DE2426634C3 - Verfahren und Schaltungen zum Stabilisieren des Tastverhältnisses von periodischen Rechteckspannungen mit dem Tastverhältnis 1 zu 1 - Google Patents
Verfahren und Schaltungen zum Stabilisieren des Tastverhältnisses von periodischen Rechteckspannungen mit dem Tastverhältnis 1 zu 1Info
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Erzeugen und Stabilisieren des Tastverhältnisses einer
periodischen Rechteckspannung mit dem Tastverhältnis 1:1, wobei die veränderbare Offsetspannung zwischen
zwei Eingängen eines übersteuerten Operationsverstärkers, der als Impulsformer dient, und dessen erster
Eingang zur Ansteuerung benutzt wird, durch eine mit Hilfe eines nachgeschalteten Differenzverstärkers aus
dem Tastverhältnis abgeleitete Spannung über den zweiten Eingang so beeinflußt wird, daß das Tastverhältnis
einen konstanten Wert annimmt, und einer Schaltung zum Durchführen des Verfahrens.
Unter anderem ergibt sich in der Trägerfrequenztechnik das Problem, von einer gegebenen niedrigen
Steuerfrequenz eine Vielzahl von Oberwellen zum Erzeugen von Trägerfrequenzen abzuleiten. Hierbei hat
sich die Umwandlung der Steuerfrequenz in Rechecksignale wegen ihres hohen Oberwellengehalts besonders
bewährt. Der Aufwamd für die Selektion der gewünschten Trägerfrequenzen verringert sich, je mehr
das Tastverhältnis, d. h. die Symmetrie, der oben genannten Rechtecksignale zu 1 wird, da im Idealfall
dieses Rechtecksignal nur ungeradzahlige Oberwellen enthält und dadurch die Nebenfrequenzabstände größer
werden.
Es wurde schon vorgeschlagen, durch Amplitudenbegrenzung durch zwei antiparallel geschaltete Gleichrichter
am Ausgang eines Sinusspannungsgenerators oder durch die Übersteuerung eines Verstärkers,
Rechteckspannungen zu erhalten-
Die Flankensteilheit und insbesondere die Symmetrie der auf solche Art gewonnenen Rechtecksignale sind
aber in jedem Fall sehr stark von der Beschaffenheit des Eingangssignals abhängig.
Bei Schaltungen nach der vorgeschlagenen Art
ίο ergeben sich Symmetrieabweichungen, die sich als
Dämpfungen der Nebenfrequenzamplituden geradzahliger Oberwellen bestimmen lassen, in der Größenordnung
von 3 Np.
Es ist aus der DE-AS 20 61588 eine Schaltung bekannt, die nach dem eingangs genannten Verfahren arbeitet
Es ist aus der DE-AS 20 61588 eine Schaltung bekannt, die nach dem eingangs genannten Verfahren arbeitet
Dort wird eine Rechteckspannung integriert, das Ergebnis mit einer aus der Betriebsspannung abgeleiteten
Gleichspannung verglichen und daraus eine Spannung zum Einstellen des Arbeitspunktes eines
Impulsformers gewonnen.
Bei dieser Schaltung wird durch die Ableitung der Vergleichsspannung aus der Betriebsspannung trotz
Übersteuerung das einmal eingestellte Tastverhältnis durch Störungen auf der Betriebsspannung beeinflußt,
und das Tastverhältnis kann sich z. B. durch Ändern der Brummspannung verschieben.
Das bedeutet für den Einsatz in Trägerfrequenzanlagen (Benützung der Oberwellen), wie oben beschrieben,
einen Mehraufwand an Selektionsmitteln.
Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren und Schaltungen dazu anzugeben, die es ermöglichen, das Tastverhältnis 1 :1 konstant zu halten
und gleichzeitig die Symmetrie beträchtlich zu erhöhen, d. h. den Aufwand an Selektionsmitteln auf ein
Mindestmaß zu beschränken.
Das als Lösung dieser Aufgabe entstandene Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge des
Differenzverstärkers von zwei in ihrer Phasenlage um 180° versetzten integrierten Rechteckspannungen angesteuert
werden, die vom Ausgangssignal des übersteuerten Operationsverstärkers abgleitet wurden.
Eine Schaltung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der der erste Eingang eines Operationsverstärkers an einen Generator gelegt ist, der eine periodische Wechselspannung abgibt über eine invertierende Schaltung und einen Tieipaß mit dem einen Eingang eines Differenzverstärkers verbunden ist und der Ausgang des Differenzverstärkers an den zweiten Eingang des Operationsverstärkers angeschlossen ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang des Differenzverstärkers über eine nichtinvertierende Schaltung und einen Tiefpaß mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist und daß am Ausgang des Operationsverstärkers ein Hochpaß liegt.
Eine Schaltung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der der erste Eingang eines Operationsverstärkers an einen Generator gelegt ist, der eine periodische Wechselspannung abgibt über eine invertierende Schaltung und einen Tieipaß mit dem einen Eingang eines Differenzverstärkers verbunden ist und der Ausgang des Differenzverstärkers an den zweiten Eingang des Operationsverstärkers angeschlossen ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang des Differenzverstärkers über eine nichtinvertierende Schaltung und einen Tiefpaß mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist und daß am Ausgang des Operationsverstärkers ein Hochpaß liegt.
Besonders große Flankensteilheiten der Ausgangsimpulse lassen sich erzielen, wenn an den Ausgang des
Hochpasses mehrere invertierende Schaltungen in Reihe geschaltet sind.
Anhand der F i g. 1 soll das erfindur.gsgemäße Verfahren näher beschrieben werden.
Auf den Eingang E der Schaltung wird ein mehr oder weniger reines Sinussignal gegeben. Auch dreieck- oder
trapezförmige Signale sind verwendbar. Durch die iEingangsspannung wird der nicht gegengekoppelte
Operationsverstärker Vi übersteuert und liefert ein
Rechtecksignal, dessen Tastverhältnis vom Arbeits-
Die F i g. 2 zeigt eine ausgeführte Schaltung.
Ober einen Kondensator Ci wird eine sinusförmige
Spannung auf den Eingang + des Operationsverstärkers Vl gegeben, dessen Ausgang über ein.^n Hochpaß
aus R1, CI mit einer Kettenschaltung aus invertierenden
Gliedern t/l, t/2, t/3, t/4 verbunden ist Hinter
dem invertierenden Glied t/3 wird eint Rechteckspannung und hinter dem invertierenden Glied t/4 eine dazu
um 180° phasenverschobene Rechtecksparnung gewonnen, die getrennt über je ein Integrierglied R2, C3
auf die Eingänge des Differenzverstärkers V2 gegeben werden. Der Ausgang dieses Differenzverstärkers V2
ist mit dem Eingang des Operationsverstärkers Vl verbunden, so daß die Ausgangsspannung von V2 den
Arbeitspunkt von Vl über einen Widerstand R 3 beeinflussen kann. Der Ausgang des invertierenden
Gliedes t/3 ist gleichzeitig der Ausgang für die Nutzspannung der Schaltung.
Mit dieser Schaltung wurde eine Där-pfung der geradzahligen Nebenwellen gegenüber der gewünschten
Frequenz von 6 Np erreicht
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Gegensatz zu dem zum Stand der Technik genannten weit weniger
frequenzabhängig, weil es dabei nicht auf das Integrieren der Spannungen an sich ankommt, sondern nur
darauf, daß an beiden Eingängen des Differenzverstärkers gleich integriert wird.
punkt dieses Verstärkers abhängt An den Ausgang des
Verstärkers ist ein Hochpaß HP angeschaltet, der lediglich ein Anschwingen der Schaltung im nicht
ausgesteuerten Zustand verhindern solL Das Ausgangsrechtecksignal des Operationsverstärkers Vl wird
einmal über ein invertierendes Glied t/ und einen Tiefpaß TP1 auf einen Eingang und zum anderen über
ein nichtinvertierendes Glied t/und Ober einen weiteren Tiefpaß TP 2 auf den anderen Eingang eines Differenz-Verstärkers
V2 gegeben. Durch die Tiefpässe wird die Rechteckspannung integriert und ihr arithmetischer
Mittelwert gebildet Der arithmetische Mittelwert einer Rechteckspannung mit Tastverhältnis 1 :1 beträgt
bekanntlich 50% der Spitzenspannung und ist mit der nach Integration auftretenden Gleichspannung identisch.
Weicht das Tastverhältnis der vom Operationsverstärker Vl abgegebenen Rechteckspannung von 1
ab, gibt der Differenzverstärker V2 eine Gleichspannung ab, deren Größe und Polarität ein Maß für die
Abweichung ist. Diese Gleichspannung wird an den anderen Eingang des Operationsverstärkers Vl gelegt
und beeinflußt dessen Arbeitspunkt, d.h. seine Ansprechwerte
für die Eingangswechselspannung, so daß das Tastverhältnis auf den Wert 1 gebracht wird. Die
Rechteckspannung mit dem Tastverhältnis 1 kann am Ausgang A1 oder mit umgekehrter Polarität am
Ausgang A 2 abgenommen werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum Erzeugen und Stabilisieren des Tastverhältnisses einer periodischen Rechteckspannung
mit dem Tastverhältnis 1:1, wobei die veränderbare Offsetspannung zwischen zwei Eingängen
eines übersteuerten Operationsverstärkers, der als Impulsformer dient, und dessen erster
Eingang zur Ansteuerung benutzt wird, durch eine mit Hilfe eines nachgeschalteten Differenzverstärkers
aus dem Tastverhältnis abgeleitete Spannung über den zweiten Eingang so beeinflußt wird, daß
das Tastverhältnis einen konstanten Wert annimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge
des Differenzverstärkers von zwei in ihrer Phasenlage um 180° versetzten integrierten Rechteckspannungen
angesteuert werden, die vom Ausgangssignal des übersteuerten Operationsverstärkers
abgeleitet wurden.
2. Schaltung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der der erste Eingang eines
Operationsverstärkers an einen Generator gelegt ist, der eine periodische Wechselspannung abgibt
über eine invertierende Schaltung und einen Tiefpaß mit dem einen Eingang eines Differenzverstärkers
verbunden ist und der Ausgang des Differenzverstärkers an den zweiten Eingang des Operationsverstärkers
angeschlosssen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang des Differenzverstärkers
über eine nichtinvertierende Schaltung (U) und einen Tiefpaß (TP 2) mit dem Ausgang des
Operationsverstärkers verbunden ist und daß am Ausgang des Operationsverstärkers ein Hochpaß
(HP) liegt.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Hochpasses
mehrere invertierende Schaltungen (Ui, t/2, U3) in
Reihe geschaltet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742426634 DE2426634C3 (de) | 1974-06-01 | 1974-06-01 | Verfahren und Schaltungen zum Stabilisieren des Tastverhältnisses von periodischen Rechteckspannungen mit dem Tastverhältnis 1 zu 1 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742426634 DE2426634C3 (de) | 1974-06-01 | 1974-06-01 | Verfahren und Schaltungen zum Stabilisieren des Tastverhältnisses von periodischen Rechteckspannungen mit dem Tastverhältnis 1 zu 1 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2426634A1 DE2426634A1 (de) | 1975-12-11 |
DE2426634B2 DE2426634B2 (de) | 1979-12-20 |
DE2426634C3 true DE2426634C3 (de) | 1980-08-28 |
Family
ID=5917100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742426634 Expired DE2426634C3 (de) | 1974-06-01 | 1974-06-01 | Verfahren und Schaltungen zum Stabilisieren des Tastverhältnisses von periodischen Rechteckspannungen mit dem Tastverhältnis 1 zu 1 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2426634C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4885475A (en) * | 1988-09-09 | 1989-12-05 | United Technologies Corporation | Precision 50 percent duty cycle controller |
-
1974
- 1974-06-01 DE DE19742426634 patent/DE2426634C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2426634A1 (de) | 1975-12-11 |
DE2426634B2 (de) | 1979-12-20 |
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