DE2223438A1

DE2223438A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE GENERATION OF TIME SYMMETRIC TRIANGLE VOLTAGES

Info

Publication number: DE2223438A1
Application number: DE19722223438
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl-Ing Koken
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1972-05-13
Filing date: 1972-05-13
Publication date: 1973-11-22

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung zektsymmetrischer Dreieckspannungen ije Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung zeitsymmetrischer Dreieckspannungen einstellbarer Frequenz. Circuit arrangement for generating symmetrical triangular voltages The invention relates to a circuit arrangement for generating time-symmetrical Delta voltages of adjustable frequency.

Es ist bekannt, Dreieckspannungen mit Hilfe von Kipposzillatoren zu erzeugen, die jeweils im wesentlichen aus einem Integrator und einem Zweipunkt-Spannwlgsdetektor bestehen. Erreicht das Potential im Integratorausgang einen bestimmten Wert A, so schaltet der Spannungsdetektor die dem Integrator angebotene Spannung (Strom) auf entgegengesetzte Polarität (Stromrichtung) um, so daß die Ausgangsspannung des Integrators sich in entgegengesetzte Richtung ändert, bis ein Potential B erreicht wird, an dem über dem Spannungsdetektor die Rückumsehaltung auf die vor Erreichen der Schwelle A bestehenden Polaritäten (Stromrichtungen) erfolgt. Hierdurch entsteht eine kontinuierliche Dreieckspannungsschwingung am Integratorausgang, die zwischen den Potentialen A und B.verläuft. Nachteile dieses Verfahrens sind erstens Schwierigkeiten bei der Erzeugung sehr tiefer Frequenzen (z.B. kleiner als 1mHz) wegen der unzureichenden Beherrschung geringer Ströme und Spannungen, und zweitens Schwierigkeiten, tiefe Frequenzen (z.B. kleiner als 1 Hz) mit höherer Genauigkeit und Konstanz ZU erzeugen. Dies beruht darauf, daß hierfür notwendige Frequenz-Regelverfahren zu große Einstellzeiten aufweisen wurden.It is known to increase triangular voltages with the help of relaxation oscillators generate, each essentially consisting of an integrator and a two-point voltage wave detector exist. If the potential in the integrator output reaches a certain value A, then the voltage detector switches the voltage (current) offered to the integrator opposite polarity (current direction) so that the output voltage of the integrator changes in the opposite direction until a potential B is reached to the one above the voltage detector the reversal to before reaching the threshold A existing polarities (current directions) takes place. This creates a continuous Triangular voltage oscillation at the integrator output between the potentials A. and B. runs. Disadvantages of this method are firstly difficulties in the generation very low frequencies (e.g. less than 1mHz) due to insufficient control low currents and voltages, and, secondly, difficulties in finding low frequencies (e.g. less than 1 Hz) with higher accuracy and constancy. This is based on the fact that the frequency control methods required for this have too long response times became.

Ein anderes bekanntes Verfahren der Dreieckspannungserzeugung basiert im wesentlichen auf digitalen Schaltkreisfunktionen. Ein Taktgeber mit angeschlossenem Zähler teilt die Periodendauer der zu erzeugenden Schwingung in viele Teilintervalle. Nach jedem Intervall ruft der Zähler den der zu erzeugenden Dreieckschwingung zugeordneten Spannungswert über Torschaltungen von einem Konstantspannungswerte-Speicher ab. Nachteil dieses und ähnlicher digitaler Verfahren ist der nicht stetige Spannungszeitverlauf der als Treppenkurve angenäherten Dreieckschwingung.Another known method of triangular voltage generation is based essentially on digital circuit functions. A clock with attached The counter divides the period of the oscillation to be generated into many sub-intervals. After each interval, the counter calls the triangular wave that is to be generated Voltage value via gate circuits from a constant voltage value memory. The disadvantage of this and similar digital methods is the inconsistent voltage time curve the triangular oscillation approximated as a stepped curve.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die die erwähnten Nachteile der bekannten Verfahren nicht aufweist. Dies wird dadurch erreicht, daß von einem Rechteckgenerator erzeugte Rechteckschwftjien verschiedener, jedoch in einem festen Verhältnis zueinanderstehender Frequenzen über einen ersten und einen zweiten Integrator den Eingängen einer Summierstufe zugeführt werden, deren Ausgang mit dem Eingang eines von einem Komparator steuerbaren Verstärkers verbunden ist, und daß dessen Ausgang gleichzeitig über einen Tiefpaß auf einen die Dreieckspannung abgebenden Endverstärker und über einen Hochpaß auf einen Amplitudendetektor aufschaltbar ist, dessen Ausgang mit einem ersten Eingang des Komparators verbunden ist, während dessem zweiten Eingang eine der Soll-Amplitude der Dreieckspannung entsprechende elektrische Größe zufuhzbar ist.The present invention is based on the object of a circuit arrangement to create that does not have the disadvantages of the known methods mentioned. This is achieved in that rectangular waves generated by a rectangular generator different, but in a fixed relationship to each other frequencies the inputs of a summing stage via a first and a second integrator are supplied whose output with the input of a controllable by a comparator Amplifier is connected, and that its output at the same time via a low-pass filter to a power amplifier emitting the triangular voltage and via a high-pass filter an amplitude detector can be switched on, the output of which has a first input of the comparator is connected, while its second input is one of the nominal amplitude electrical quantity corresponding to the triangular voltage can be supplied.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher beschrieben.Based on an embodiment shown in the drawing the invention described in more detail.

Ein Rechteckspannungsgenerator 1 liefert an Ausgängen 2 und 3 Signale in einem innerhalb gewisser Brequenzteilbereiche starren Frequenzverhältnis. Am Ausgang 2 erscheint die Frequenz der zu erzeugenden Dreieckschwin gung, m Ausgang 3 ein Prequellzvielfachs Diese Frequenzen sind vorzugsweise dekadisch manuell durchstellbar und/oder elektronisch fremdsteuerbar. Die beiden Rechteckschzingungen steuern je einen Strom- oder Spannungsintegrator 4 bzw. 5, die eine Umformung in entsprechende Dreieckschwingungen bewirken. Über ein lineares Summierglied 6 werden die überlagerten Dreieckschwingungen einem steuerbaren Verstärker 7 zugeführt. Am Ausgang dieses Verstärkers 7 erfolgt eine frequenzselektive Trennung der beiden Dreieckschwingungen durch einen Tiefpaß 8 für die niederfrequente und einen Hochpaß 9 für die höherfrequente Schwingung. Über einen Umschaltkontakt 14 gelangt die niederfrequente Dreieckschwingung als Nutzsignal zu einer weiterverarbeitenden Stufe 11, teispielsweise zu einem Endverstärker, Zum Äusgleich der bei Frequenzänderungen auftretenden Amplitudenänderungen infolge der Frequenzgänge der Integratoren 4 und 5 dient eine Amplit-udellregelschleife. Die Ausgang spannung des Hochpasses 9 wird über einen Umschaltkontakt 15 einem Amplitudendetektor 10 zugeführt. Dieser liefert ein der Amplitude proportionales Signal als Ist-Amplitude zu einem Komparator 12, dessen anderem Eingang eine der Soll-Amplitude entsprechende elektrische Größe zugeführt wird. Die am Ausgang des Komparators 12 auftretende Differenzspannung wird dem steuerbaren Verstärker 7 als Regelabweichung zugeführt, so daß dessen Ausgangsspannung bei veränderter Eingangs spannung näherungsweise konstant gehalten wird.A square-wave voltage generator 1 supplies signals at outputs 2 and 3 in a frequency ratio that is rigid within certain partial frequency ranges. At the Output 2 shows the frequency of the triangular oscillation to be generated, m output 3 a pre-source multiple. These frequencies can preferably be manually switched through decade and / or electronically externally controllable. The two square waves control each a current or voltage integrator 4 or 5, which converts into corresponding Cause triangular oscillations. The superimposed Triangular waves are fed to a controllable amplifier 7. At the exit of this Amplifier 7 there is a frequency-selective separation of the two triangular waves by a low-pass filter 8 for the low-frequency and a high-pass filter 9 for the higher-frequency Vibration. The low-frequency triangular oscillation arrives via a changeover contact 14 as a useful signal to a further processing stage 11, for example to a power amplifier, To compensate for the amplitude changes that occur with frequency changes as a result of The frequency responses of the integrators 4 and 5 are used by an amplitude control loop. The output voltage of the high-pass filter 9 is an amplitude detector via a switching contact 15 10 supplied. This delivers a signal proportional to the amplitude as the actual amplitude to a comparator 12, the other input of which is one corresponding to the nominal amplitude electrical quantity is supplied. The occurring at the output of the comparator 12 The differential voltage is fed to the controllable amplifier 7 as a control deviation, so that its output voltage with a changed input voltage approximately is kept constant.

Für tiefe Ausgangsfrequenzen gelten die in der Figur dargestellten Kontaktstellungen der Kontakte 13, 14 und 15.For low output frequencies, those shown in the figure apply Contact positions of contacts 13, 14 and 15.

Bei hohen Frequenzen tz.B. größer als 10 Hz) nehmen diese Kontakte die entgegengesetzten Lagen ein.At high frequencies tz.B. greater than 10 Hz) take these contacts the opposite positions.

Während bei den tiefen Frequenzen die Hilfsschwingung über den Ausgang 3, den Integrator 5, den Schalter 13, das Summierglied 6, den Verstärker 7, den Hochpaß 9 und den Schalter 15 als Referenz für die Ist-Amplitude des Nutzsignals diente, kalm bei höheren Frequenzen das Nutzsignal selbst diese Funktion übernehmen. Dem gesteuerten Verstärker 7 wird nunmehr nur noch die weiterzuvcrarbeitende Droieckschwingung des Integrators 4 zugeführt. Das Ausgangssignal des Verstärkers gelangt direkt einerseits zur Stufe 11 und andererseits zum Amplitudendetektor 10.While at the low frequencies the auxiliary oscillation via the output 3, the integrator 5, the switch 13, the summing element 6, the amplifier 7, the High-pass filter 9 and the switch 15 as a reference for the actual amplitude of the useful signal served, kalm the useful signal itself take over this function at higher frequencies. The controlled amplifier 7 now only receives the Droieck oscillation to be further processed of the integrator 4 is supplied. The output signal of the amplifier arrives directly on the one hand to stage 11 and on the other hand to amplitude detector 10.

Da eine ausreichend große Frequenz vorausgesetzt wird, kann die Einstellzeit des Amplitudenregelkreises über den Verstärker 7, den Amplitudendetektor 10, den Komparator 12 und nochmals den Verstärker 7 ausreichend gering gehalten werden.Since a sufficiently high frequency is assumed, the settling time can of the amplitude control loop via the amplifier 7, the amplitude detector 10, the Comparator 12 and again the amplifier 7 can be kept sufficiently low.

Patentansprüche: Patent claims:

Claims

Patent claim: 1. Circuit arrangement for generating symmetrical Drei eckspannun conditions adjustable frequency, characterized in that one Square-wave generator (1) generated square waves of different types, but in one fixed ratio of frequencies over a first (4) and a second (5) integrator are fed to the inputs of a summing stage (6) whose Output to the input of an amplifier controllable by a comparator (12) (7) is connected, and that its output at the same time via a low pass (8) to an output amplifier (11) emitting the triangular voltage and via a high-pass filter (9) can be switched to an amplitude detector (10), the output of which is connected to a first input of the comparator (12) is connected, while the second input one corresponding to the nominal amplitude of the triangular voltage. electrical size can be supplied is.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the low pass (8) and / or the Eoch pass (9) can be switched off.

3. Circuit arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the higher frequency lying at the second input of the summing stage (6) Delta voltage can be switched off by means of a switch).

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