängig ist.

Das Problem wird durch die im Patentanspruch aufgeführ­ ten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß

• 1. auf einfache Weise eine Phasenverschiebung realisiert und auch problemlos nachgestimmt werden kann (keine Amplitudenbeeinflussung),
• 2. mit einem einzigen RC-Glied eine Phasenverschiebung von 0 bis 180° erzeugt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben:

Es zeigen,

Fig. 1 Das Prinzipschaltbild der Erfindung.

Fig. 2 Die Realisierung mit Operationsver­ stärkern.

Fig. 1:
Zwei Spannungsquellen mit gleicher Spannung, Frequenz und Phase sind in Reihe geschaltet. An die Gesamtspannung die­ ser Reihenschaltung ist eine Reihenschaltung aus R und C angeschlossen. Zwischen den Verbindungspunkten Wider­ stand-Kondensator auf der einen Seite und Spannungs­ quelle-Spannungsquelle auf der anderen Seite herrscht eine Spannung mit frequenzabhängiger Phase und frequ­ enzunabhängiger Amplitude. Diese Spannung Ua läßt sich berechnen, wenn von der Spannung über dem Konden­ sator Ue1 abgezogen wird.

Für die Frequenzabhängigkeit der Ausgangsspannung ist nicht von Bedeutung, in welcher Reihenfolge der Widerstand und der Kondensator in Reihe geschaltet sind. Bei der in Fig. 1 vorliegenden Reihenfolge er­ gibt sich abhängig von der Frequenz ein Phasenverlauf zwischen 0° und -180°. Wenn die Reihenfolge geändert wird, ändert sich die Phase zwischen +180° und 0°.

Fig. 2:
Die Erfindung kann mit Operationsverstärkern so reali­ siert werden, daß zwei Verstärker gleich große aber (bezogen auf Masse) gegenphasige Spannungen liefern. Der Operationsverstärker Op1 ist als invertierender Verstärker beschaltet, Op2 als nicht-invertierend. Beide Verstärker haben dem Betrag nach die gleiche Verstärkung. Die Ausgangsspannung von Op1 entspricht Ue1 in Fig. 1, die von Op2 der Spannung Ue2. Zwischen die Ausgänge der Verstärker wird das RC-Glied ange­ schlossen. Die Übertragungsfunktion dazu lautet:

Ua(S)/Ue(S) = (1-RCS)/(1+RCS).

Die gleiche Übertragungsfunktion ergibt sich, wenn von der Ausgangsspannung eines RC-Tiefpasses, bestehend aus einem Widerstand und einem Kondensator, die Aus­ gangsspannung eines RC-Hochpasses (ebenfalls bestehend aus einem Widerstand und einem Kondensator) abgezogen wird.

Das gleiche gilt für ein RL-Tiefpaß bzw. Hochpaß.

Claims (1)

1. Zwei Spannungsquellen mit gleicher Spannung, Frequenz und Phase sind in Reihe geschaltet. An die entstehen­ de Gesamtspannung ist eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator angeschlossen. Da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungs­ punkten Widerstand-Kondensator auf der einen Seite und Spannungsquelle-Spannungsquelle auf der anderen Seite eine Spannung herrscht, deren Phase frequenzabhängig, und deren Amplitude frequenzunabhängig sind.