DE2061588C - Schaltung zur Entzerrung und/oder Konstanthaltung des Tastverhältnisses - Google Patents

Description

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 der Anstiegsgeschwindigkeit 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.

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 eine« ersten Operationsverstärkers mit zwei gegenseitig inversen Eingängen liegt, der andere Eingang an den Ausgang eines zweiten Operationsverstärkers mit zwei gegenseitig inversen'Eingängen 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 5 Operationsverstärker gesteuerten Schalters liegt.

Wie in der später folgenden eingehenden Beschreibung 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 informationsverfalschenden Verzerrungen mehr vorhanden sind.

Der vom ersten Operationsverstärker gesteuerte Schalter ist zweckmäßig ein Schalttransistor.

Die Verbindung des Ausgangs des zweiten Opera tionsverstärkers mit dem nicht invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers geschieht zweck mäßig über einen Tiefpaß.

Besonders vorteilhaft wirkt sich die Anwendung der E^ndung als Folgeschaltung eines bekannten optoelektronischen Impulsübertragers aus. Zur optimalen Ausnutzung der durch die Erfindung erzielten Tastverhältnisentzerrung wird der optoelektronische ImpulsübertTager mit Tiefpaßeigenschaften ausgestat-

tet. Dies wird zweckmäßig dadurch erreicht, daß der Kollektor und die Basis eines Fototransistors des optoelektronischen Impulsübertragers über einen Kondensator miteinander verbunden sind.

Die Erfindung wird an Hand einer Figur im einzcl-

nen erläutert. Die Figur stellt ein Ausführungsbeispie! der Erfindung dar.

Eingangsklemmen 1 und 2 eines optoelektronischen Impulsübertragers werden Spannungsimpulse einer Impulsfolge zugeführt, welche eine Lichtquelle L hell und dunkel steuern. Serienwiderstände R1 und R 2 zur Lichtquelle L und eine dem Widerstand R 2 und der Lichtquelle L parallelgeschaltete Zenerdiode Z diener, zur Strombegrenzung und als überlastungsschutz. Die von der Lichtquelle L ausgehenden Lichtimpulse steuern einen Fototransistor Tl, dessen Emitter-Kollektor-Strecke in Serie mit einem Kollektorwiderstand R 3 an Klemmen 3 und 5 einer Spannungsquelle liegt. Kollektor und Basis des Fototransistors Tl sind über einen Kondensator Cl miteinander verbunden. Der Kondensator Cl verleiht dem Fototransistor T1 Tiefpaßeigenschaften. Am Kollektor des Transistors Tl 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 Vl zugeführt ist. Seine Betriebsspannung erhält der Operationsverstärker V1 über nicht näher bezeichnete Leitungen ebenfalls von den Klemmen 3 und 5. Der Verstärker Fl arbeitet als Schaltverstärker. Sein Ausgang ist über einen Arbeitswiderstand R 5 mit der positiven Klemme3 zum Anschluß der Betriebsspannungsquelle verbunden. Weiterhin ist sein Ausgang über einen aus Widerständen i? 11 und R15 bestehenden Spannungsteiler mit der Anschlußklemme 5 Tür den negativen Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden. Der Abgriff des Spannungsteilers liegt an der Basis eines Ausgangstransistors T 2. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers Fl ist positiv, wenn die Spannung am Kollektor des Fototransistors Tl negativer ist als die Spannung an einem zweiten Eingang E des Operationsverstärkers F 2 und umgekehrt. Wird die Spannung am Eingang £ des Verstärkers Vl geändert.

so kann damit das Schaltverhältais am Ausgang des Operationsverstärkers Vl und damit das Tastverhältnis der Impulse am Kollektor des Transistors Γ2 verändert werden. Diese Einstellung der Spannung an dem Eingang £ des Operationsverstärkers Vl is?

ⁿ™ ™* . c-^neS ™^eiten Operationsverstärkers Vl selbsttätig im Sinne einer Regelung auf ein konstantes Tastverhältnis vorgenommen. Dazu liegt ein Eingang des Verstärkers Vl _an einer Spannung U_E2 f dif am Abgriff eines aus Widerständen R6 und R9 be- .ο stehenden Spannungsteilers zwischen den Klemmen 3 und 5 abgenommen wird. Für diese Spannung gilt

r₂ = U_K

R9

R6+R9

U)

Einem zweiten Eingang El des zweiten Operationsverstärkers K 2 wird über einen aus einem Widerstand R12 und einem Kondensator C 2 bestehenden Glätlungskreis der Spannungsmittelwert U_m der Kollektorspannung des Transistors Tl zugeführt. Diese Spannung ist dem Tastverhältnis (Impuls-Pausen-Verhältnis) α_Γ des Ausgangssignals an einer Klemme 4 am Kollektor des Transistors T 2 proportional. Für diesen Spannungsmittel wert gilt:

U_m=a_TU„. - (2)

Das Tastverhältnis ist dabei definiert als Impulsdauer

a_T =

—-*- (2 a)

Impulsdauer + Pausendauer

Die Ausgangsklemme des zweiten Operationsverstärkers Vl ist über einen Widerstand R 7 mit der positiven Klemme 3. der Betriebsspannungsquelle verbunden. Eine zweite Verbindung der Ausgangsklemme besteht über einen Spannungsteiler aus Widerständen RW und RU mit der negativen Klemme 5 der Betriebsspannungsquelle. Der Abgriff dieses Spannungsteilers ist über einen aus einem Widerstand R13 und einem Kondensator C3 bestehenden Tiefpaß mit dem Eingang E des Verstärkers Vl verbunden. Der mit dieser Verbindung geschlossene Regelkreis Jtellt sich derart ein, daß die beiden an den Eingängen E 2 und E1 des Verstärkers Vl wirksamen Spannungen U_E2 und U_E2 bis auf eine vernachlässigbare Proportionalabweichung gleich sind. Daraus folgt unter Anwendung der Gleichungen (1) und (2) für das Tastverhältnis

- U_H

^R9

a_T =

R9

R6+ R9

(3)

(4)

Das Tastverhältnis der Ausgangsimpulse an der Klemme 4 ist demnach mit Hilfe 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. Dadurch ist die Schaltung gleichzeitig als Umsetzer für getastete Wechselstromsignale in Gleichstromimpulse zu verwenden.

^Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Entzerrung und/oder Konstanthaltung des Tastverhältnisses von Impulsfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß eine verzerrte Impulsfolge an dem invertierenden Eingang (E) eines ersten Operationsverstärkers (Fl) mit zwei gegenseitig inversen Eingängen (E und E) liegt, der andere Eingang (E) an den Ausgang eines zweiten Operationsverstärkers (F 2) mit zwei gegenseitig inversen Eingängen (El und ET) angeschlossen ist und der invertierende Eingang (£2) des zweiten Operationsverstärkers (F 2) an einer gegebenen Spannung und sein anderer Eingang (El) über ein Glättungsglied (RH, Cl) am Ausgang eines vom ersten Operationsverstärker (Fl) gesteuerten Schalters (Tl) liegt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (72) ein Schalttransistor ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (F2) über einen Tiefpaß (R 13, C3) mit dem nicht invertierenden Eingang (E) des ersten Operationsverstärkers (Kl) verbunden ist.

4. Schaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Entzerrung der Auisgangsimpuise eines optoelektronischen Impulsübertragers (L, Tl) verwendet ist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Empfängerteil des optoelektronischen Impulsübertragers aus einem Fototransistor (Tl) besteht.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Fototransistors (Tl) über einen Kondensator (Cl) mit der Basis des Transistors (TIl) verbunden ist.