DE19744893C2 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines pulsweitenmodulierten Signals - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines pulsweitenmodulierten SignalsInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines
pulsweitenmodulierten Signals mit einem Komparator, an dessen erstem Eingang
ein Spannungssignal zur Festlegung des Tastverhältnisses des
pulsweitenmodulierten Signals anliegt und an dessen zweitem Eingang ein
zeitlich ansteigendes und/oder abfallendes Spannungssignal anliegt.
Das bekannte Schaltungsprinzip zur Erzeugung eines pulsweitenmodulierten
Signals besteht darin, einen ersten Komparatoreingang mit einem zeitlich
ansteigenden und/oder abfallenden Spannungssignal (z. B. Sägezahn- oder
Dreieckspannung) zu beaufschlagen und dem zweiten Komparatoreingang eine
Spannung zuzuführen, deren Höhe das Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten
Signals bestimmt.
Dieses Prinzip ist z. B. aus "U. Tietze, Ch. Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik, 9. Auflage, Springer-Verlag 1989, Seite 567, Fig. 18.41 und 18.42, und
Beschreibung Seite 566 bis 567" bekannt. Die Vorgabe der Spannung am ersten
Komparatoreingang, welche das Tastverhältnis bestimmt, erfolgt hier durch einen
Regler, bestehend aus Regelverstärker, Subtrahierer und einer
Referenzspannungsquelle.
Angesichts der Tatsache, daß moderne Steuergeräte, die pulsweitenmodulierte
Signale verwenden, zumeist auch standardmäßig einen Microcontroller
aufweisen, stellte sich die Aufgabe, eine möglichst einfache und kostengünstig
aufgebaute Schaltungsanordnung zur Erzeugung des pulsweitenmodulierten
Signals unter Verwendung eines Microcontrollers zu schaffen, die eine genaue
Einstellung und Einhaltung des Tastverhältnisses des pulsweitenmodulierten
Signals ermöglicht.
Eine bekannte Lösung dieser Aufgabe zeigt die DE 40 15 854 C2. Hierbei liest
ein Microprozessor eine der Impulsform des pulsweitenmodulierten Signals
entsprechende digitale Signalfolge in ein Schieberegister ein. Die digitale
Signalfolge läuft im Schieberegister ständig um, wodurch das
pulsweitenmodulierte Signal am Ausgang des Schieberegisters ansteht.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß ein Microcontroller
vorgesehen ist, der einen Tristate-Ausgang besitzt und der einen Eingang
aufweist, der mit einem in den Microcontroller integrierten Analog-Digital-Wandler
verbunden ist, daß der Tristate-Ausgang über ein erstes RC-Glied mit dem ersten
Eingang des Komparators verbunden ist und daß der Komparatorausgang über
ein zweites RC-Glied mit dem Eingang des Microcontrollers verbunden ist.
Zur Erzeugung eines pulsweitenmodulierten Signals werden somit außer dem
Microcontroller und dem Komparator nur noch zwei (bzw. eventuell drei) einfache
RC-Glieder benötigt, wodurch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung im
Aufbau besonders einfach und kostengünstig ist.
Der Microcontroller und der Komparator bilden hierbei einen vollständigen
digitalen Regelkreis, der eine sehr gute Einhaltung eines eingestellten
Tastverhältnisses ermöglicht. Auch kann der Microcontroller das Tastverhältnis
sehr leicht durch Auf- oder Entladen des Kondensators des ersten RC-Gliedes
ändern.
Vorteilhaft ist dabei ebenfalls, daß die Impulse zur Auf- oder Entladung des
Kondensators des ersten RC-Gliedes eine deutlich niedrigere Frequenz
aufweisen können als die Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals. Da eine
einmal eingestellte Pulsweite durch die Kondensatorladung für längere Zeit
beibehalten wird, belastet der Regelvorgang den Microcontroller nur relativ
geringfügig mit Rechenzeit, so daß der Microcontroller währenddessen auch für
andere Aufgaben zur Verfügung steht.
Es kann vorteilhafterweise vorgesehen werden, daß ein drittes RC-Glied das
zeitlich ansteigende und/oder abfallende Spannungssignal am zweiten
Komparatoreingang erzeugt und daß hierzu der Microcontroller das dritte
RC-Glied mit einem Rechtecksignal ansteuert. Hierdurch kann eine zusätzliche
Einrichtung zur Erzeugung einer Dreieck- oder Sägezahnspannung (oder zur
Erzeugung einer Rechteckspannung zur Ansteuerung des dritten RC-Gliedes)
eingespart werden. Zudem kann der Microcontroller so auch leicht die
Taktfrequenz des zu modulierenden Signals steuern.
Anhand der Zeichnung soll im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt und näher erläutert werden.
Die einzige Figur zeigt einen Microcontroller mit zwei Ausgängen (A, B) und
einem Eingang (C), welche jeweils über ein RC-Glied (R1, C1; R2, C2; R3, C3)
mit dem Komparator (K) verbunden sind.
Der Ausgang (A) ist ein Tristate-Ausgang, welcher die Signalzustände "+5 Volt",
"Masse" und "hochohmig" annehmen kann. Der Tristate-Ausgang (A) ist über das
erste RC-Glied (R1, C1) mit dem ersten Eingang des Komparators (K) verbunden.
Der am Kondensator (C1) anliegende Spannungswert steuert hierbei das
Tastverhältnis des vom Komparatorausgang (KA) abgegebenen
pulsweitenmodulierten Signals.
Mit dem Komparatorausgang (KA) verbunden ist zudem ein Widerstand (R4),
welcher das Grundpotential am Komparatorausgang (KA) festlegt, ein zweites
RC-Glied (R2, C2), welches das pulsweit modulierte Signal demoduliert und den
vom Taktverhältnis abhängigen Spannungswert auf den Eingang (C) des
Microcontrollers und damit auch zur Auswertung auf den im Microcontroller (MC)
integrierten Analog-Digital-Wandler (ADW) gibt.
An seinem Ausgang (B) erzeugt der Microcontroller (MC) ein Rechtecksignal,
zum Beispiel indem er den logischen Zustand eines Ports regelmäßig zwischen
high und low wechseln läßt. Auf diese Weise kann der Microcontroller auch leicht
die Taktfrequenz seines Ausgangssignales festlegen.
Das Rechtecksignal wird durch das dritte RC-Glied (R3, C3) zu etwa
sägezahnförmigen, zeitlich ansteigenden und abfallenden Impulsen geformt, die
am zweiten Eingang (-) des Komparators (K) anliegen. Entsprechend der
Spannungshöhe am ersten Eingang (+) des Komparators (K) erzeugt dieser an
seinem Ausgang (KA) Rechteckimpulse mit einer Frequenz, die der Frequenz der
Rechteckimpulse am Ausgang (B) des Microcontrollers entspricht, die aber ein
vorgebbares Tastverhältnis aufweisen.
Dieses pulsweitenmodulierte Rechtecksignal wird durch das dritte RC-Glied (R3,
C3), welches gegenüber dem zweiten RC-Glied (R2, C2) eine vergleichsweise
große Zeitkonstante aufweist, integriert, so daß an dem Analog-Digital-Wandler
(ADW) eine zum Tastverhältnis proportionale Spannung anliegt.
Aufgrund der vom Analog-Digital-Wandler (ADW) abgegebenen digitalen Signale
erkennt der Microcontroller, ob und in welcher Richtung das Tastverhältnis von
seinem Sollwert abweicht. Erkennt der Microcontroller (MC) das Tastverhältnis
als zu klein, so legt er seinen Ausgang (A) kurzzeitig auf +5 Volt, wodurch der
Kondensator (C2) auf einen höheren Spannungswert aufgeladen wird, wodurch
sich das Tastverhältnis vergrößert.
Ein zu großes Tastverhältnis kann der Microcontroller (MC) entsprechend
ausregeln, indem er seinen Ausgang kurzzeitig auf Masse legt und so die Ladung
des Kondensators (C2) verringert. Entspricht das Tastverhältnis seinem Sollwert,
so beläßt der Microcontroller (MC) seinen Tristate-Ausgang (A) im hochohmigen
Zustand.
Der Microcontroller (MC) bildet also zusammen mit seiner Außenbeschattung
einen vollständigen digitalen Regelkreis zur Regelung des Tastverhältnissen des
pulsweitenmodulierten Signals. Hierdurch kann der Microcomputer das
Tastverhältnis auf einfache Weise sehr genau konstant halten und zudem bei
Bedarf auch schnell auf einen neuen Sollwert ändern.
ATristate-Ausgang
ADWAnalog-Digital-Wandler
BAusgang
CEingang
KKomparator
KAKomparatorausgang
MCMicrocontroller
R1, C11. RC-Glied
R2, C22. RC-Glied
R3, C33. RC-Glied
C2Kondensator
R4Widerstand
+1. Komparatoreingang
-2. Komparatoreingang
ADWAnalog-Digital-Wandler
BAusgang
CEingang
KKomparator
KAKomparatorausgang
MCMicrocontroller
R1, C11. RC-Glied
R2, C22. RC-Glied
R3, C33. RC-Glied
C2Kondensator
R4Widerstand
+1. Komparatoreingang
-2. Komparatoreingang
Claims (2)
1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines pulsweitenmodulierten Signals
mit einem Komparator (K), an dessen erstem Eingang (+) ein
Spannungssignal zur Festlegung des Tastverhältnisses des
pulsweitenmodulierten Signals anliegt und an dessen zweitem Eingang (-)
ein zeitlich ansteigendes und/oder abfallendes Spannungssignal anliegt,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Microcontroller vorgesehen ist, der einen
Tristate-Ausgang (A) besitzt und der einen Eingang (C) aufweist, der mit
einem in den Microcontroller (MC) integrierten Analog-Digital-Wandler
(ADW) verbunden ist, daß der Tristate-Ausgang (A) über ein erstes
RC-Glied (R1, C1) mit dem ersten Eingang (+) des Komparators (K)
verbunden ist und daß der Komparatorausgang (KA) über ein zweites
RC-Glied (R2, C2) mit dem Eingang (C) des Microcontrollers (MC)
verbunden ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Microcontroller (MC) an einem Ausgang (B) ein Rechtecksignal ausgibt
und daß der Ausgang (B) über ein drittes RC-Glied (R3, C3) mit dem
zweiten Eingang (-) des Komparators (K) verbunden ist.
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---|---|---|---|---|
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TIETZE/SCHENK: Halbleiter-Schaltungstechnik, 9. Aufl., Springer Verlag, 1989, S. 566, 577 * |
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