DE19905077C2

DE19905077C2 - Method and circuit arrangement for converting a frequency signal into a DC voltage

Info

Publication number: DE19905077C2
Application number: DE19905077A
Authority: DE
Inventors: Ralph Oppelt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1999-02-08
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: DE19905077A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schal tungsanordnung zum Umwandeln eines Frequenzsignals in eine Gleichspannung.The invention relates to a method and a scarf line arrangement for converting a frequency signal into a DC voltage.

Zum Umwandeln eines Frequenzsignals in eine elektrische Gleichspannung ist es beispielsweise aus UKW-Berichte 2/88, S. 98-105, bekannt, eine monostabile Kippstufe (Univibra tor, monostabiler Multivibrator oder Monoflop) einzusetzen. Eine solche monostabile Kippstufe liefert bei einem Trigger vorgang als Ausgangssignal einen einmaligen Rechteckimpuls, dessen Breite oder zeitliche Dauer T0 durch ein externes RC- Glied vorgebbar ist. Wird nun an den Triggereingang der mono stabilen Kippstufe ein Frequenzsignal, d. h. ein periodisch zwischen zwei Werten oszillierendes Spannungssignal, bei spielsweise ein periodisches Rechtecksignal, der Frequenz f = 1/T gelegt, so entstehen am Ausgang der monostabilen Kippstufe Rechteckimpulse der Dauer T0 und einer Periode T, solange die Frequenz dieses Frequenzsignals kleiner ist als 1/T0.To convert a frequency signal into an electrical one DC voltage is, for example, from FM reports 2/88, Pp. 98-105, known, a monostable flip-flop (Univibra gate, monostable multivibrator or monoflop). Such a monostable multivibrator provides a trigger process as an output signal a single square pulse, whose width or duration T0 by an external RC Link can be specified. Now the mono stable flip-flop a frequency signal, d. H. a periodically voltage signal oscillating between two values, at for example a periodic square wave signal, the frequency f = 1 / T, the monostable arises at the output Flip-flop rectangular pulses of duration T0 and a period T, as long as the frequency of this frequency signal is less than 1 / T0.

Dem Ausgang der monostabilen Kippstufe ist ein Tiefpaßfilter nachgeschaltet, dessen Grenzfrequenz f_g sehr viel kleiner ist als die Frequenz f des Frequenzsignals. Am Ausgang des Tief paßfilters erhält man nun ein Gleichspannungssignal, dessen Höhe dem zeitlichen Mittelwert der am Ausgang der monostabi len Kippstufe anstehenden Rechteckimpulsfolge entspricht. Da die Pulsdauer T0 der Rechteckimpulse konstant ist, ist die Höhe des Gleichspannungssignals proportional zur Frequenz des Frequenzsignals.The output of the monostable multivibrator is followed by a low-pass filter, the cut-off frequency f _{g of which is} very much lower than the frequency f of the frequency signal. At the output of the low-pass filter, a DC voltage signal is now obtained, the level of which corresponds to the time average of the square-wave pulse sequence pending at the output of the monostable multivibrator. Since the pulse duration T0 of the rectangular pulses is constant, the level of the DC voltage signal is proportional to the frequency of the frequency signal.

Eine solche als Frequenz-Spannungs-Wandler bekannte Schal tungsanordnung kann beispielsweise als Tachogenerator oder FM-Demodulator verwendet werden. Vorzugsweise eignet sich ei ne solche Schaltungsanordnung zur Frequenzstabilisierung durchstimmbarer Oszillatoren.Such a scarf known as a frequency-voltage converter arrangement can, for example, as a tachometer or FM demodulator can be used. Egg is preferably suitable ne such circuit arrangement for frequency stabilization tunable oscillators.

Weiterhin ist aus dem Dokument DE 27 26 976 A1 eine Schal tungsanordnung bekannt, die eine integrierte Schaltung mit einem Impulsformer und zwei monostabilen Kippstufen umfaßt. Die monostabilen Kippstufen geben an den Ausgängen je ein Rechtecksignal mit zugehörigen Impulsbreiten ab, wobei letz tere über externe Netzwerke, die an Steuereingänge der mono stabilen Kippstufen angeschlossen sind, variabel eingestellt werden können. Die beiden Rechtecksignale der monostabilen Kippstufen werden über zwei Integratoren und zwei Impedanz wandler an die Ausgänge der Schaltungsanordnung geführt.Furthermore, from document DE 27 26 976 A1 is a scarf device arrangement known which has an integrated circuit includes a pulse shaper and two monostable multivibrators. The monostable flip-flops enter at the outputs Rectangular signal with associated pulse widths, the last tere via external networks connected to the control inputs of the mono stable flip-flops are connected, variably set can be. The two square wave signals of the monostable Flip-flops are via two integrators and two impedance led to the outputs of the circuit arrangement.

Außerdem ist aus der DE 35 24 597 C1 eine weitere Schaltungs anordnung zur Frequenz-Spannungs-Wandlung bekannt, die eine Impulsformstufe, eine monostabile Kippstufe, einen Integrator mit vorgegebener Zeitkonstante sowie ein weiteres spannungs gesteuertes, dem Integrator nachgeschaltetes Tiefpaßfilter umfaßt. Der Ausgang des zuletzt genannten spannungsgesteuer ten Tiefpaßfilters ist auf einen Steuereingang des Tiefpaß filters zurückgekoppelt.In addition, DE 35 24 597 C1 is another circuit arrangement for frequency-voltage conversion known, the one Pulse form stage, a monostable multivibrator, an integrator with a given time constant and another voltage controlled low-pass filter downstream of the integrator includes. The output of the latter voltage control ten low pass filter is on a control input of the low pass filters fed back.

In der Praxis zeigt sich jedoch, daß die Höhe oder der Wert des Gleichspannungssignals nicht exakt proportional zur Fre quenz des Frequenzsignals ist. Mit anderen Worten: Der Zusam menhang zwischen der Höhe des Gleichspannungssignals und der Frequenz ist nicht exakt linear. Dies wird beispielsweise verursacht durch nicht vollständig abgeschlossene Umladevor gänge, so daß die Höhe des Gleichspannungssignals mit zuneh mender Frequenz des Frequenzsignals immer etwas geringer aus fällt als es bei exakter Linearität sein müßte. Dies führt dann beispielsweise beim einem durchstimmbaren Oszillator zu Frequenzabweichungen oder zu Ablesefehlern auf der im allge meinen linearen Skala. In practice, however, it turns out that the amount or value of the DC voltage signal is not exactly proportional to Fre frequency of the frequency signal. In other words: together relationship between the level of the DC signal and the Frequency is not exactly linear. For example, this will caused by incomplete reloading gears, so that the level of the DC voltage signal increases mender frequency of the frequency signal always slightly lower falls when it should be with exact linearity. this leads to then, for example, with a tunable oscillator Frequency deviations or reading errors on the in general my linear scale.

Es sind Frequenz-Spannungs-Wandler-ICs mit relativ guter Li nearität, beispielsweise das IC mit der Typenbezeichnung AD650 der Fa. Analog Devices, bekannt. Diese erfordern aber einen hohen internen schaltungstechnischen Aufwand und sind daher deutlich teuerer als Standard-Monoflops der digitalen CMOS- oder TTL-Serien. Der Preisunterschied kann dabei bis zu einem Faktor 100 betragen. Außerdem sind solche bekannten Frequenz-Spannungs-Wandler-ICs nur für eine Eingangsfrequenz bis etwa 1 MHz geeignet, wohingegen beispielsweise ein kon ventionelles TTL-Standard-Monoflop der Type SN74123 am Aus gang Rechteckpulse mit einer minimalen Dauer T0 bis etwa 40 ns erzeugen kann, so daß es im Prinzip möglich wäre, mit diesem Standard-Monoflop Frequenzsignale bis etwa 20 MHz zu verarbeiten.They are frequency-voltage converter ICs with a relatively good Li nearity, for example the IC with the type designation AD650 from Analog Devices. However, these require a high internal circuit engineering effort and are therefore significantly more expensive than standard monoflops of digital CMOS or TTL series. The price difference can be up to be a factor of 100. In addition, such are known Frequency-to-voltage converter ICs for only one input frequency up to about 1 MHz, whereas for example a con conventional TTL standard monoflop of type SN74123 at the end gang rectangular pulses with a minimum duration T0 to about Can generate 40 ns, so that it would be possible in principle with this standard monoflop frequency signals up to about 20 MHz to process.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Umwandeln eines Frequenzsignals in eine Gleichspannung anzu geben, das mit geringem schaltungstechnischen Aufwand eine verbesserte lineare Beziehung zwischen der Frequenz des Fre quenzsignals und dem Wert des Gleichspannungssignals auch bei Verwendung von einfachen Standard-Monoflops ermöglicht. Au ßerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schal tungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.The invention is based on the object of a method to convert a frequency signal into a DC voltage give that with little circuitry improved linear relationship between the frequency of Fre frequency signal and the value of the DC voltage signal also Allows the use of simple standard monoflops. Au Furthermore, the invention has for its object a scarf order to implement the procedure.

Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung hinsichtlich des Verfahrens gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bei dem Verfahren zum Umwandeln eines Frequenzsignals in eine Gleichspannung werden aus dem Frequenzsignal ein erstes und ein zweites Ausgangsspannungssignal erzeugt, die jeweils aus einer Folge von Rechteckimpulsen bestehen, deren Impuls folgefrequenz gleich der Frequenz des Frequenzsignals ist. Mit einem ersten bzw. zweiten Tiefpaßfilter werden das erste und das zweite Ausgangsspannungssignal in ein erstes bzw. ein zweites Gleichspannungssignal umgewandelt, wobei mit dem zweiten Gleichspannungssignal die Impulsbreite der Rechteck impulse zumindest des ersten Ausgangsspannungssignals beein flußt wird.The above object is achieved according to the invention of the method solved with the features of the claim 1. In the method of converting a frequency signal into a DC voltage become a first from the frequency signal and generates a second output voltage signal, each consist of a sequence of rectangular pulses, their pulse repetition rate is equal to the frequency of the frequency signal. With a first or second low-pass filter, the first and the second output voltage signal into a first and a respectively second DC voltage signal converted, with the second DC signal the pulse width of the rectangle impulses affect at least the first output voltage signal is flowing.

Durch diese Maßnahme können die Höhe oder der Wert des ersten Gleichspannungssignals in Abhängigkeit von der Frequenz des Frequenzsignals geändert und Linearitätsfehler kompensiert werden. Wird beispielsweise die Impulsbreite erhöht, so er höht sich bei gleichbleibender Frequenz auch die Höhe des am Ausgang des ersten Tiefpaßfilters anstehenden ersten Gleich spannungssignals. Auf diese Weise kann ein bei konstanter Im pulsbreite auftretender Linearitätsfehler mit negativem Vor zeichen, d. h. der Wert des unkompensierten Gleichspannungs signals würde einer kleineren Frequenz entsprechen als dies bei exakter Linearität der Fall wäre, kompensiert werden. Je nach Vorzeichen des Linearitätsfehlers wird somit die Impuls breite des ersten Ausgangsspannungssignals entweder erhöht oder erniedrigt.By doing this, the amount or value of the first DC signal depending on the frequency of the Frequency signal changed and linearity errors compensated will. For example, if the pulse width is increased, he with the frequency constant, the amount of am Output of the first low-pass filter pending first equal voltage signal. In this way, a constant Im Linearity error occurring with pulse width with negative forward characters, d. H. the value of the uncompensated DC voltage signals would correspond to a lower frequency than this would be the case with exact linearity. Each after the sign of the linearity error, the impulse width of the first output voltage signal either increased or humiliated.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das zweite Ausgangsspannungssignal durch Invertierung des ersten Ausgangsspannungssignals erzeugt, so daß das erste Gleich spannungssignal und das zweite Gleichspannungssignal zueinander gegenläufig sind. Dies ermöglicht bei der Verwendung gän giger Monoflop-ICs eine besonders einfache Kompensation des dort in der Regel negativen Linearitätsfehlers. In diesem Fall wird durch das zweite Gleichspannungssignal auch die Im pulsbreite des zweiten Ausgangsspannungssignal beeinflußt, da erstes und zweites Ausgangsspannungssignal lediglich zueinan der invertiert sind.In an advantageous embodiment of the invention second output voltage signal by inverting the first Output voltage signal generated so that the first equals voltage signal and the second DC voltage signal to each other are opposite. This makes it possible to use all monoflop ICs a particularly simple compensation of the there usually negative linearity error. In this Case is also the Im by the second DC voltage signal pulse width of the second output voltage signal affected, because first and second output voltage signals only to each other which are inverted.

Bezüglich der Schaltungsanordnung wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 4. Die Schaltungsan ordnung gemäß der Erfindung enthält einen Schaltkreis zum Er zeugen eines ersten und zweiten Ausgangsspannungssignals aus dem Frequenzsignal, die jeweils aus einer Folge von Rechteck impulsen bestehen, deren Impulsfolgefrequenz gleich der Fre quenz des Frequenzsignals ist, einen ersten und zweiten Tief paßfilter zum Umwandeln des ersten bzw. zweiten Ausgangsspan nungssignals in ein erstes Gleichspannungssignal bzw. ein zweites Gleichspannungssignal, wobei das zweite Tiefpaßfilter zur Beeinflussung der Impulsbreite der Rechteckimpulse des ersten Ausgangsspannungssignals an einen diese Impulsbreite bestimmenden Steuereingang des Schaltkreises angeschlossen ist.The problem is solved with regard to the circuit arrangement with the features of claim 4. The circuit order according to the invention includes a circuit for Er generate a first and second output voltage signal the frequency signal, each consisting of a series of rectangles there are pulses whose pulse repetition frequency is equal to Fre frequency of the frequency signal is a first and a second low pass filter to convert the first or second output span voltage signal into a first DC voltage signal or second DC voltage signal, the second low-pass filter to influence the pulse width of the rectangular pulses of the first output voltage signal to this pulse width determining control input of the circuit connected is.

Vorzugsweise ist als Schaltkreis eine monostabile Kippschal tung vorgesehen. Dadurch ist die Verwendung kostengünstiger Standard-Monoflops der CMOS- oder TTL-Baureihe ermöglicht.A monostable tilting scarf is preferred as the circuit tion provided. This makes it cheaper to use Standard monoflops of the CMOS or TTL series are possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Ausgangsspannungssignal zum ersten Ausgangs spannungssignal invertiert. Dies ermöglicht eine besonders einfache Kompensation des bei Standard-Monoflops in der Regel auftretenden negativen Linearitätsfehlers.In a further advantageous embodiment of the invention is the second output voltage signal to the first output voltage signal inverted. This enables a special simple compensation of that with standard monoflops as a rule negative linearity error occurring.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist als Schaltkreis eine monostabile Kippschaltung vorgese hen, die zwei Ausgänge für zueinander invertierte erste und zweite Ausgangsspannungssignale hat. In a further advantageous embodiment of the invention is a monostable multivibrator provided as a circuit hen, the two outputs for mutually inverted first and has second output voltage signals.

Insbesondere ist der Ausgang des zweiten Tiefpaßfilters über einen ohmschen Rückkopplungswiderstand an den Steuereingang der monostabilen Kippschaltung angeschlossen, dessen Wert so zu wählen ist, daß der Linearitätsfehler im vorgesehenen Aus gangsspannungsbereich am kleinsten wird.In particular, the output of the second low-pass filter is over an ohmic feedback resistor to the control input connected to the monostable multivibrator whose value is like this to choose is that the linearity error in the intended off output voltage range becomes the smallest.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Ausfüh rungsbeispiele der Zeichnung verwiesen. Es zeigen:To further explain the invention, the Ausfü Example of the drawing referenced. Show it:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung in einem schematischen Blockschaltbild, Fig. 1 shows a circuit arrangement according to the invention in a schematic block diagram,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit ei nem CMOS-Standard-Monoflop Typ 4528 als Schaltkreis, Fig. 2 shows an embodiment of the invention with egg nem CMOS standard monoflop Type 4528 as a circuit,

Fig. 3 eine Tabelle, in der der Wert des ersten Aus gangsspannungssignals in Abhängigkeit von der Frequenz des Frequenzsignals bei einer erfin dungsgemäßen Beschaltung gemäß Fig. 2 (Spalten 2 und 3) und bei einer Beschaltung gemäß dem Stand der Technik (Spalten 4 und 5) dargestellt ist. Fig. 3 is a table in which the value of the first from output voltage signal in response to the frequency of the frequency signal at a OF INVENTION to the invention circuitry of FIG. 2 (columns 2 and 3) and (in a circuit according to the prior art, columns 4 and 5 ) is shown.

Gemäß Fig. 1 enthält die Schaltungsanordnung einen Schalt kreis 2 mit einem Eingang 4 für ein Frequenzsignal F sowie einen ersten Ausgang 6 und einen zweiten Ausgang 8 für ein erstes Ausgangsspannungssignal UA1 bzw. ein zweites Ausgangs spannungssignal UA2.Referring to FIG. 1, the circuit arrangement contains a switching circuit 2 having an input 4 for a frequency signal F, as well as a first output 6 and a second output 8 for a first output voltage signal UA1 and a second output voltage signal UA2.

Bei dem Schaltkreis 2 handelt es sich um eine monostabile Kippschaltung, die aus dem Frequenzsignal F bei jeder positi ven oder negativen Flanke am ersten und zweiten Ausgang 6, 8 kurze rechteckförmige Spannungsimpulse oder Rechteckimpulse 9 erzeugt, aus denen sich die Ausgangsspannungssignale UA1 bzw. UA2 zusammensetzen. Die Impulsbreite T0 dieser Span nungsimpulse wird im Ausführungsbeispiel durch ein externes Schaltglied 10 bestimmt, das an einen Steuereingang 12 des Schaltkreises 2 angeschlossen ist.The circuit 2 is a monostable multivibrator, which generates short rectangular voltage pulses or square-wave pulses 9 from the frequency signal F on each positive or negative edge at the first and second outputs 6 , 8 , from which the output voltage signals UA1 and UA2 are composed . The pulse width T0 of these voltage pulses is determined in the exemplary embodiment by an external switching element 10 which is connected to a control input 12 of the circuit 2 .

Der Figur ist zu entnehmen, daß das erste Ausgangsspannungs signal UA1 aus einer Folge von kurzen Rechteckimpulsen zusam mengesetzt ist, deren zeitlicher Abstand mit der Periode T des Frequenzsignals F übereinstimmt. Das zweite Ausgangsspan nungssignal UA2 ist zum ersten Ausgangsspannungssignal UA1 invertiert, und ist somit ebenfalls aus einer Folge von kur zen Rechteckimpulsen entgegengesetzten Vorzeichens zusammen gesetzt, deren zeitlicher Abstand ebenfalls der Periode T entspricht.The figure shows that the first output voltage signal UA1 from a series of short rectangular pulses together is set, the time interval with the period T of the frequency signal F coincides. The second starting chip voltage signal UA2 is the first output voltage signal UA1 inverted, and is therefore also from a sequence of cures zen square pulses of opposite sign together set, whose time interval is also the period T corresponds.

Dem ersten Ausgang 6 ist ein erstes Tiefpaßfilter 16 und dem zweiten Ausgang 8 ist ein zweites Tiefpaßfilter 18 nachge schaltet, dessen jeweilige Grenzfrequenzen f_g1 bzw. f_g2 sehr viel kleiner als die Frequenz f = 1/T des Frequenzsignals F sind. Am Ausgang des ersten Tiefpaßfilters 16 steht somit ein erstes Gleichspannungssignal UG1 an, dessen Wert von der An zahl der Rechteckimpulse der ersten Ausgangsspannung UA1 pro Zeiteinheit und deren Impulsbreite T0 abhängt. Ebenso steht am Ausgang des zweiten Tiefpaßfilters 18 ein zweites Gleich spannungssignal UG2 an, dessen Wert ebenfalls von der Anzahl der Rechteckimpulse des zweiten Ausgangsspannungssignals UA2 pro Zeiteinheit und deren Impulsbreite T0 abhängt.The first output 6 is a first low-pass filter 16 and the second output 8 is a second low-pass filter 18 switched on, the respective cut-off frequencies f _g1 and f _{g2 of which are} very much smaller than the frequency f = 1 / T of the frequency signal F. At the output of the first low-pass filter 16 is therefore a first DC voltage signal UG1, the value of which depends on the number of rectangular pulses of the first output voltage UA1 per unit of time and the pulse width T0. Likewise, at the output of the second low-pass filter 18 there is a second DC voltage signal UG2, the value of which also depends on the number of square-wave pulses of the second output voltage signal UA2 per unit time and their pulse width T0.

Im Ausführungsbeispiel ist das zweite Ausgangsspannungs signal UA2 durch Invertierung des ersten Ausgangsspannungs signals UA1 durch eine intern im Schaltkreis 2 angeordnete Inverterstufe 20 erzeugt. Der erste Ausgang 6 und der zweite Ausgang 8 des Schaltkreises 2 werden in diesem Fall auch als Q- bzw. Q-Ausgang bezeichnet. Alternativ kann auch eine am Ausgang 6 angeschlossene externe Inverterstufe vorgesehen sein.In the exemplary embodiment, the second output voltage signal UA2 is generated by inverting the first output voltage signal UA1 by an inverter stage 20 arranged internally in the circuit 2 . In this case, the first output 6 and the second output 8 of the circuit 2 are also referred to as Q and Q outputs. Alternatively, an external inverter stage connected to output 6 can also be provided.

Der Ausgang des zweiten Tiefpaßfilters 18 ist über das die Impulsbreite T0 bestimmende Schaltglied 10 an den Steuereingang 12 des Schaltkreises 2 angeschlossen und beeinflußt den am Steuereingang 12 anliegenden und die Impulsbreite T0 be stimmenden mittleren Spannungspegel US.The output of the second low-pass filter 18 is connected via the switching element 10 determining the pulse width T0 to the control input 12 of the circuit 2 and influences the applied to the control input 12 and the pulse width T0 be average voltage level US.

Ist nun beispielsweise der Wert des ersten Gleichspannungs signals UG1 bei zunehmender Frequenz f bei nicht an das Schaltglied angeschlossenem zweiten Tiefpaßfilter 18, d. h. ohne Kompensation, kleiner als der sich bei exakter Lineari tät ergebende Idealwert, so wird mit Hilfe des zweiten Gleichspannungssignals UG2 der Spannungspegel US derart be einflußt, daß die Impulsbreite T0 geringfügig zunimmt, um den Linearitätsfehler zu kompensieren.If, for example, the value of the first DC voltage signal UG1 with increasing frequency f when the second low-pass filter 18 is not connected to the switching element, that is to say without compensation, is smaller than the ideal value resulting with exact linearity, the voltage level US becomes using the second DC voltage signal UG2 be influenced such that the pulse width T0 increases slightly to compensate for the linearity error.

Bei einer Abweichung von der Linearität mit einem anderen Vorzeichen wird entsprechend die Impulsbreite T0 reduziert.If there is a deviation from linearity with another The sign width T0 is reduced accordingly.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Beschaltung für ein CMOS-Standard-Monoflop Typ 4528 der Firma Philips wieder gegeben. Das erste Tiefpaßfilter 16 besteht aus einem RC- Glied mit einem Widerstand R1 = 30 kΩ sowie einer Kapazität C1 von 0,1 µF. Das zweite Tiefpaßfilter 18 besteht ebenfalls aus einem RC-Glied, dessen Widerstand R2 gleich dem Wider stand R1 und dessen Kapazität C2 gleich der Kapazität C1 des ersten Tiefpaßfilters 16 ist. Der Ausgang des zweites Tief paßfilters 18 ist über einen Rückkopplungswiderstand R3, im Ausführungsbeispiel 680 kΩ an den die Impulsbreite T0 be stimmenden Steuereingang 12 (der sogenannte RC-Eingang) des Schaltkreises 2 angeschlossen. Das externe Schaltglied 10 be steht ebenfalls aus einem RC-Glied, dessen Widerstand R0 10 kΩ und dessen Kapazität C0 220 pF beträgt.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the wiring for a Type 4528 CMOS standard monoflop from Philips is again provided. The first low-pass filter 16 consists of an RC element with a resistance R1 = 30 kΩ and a capacitance C1 of 0.1 μF. The second low-pass filter 18 also consists of an RC element, the resistance R2 was equal to the opposing R1 and the capacitance C2 is equal to the capacitance C1 of the first low-pass filter 16 . The output of the second low-pass filter 18 is connected via a feedback resistor R3, in the exemplary embodiment 680 kΩ to the control input 12 (the so-called RC input) of the circuit 2 which determines the pulse width T0. The external switching element 10 also consists of an RC element, the resistance R0 10 kΩ and the capacitance C0 is 220 pF.

Die mit dem RC-Glied R0 und C0 des Schaltglieds 10 einge stellte Impulsbreite T0 des ersten bzw. zweiten Ausgangsspan nungssignals UA1 bzw. UA2 beträgt dann etwa 1,9 µs. Bei die ser Beschaltung können somit Frequenzen f des Frequenzsignals bis ca. 520 kHz verarbeitet werden. The pulse width T0 of the first and second output voltage signals UA1 and UA2 set with the RC element R0 and C0 of the switching element 10 is then approximately 1.9 microseconds. With this wiring, frequencies f of the frequency signal up to approx. 520 kHz can be processed.

Der Schaltkreis 2 ist außerdem mit weiteren nicht näher be zeichneten Eingängen an eine Versorgungsspannung UB = 5 V so wie an Masse angeschlossen.The circuit 2 is also connected to further inputs, not shown, to a supply voltage UB = 5 V and to ground.

Der Wert des am Ausgang zweiten Tiefpaßfilters 18 anstehenden zweiten Gleichspannungssignals UG2 beträgt UB - UG1 und ist somit gegenläufig zum Wert des ersten Gleichspannungs signals UG1. Dadurch wird der Spannungspegel US am Steuerein gang 12 geringfügig reduziert. Dies führt bei der IC-Familie des Ausführungsbeispiels zu einer Erhöhung der Impuls breite T0, so daß der Wert des ersten Gleichspannungs signals UG1 etwas höher ist, als er es ohne Rückkopplung des zweiten Gleichspannungssignals UG2 wäre. Die Rückkopplung ist dabei durch geeignete Dimensionierung des Rückkopplungswider standes R3 an das jeweils verwendete Monoflop anzupassen.The value of the second DC voltage signal UG2 present at the output of the second low-pass filter 18 is UB - UG1 and is therefore opposite to the value of the first DC voltage signal UG1. As a result, the voltage level US at the control input 12 is slightly reduced. In the IC family of the exemplary embodiment, this leads to an increase in the pulse width T0, so that the value of the first DC voltage signal UG1 is somewhat higher than it would be without feedback of the second DC voltage signal UG2. The feedback is to be adapted by suitable dimensioning of the feedback resistance R3 to the monoflop used in each case.

Für den Fall, daß bei einer anderen IC-Familie das mittlere Potential am Steuereingang auf die Impulsbreite T0 einen ge genläufigen Einfluß zeigt oder das Gleichspannungssignal UG1 überproportional zur Frequenz f ausfallen sollte, ist das zweite Tiefpaßfilter 18 ebenfalls am ersten Ausgang 6 anzu schließen und der Rückkopplungswiderstand R3 entsprechend zu dimensionieren.In the event that the average potential at the control input on the pulse width T0 shows a contrary influence in another IC family or the DC voltage signal UG1 should be disproportionate to the frequency f, the second low-pass filter 18 should also be connected to the first output 6 and the The feedback resistor R3 must be dimensioned accordingly.

In der Tabelle gemäß Fig. 3 ist für unterschiedliche Fre quenzen f des Frequenzsignals F, der auf eine Frequenz von 100 kHz normierte Wert des Ausgangsspannungsignals UA1 für die Beschaltung gemäß Fig. 2 und für eine Beschaltung ohne zweites Tiefpaßfilter 18 und ohne Rückkopplungswiderstand R3 zum Vergleich mit den zugehörigen prozentualen Linearitäts fehlern dargestellt. Dieser Tabelle ist zu entnehmen, daß der maximale Linearitätsfehler bei einer Beschaltung gemäß dem Stand der Technik -1,84% beträgt und sich durch die erfin dungsgemäße Beschaltung mit minimalen Aufwand auf etwa -0,06% verringern läßt.In the table according to FIG. 3, for different frequencies f of the frequency signal F, the value of the output voltage signal UA1 normalized to a frequency of 100 kHz for the circuitry according to FIG. 2 and for a circuitry without a second low-pass filter 18 and without a feedback resistor R3 for comparison with the associated percentage linearity errors. This table shows that the maximum linearity error in a circuit according to the prior art is -1.84% and can be reduced to around -0.06% by the circuit according to the invention with minimal effort.

Claims

1. A method for converting a frequency signal (F) into a DC voltage, in which a first and a second output voltage signal (UA1, UA2) are generated from the frequency signal (F) in a circuit ( 2 ), each of which consists of a sequence of square-wave pulses ( 9 ) exist whose pulse repetition frequency is equal to the frequency f of the frequency signal (F), where
either the first output voltage signal (UA1) with a first and a second low-pass filter ( 16 , 18 ) is converted into a first and a second DC voltage signal
or the first and second output voltage signals (UA1 and UA2) are converted with a first and a second low-pass filter ( 16 , 18 ) into a first and a second DC voltage signal (UG1 and UG2),
wherein the second DC voltage signal (UG2) is fed back to a control input ( 12 ) of the circuit ( 2 ) determining the pulse width (T0) and so the pulse width (T0) of the square-wave pulses ( 9 ) of the first output voltage signal (UA1) is influenced.

2. The method according to claim 1, in which the pulse width (T0) of the right corner pulses ( 9 ) of the second output voltage signal (UA2) is influenced by the second DC voltage signal (UG2).

3. The method of claim 1 or 2, wherein the second off output voltage signal (UA2) by inverting the first off output voltage signal (UA1) is generated.

4. Circuit arrangement for converting a frequency signal (F) into a DC voltage, with a circuit ( 2 ) for generating a first and second output voltage signal (UA1, UA2) from the frequency signal (F), each of which consists of a sequence of square-wave pulses ( 9 ) exist, the pulse train frequency is equal to the frequency f of the frequency signal (F), a first and second low-pass filter ( 16 , 18 )
either to convert the first or second output voltage signal (UA1, UA2) into a first DC voltage signal (UG1) or a second DC voltage signal (UG2)
or for converting the first output signal (UA1) into a first or second DC voltage signal (UG1 or UG2),
wherein the second DC voltage signal (UG2) of the second low-pass filter ( 18 ) for influencing the pulse width (T0) of the square-wave pulses ( 9 ) of the first output voltage signal (UA1) is fed back to a control input ( 12 ) of the circuit ( 2 ) that determines this pulse width (T0) .

5. Circuit arrangement according to claim 4, wherein the second Output voltage signal (UA2) to the first output voltage signal (UA1) is inverted.

6. Circuit arrangement according to claim 4 or 5, in which a monostable multivibrator is provided as the circuit ( 2 ).

7. Circuit arrangement according to claim 5, in which a monostable multivibrator is provided as the switching circuit ( 2 ), which has a first output for the first output voltage signal and a second output for the second output voltage signal.

8. Circuit arrangement according to claim 6 or 7, wherein the Output of the second low-pass filter via an ohmic back coupling resistance to the control input of the monostable Toggle switch is connected.