DE2061588B1 - Circuit for equalizing and / or keeping the duty cycle constant - Google Patents

Circuit for equalizing and / or keeping the duty cycle constant

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DE2061588B1
DE2061588B1 DE2061588A DE2061588DA DE2061588B1 DE 2061588 B1 DE2061588 B1 DE 2061588B1 DE 2061588 A DE2061588 A DE 2061588A DE 2061588D A DE2061588D A DE 2061588DA DE 2061588 B1 DE2061588 B1 DE 2061588B1
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Kurt Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe Günzel
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Siemens AG
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Description

Weiterhin ist sein Ausgang über einen aus Widerständen R11 und R15 bestehenden Spannungsteiler mit der Anschlußklemme 5 für den negativen Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden. Der Abgriff des Spannungsteilers liegt an der Basis eines Ausgangstransistors T2. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers V1 ist positiv, wenn die Spannung am Kollektor des Fototransistors T1 negativer ist als die Spannung an einem zweiten Eingang E des Operationsverstärkers V 2 und umgekehrt. Wird die Spannung am Eingang E des Verstärkers V1 geändert, so kann damit das Schaltverhältnis am Ausgang des Operationsverstarkers V1 und damit das Tastverhältnis der Impulse am Kollektor des Transistors T2 verandert werden. Diese Einstellung der Spannung an dem Eingang E des Operationsverstarkers V1 ist nun mit Hilfe eines zweiten Operationsverstarkers V2 selbsttatig im Sinne einer Regelung auf ein konstantes Tastverhältnis vorgenommen. Dazu liegr ein Eingang E2 des Verstärkers V2 an einer Spannung UE2 die am Abgriff eines aus Widerständen R6 und R9 bestehenden Spannungsteilers zwischen den Klemmen 3 und 5 abgenommen wird. Für diese Spannungs gilt R9 UE2=UH (1) R6-R9 Einem zweiten Eingang E2 des zweiten Operationsverstärkers 1 2 wird über einen aus einem Widerstand R12 und einem Kondensator C2 bestehenden Glättungskreis der Spannungsmittelwert Um der Kollektorspannunl des Transistors T2 zugeführt Diesc Spannun ist dem Tastverhältnis (Impuls-Pausen-Verhältnis aT des Ausgangssignals an einer Klemme 4 am Kollektor des Transistors T2 proportionai. Für diesen Spannungsmittelwert gilt: Um=aTUH (2 Das Tastverhältnis ist dabei definiert als Impulsdauer (2a Impulsdauer + Pausendauer Die Ausgangsklemme des zweiten Operationsversärkers V2 ist über einen Widerstand R7 mit der positiven Klemme 3 der Betriebsspannungsquelle verbunden. Eine zweite Verbindung der Ausgangsklemme besteht über einen Spannungsteiler aus Widcrständen R10 und R14 mit der negativen Klemme 5 der Betriebsspannungsquelle. Der Abgriff dieses Spannungsteilers ist über einen in' einem Widerstand R 13 und einem Kondensator C3 bestehenden Tiefpaß mit dem Eingang k des Verstärkers 1 1 erbunden Der mit dieser Verbindung geschlossene Regelkreis stellt sich derart ein daß die beiden an den Eingängen E2 und E2 des Verstarkers V2 wirksamen Spannungen UE2 und UV2 bis auf eine vernachlässigbare Proportionalab eichung gleich sind Daraus folgt unter Anwendung der Gleichungen 111 und 2 für das Tastverhältnis R9 UHaT=UH (3) R6-R9 R9 aT= (4 R6-R9 Das Tastverhältnis der Ausgangsimpulse an der Klemme 4 Ist demnach mit Ililfe des aus den Widerständen R 6 und R 9 gebildeten Spannungsteilers wählbar Die Schaltung entzerrt das Eingangssignal. Störimpulse die genügend außerhalb des Frequenzbereiches der Schaltung liegen werden unterdrückt.Furthermore, its output is via one of resistors R11 and R15 existing voltage divider with terminal 5 for the negative pole of the operating voltage source tied together. The tap of the voltage divider is at the base of an output transistor T2. The output of the operational amplifier V1 is positive when the voltage at the collector of the phototransistor T1 is more negative than the voltage at a second Input E of the operational amplifier V 2 and vice versa. Will the voltage at the input E of amplifier V1 changed, so it can change the switching ratio at the output of the operational amplifier V1 and thus the pulse duty factor can be changed at the collector of transistor T2. This setting the tension at the input E of the operational amplifier V1 is now with the help of a second operational amplifier V2 made automatically in the sense of a regulation to a constant pulse duty factor. For this purpose, an input E2 of the amplifier V2 is connected to a voltage UE2 at the tap a voltage divider consisting of resistors R6 and R9 between the terminals 3 and 5 is removed. For this voltage, R9 UE2 = UH (1) R6-R9 A second applies Input E2 of the second operational amplifier 1 2 is made via a resistor R12 and a capacitor C2 existing smoothing circuit of the voltage mean value To the collector voltage of the transistor T2 supplied This voltage is the duty cycle (Pulse-pause ratio aT of the output signal at a terminal 4 on the collector of transistor T2 proportionai. The following applies to this mean voltage value: Um = aTUH (2 The duty cycle is defined as the pulse duration (2a pulse duration + pause duration the The output terminal of the second operational amplifier V2 is through a resistor R7 connected to the positive terminal 3 of the operating voltage source. A second connection the output terminal consists of resistors R10 and R14 via a voltage divider with the negative terminal 5 of the operating voltage source. The tap of this voltage divider is via an existing in 'a resistor R 13 and a capacitor C3 low-pass tied to the input k of the amplifier 1 1 The closed with this connection The control loop adjusts itself in such a way that the two at the inputs E2 and E2 of the Amplifier V2 effective voltages UE2 and UV2 except for a negligible proportional calibration are the same. Using equations 111 and 2 for the Duty cycle R9 UHaT = UH (3) R6-R9 R9 aT = (4 R6-R9 The duty cycle of the output pulses at terminal 4 is accordingly formed with the aid of the resistors R 6 and R 9 Selectable voltage divider The circuit equalizes the input signal. Glitches which are sufficiently outside the frequency range of the circuit are suppressed.

Dadurch ist die Schaltung gleichzeitig als Umsetzer fiir getastete Wechselstromsignale in Gleichstromimpulse zu verwenden.As a result, the circuit is also used as a converter for keyed To use AC signals in DC pulses.

Claims (6)

Patentansprüche: 1. Schaltung zur Entzerrung undloder Konstanthaltung des Tastverhältnisses von Impulsfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß eine verzerrte Impulsfolge an dem invertierenden Eingang (E) eines ersten Operationsverstärkers (V1) mit zwei gegenseitig inversen Eingängen (E und E) liegt, der andere Eingang (E) an den Ausgang eines zweiten Operationsverstärkers (V 2) mit zwei gegenseitig inversen Eingängen (E2 und E2) angeschlossen ist und der invertierende Eingang (E2) des zweiten Operationsverstärkers (V2) an einer gegebenen Spannung und sein anderer Eingang(E2) über ein Glättungsglied(R12, C2) am Ausgang eines vom ersten Operationsverstärker (V1) gesteuerten Schalters (T2) liegt. Claims: 1. Circuit for equalization and / or keeping constant the duty cycle of pulse trains, characterized in that a distorted Pulse train at the inverting input (E) of a first operational amplifier (V1) with two mutually inverse inputs (E and E), the other input (E) to the output of a second operational amplifier (V 2) with two mutually inverse inputs (E2 and E2) and the inverting input (E2) of the second operational amplifier (V2) at a given voltage and its other Input (E2) via a smoothing element (R12, C2) at the output of one of the first operational amplifier (V1) controlled switch (T2). 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (T2) ein Schalttransistor ist. 2. Circuit according to claim 1, characterized in that the switch (T2) is a switching transistor. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (V2) über einen Tiefpaß (R13, C3) mit dem nicht invertierenden Eingang (E) des ersten Operationsverstärkers (V1) verbunden ist. 3. Circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the output of the second operational amplifier (V2) via a low-pass filter (R13, C3) connected to the non-inverting input (E) of the first operational amplifier (V1) is. 4. Schaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Entzerrung der Ausgangsimpulse eines optoelektronischen Impulsübertragers (L, T1) verwendet ist. 4. Circuit according to claim 1 or one of the following, characterized in that that they are used to equalize the output pulses of an optoelectronic pulse transmitter (L, T1) is used. 5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Empfängerteil des optoelektronischen Impulsübertragers aus einem Fototransistor (T1) besteht. 5. A circuit according to claim 4, characterized in that a receiver part of the optoelectronic pulse transmitter consists of a phototransistor (T1). 6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Fototransistors (T1) über einen Kondensator (C1) mit der Basis des Transistors (T1) verbunden ist. 6. A circuit according to claim 5, characterized in that the collector of the phototransistor (T1) via a capacitor (C1) to the base of the transistor (T1) is connected. Bei Impulsfolgen, deren Folgefrequenz eine Information enthält, können Verzerrungen des Tastverhältnisses (Impuls-Pausen-Verhältnis) zu fehlerhafter Umsetzung bei der Demodulation führen. Derartige Verzerrungen können beispielsweise bei Triggerschaltungen auftreten, bei denen der Zeitpunkt der Auslösung bekanntlich nicht nur von dem eingestellten Niveau, sondern auch von derAnstiegsgeschwindigkeit der auslösenden Spannung abhängig ist. Auch bekannte optoelektronische Impulsübertrager können bei verschliffenen Flanken der zu übertragenden Impulse Tastverhältnisverzerrungen der Ausgangsimpulse hervorbringen. Es liegt demnach ein Bedürfnis vor, Schaltungen zu suchen, die derartige Verzerrungen unwirksam machen. In the case of pulse trains whose repetition frequency contains information, Distortion of the duty cycle (pulse-pause ratio) to incorrect implementation lead in demodulation. Such distortions can occur, for example, in trigger circuits occur in which the time of triggering is known not only from the set Level, but also on the rate of increase of the triggering voltage is. Known optoelectronic pulse transmitters can also be used with ground Edges of the pulses to be transmitted Duty cycle distortions of the output pulses bring forth. There is accordingly a need to look for circuits that have such Make distortions ineffective. Eine Schaltung zur Entzerrung und/oder Konstanthaltung des Tastverhältnisses bei zeitlich verzerrten Impulsfolgen ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die verzerrte Impulsfolge an dem invertierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers mit zwei gegenseitig inversen Eingängen liegt, der andere Eingang an den Ausgang eines zweiten Operationsverstärkers mit zwei gegenseitig inversen Ein- gängen angeschlossen ist und der invertierende Eingang des zweiten Operationsverstärkers an einer gegebenen Spannung und sein anderer Eingang über ein Glättungsglied am Ausgang eines vom ersten Operationsverstärker gesteuerten Schalters liegt. A circuit for equalizing and / or keeping the duty cycle constant in the case of temporally distorted pulse trains is characterized according to the invention that the distorted pulse train at the inverting input of a first operational amplifier with two mutually inverse inputs, the other input to the output of a second operational amplifier with two mutually inverse inputs connected to the corridors and the inverting input of the second operational amplifier at a given Voltage and its other input via a smoothing element at the output of one of the first Operational amplifier controlled switch is located. Wie in der später folgenden eingehenden Beshreibung der Wirkungsweise an Hand einer Figur gezeigt werden wird, regelt die oben. angegebene Schaltung das Tastverhältnis der Impulsfolge auf einen vorgebbaren Wert ein. so daß in der Impulsfolge am Ausgang der Schaltung keine informationsverfälschenden Verzerrungen mehr vorhanden sind. As in the later detailed description of the mode of action will be shown on the basis of a figure, governs the above. specified circuit that Duty cycle of the pulse train to a specifiable value. so that in the pulse train at the output of the circuit there is no longer any distortion that would falsify the information are. Der vom ersten Operationsverstärker gesteuerte Schalter ist zweckmäßig ein Schalttransistor. The switch controlled by the first operational amplifier is useful a switching transistor. Die Verbindung des Ausgangs des zweiten Operationsverstärkers mit dem nicht invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers geschieht zweckmäßig über einen Tiefpaß. The connection of the output of the second operational amplifier with the non-inverting input of the first operational amplifier is done appropriately over a low pass. Besonders vorteilhaft wirkt sich die Anwendung der Erfindung als Folgeschaltung eines bekannten optoelektronischen Impulsübertragers aus. Zur optimalen Ausnutzung der durch die Erfindung erzielten Tastverhältnisentzerrung wird der optoelektronische Impulsübertrager mit Tiefpaßeigenschaften ausgestattet. Dies wird zweckmäßig dadurch erreicht, daß. der Kollektor und die Basis eines Fototransistors des optoelektronischen Impulsübertragers über einen Kondensator miteinander verbunden sind. The application of the invention is particularly advantageous Sequence circuit of a known optoelectronic pulse transmitter. To the optimal The optoelectronic one makes use of the duty cycle equalization achieved by the invention Pulse transmitter equipped with low-pass properties. This makes this expedient achieved that. the collector and the base of a phototransistor of the optoelectronic Pulse transmitter are connected to one another via a capacitor. Die Erfindung wird an Hand einer Figur im einzelnen erläutert. Die Figur stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. The invention is explained in detail with reference to a figure. the Figure shows an embodiment of the invention. Eingangsklemmen 1 und 2 eines optoelektronischen Impulsübertragers werden Spannungsimpulse einer Impulsfolge zugeführt, welche eine Lichtquelle L hell und dunkel steuern. Serienwiderstände R 1 und R2 zur Lichtquelle L und eine dem Widerstand R2 und der Lichtquelle L parallelgeschaltete Zenerdiode Z dienen zur Strombegrenzung und als Uberlastungsschutz. Die von der Lichtquelle L ausgehenden Lichtimpulse steuern einen Fototransistor T1, dessen Emitter-Kollektor-Strecke in Serie mit einem Kollektorwiderstand R 3 an Klemmen 3 und 5 einer Spannungsquelle liegt. Kollektor und Basis des Fototransistors T 1 sind über einen Kondensator C1 miteinander verbunden. Der Kondensator C1 verleiht dem Fototransistor T 1 Tiefpaßeigenschaften. Am Kollektor des Transistors T 1 entsteht je nach Frequenz der ihn beaufschlagenden Lichtimpulse eine dreieckförmige bis angenähert sinusförmige Spannung, die über einen Widerstand R 4 einem invertierenden Eingang E eines Operationsverstärkers V 1 zugeführt ist. Seine Betriebsspannung erhält der Operationsverstärker V 1 über nicht näher-bezeichnete Leitungen ebenfalls von den Klemmen 3 und 5. Der Verstärker V1 arbeitet als Schaltverstärker. Sein Ausgang ist über einen Arbeitswiderstand R 5 mit der positiven Klemme3 zum Anschluß der Betriebsspannungsquelle verbunden. Input terminals 1 and 2 of an optoelectronic pulse transmitter voltage pulses are fed to a pulse train, which a light source L bright and steer dark. Series resistors R 1 and R2 to the light source L and one of the Resistor R2 and the light source L Zener diode Z connected in parallel are used for Current limiting and as overload protection. The emanating from the light source L. Light pulses control a phototransistor T1, whose emitter-collector path is in Series with a collector resistor R 3 on terminals 3 and 5 of a voltage source lies. The collector and base of the phototransistor T 1 are connected via a capacitor C1 connected with each other. The capacitor C1 gives the phototransistor T 1 low-pass properties. At the collector of the transistor T 1 arises depending on the frequency that acts on it Light pulses have a triangular to approximately sinusoidal voltage that is about a resistor R 4 an inverting input E of an operational amplifier V 1 is supplied. The operational amplifier receives its operating voltage via V 1 unspecified lines also from terminals 3 and 5. The amplifier V1 works as a switching amplifier. Its output is via a work resistance R 5 connected to the positive terminal 3 for connecting the operating voltage source.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2438380A1 (en) * 1978-10-06 1980-04-30 Trt Telecom Radio Electr Logic pulse train conversion to unity mark space ratio - using rc integrator and with output supplied to inverting and non-inverting inputs of amplifier comparator via low pass filter and directly
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