Die Erfindung betrifft einen Relaxationsoszillator mit durch eine oder mehrere äußere Spannungen steuerbarer
Frequenz, bestehend aus einem Integrator mit einem Eingang und einem Referenzeingang und einer Komparatoreinrichtung,
deren Eingang mit dem Ausgang des Integrators verbunden ist und deren Ausgang einen
elektronischen Umschalter ansteuert, der dem Eingang des Integrators jeweils eine von zwei Spannungen
zuführt Dabei enthält die Komparatoreinrichtung einen Komparator mit einem Eingang und nur einem
Referenzeingang, der sowohl beim Überschreiten als auch beim Unterschreiten der Spannung am Eingang
gegenüber der Spannung am Referenzeingang seinen Ausgangszustand wechselt, und dem Referenzeingang
des Komparators ist ein parallel mit dem Umschalter vor dem Eingang des Integrators angestei erter zwei'er
Umschalter vorgeschaltet, der diesem Referenzeingang jeweils eine von zwei Spannungen zuführtThe invention relates to a relaxation oscillator which can be controlled by one or more external voltages
Frequency, consisting of an integrator with an input and a reference input and a comparator device,
whose input is connected to the output of the integrator and whose output is a
electronic changeover switch controls the input of the integrator one of two voltages
In this case, the comparator device contains a comparator with one input and only one
Reference input that is activated both when the voltage at the input is exceeded or not reached
changes its output state compared to the voltage at the reference input, and the reference input
of the comparator is a parallel with the switch in front of the input of the integrator steered two'er
Upstream changeover switch which feeds one of two voltages to this reference input
Bei Relaxationsoszillatoren der beschriebenen Gattung hat sich jedoch gezeigt, daß Störspannungen, wie
z. B. Verstärkerrauschen, ungünstige Einflüsse auf das
Verhalten des Oszillators ausüben. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen Relaxationsoszillator
der genannten Art dahingehend zu verbessern, daß derartige Störungen vermieden werden. DiesIn relaxation oscillators of the type described, however, it has been shown that interference voltages such as
z. B. amplifier noise, adverse influences on the
Exercise behavior of the oscillator. The object of the present invention is therefore to provide a relaxation oscillator
of the type mentioned to the effect that such disturbances are avoided. this
ίο geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der Ausgang
des Integrators über einen Verstärker mit Tiefpaßfilterverhalten mit dem Signaleingang der Komparatoreinrichtung
verbunden ist und der Integrator ein Korrekturglied in Form einer in Serie mit demίο happens according to the invention in that the output
of the integrator via an amplifier with low-pass filter behavior with the signal input of the comparator device
is connected and the integrator has a correction element in the form of a series with the
is Integrationskondensator geschalteten Widerstands-Kondensator-Parallelschaltung
enthältis integration capacitor connected resistor-capacitor parallel connection
contains
Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, die zur Verminderung
des durch das Verstärker- und Schalterrausehen verursachten Phasenrauschens geeignet istThe figure shows an embodiment of a circuit arrangement according to the invention, which is used to reduce
phase noise caused by amplifier and switch noise is appropriate
Zwar kann der Einfluß des Phasenrauschens auf das Meßergebnis umsomehr vermindert werden, über je
mehr Schwingungsperioden bei der Messung der Oszillatorfrequenz integriert wird, eine Verminderung
des Phasenrauschens im Oszillator selbst ist jedoch wünschenswert, wenn aus Gründen der Meßdynamik
über nur sehr wenige Schwingungsperioden integriert werden soll. Eine Begrenzung der Bandbreite, wie sie in
der analogen Technik üblich ist ist hier nicht in derselben Weise möglich, da über den Signalpfad, in
dem Störspannungen im wesentlichen erzeugt werden (Umschalter &, Verstärker V3), Wechselspannungen
übertragen werden, deren Kurvenform (Rechteck) sehr genau eingehalten werden muß, wenn die Umformungskennlinie
linear bleiben soll. Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, ein Tiefpaßfilter im Eingang des
Komparators — z. B. in Form einer Rückkopplung Rv, Cv eines Vorverstärkers V3 des Komparators, der in
vielen Fällen zur Erhöhung der Komparatorempfindlichkeit
ohnehin notwendig ist — vorzusehen. Dieses Filter verzerrt nicht nur die Rechteckspannung des
Verstärkers V3, sondern auch die Dreieckspannung des
Integrators Vi, wodurch eine gewisse kompensierende Wirkung erzielt wird. Eine weitergehende Kompensation
wird erreicht wenn zum Integrationskondensator C des Integrators Vi eine Parallelschaltung aus einem
Widerstand Rk und eines Kondensators Cc in Serie
geschaltet wird, deren Zeitkonstante mit der Zeitkonstanten der Rückführung des Komparatorvorverstärkers
identisch ist (RK ■ CK = Rv ■ Cv). In diesem Fall
kann die Tiefpaßgrenzfrequenz des Komparatorvorverstärkers auf den l,5fachen Wert der höchsten
Oszillatorfrequenz reduziert werden, ohne daß die durch die Filterung verursacnte Abweichung in derAlthough the influence of phase noise on the measurement result can be reduced the more oscillation periods are integrated when measuring the oscillator frequency, a reduction in phase noise in the oscillator itself is desirable if, for reasons of measurement dynamics, only very few oscillation periods are to be integrated. A limitation of the bandwidth, as it is usual in analog technology, is not possible here in the same way, since AC voltages are transmitted via the signal path, in which interference voltages are essentially generated (changeover switch &, amplifier V3), whose curve shape (square) must be adhered to very precisely if the deformation characteristic is to remain linear. According to the invention it is therefore proposed to use a low-pass filter in the input of the comparator - z. B. in the form of a feedback Rv, Cv of a preamplifier V 3 of the comparator, which is necessary in many cases to increase the comparator sensitivity anyway - to be provided. This filter not only distorts the square-wave voltage of the amplifier V3, but also the triangle-wave voltage of the integrator Vi, as a result of which a certain compensating effect is achieved. A more extensive compensation is achieved if a parallel connection of a resistor Rk and a capacitor Cc is connected in series with the integration capacitor C of the integrator Vi, the time constant of which is identical to the time constant of the feedback of the comparator preamplifier (R K ■ C K = Rv ■ C v ) . In this case, the low-pass cut-off frequency of the comparator preamplifier can be reduced to 1.5 times the value of the highest oscillator frequency without the deviation in the
Linearität der Umformungskennlinie 10-4 übersteigtLinearity of the conversion characteristic exceeds 10- 4
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings