DE2053576B2 - Frequenzstabiler impulsgenerator - Google Patents

Description

element an den Taktkondensator (16) ein dem Schaltelement au den Taktkondensator ein dem

Potentialweit der Gleichspannungsqueile pro- Prieniialwert der Gleichspannungsqueile proportio-

portionales Steuerpotential von entgegengesetzter 20 nales Sleuerpoteniial von entgegengesetzter Polarität

Polarität anlegt. anleüt.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1. dadurch Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteh'. gekennzeichnet, daß die Kompensationseiiirich- darin, daß die Kompensationseinriehiung aus einem lung aus einem Stromtor (18) und einem Trans- Stromtor und einem Transformator besteht, dessen formator (13) besteht, dessen Primärwicklung 25 Primärwicklung zwischen die ausgangsseitige Elek-(12) zwischen die ausgangsseilige Elektrode des tmde des Halbleiier-Schaltclemcntes und den einen Ilalbleiter-Schall.^emenles (10) und den einen Pol der Spannungsquelle und u.sseii Sekunda) Pol der Spannungsquelle und (lessen Sekundär- wicklunu zwischen die Steuerelektrode des Halbwicklung (26) zwischen die Steuerelektrode des leiter-Sehaltelementes und die spannungsführende Halbleiter-Schaltelementes (!0) i'-id die span- 30 Seite des Taktkondensators geschaltet ist. daß lernei nungsführende Seite des Taktkondensators (16) parallel zu der Sekundärwicklung das Stromtor gete.ichallet ist. daß ferner parallel zu der Sekun- schaltet ist. das derart gepolt ist. daß die Sleuerdärwieklung (26) das Stromtor (18) geschaltet ist. elektrode des Halbleiter-Schallelementes über das das derart gepolt ist. daß die Steuerelektrode des Stromtor durch den Taktkondensator steuerbar ist. Halbleiter-Schaltelementes (10) über das Strom- 35 Hei einem derartiu ausgestalteten frequenzstahilen tor (18) durch den Taktkondensator (16) Steuer- Impulsgenerator gemäß der Erfindung ist nach einer bar ist. weiteren Ausgestaltung das in einer Richtung

3. Impulsgenerator nach Anspruch 2. dadurch wirkende Stromtor eine Diode und das Halbleitergekennzeichnet, daß das in einer Richtung Schaltelement ein Schalttransistor, der ein NPN-wirkende Stromtor (18) eine Diode und daß das 40 Transistor sein kann.

Malbleiter-Schaltelement (10) ein Schalttransistor Hin nach den Merkmalen der Erfindung auf ge-

ist. bi'uter Impulsgenerator wird durch eine vom

4. Impulsgenerator nach Anspruch 3. dadurch Impulsgenerator-Ausgang abgeleitete Rückkopplungsgekennzeichivjt. daß der Transistor ein NPN- spannung frequenzstabilisiert. indem diese Spannung

Transistor ist. _{45 c}jj_c Ladung des Taktkondensalors zum Beginn der

Aufladung in Abhängigkeil von der Änderung der

Ver:.orgungsspannung einstellt. Die Steuerspannung

ist proportion .1 der Amplitude der Versorgungsspannung und dieser entgegengerichtet, so daß beim

Die Erfindung betrifft einen frequenzstabilen 50 Abfall der Versorgungsspannimg die Steuerspannung

Impulsgenerator mit einem Taktkondensator. der kleiner und b"im Ansteigen der Versorgungsspannung

periodisch son einer Gleichspannungsqueile auf- die Steuerspannung größer wird. Dadurch wird die

geladen und über ein Halbleiter-Schaltelement ent- Zeitdauer für das Aufladen des Taktkondensators

laden wird, wobei der Taktkondensator und das auf eine bestimmte Amplitude stabilisiert.

Halbleiter-Schaltelement einseitig an einem Bezugs- 55 Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der

potential liegen und die an die Gleichspannungs- nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungs-

quclle angeschlossene Seite desTaktkoiKLnsators mit beispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und der

eier Steuerelektrode des Halbleiter-Schaltelementes Zeichnung hervor. Es zeigt

verbunden ist. Fig. 1 das Schaltbild eines Impulsgenerators ge-

Impulsgeneratoren mit einem Taklkondeiisator 6u maß der Erlindunu..

und einem Transistorschalter sind in einer Vielzahl F i g. 2 Arbeitscharakteristiken des linpulsgenera-

voii .Anwendungen bekannt. Derarii»e Impuls- inrs »einäß F i ». 1.

generatoren k '-vn jedoch den Nachteil, daß sie Der in Fig. 1 dargestellte Impulsgenerator umfaßt

von der Änderung der Versorgungsspannung ab- einen NPN-Transistor 10. dessen Emitter mit Masse

hängen, was /u einer Änderung der Beliicbsfrequenz G₅ als Bezugspotential verbunden ist und dessen Kollek-

dei Abhäiii'.iL'.keit von der Versorgungsspanining tor über einen Widersland 11. die Primärwicklung 12

IuI/. I'm diesen Nachteil zu überwinden, wird im eines Transformators 13 und einen Widerstand 14 an

allücin.'iiien der Impulsueiieratoi mit einer stabilisier- einem positiven Potential liegt. Der Taktkondensator

3 4

Ii. ties Impulsgenerators liegt mit einer Diode 18 därwickiung 26 während des Aurbaus des Magnct-

UIkI der da/u parallelliegenden Sekundärwicklung 26 flusses durch den stromführenden Transistor 10 auf-

ik-s I ranstormators 13 in Serie geschaltet zwischen geladen wird, ist direkt proportional der Amplitude

Masse und der Basis des Transistors 10. Ferner ist der Versorgungsspannung. da der durch die Primür-

tier Zeitkondensator 16 über einen veränderlichen 5 wicklung 12 fließende Strum dem Wert der Wr-

V\ iderstand 20 Lind einen Festwiderstand 21 an die soruungsspannung direkt proportional ist. Das wän-

[Hisime lY'tentialquelle angeschlossen. renu des Leiiens 5es Transistors 10 von der Wicklung

Der Anteil des positiven Potentials, welches für 26 gelielerte negative Potential ist dem positiven

die Autladung des Kondensators 16 zur Verfügung Potential entgegengerichtet. das vom Verbirdungs-

vi..!it. wird von dem Spannungsteiler aus dem VvTdcr- io puiikt der Widerstände 21 und 23 im Spannungs-

v.,.id 21 und einem weiteren Widerstand 23 be- teiler aus angelegt wird. Das Verhältnis der Wider-

gg

mt. der zwischen Masse und dem Verbindungs- standswerle der Widerstände 21 und 23 sowie das

j ;ikt der Widerstände 20 und 21 liegt. In dieser Übersetzungsverhältnis der Wicklungen des Trans-

S faltung wird der Zeitkondensator 16 mit einer Ge- 1'ormators 13 werden in der Weise ausgewählt, daß

• 'Bindigkeit aufgeladen, die von der Einstellung 15 eine bestimmte negative Verschiebespannung an den ,' ■. cränderlichen Widerstandes 20 und dem Wert Tnktk -.Klensator 16 hei der normalen an den Impuls-(. ;'.'siti\en Potentials am Vcrbindungspunkt der generator angelegten Versorgup-Nspannung angelegl ' :st.Hide 2! und 23 abhängt. Wenn die Kondcii- wird. Diese negative Vcrschienespannung stein nut

paniiung des Kondensators 16 über die Diode der Betriebsfrequenz des lmpiilsgcncralors in eine!

η die Basis des Transistors 10 angelem wird und 20 direkten Beziehung. Die Amplitude der Verschiebe-

1 . . w ausreichend hohen positiven Wert annimmt. spannung bzw. der Kompensatioiisspaniuin.: wird

■ ■,! der I ransistor 10 leitend und entlädt den Kon- derai" ausgewählt, daLi sie so weit wie möglich dei

1 iioi 16 über die Basis-Emiller-Streekc des Amplitude des vom Verbindungspunkt der Widei-

iMstors. stünde 21 und 23 aus angelegten I.adepotentials ent-

\m Ende der F.ntladung wird der Transistor 10 25 spricht, um eine Frequenzabhängigkeit der Schaltung

.'ei nichtleitend gemacht, womit ein neuer Zyklus um der Amplitude der X'ersoigungsspaniHing zu

iiH. Dies ist die herkömmliche Wirkungsweise eliminieren.

- impulsgenerators. Fun derartiger Impulsgenera Nimmt man einen Anstieg der Versorgungs-

ist jedoch in starkem Maße Min dem Potential spannung an. so bildet sich am Verbindungspunkt

.' \ eisoigungsspannung abhängig und verändert 30 der Widerstände 21 und 23 eine höhere Spannung

■ie Frequenz mit einer Veränderung des Potentials aus. die als Fadenspannung über den veränderlichen

:' -'-er Spaniumg. da sich die Aufladung des Takt- Widerstand 20 am Taktkondensator 16 wirksam wird.

. .ndensaiors 16 in Abhängigkeit von einer Änderung Ohne die Rückkopplung durch die Diode IS würde

.': i Versorgungsspannung ändert, was sich als dies zu einer kürzeren Ladezeit für den Kondensator

. 'iidenm» des Vorspannungspotentiah für den Tran- 35 führen, wodurch die Betriebsfrequen/ des Im]MiK-

• ,--tor 10 auswirkt. iieneralors ansteiut. Die Diode 18 bewirkt jedoch.

I'm ein frequenzslabiies Arbeiten des Impuls- sobald der Transistor 10 leitet, eine Vergrößerung

; ^iterators gemäß Fig. 1 zu erreichen, wobei die der Vorspannung in entgegengesetzter Richtung aiii

I requen/ von einer verhältnismäßig großen Grund des zunehmenden, durch, die Primärwicklung

\ ariationsbreite des Spannungswertes der V er- 40 12 des Transformators 13 'ließenden Stromes. Da-

Mtrgungssp-tnnimg im wesentlichen unabhängig ist. durch wird die negative Koinpensationsspannung

wurde in die Schallung die Diode 18 eingefügt. größer, die an den Taktkondensator 16 angelegl

Parallel zu dieser Diode 18 hegt die Sekundär- wird, und bewirkt, daß die Ausgangsspannung dieses

wicklung des Transformators 13. so daß beim leiten- Kondensators auf einem negativeren Wert liegt, ais

den Transistor 10 ein über die Kollektor-Emitter- 45 dies der Fall sein würde, wenn die normale Ver-

Sirecke fließender Strom ebenfalls durch die Primär- sorgiingsspanniwm wirksam wäre. Der Betrag der

wicklung des Transformators 13 Hießt und in der Anderunü der Ausgangsspannimg reicht aus. um

Sekundärwicklung 26 einen Strom induziert. Die einer Änderung der Versorgungsspaniiug enlgegen-

I ransformalorwickluugen sind derart polarisiert, daß zuwirken. !Daraus ergibt sich, daß der gesamte

während des leitenden Zustands des Transistors 10 50 Spamiungsbere'di zunimmt, den der Taktkondensator

die Diode 18 in Sperrichtung vorgespannt ist und das 16 bis zu dem Punkt durchlaufen muß. bei welchem

untere F.iule der Sekundärwicklung 26 auf einem der Transistor 10 leitend wird. Da jedoch eine

Potential festgehalten wird, das geringfügig über dem größere Ladespannung vorhanden ist. bleib; die

über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 10 Zeit, welche zum Erreichen dieses den Transistor 10

iihertratjeneii Mnssepotential liegt. Das obere Ende 55 leitend machenden Arbeitspunktes notwendig ist.

der Sekundärwicklung 26 nimmt ein negatives konstant.

Potential an. wobei der Wert des negativen Potentials Wenn die Versorgungsspannung abnimmt, nimmt

von dem Übersetzungsverhältnis der Wicklungen 12 auch das positive, am Verbindungspunkt der Wider-

und 26 abhängt. Dieses negative Potential wird an stände 21 und ?3 wirksame Ladepotenlial ab. so daß

den Taktkondensator 16 als Ausgangsspannung für 60 am Taktkondensator 16 eine weniger negative, d. h.

den nächsten Funklic-szyklus angelegt. eine positivere, durch die Diode IS von der Sekun-

Sobald der Transistor 10 zu leiten aufhört, bricht därwicklung 26 des Transformators aus angelegte

der Magnetfluß im Transformator 13 zusammen, wo- Startspannung liegt. Somit wird der Spannungs-

bei die Diode 18 leit.v.d wird und die Sekundär- bereich, den der Talakondensator beim Aufladen

wicklung 26 kurzschließt. Dadurch wird der durch 65 durchlaufen muß. kleiner. Da jedoch die Ladeden Zusammenbruch des Magnetfeldes erzeugte spannung kleiner ist. bleibt -¹I..¹ Zeit konstant, welche Strom vernichtet. Das Potential, auf welches der benötigt wird, um das Potential aufzubauen, bei Taktkondensator 16 durch die Wirkuim der Sekun- welcitem der Transistor 10 leitend wird. Um die

Betriebsfrequenz abstimmen τ>\ können, ist der veränderliche Widerstand 20 vorgesehen, jedoch erhält man eine die Betriebsfrequenz konstant haltende Wirkung mit jeder Einstellung dieses Widerstandes 20.

In Fig. 2 ist eine Kennlinie/1 dargestellt, die die Änderung der Frequenz des Impulsgenerators in Abhängigkeit von einer 25-Volt-Versorgungsspannung darstellt, die zwischen 20 und 32 Volt variiert. Für eine ausgewählte Betriebsfrequenz von z. B. 60 Hz kann man feststellen, daß die Änderung der Frequenz zwischen 59,7 Hz bei 20 Volt und 60,3 Hz bei 32 Volt liegt. Dies ist der Frequenzänderung gegenübergestellt, die durch die Kennlinie B charakterisiert wird und das Frequenzverhalten eines herkömmlichen Impulsgenerators ohne die Stabilisierung gemaß der Erfindung beschreibt, wobei sich für dieselbe Änderung der Versorgungsspannung eine Frequenzänderung von etwa 53 bis 67 Hz einstellt.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 geht klar her- \or. daß durch die geeignete Dimensionierung des Spannungsteilers aus den Widerständen 21 und 23 sowie die Einfügung einer Diode 18 in eine herkömmliche Impulsgeneratorschaltung eine hohe Frequcnzstabilität erzielt werden kann. Auf diese Weise kann der Impulsgenerator mit einer nicht stabilisierten Gleichstromversorgung betrieben werden, die um + 2O°/o von der Normalspannung abweicht.

Wenn es wünschenswert ist, den Impulsgeneratoi gemäß F i g. 1 mit einem zugeführten Synchronisationssignal zu synchronisieren, können derartige Synchronisierungsimpulse 28 an die Basis des Transistors 10 über einen Koppelkondensator 29 angeleg werden, wobei der Transistor 10 von dem Syn chronisationsimpuls 28 in den leitenden Zustand gesteuert wird. Im übrigen arbeitet die Schaltung in dei vorausstehend beschriebenen Weise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

ten Vorspannung versorgt. Derartige Spannungs-Patentansprüche: Stabilisationseinrichtungen sind verhältnismäßig teuer. so daß es wünschenswert ist. einen frequenzstabilen

1. Frequenzstabiler Impulsgenerator mit einem Impulsgenerator zu schaffen, der von derartigen Taktkondensator. der periodisch von einer 5 Stabilisationseinrichtungen tür die Versorgimgs-Gleichspannungsquelle aufgeladen und über ein spannung unabhängig ist.

Halbleitur-Schaltelement entladen wird, wobei Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

der Taktkondensator und das Halbleiter-Schall- frequenzstabilen Impulsgenerator zu schaffen, der

element einseitig an einem Bezugspotential liegen bei einer Änderung der Versorgungsspannung inner-

und die an die Gleichspannungsqueile ange- io halb eines verhältnismäßig großen Bereiches seine

schlossene Seite des Taktkondensators mit der Betriebsfrequenz im wesentlichen nicht ändert.

Steuerelektrode des Halbleiter-Schaltelementes Piese Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs

verbunden ist. dadurch gekennzeichnet. erwähnten Impulsgenerator, erfindungsgemäß da-

daß zwischen die ausgangsseitige Elektrode des durch »elöst, daß zwischen die ausgangsseitige

Halbleiter-Schaltelementes (10) "und die Gleich- 15 Elektrode des Halbleiter-Schaltelementes und die

spannungsquelle eine Kompensationsei η richtung Gleichspan im ngsquellc eine Kompensationseinrich-

Iv Jialiet ist. ein bei leitendem I lalbleiler-Schalt- tun» geschaltet ist. die bei leitendem llalbleitei-