DE2106138A1

DE2106138A1 - Pulsdauer Modulator

Info

Publication number: DE2106138A1
Application number: DE19712106138
Authority: DE
Inventors: Michel Jean Marie Livry Gargan Dupuy (Frankreich)
Original assignee: Roussel Uclaf SA
Current assignee: Sanofi Aventis France
Priority date: 1970-02-10
Filing date: 1971-02-10
Publication date: 1971-08-19
Also published as: BE762635A; GB1347563A; NL7101714A; US3732506A; FR2079692A5; CH536579A

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Ast mann 2 1 Q 8 T 3

Dr. R. Koenigsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumeteln Jun»

PATENTANWÄLTE

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U/li
" Ho.1380 D

ROUSSEl VGJ₁AF S.A., Paris 7e, Frankreich

Pulsdauer-Modulator.

Die Erfindung "bezieht sich auf einen Modulator zur Pulsdauer- "bzw. Pulsbreiten-Modulation mit einem monostabilen Multivi'brator, bei dem die Dauer der Ausgangs impulse gleich sd.cer durch die ladung eines Kondensators bestimmten astabilen Standzeit ist, mit einem Konstantstromgenerator, der die ladung des Kondensators als lineare Punktion der Zeit bestimmt, und mit einer unter Zwischenschaltung eines Spannungskoraparators an den Ausgang des Konstantetromgenerators angeschlossenen Modulationsspannungsquelle.

Es sind bereits Modulatoren dieser Art bekannt, d.h. Modulatoren, bei denen eine Ausgangsgröße dem Momentanvert mindestens einer Modulationsspannung ist und die einen monostabilen Multivibrator aufweiten, der Impulse abgibt, deren Dauer durch die ladung eines! Kondensators bestimmt ist, der den Multivibrator in seinem astabilen Zustand hält. Bei diesen bekannten Modulatoranordnungen jedoch ist die ladung

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des Kondensators eine exponentielle Punktion der Zeit und die Dauer der von dem Multivibrator abgegebenen Impulse bzw. des abgegebenen Pulses (im folgenden wird durchgehend nur von Impulsen gesprochen) ist nicht proportional zum Wert der dem Schaltkreis zugeführten Spannung,

Um die Dauer bzw. länge oder Breite der von dem Multivibrator abgegebenen Impulse proportional zu einer Modulationsspannung zu machen, wurde vorgeschlagen, die Ladedauer des Kondensators dadurch zu linearisieren, daß dieser mittels einee Konstantstromgenerators aufgeladen wird, wobei der ladevorgang solange dauert, bis die Klemmenspannung des Kondensators gleich dem Momentanwert der Modulationsspannung ist. Eine derartige Anordnung ist in der französichen Patentschrift 1 444 711 beschrieben. Obgleich insoweit eine Verbesserung des ursprünglichen Multivibrators erzielt wurde, ist doch die Betriebsweise noch relativ ungenau. Die Dauer der abgegebenen Impulse ist eine Punktion des Zeitpunkts, zu dem der Multivibrator in den stabilen Zustand zurückspringt, d.h. des Zeitpunkts, der an sich mit größter Genauigkeit festgelegt sein sollte, der tatsächlich jedoch von Kennwert Schwankungen bestimmter, beim Aufbau des Konstantstromgenerators verwendeter Komponenten sowie von der Auswahl dieser Komponenten selbst abhängt. Dies hat eine Ungenauigkeit des Kippzeitpunkts des Multivibrators zur Polge, was wiederum unkontrollierbare Schwankungen in der Dauer der vom Modulator abgegebenen Impulse nach sich zieht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Modulator für Pulsdauer-Modulation zu schaffen, der die dem Stand der !Technik anhaftenden Nachteile nicht aufweist, und insbesondere eine hohe Betriebsgenauigfceit aufweist, die von den zum Aufbau verwendeten Elementen weitgehend unabhängig ist.

Sie Erfindung ist bei einem Pulsdauer-Modulator der eingangs genannten Art daduroh gekennzeichnet, daß der Spannungskomparator mindestens einen !Transistor aufweist, dessen Basis an die Mo- ·

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dulationsspannungsquelle, deesen Emitter an den Ausgang des Konstantstromgenerators und dessen Kollektor an den Impulssteuer-Eingang des Multivibrators so angeschlossen sind, daß der Kippvorgang des letzteren in den stabilen Zustand erfolgt, wenndie Klemmenspannung des Kondensators den Momentanwert der Modulationsspannung annimmt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten sind im folgenden "" an mehreren Ausführungsbeispieien anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das elektrische Schaltbild eines bekannten Pulsdauer-Modulators; ^

Fig. 2 das Schaltbild eines gemäß der Erfindung verbesserten Tulsdauer-Modulators; und

Fig. 5 das Schaltbild eines zusätzlichen Schaltkreises, der in Verbindung mit der Schaltung nach Fig. 2 als Pulsdauer-Modulator arbeitet, dessen Ausgangsgröße die Funktion eines Quotienten zweier unterschiedlicher Modulationsspannungen ist.

Der bekannte Modulator gemäß Fig. 1 enthält im wesentlichen einen monostabilen Multivibrator mit zwei Transistoren 1,2, dessen stabiler bzw. astabiler Zustand jeweils dem Sperrzustand der Transistoren 2 und 1 entspricht. Die astabile Standzeit bzw. der Zeitpunkt der Rückkehr des Multivibrators vom astabilen Jj in den stabilen Zustand und damit die Dauer der Ausgangsimpulse des Modulators an der Klemme 14 ist eine Funktion der Ladezeit des Kondensators 3, der zwischen dem Kollektor des Transistors 1 und der Basis des Transistors 2 liegt.

Um eine gute linearität der Ladedauer des Kondensators 3 zu erreichen, wird dieser von einem Konstantstromgenerator aus aufgeladen, der einen npn-Transistor 18 enthält, dessen Kollektor an den Verbindungspunkt 18a JLes Kollektors des Transistors 1 mit. dem linken Belag des Kondensators 3 angeschlossen ist. Die

Basis des Transistors 18 liegt am gegen, Masse negativen Pol einer Spannungsquelle 19. Der Emitter des Transistors 18 ist über einen Widerstand 21 an den negativen Pol einer -weiteren Spannungsquelle 20 angeschlossen, die wesentlich, wichtiger ist als die Quelle 19 und deren positive Klemme an Masse liegt.

Bei einer derartigen Anordnung mit Konstantstromgenerator, deren Arbeitsweise an sich bekannt ist, erfolgt die Ladung des Kondensators 3 ausschließlich durch den über die Emitter-Kollcktorstrecke des Transistors 18 fließenden Strom. Die Aufladung des Kondensators 3 erfolgt solange, bis die Kondensatorspannung die Spannung der Quelle 19 erreicht hat. Die bei Beendigung des Ladevorgangs auftretende Änderung der Spannung an den Klemmen eines zwischen dem rechten Belag des Kondensators 3 und dem Emitter des Transistors 2 liegenden Widerstandes 17 erzeugt eine Spannungsänderung an der Basis dieses Transistors, die ausreicht, um den Transistor 2 zu sperren.

Um den Kippzeitpunkt unabhängig vom Wert der Spannung der Versorgungsquellen 15,16 des Multivibrators und der Quellen 19,20 des Konstantstromgenerators zu machen, die außerdem stabilisiert sein sollte weist der in Pig. 1 dargestellte Modulator noch eine weitere getrennte Quelle auf, die mit dem Kollektor des Transistors 18 über einen Spannungskomparator verbunden ist, der die Spannung am Kollektor des Transistors 1 gegen den Augenblickswert der Modulationsspannung vergleicht. Dieser Komparator weist eine Diode 22 und einen dazu in Serie liegenden Kondensator 23 auf, wobei der gemeinsame Verbindungspunkt 24 dieser beiden Elemente an eine Klemme einer Modulationsspannungsquelle 25 angeschlossen ist, deren andere Klemme an Masse liegt. Die Quelle 19 ist so gewählt, daß ihre Ausgangsspannung soweit über dem Maximalwert der Spannung der Klemme 25 liegt, daß dann, wenn die Klemmenspannung des Kondensators 3 den Momentanwert der Spannung der Quelle 25 erreicht, die Diode 22 leitend wird, und ein Teil eines Stromes konstanter Stärke vom Transistor

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zur Aufladung des Kondensators 23 dient.

Als-Folge davon sinkt der über den Widerstand 17 fließende Strom ab, was bei geeigneter Dimensionierung der Elemente ausreicht, ein Kippen des Schaltkreises in den stabilen Zustand sicherzustellen.

Ein Nachteil der soweit beschriebenen Schaltungsanordnung besteht darin, daß der Basis des Iransistors 2 ein über dem Verhältnis aus Kollektorstrom und Stromverstärkung liegender Strom zugeführt werden muß, um den Transistor 2 sicher in die Sätti-, ^ gung zu treiben, d.h. um einen sicheren Betrieb zu erreichen, ™ und an der Ausgangsklemme 14 eine Spannung zu erhalten, die gleich der positiven Klemme 5 der .Quelle 15 ist, so daß hierdurch die verwendeten Elemente und die Einsatzbedingungen festgelegt sind. Der Kollektorstrom ist bestimmt durch die Beziehung

I_C2 ⁼ — 2— wobei der Stromverstärkungsfaktor ein charak-

H₇

teristischer Parameter jedes Transistors ist und selbst bei Transistoren vom selben Typ von einem Element zum anderen innerhalb relativ großer Grenzen Schwankungen unterliegt. Um sicher zu gehen, daß jeder Transistor eines vorgegebenen Typs auch wirklich den Strom I_c2 abgibt, d.h. für die Betriebsbedingungen i brauchbar ist, ist man bei der Auslegung der Schaltung gezwungen, ™ einen Stromverstärkungsfaktor anzusetzen, der kleiner ist als der des allerschlechtesten Transistors. Damit ist auch die Wahl des Widerstandes 17 festgelegt.

Im Augenblick der Koinzidenz zwischen'der Sägezahnspannung bei 18a und der Modulationsspannung der Quelle 25 wird ein Teil dea Stroms, der in den Kondensator 3 fließt und auch den Strom für die Basis des Transistors 2 liefert, über die Diode 22 zur ladung des Kondensators 23 gezogen. Der Kippvorgang am Multivibrator tritt nur auf, bis der Transistor 2 in den Sätti-

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gungssiistand gelangt ißt, d.h. solange sein Basisstrom nicht ausreicht, um den oben definierten Kollektörstrom I₂ zu liefern, wobei dieser Vorgang abhängig ist vom Stromverotärkuiigsfaktor des jeweiligen Transistors 2.

Die Zeitspanne zwischen der Koinzidenz der beiden Spannungen und dem Erreichen des Sättigungszustandes des !Transistors 2 ist in bestimmter V/eise festgelegt und verfälscht den gewünschten Meßvorgang , d.h. es entsteht ein Fehler, der abhängt von dem jeweils verwendeten Transistor 2.

Weiterhin haben der vom Ladestrom des Kondensators 3 abgeleitete Ladestrom des Kondensators 23 und die Steilheit oder Neigung des am Kollektor des Transistors meßbaren Sägezahns einen'zusätzlichen Einfluß auf die Ungenauigkeit des Kippzeitpunktes des Transistors 2.

Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Anordnung besteht darin, daß die Kapazität des Kondensators 23 wesentlich größer sein muß als die des Kondensators 3, um über die Diode 22 einen zur Einleitung des Kippvorgangs des Multivibrator? ausreichend großen Strom ziehen zu können. Falls nun die Eingangsimpedanz einer solchen Anordnung, gesehen von der Modulationsquelle 25 aus, gleichbleibend sehr groß ist - denn der von der Quelle gelieferte Strom wird nur durch die Abfallströme des Kondensators 23 und der umgekehrt gepolten Diode 22 gebildet - so ist keine gleichbleibende dynamische Impedanz '.vorhanden, denn der Kondensator 23 verhält sich wie ein Kurzschluß.

Fig. 2 zeigt das Schaltbild eines Pulsdauer-Modulators gemäß der Erfindung, mit dem 3ich die soweit beschriebenen Nachteile überwinden lassen.

Die zum Modulator gemäß Fig. 1 entsprechenden Teile, die auch beim-erfindungsgemäßen Modulator vorhanden sind, sind mit gestrichelter Linie umrandet,und die entsprechenden Komponenten

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sind mit den gleichen Bezugszeichen, wie in Pig. 1, versehen.

Auch in Pig. 2 ict ein mit den pnp-Transistoren 1,2 gebildeter Multivibrator vorgesehen, "bei dem der Kollektor des Transistors 1 über den Kondensator 3 an die Basis des Transistors 2 angeschlossen ist, wobei der rechte Belag des Kondensators 3 über den Widerstand 17 an den Emitter des Transistors 2 angeschlossen ist. Die Transistoren 1 und 2 werden von zwei Spannungsquellen 15,16 aus mit Speisespannung versorgt, wobei die positive Klemme der Quelle 16 und die negative Klemme der Quelle 15 an Masse liegen. ä

Die positive Kletnme der Quelle 15 ist direkt mit den Emittern der Transistoren 1 und 2 verbunden, und die Basis des Transistors 1 liegt über die Serienschaltung einer Diode 10 und eines Widerstandes 11 ebenfalls am positiven Pol der Quelle 15. Der Verbindungspunlct der Diode 10 und des Widerstandes 11 ist über einen Kondensator 12 an die Eingangsklemme 13 des Modulators angeschlossen, dem die zu modulierenden Impulse zugeführt werden.

Die negative Klemme der Quelle 16 ist mit dem Kollektor des Transistors 2 über einen Widerstand 7 verbunden, während der Verbindungspunkt die Ausgangsklemme 14 des Modulators bildet und gleichzeitig an die Basis des Transistors 1 über die Parallel- fj schaltung eines Kondensators 8 und eines Widerstandes 9 angeschlossen ist.

Auch bei diesem Schaltungsaufbau ist eine Konstantstromquelle vorgesehen, die durch den npn-Transistor 18 gebildet ist, dessen Kollektor mit dem Kollektor des Transistors 1 verbunden ist, 'dessen Basis an den negativen Pol einer GIeichspannungsquelle angeschlossen ist, während sein Emitter mit dem negativen Pol einer Gleichspannungsquelle 20 unter Zwischenschaltung eines

Widerstandes 21 verbunden ist.

Die positiven Klemmen der Quellen19 und 20 liegen an Masse.

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In gleicher Weise wird auch die Modulationsspannung dem Modulator von einer Quelle 25 aus zugeführt. Um jedoch hier die dynamische Impedanz der Anordnung, gesehen von dieser Quelle aus, zu erhöhen, ist ein Widerstand 26 zwischen dieso Quelle und dem einseitig an Masse liegenden Kondensator 23 geschaltet.

Der Wert des Widerstandes 26 sollte, um die Quelle nicht zu "belasten, so groß wie möglich gewählt werden, jedoch lcann er nicht zu groß gewählt v/erden, da dieser Widerstand zusammen mit dem Kondensator 23 einen RC-Kreis bildet, dessen Zeitkonstante das Auftreten von Veränderungen des Modulationssignals der Quelle 25 am Punkt 24 verzögert.

Da die Kapazität des Kondensators 23 größer sein muß als die des Kondensators 3, muß ein Kompromiß geschlossen v/erden zwischen der dynamischen Eingangsimpedanz und der Ansprech- oder Meßge— schwindigkeit.

Die mit der Auswahl der Stromverstärkung des Transistors 2 im Hinblick auf eine zufriedenstellende Betriebsweise einerseits und dem Durchgang eines Teils des Stroms vom Kondensator 3 in den Kondensator 23 andererseits im Zusammenhang stehenden Probleme werden gemäß der Erfindung in folgender V/eise gelöst:

Die Diode 22 in Pig. 1 wird beispielsweise durch die Emitter-Basisstrecke eines npn-Transistors 28 ersetzt. Def Emitter des Transistors 28 liegt über eine Diode 27 an dem den Kollektoren der Transistoren 18 und 1 gemeinsamen Anschlußpunkt 18a, wobei die Diode 27 einen Stromdurchgang von den Konstantstromquell en 18,19 und 20 verhindern soll.

Der Kollektor des Transistors 28 ist an die positive Klemme 5 der Quelle 15 über einen Widerstand 29 und an die Basis eines Transistorverstärkers 31 über einen Widerstand 30 angeschlossen, der beispielsweise vom pnp-Typ ist. Der Emitter des Transistors

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31 ist an die positive Klemme der Quelle 15 angeschlossen, während sein Kollektor über einen Widerstand 32 mit der negativen Klemme 4 der Quelle 16 und über einen Widerstand 33 mit der Basis eines zweiten Transistorverstärkers 34 verbunden ist, der beispielsweise durch einen npn-Transistor gebildet sein kann. Der Emitter des Transistors 34 liegt an der Klemme 4, während sein Kollektor über einen Widerstand 35 an die Klemme 5 und über einen Widerstand 36 an die Basis des Transistors 1 des Multivibrators angeschlossen ist.

Erreicht die Spannung am Punkt 18a die Spannung des Punktes 24, so wird der Transistor 28 leitend. Der zur Ladung des Kondensators 23 erforderliche Strom ist gleich dem zuvor im Kondensator 3 fließenden Strom, geteilt durch den Stromverstärkungsfaktor des Transistors 28, d.h. die Kapazität des Kondensators 23 kann ebenso um diesen Faktor verkleinert werden, um die gleiche Wirkung auf den Kondensator 3 beizubehalten. Es ist also möglich, den dynamischen Eingangswiderstand Rpg bei gleicher Ladezeitkonstante Rp6'^23 ^{za mu}l"fcipli^z:i-^eren» oder bei Beibehaltung des gleichen Viertes des Widerstandes 26 die Ladezeitkonstante durch den StromveEstärkungsfaktor des Transistors 28 zu teilen.

Der vom Strom des Kondensators 3 angenommene Strom erzeugt am J Kollektor des Transistors 28 eine Spannung, die sich der Spannung an der Klemme 4 annähert, solange, bis diese gleich der Spannung an der Klemme 5 ist, d.h. bis die Spannung am Punkt 18a im Absolutwert kleiner ist als die Spannung am Punkt 24.

Diese Spannung wird der Basis des Transistors 31 zugeführt, die dieser verstärkt. Die Spannung am Kollektor des Transistors 31, die vor der Koinzidenz der Spannungen an den Punkten 18a und. gleich der Spannung am Punkt 4 war, geht jetzt in die Spannung am Punkt 5 über. Diese Spannung wird dem Transistorverstärker 34 zugeführt, der diese seinerseits verstärkt. Die Spannung am Kollektor des Transistors 34, die vor der Koinzidenz gleich der

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Spannung am Punkt 5 war, geht nun in die Spannung am Punkt 4 über.

Die nun an die Basis des Transistors 1 gelangende Spannung bringt diesen in den leitfähigen Zustand un bewirkt das Kippen des Multivibrators in seinen stabilen Zustand. Die Verstärkung der Transistoren 28,31 und 34 beschleunigt damit den Kippvorgang vom astabilen in den stabilen Zustand und beseitigt damit Ungenauigkeiten, die - wie erwähnt - bei Kommutierung mit nur einer einfachen Diode auftreten.

Das Prinzip der doppelten Messung der Modulationsspannung einerseits und der Referenzspannung andererseits bleibt unverändert.

Mit dem erfindungsgemäß verbesserten Pulsdauer-Modulator lassen sich insbesondere Impulse gewinnen, die proportional zum Verhältnis der beiden Spannungen sind.

Die Betriebsweise läßt sich bei Betrachtung der Spannung der Quelle 25 (J¹Ig. 2) als Dividendenspannung betrachten, während der Strom des Sägezahngenerators mit konstantem Strom 18,19,20 ein zu einer als Divisor dienenden Spannung proportionaler Strom verwendet wird.

Zu diesem Zweck wird dem Modulator der Pig. 2 ein Spannungs-Strom-Wandler zugeordnet, dessen elektrisches Schaltbild in Pig. 3 dargestellt ist.

In dieser Pigur sind die gegenüber dem Modulator der Pig. 2 nicht veränderten Teile in dem Block M enthalten.

Der Block M ist an die Modulationsspannungsquelle 25 angeschlossen, die hier als Dividendenspannung anzusehen ist. Am Punkt 18a des Blocks M ist der Kollektor des Transistors 18 angeschlossen, dessen Emitter wie zuvor mit dem negativen Pol der Quelle

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unter Zwischenschaltung des Widerstandes 21 verbunden ist.

Dagegen ist die Basis des Transistors 18 jjetst unter Zwischenschaltung einer Spannungs-Stromwandlereinheit mit einer Spannungsquelle 37 verbunden.

Diese Anordnung weist einen" ersten Transistor 38 auf, der "beispielsweise ein npn-Transistor sein kann, dessen Basis an den negativen Pol der Quelle 37 angeschlossen ist, deren positiver Pol an Masse liegt. Der Kollektor des Transistors 38 liegt ebenfalls an Hasse, während sein Emitter über einen Widerstand' ' ^ 39 an den negativen Pol der Quelle 20 angeschlossen ist. Der ™ Kollektor des Transistors 38 ist andererseits an die Basis eines zweiten Transistors 42, beispielsweise eines pnp-Transistors, angeschlossen, dessen Enitcer bzw. dessen Kollektor an Kasse bzw. über Widerstände 40 und 41 an negativen Pol der Quelle liegen. Der Kollektor des Transistors 42 ist andererseits an einen dritten Transistor 43, beispielsweise einen npn-Transistor, angeschlossen, dessen Kollektor an Hasse liegt und dessen Emitter einerseits über einen Widerstand 46 an den negativen Pol der Quelle 20 und andererseits an den Emitter eines vierten npn-Transistors 44 angeschlossen ist, der zusammen mit dem Transistor 43 einen Differentialverstärker bildet. Der Kollektor des Transistors 44 liegt über einen Widerstand 45 an Masse. (| Andererseits sind die Basis und der Kollektor des Transistors 44 an den Emitter bzw. an die Basis des Transistors 18 angeschlossen. Das für den Ausgangsstrom I₀ des Transistors 18 bestimmte Zeitintervall ist bestimmt durch die Beziehung:

Darin bedeutet:

t_Q = Auslösezeitpunkt,

t^ = Zeitpunkt der Rückkehr in den stabilen

Zustand, ■■
E= Referenzspäimung der Quelle 15, die

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dem Kreis (Pig. 2) zugeführt wird, CU = Kapazität des Kondensators 3 des Modulators.

Wird der vom Transistor 18 abgegebene Strom proportional zur Teilerspannung der Quelle 37 gemacht, d.h.

I = k U₃₇
so ergibt sich:

C if TT " _ T? ^

Es soll betont werden, daß die Spannung der Quelle 37 während der Dauer des Tast- oder Meßvorgangs konstant bleiben soll.

Die Schaltung der Pig. 3 arbeitet in folgender Weise: An den Klemmen des Widerstandes 39 ergibt sich eine Spannung, die nach Phase und Größe gleich der Spannung U^ ist (bis auf eine Konstante, die dem Spannungsabfall an der Basis-Emitterstrecke des Transistors 38 entspricht). Mit dieser Spannung wird der Transistor 42 beaufschlagt, so daß an den Klemmen des Widerstandes 40 eine Spannung auftritt, die in Phase zu U₅₇ liegt und hinsichtlich der Größe bis auf eine dem Spannungsabfall an der Basis-Emitterstrecke des Transistors 42 entsprechenden Konstante auch gleich ist, jedoch umgekehrtes Vorzeichen aufweist. Damit besteht gegenseitige Kompensation. Der über den Widerstand 40 fließende Strom ergibt sich zu j _ 37 Dieser Strom fließt auch über den Widerstand 41. ^q Die Spannung an den Klemmen des Widerstandes 41 ergibt sich zu:

_ R₄₁
^R41 ^{x 1}I - R^ ^{x Ü}37 - ⁰^ ' ^U37·

Mit dieser Spannung wird der Differentialverstärker aus den beiden Transistoren 43,44 beaufschlagt, dessen Ausgang den Sägezahngenerator 18 der oben beschriebenen Schaltung steuert. Der

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andere Eingang des Differentialverstärkers wird vom Spannungsabfall über den Klemmen des Widerstandes 21 gesteuert, der pro portional ist zum Strom I, den der Generator 18 abgibt. Dieser Verstärker bewirkt die Gleichheit zwischen dem Spannungsabfall an den Klemmen des Widerstandes 21 und über den Klemmen des
Widerstandes 41.

Der vom Generator 18 abgegebene Strom I ergibt sich zu

I ₌ £L - k . π

ρ 37

R₂₁

Hit k = — = «il . ^i- .
^R21 ^R40 ^R21

Durch Wahl des Verhältnisses (wenn R₂₁ durch die Betriebsbedingungen des sonstigen Aufbaus festgelegt ist) läßt sich der
gewünschte Wert für k gewinnen.

Damit ergibt sich am Ausgang des Modulators ein Puls, dessen
Dauer durch folgende Beziehung festgelegt ist:

t t ^C?^(Ü 25 - ^E) °3^K4O^R21 _T ^{( U}25 - ^E)

V . Ü37 ^R41 ^U37

^R4O

Die Impulsdauer ist damit proportional zum Verhältnis
bis auf eine Konstante, d.h. b
in der abgeleiteten .'Beziehung.

bis auf eine Konstante, d.h. bis auf die Spannung E 37

Um diese Koiuj baute au eliminieren, wird in der Anordnung nach
!'ig. 3 ein zweiter, nicht gezeigter Differentialveratürker vorgesehen, der dem Verstärker 43,44,45,46 genau enbnprichb und

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dessen Eingang am Punkt X zwischen dein Kollektor de3 Transistors 42 und der Basis des Transistors 43 angeschlossen ist, und dessen Ausgang an die Basis des Ausgangstransistors des Sägezahngencrators eines zweiten, nicht gezeigten Modulators angeschlossen ist, der dem in Fig. 2 dargestellten entspricht, wobei der Punkt 24 dieseö Modulators dann direkt an Masse liegt. Die beiden so verbundenen Modulatoren liefern damit an ihren jeweiligen Ausgängen Impulse, deren Dauer proportional den Verhältnissen U₂₅-E - B

—=* bzw. ist.

U₃₇ U₃₇

Werden nun die so erhaltenen Impulse in an sich bekannter Weise einer Antikoinzidenzschaltung (nicht gezeigt) zugeführt, so ergeben sich an deren Ausgang Impulse, deren Dauer proportional ist zur Differenz der angegebenen Verhältnisse, d.h. proportional ist zum Verhältnis 25 .

Es soll darauf hingewiesen werden, daß während des Einsatzes einer derartigen Schaltung als Pulsdauer-Mcölulator im Betrieb mit nur einer Modulationsspannung eine analoge Schaltung aufgebaut v/erden kann. Bei den verschiedenen beschriebenen Schaltungen war die Verwendung einer bestimmten Anzahl von in zweckentsprechender Weise entsprechend ihrem Leitfähigkeitstyp angeschlossenen npn- und pnp-Transistoren vorgesehen. Es erübrigt sich fast darauf hinzuweisen, daß bei einer bestimmten Anzahl umgekehrt gepolter Speisequellen die Transistoren des angegebenen Leitfähigkeitstyps durch entsprechend Transistoren des entgegengesetzten Leitfähigkeitntyps ersetzbar sind, ohne dadurch die Leistungsfähigkeit und Eigenschaften der erfindungogemäßen Anordnung zu ändern. Andererseits wird auch durch die Verwendung von Verstärkern und Kornparatoren, die einzeln oder gemeinsam in integrLütter üohaltkreisteohnik aufgebaut sind, nichte grundsätzlich am Prinzip der Erfindung geändert.

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Claims

Patentansprüche

Pulsdauer-Modulator mit einem monostabilen Multivibrator, bei dein die Dauer der Ausgangsimpulse gleich seiner durch die Ladung eines Kondensa.tors bestimmten astabilen Standzeit ist, mit einem Konstantstromgenerator, der die Ladung des Kondensators als lineare Punktion der Zeit bestimmt, und mit einer unter Zwischenschaltung eines Spannungskom- M parators an den Ausgang des Konstantstromgenerators angeschlossenen Modulationsspannungsquelle, dadurch gekennze ichnet, daß der Spannungskomparator mindestens einen Transistor (28) aufweist, dessen Basis an die Hodulationsspannungsquelle (25)» dessen Emitter an den Ausgang (18a) des Konstantstromgenerators (18) und dessen Kollektor an den Impulssteuer-Eingang des Multivibrators angeschlossen sind,und Oie Dimensionierung des Spannungskomparators und des Multivibrators so getroffen sind, daß der Kippvorgang des letzteren in den stabilen Zustand erfolgt, wenn die Klemmenspannung des Kondensators den Momentanwert der Modulationsspannung annimmt.

2* Pulsdauer-Modulator nach Anspruch 1, dadurch ge- I k e η η ζ e ichnet, daß zur Erhöhung der von der Modulationsspannungsquelle (25) aus gesehenen dynamischen • Kreis-Impedanz die Basis des Transistors (28) des Spannungskomparators über einen Ladewiderstand (26) an die Modulationsspannungsquelle (25) angeschlossen ist.

3. Pulsdauer-IIodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß der Spannungskomparator zwischen dem Kollektor des Transistors (28) und dem Steuerimpulseingang des Multivibrators einen weiteren Verstärker (31,34) aufweist.

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4. Pulsdauer-Modulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, "bei dem der Konstantstromgenerator einen IransIdtor aufweist, dessen Emitter bzw. dessen Baß is an eine erste bzw. eine zweite Spannungsquelle angeschlossen sind und dessen Kollektor die G-enerator-Auogangsklemtne bildet, d a durch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Spannungsquelle und der Baο is des Transistors ein Spannungß-Strotä-tfandler liegt, der einen zur Spannung der zweiten Quelle proportionalen Strom an den Generator derart liefert, daß die Dauer der von deoi Modulator abgegebenen Impulse bzw. des abgegebenen Pulses proportional ist zum Quotienten aus Modulationsspannung und der Spannung der zweiten Quelle.

5» Pulsdauer-Modulator nach Anspruch 4» dadurch gekennz'e iehnet, daß der Spannungs-Strooi-Wandler einen Differentialverstärker aufweist.

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BAD ORIGINAL