DE2260152A1 - PULSE GENERATOR FOR GENERATING SIGNALS WITH CHANGEABLE KEY RATIO - Google Patents
PULSE GENERATOR FOR GENERATING SIGNALS WITH CHANGEABLE KEY RATIOInfo
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Description
Impulsgenerator zur Erzeugung von Signalen mit veränderbarem Tastverhältnis Die Erfindung bezieht sich auf einen Impuls generator zur wrzeugung von Signalen mit veränderbarem Tastverhältnis mit zwei Transistoren unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps und mit einem Stellwiderstand zur Einstellung der Basisspannung des ersten Transistors sowie mit einem an dessen Emitter angeschlossenen Kondensator.Pulse generator for generating signals with a variable duty cycle The invention relates to a pulse generator for generating signals with variable duty cycle with two transistors of different conductivity types and with a variable resistor for setting the base voltage of the first transistor as well as with a capacitor connected to its emitter.
Derartige Impuls generatoren werden beispielsweise zur Drehzahlsteuerung eines Gleichstrommotors benötigt, Wesentliche.Such pulse generators are used, for example, for speed control of a DC motor required, essentials.
Forderung hierbei ist, daß das Tastverhältnis des Generatorsignals, von dem beispielsweise ein in den Motorstromkreis geschalteter Transistor gesteuert wird, zwischen 0 und 1 möglichst kontinuierlich verändert werden kann. Insbesondere muß es möglich sein, exakt das Tastverhältnis Null und das Tastverhältnis 1 einzustellen.The requirement here is that the pulse duty factor of the generator signal, by which, for example, a transistor connected to the motor circuit is controlled can be changed between 0 and 1 as continuously as possible. In particular it must be possible to set the duty cycle zero and the duty cycle 1 exactly.
Diese Forderung wird bei einem Impulsgenerator der eingang erwähnten Art erreicht, wenn erfindungsgemäß die beiden Transistoren zusammen mit einem Rückkopplungswiderstand eine Kippstufe bilden, deren Umkippen in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von der Spannung am Kondensator erfolgt, und wenn der Kondensator mindestens über einen Widerstand an den Kollektor des zweiten Transistors angeschlossen ist und wenn das Signal am Kollektor dieses zweiten Transistors abgegriffen wird.This requirement is mentioned in the introduction for a pulse generator Kind achieved when, according to the invention, the two transistors together with a feedback resistor form a tilting stage, the overturning of which in a manner known per se as a function on the voltage across the capacitor takes place, and when the capacitor is at least over a resistor is connected to the collector of the second transistor and when the signal is tapped at the collector of this second transistor.
Bei einem solchen Generator wird also eine an dem Stellwiderstand vorgegebene Spannung, die der Basis des ersten Transistors zugeführt wird, mit der Spannung am Kondensator vergleichen, der an dem Emitter dieses Transistors angeschlossen ist. Es ist zwar bereits ein Generator der eingangs erwähnten Art bekannt, bei dem dieses Prinzip ausgenutzt ist, doch ist bei diesem bekannten Generator aufgrund schaltungstechnischer Unterschiede das Tastverhältnis nur ab einem Wert größer Null veränderbar. Das liegt daran, daß bei dieser bekannten AusfAhrung der Basisstrom der beiden Transistoren über einen hochohmigen Widerstand fließen muß, so daß der Transistor, an dessen Kollektor die Ausgangsspannung abgegriffen wird, nicht voll durchgesteuert wird. Dieser bekannte Generator erfüllt also die eingangs gestellten Forderungen nicht.In the case of such a generator, there is one on the variable resistor predetermined voltage which is supplied to the base of the first transistor with the Compare voltage on the capacitor that is connected to the emitter of this transistor is. Although a generator of the type mentioned is already known in which this principle is exploited, but is due to this known generator circuit differences, the pulse duty factor only from a value greater than zero changeable. This is due to the fact that in this known version the base current of the two transistors must flow through a high resistance, so that the The transistor, at the collector of which the output voltage is tapped, is not full is controlled. This known generator thus fulfills the requirements set out at the beginning Claims not.
Darüberhinaus wird bei dem bekannten Impulsgenerator das Signal am Abgriff des Widerstandes abgeleitet, so daß die Amplitude dieses Signals abhängig ist von dem mittels des Stellwiderstandes eingestellten Tastverhältnis. Für manche Anwendungsfälle wird jedoch eine konstante Amplitude des Signales bendtigt, was gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sehr leicht dadurch erreichbar ist, daß in den Ladestromkreis des Kondensators eine Diode geschaltet ist, und daß parallel zu der Reihenschaltung bestehend aus dem Kondensator, einem Widerstand und der Diode ein weiterer Widerstand geschaltet ist.In addition, in the known pulse generator, the signal is on Tap of the resistor derived so that the amplitude of this signal depends depends on the pulse duty factor set by means of the variable resistor. For some Use cases, however, a constant amplitude of the signal is bendtigt what in accordance with an advantageous further development of the invention, this can be achieved very easily is that a diode is connected in the charging circuit of the capacitor, and that parallel to the series circuit consisting of the capacitor, a resistor and a further resistor is connected to the diode.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus der nachstehen' den Beschreibung zweier Ausfdhrungsbeispiele hervor.Further advantageous developments can be found in the following Description of two exemplary embodiments.
Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild eines Impulsgenerators zum Steuern der Drehzahl eines Motors und Fig. 2 einen Impulsgenerator, wobei die Amplitude des Ausgangssignals konstant ist.1 shows a circuit diagram of a pulse generator for controlling the speed of a motor and FIG. 2 a pulse generator, the amplitude of the output signal is constant.
Zur Stromversorgung eines Gleichstrommotors 11 ist eine Batterie 12 vorgesehen, deren Minuspol mit einer Minusleitung 13 und deren Pluspol über einen Hauptschalter 14 mit einer Plusleitung 15 verbunden ist. In den Motorstronkreis ist ein Leistungsschalter 16 geschaltet, der beispielsweise einen oder mehrere Leistungstransistoren enthält, die von dem gestrichelt umrahmten, mit 17 bezeichneten Impulsgenerator angesteuert werden.A battery 12 is used to supply power to a DC motor 11 provided, the negative pole with a negative line 13 and the positive pole via a Main switch 14 is connected to a positive line 15. In the motor power circuit a power switch 16 is connected, for example, one or more power transistors contains that of the dashed framed, designated by 17 pulse generator can be controlled.
Zwischen die Plusleitung 15 und die Minusleitung 13 ist ein Stellwiderstand 20 geschaltet, dessen Abgriff 21 über einen Widerstand 22 mit der Basis 23 eines ersten Transistors 24 verbunden ist. Dieser erste Transistor 24 bildet zusammen mit einem zweiten Transistor 25 und einem Rückkopplungswiderstand 26 eine Kippstufe. Der Rückkopplungswiderstand 26 verbindet die Basis 23 des ersten Transistors mit dem Kollektor 27 des zweiten Transistors 25. Der Kollektor 28 des ersten Transistors ist direkt mit der Basis 29 des zweiten Transistors 25 verbunden, an die zum schnellen Ausräumen weiterhin ein Widerstand 30 angeschlossen ist, der andererseits mit der Minusleitung 13 verbunden ist. Zwischen dem Emitter 31 des ersten Transistors 24 und der Plusleitung 15 liegt die Parallelschaltung eines Widerstandes 32 und eines Kondensators 33.Between the positive line 15 and the negative line 13 is a variable resistor 20 switched, whose tap 21 via a resistor 22 to the base 23 of a first transistor 24 is connected. This first transistor 24 forms together with a second transistor 25 and a feedback resistor 26, a flip-flop. The feedback resistor 26 connects the base 23 of the first transistor to the collector 27 of the second transistor 25. The collector 28 of the first transistor is directly connected to the base 29 of the second transistor 25, to the fast Clearance continues to be a resistor 30 connected, the other hand with the Negative line 13 is connected. Between the emitter 31 of the first transistor 24 and the positive line 15 is the parallel connection of a resistor 32 and one Capacitor 33.
Weiterhin ist zwischen denEmitter 31 und den Kollektor 27 des zweiten Transistors 25 ein Widerstand 34 geschaltet. Der Emitter 35 des zweiten Transistors liegt unmittelbar an der Minusleitung 13.Furthermore, there is between the emitter 31 and the collector 27 of second transistor 25, a resistor 34 is connected. The emitter 35 of the second The transistor is directly connected to the negative line 13.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Basisspannung des ersten Transistors 24 abhängt von der Stellung des Angriffs 21 des Stellwiderstandes 20. Die Emitterspannung dieses ersten Transistors 24 ist dagegen abhängig vom Ladezustand des Kondensators 33. Durch den ersten Transistor 24 wird also die Spannung am Kondensator 33 mit der willkdrlich einstellbaren Spannung am Abgriff 21 des Stellwiderstands 20 verglichen.It is readily apparent that the base voltage of the first The transistor 24 depends on the position of the attack 21 of the variable resistor 20. The emitter voltage of this first transistor 24, on the other hand, is dependent on the state of charge of the capacitor 33. The voltage across the capacitor is thus determined by the first transistor 24 33 with the arbitrarily adjustable voltage at tap 21 of the variable resistor 20 compared.
Im einzelnen funktioniert die Schaltung nach Fig. 1 in folgender Weise: Wenn der Hauptschalter geschlossen wird und das Potential an der Basis 23 des ersten Transistors geringer ist als das Potential am Emitter dieses Transistors, ist dieser leitend, so daß über den Widerstand 32 ein Strom in die Basis 29 des zweiten Transistors 25 fließen kann, so daß dieser ebenfalls in den leitenden Zustand kommt. Damit kann ein Strom über die Nollektor-Emitter-Strecke dieses zweiten Transistors 25 und über den Widerstand 54 in den Kondensator 33 fließen, so daß dieser aufgeladen wird. Das Potential am Kollektor 27 des zweiten Transistors 25 an dem das Signal abgegriffen wird, ist wegen des durchgeschalteten Transistors nahezu Null.In detail, the circuit of Fig. 1 works in the following way: When the main switch is closed and the potential at the base 23 of the first Transistor is less than the potential at the emitter of this transistor, this is conductive, so that through the resistor 32 a current into the base 29 of the second transistor 25 can flow, so that this also comes into the conductive state. So that can a current through the collector-emitter path of this second transistor 25 and over the resistor 54 flow into the capacitor 33, so that this is charged. The potential at the collector 27 of the second transistor 25 at which the signal is tapped is almost zero because of the transistor turned on.
Bei einer Aufladung des Kondensators 33 wird jedoch die Basis-Emitter-Spannung des ersten Transistors 24 immer kleiner, so daß der Innenwiderstand dieses Transistors zunimmt und damit der Basisstrom des zweiten Transistors 25 abnimmt. Der Spannungs ab fall an der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 25 wird größer und das Kollektorpotential dieses Transistors verschiebt sich in positiver Richtung. Diese positive Spannungsverschiebung wird über den Rückkopplungswiderstand 26 der Basis 23 des ersten Transistors 24 zugeführt, so daß dieser schnell vollständig sperrt. Damit sperrt auch der zweite Transistor 25, da er keinen Basisstrom mehr erhält, Die Spannung am Kollektor 27 dieses zweiten Transistors 25 erhöht sich damit sehr rasch auf einen Wert, der um einen bestimmten, von der Ladespannung des Kondensators 33 abhängigen Wert unterhalb der Batteriespannung liegt. Da sich jedoch der Kondensator 33 über den Widerstand 32 entladen kann, steigt diese Ausgangsspannung am Kollektor des Transistors 27 schließlich an.When the capacitor 33 is charged, however, the base-emitter voltage becomes of the first transistor 24 is getting smaller, so that the internal resistance of this transistor increases and thus the base current of the second transistor 25 decreases. The tension from the fall at the emitter-collector path of the transistor 25 becomes larger and that The collector potential of this transistor shifts in a positive direction. These positive voltage shift is across the feedback resistor 26 of the base 23 of the first transistor 24 is supplied so that it blocks completely quickly. This also blocks the second transistor 25, since it no longer receives any base current, the The voltage at the collector 27 of this second transistor 25 thus increases very quickly to a value which by a certain, from the charging voltage of the capacitor 33 dependent value is below the battery voltage. However, since the capacitor 33 can discharge through the resistor 32, this output voltage increases at the collector of transistor 27 finally.
Wenn sich der Kondensator entlädt, wird aber die Basis-Emitter-Spannung des ersten Transistors 24 wieder größer, so daß dieser Transistor wieder leitet und damit auch den zweiten Transistor 25 in den leitenden Zustand bringt. Dann sinkt das Potential am Kollektor 27 dieses Transistors wieder nahezu auf Null und der Kondensator 33 wird wieder aufgeladen. Der gesamte Vorgang beginnt dann von neuem.When the capacitor discharges, however, the base-emitter voltage becomes of the first transistor 24 again larger, so that this transistor conducts again and thus also brings the second transistor 25 into the conductive state. Then it sinks the potential at the collector 27 of this transistor again almost to zero and the Capacitor 33 is recharged. The whole process then starts all over again.
Die am Kollektor 27 des zweiten Transistors 25 abgegriffene Spannung pendelt also zwischen dem Wert Null und einem von der Ladespannung des Kondensators 33 abhängigen Wert, wobei das Tastverhältnis dieses Ausgangssignals abhängig ist von der Stellung des Abgriffs 21 am Stellwiderstand 20. Dabei wird bei einem Verändern des Angriffs 21 sowohl die Impuls zeit wie auch die Pausenzeit des Ausgangsignals verändert.The voltage tapped at the collector 27 of the second transistor 25 thus oscillates between the value zero and one of the charging voltage of the capacitor 33 dependent value, the pulse duty factor of this output signal being dependent of the position of the tap 21 on the variable resistor 20. This is when changing of attack 21 both the pulse time and the pause time of the output signal changes.
Wesentlich ist nun, daß das Tastverhåltnis nahezu kontinuierlich zwischen den Werten Null und 1 geändert werden kann.It is now essential that the duty cycle is almost continuously between the values zero and 1 can be changed.
Wenn der Abgriff 21 in die unterste Stellung gebracht wird, er also mit der Minusleitung 13 verbunden ist, sind die beiden Transistoren immer leitend, so daß die Ausgangsspannung den Wert Null beibehält. Das Tastverhältnis des Ausgangssignales ist damit ebenfalls Null. Wenn der Abgriff 21 des Spannungsteilers direkt mit der Plusleitung 15 verbunden ist, sind dagegen beide Transistoren gesperrt, der Kondensator 33 kann sich vollständig über den Widerstand 32 entladen und die Ausgangsspannung am Kollektor 27 des zweiten Transistors 25 liegt in Höhe der Batteriespannung. Das Tastverhältnis des Ausgangsignales hat dann den Wert 1. Dazwischenliegende Werte des Tastverhältnisses lassen sich leicht durch Verändern des Abgriffs 21 einstellen, wobei es wesentlich ist, daß man auch nur wenig von Null bzw. 1 verschiedene Tastverhältnisse einstellen kann, wobei der Generator dennoch zuverlässig schwingt Der RUckkopplungswiderstand 26 läßt sich so dimensionieren, daß ein sicherer Betrieb bei allen üblichen Bauelementetoleranzen und Betriebsbedingungen gewährleistet ist.If the tap 21 is brought into the lowest position, so he is connected to the negative line 13, the two transistors are always conductive, so that the output voltage maintains the value zero. The duty cycle of the output signal is thus also zero. If the tap 21 of the voltage divider directly with the Plus line 15 is connected, however, both transistors are blocked, the capacitor 33 can discharge completely through resistor 32 and the output voltage at the collector 27 of the second transistor 25 in the amount of the battery voltage. The pulse duty factor of the output signal then has the value 1. Intermediate values the duty cycle can be easily adjusted by changing the tap 21, whereby it is essential that there are only a few pulse duty factors that differ from zero or 1 can adjust, whereby the generator still oscillates reliably The feedback resistor 26 can be dimensioned in such a way that safe operation with all common component tolerances and operating conditions are guaranteed.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich nur dadurch von dem Ausfflhrungsbeispiel nach Fig. 1, daß man Mittel vorgesehen hat, die dafür sorgen, daß die Ausganespannung zwischen zwei definierten Werten pendelt. Dazu ist zwischen den Widerstand 34 und den Kollektor 27 des zweiten Transistors 25 eine Diode 40 geschaltet und parallel zu der Reihenschaltung des Kondensators 33, des Widerstandes 34 und der Diode 40 liegt ein weiterer Widerstand 41. Damit liegt bei gesperrtem zweiten Transistor 25 über den Widerstand 41 die Batteriespannung am Kollektor dieses Transistors, denn wegen der in Sperrichtung gepolten Diode 40 kann keine Spannungsteilung erfolgen.The embodiment according to FIG. 2 differs only in this respect from the exemplary embodiment according to FIG. 1, that means have been provided for this ensure that the output voltage fluctuates between two defined values. Is to between the resistor 34 and the collector 27 of the second transistor 25 a Diode 40 connected and in parallel with the series circuit of the capacitor 33, des Resistor 34 and the diode 40 is another resistor 41. This is included locked second transistor 25 via the resistor 41 the battery voltage on Collector of this transistor, because because of the reverse polarity diode 40 can there is no voltage division.
Der beschriebene und in den Zeichnungen dargestellte Impulsgenerator läßt sich beispielsweise sehr gut in Xraftfahrzeugen einsetzen, denn er ist aufgrund seiner unkritischen Dimensionierung wenig störanfällig. Besonders vorteilhaft ist es, daß der Stellwiderstand räumlich getrennt von den übrigen Bauteilen angeordnet werden kann und nur eine Steuerleitung notwendig ist.The pulse generator described and shown in the drawings can, for example, be used very well in motor vehicles because it is due to its uncritical dimensioning little susceptible to failure. Is particularly advantageous it that the variable resistor is spatially separated from the other components and only one control line is required.
Claims (7)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2260152A DE2260152A1 (en) | 1972-12-08 | 1972-12-08 | PULSE GENERATOR FOR GENERATING SIGNALS WITH CHANGEABLE KEY RATIO |
| IT32053/73A IT1002212B (en) | 1972-12-08 | 1973-12-10 | PULSE GENERATOR TO PRODUCE SIGNALS WITH VARIABLE MANIPULATION RATIO |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2260152A DE2260152A1 (en) | 1972-12-08 | 1972-12-08 | PULSE GENERATOR FOR GENERATING SIGNALS WITH CHANGEABLE KEY RATIO |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2260152A1 true DE2260152A1 (en) | 1974-06-12 |
Family
ID=5863917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2260152A Pending DE2260152A1 (en) | 1972-12-08 | 1972-12-08 | PULSE GENERATOR FOR GENERATING SIGNALS WITH CHANGEABLE KEY RATIO |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2260152A1 (en) |
| IT (1) | IT1002212B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2311449A1 (en) * | 1975-05-13 | 1976-12-10 | Johnson & Starley | THREE STATE ELECTRICAL CIRCUIT |
-
1972
- 1972-12-08 DE DE2260152A patent/DE2260152A1/en active Pending
-
1973
- 1973-12-10 IT IT32053/73A patent/IT1002212B/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2311449A1 (en) * | 1975-05-13 | 1976-12-10 | Johnson & Starley | THREE STATE ELECTRICAL CIRCUIT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1002212B (en) | 1976-05-20 |
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