DE2543777A1 - SAW TOOTH VOLTAGE GENERATOR - Google Patents

SAW TOOTH VOLTAGE GENERATOR

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03K4/06Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • H03K4/08Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
    • H03K4/48Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
    • H03K4/50Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor

Description

DiPL-ING. KLAUS NEUBECKERDiPL-ING. KLAUS NEUBECKER

Patentanwa!t
4 Düsseldorf 1 - S c h a d ο /.- platz 9
Patent application ! t
4 Düsseldorf 1 - S chad ο /.- Platz 9

Drying. Ernst StraitnannDrying. Ernst Straitnann

PF 2297
7557
PF 2297
7557

Düsseldorf, 30. Sept. 1975Düsseldorf, Sept. 30, 1975

Tektronix, Inc.Tektronix, Inc.

Beaverton, Oregon, V. St. A.Beaverton, Oregon, V. St. A. Sägezahn-Spannungs'ge^ieratörSawtooth voltage controller

Die Erfindung betrifft einen Sägezahn-Spannungsgenerator.The invention relates to a sawtooth voltage generator.

Bei einem Gerät für die genaue Untersuchung oder Messung von elektrischen Vorgängen, beispielsweise für einen Oszillographen oder ähnliche Ausrüstung, wird der elektrische Vorgang gewöhnlich als sichtbare Darstellung der Augenblicksspannung über der Zeit wiedergegeben. In den meisten Fällen wird die Zeitbeziehung durch das Gerät selbst geliefert. Z. B. erzeugt ein Ablenkgenerator eine Sägezahnspannung, die nach Verarbeitung in einem Horxzontalverstärker den horizontalen Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre zugeführt werden, wodurch sich eine horizontale Ablenkung ergibt. Wenn die für eine lineare Ablenkeinheit des Elektronenstrahls erforderliche Spannung (d. h. der Ablenkfaktor) und die Anstxegsgeschwindigkeit der Sägezahnspannung bekannte Größen sind, kann die horizontale Entfernung einer auf dem Bildschirm des Oszillographen wiedergegebene Wellenform in Zeiteinheiten umgerechnet werden.In the case of a device for the precise examination or measurement of electrical processes, for example for an oscilloscope or similar equipment, the electrical process is usually described as a visual representation of the instantaneous voltage reproduced in time. In most cases the time relationship is provided by the device itself. E.g. produces a Deflection generator a sawtooth voltage, which after processing in a horizontal amplifier, the horizontal deflection plates the cathode ray tube, which results in a horizontal deflection. If the for a linear deflector voltage required of the electron beam (i.e. deflection factor) and the ramp rate of the sawtooth voltage are known quantities, the horizontal distance can be displayed on the screen of the oscilloscope Waveform can be converted into time units.

Wenn genaue Zeitmessungen gemacht werden müssen, ist es wesentlich, daß gleiche Abschnitte horizontaler Entfernung gleiche Zeitabschnitte repräsentieren. Wenn die Verschiebung des Elektronenstrahls zu allen Zeiten proportional zu der den horizontalenWhen accurate time measurements are to be made it is essential that that equal sections of horizontal distance represent equal time sections. When the shift of the electron beam proportional to that of the horizontal at all times

Θ09815/1004Θ09815 / 1004

Telefonphone

32 08 5832 08 58

Telegramme CustopatTelegrams Custopat

_ O mm _ O mm

Ablenkplatten angelegten Spannung ist, ergibt sich, daß die Ablenkspannung linear sich mit der Zeit verändern muß. Zusätzlich muß der Elektronenstrahl zu einer Ruhestellung zurückgebracht werden, weil sich sonst sichtbare Positionsverschiebungen der Ablenkung des Elektronenstrahls ergeben.Baffles applied voltage, it follows that the Deflection voltage must vary linearly with time. In addition, the electron beam must be returned to a rest position because otherwise there would be visible shifts in position of the deflection of the electron beam.

Zwei wichtige Anforderungen für einen Präzisions-Sägezahngenerator sind daher die Stabilität der Grundspannung, bevor die Sägezahnwellenform ausgelöst wird, und das Fehlen von Abweichungen, nachdem die Sägezahnspannung ausgelöst wurde.Two important requirements for a precision sawtooth generator are therefore the stability of the fundamental voltage before the sawtooth waveform is triggered and the absence of deviations, after the sawtooth voltage has been triggered.

Grundsätzlich erzeugen alle Sägezahngeneratoren zur Erzeugung von Sägezahnspannungen die Sägezahnspannung dadurch, daß ein Kondensator durch eine# Ladespannung geladen und entladen wird. Bisherige Anordnungen für eine Basisstabilisierung begrenzen den Ladestrom auf einen bestimmten Wert, wodurch längere Zeiträume erforderlich waren, um eine Erholung von negativen Spannungsspitzen (wie. z. B. überschießen der Entladung) sich zu erholen. Auslöseabweichungen, die sich aufgrund des Zeitintervalls ergeben, der erforderlich ist, um den in den Zeitkondensator fließenden Strom einzuschalten, wurden durch andere Vorkehrungen vermindert, wie beispielsweise durch die Übersteuerung eines emittergekoppelten Verstärkers. Jedoch verursachen derartige Maßnahmen auch Abweichungen, die durch Streukapazitäten und Vorrichtungskapazitäten verursacht werden.Basically, all sawtooth generators for generating sawtooth voltages generate the sawtooth voltage by a Capacitor is charged and discharged by a # charge voltage. Limit previous arrangements for basic stabilization the charging current to a certain value, whereby longer periods of time were required for a recovery from negative Voltage spikes (such as overshooting the discharge) to recover. Tripping deviations due to the time interval necessary to turn on the current flowing into the time capacitor were made by others Reduced precautions, such as overdriving an emitter-coupled amplifier. However cause such measures also include deviations caused by stray capacities and device capacities.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Sägezahnspannungsgenerators, der diese Nachteile nicht aufweist und noch kleinere Abweichungen nach der Sägezahnauslösung zeigt und gleichzeitig Zeitbasisstabilität aufrechterhält.The object of the invention is to create a sawtooth voltage generator, which does not have these disadvantages and shows even smaller deviations after the sawtooth release and at the same time maintains time base stability.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Hauptanspruch genannten Merkmale gelöst.According to the invention, the object is provided by the main claim mentioned features solved.

Die bei bekannten Sägezahn-Spannungsgeneratoren geschilderten Nachteile werden dadurch beseitigt, daß die Verzerrungen des Ausgangs durch Erhöhen oder Erniedrigen eines ZählerstromesThe disadvantages described in known sawtooth voltage generators are eliminated in that the distortion the output by increasing or decreasing a counter current

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korrigiert werden, der über Rückführungseinrichtungen erzeugt wird, um einen Zeitkondensator in der Richtung zu laden oder zu entladen, die notwendig ist, um die gewünschte Zeitbasis zu erhalten, während die Abweichungen nach dem Auslösen der Sägezahnspannung verkleinert werden, indem eine sehr schnelle Stromumschaltung für das Zeitelement von einer Stromquelle zu einer Stromsenke von größerer Kapazität bewirkt wird.which is generated via feedback devices to charge a time capacitor in the direction or to discharge, which is necessary to get the desired time base, while the deviations after triggering the The sawtooth voltage can be reduced by a very fast current switch for the timing element from a power source causing a current sink of greater capacity.

Die Grundlage der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, daß ein Sägezahn-Spannungsgenerator geschaffen wird, der ein Zeitelement (Kondensator) umfaßt, dem ein "Zeit"-Strom und ein Zählerstrom alternativ zugeführt oder entzogen wird, um das Zeitelement (den Kondensator) zu laden und zu entladen und damit die Sägezahnspannung zu erzeugen. Eine Stromsenke zur Ableitung des "Zeit"-Stroms und des Zählerstroms ist durch ein emittergekoppeltes Paar vorgesehen, das als ein mittels eines Torsteuersignals gesteuertes Tor arbeitet. Ein Paar von bipolaren oder asymmetrischen leitenden Einrichtungen, wie beispielsweise Dioden, ist mit dem torgesteuerten Komponenten verbunden, um den Fehlerstrom zu führen und einen zusätzlichen Stromweg zu schaffen.The basis of the present invention is thus to provide a sawtooth voltage generator which is a Time element (capacitor) includes a "time" stream and a counter current is alternatively supplied or withdrawn in order to charge and discharge the time element (the capacitor) and thus to generate the sawtooth voltage. A current sink for deriving the "time" current and the counter current is through an emitter-coupled pair is provided which operates as a gate controlled by a gate control signal. A couple of bipolar or asymmetrical conductive devices, such as diodes, is associated with the gated components connected to carry the fault current and an additional Create current path.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels sowie aus der folgenden Beschreibung.Further details, advantages and possible applications of the invention emerge from the accompanying illustration of an exemplary embodiment and from the following description.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Schaltung gemäß dem Stand der Technik zur Erzeugung einer linearen Sägezahnspannung;1 shows a circuit according to the prior art for generating a linear sawtooth voltage;

Fig. 2 den Verlauf der mit der bekannten Einrichtung erzeugten Sägezahnspannung;2 shows the profile of the sawtooth voltage generated with the known device;

Fig. 3 eine vorzugsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sägezahn-Spannungsgenerators; und3 shows a preferred embodiment of the sawtooth voltage generator according to the invention; and

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Fig. 4 den Verlauf der vom erfindungsgemäßen Sägezahn-Spannungsgenerator erzeugten Sägezahnspannung.4 shows the curve of the sawtooth voltage generator according to the invention generated sawtooth voltage.

In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen aus der US-Patentschrift 3 723 762 bekannten Sägezahn-Spannungsgenerator, der einige der anfangs aufgezeigten Nachteile vermeidet. Der Sägezahn-Spannungsgenerator umfaßt einen Kondensator 14 und eine Schaltdiode 12, die dazu verwendet wird, den Kondensator 14 zu laden und zu entladen, wobei die über den Kondensatoranschlüssen entstehende Spannung als Sägezahnspannung verwendet wird. Eine Signalquelle 10, die ein Schaltsignal P erzeugt, ist an einem Ende geerdet und am anderen Ende mit der Kathodenelektrode der Schaltdiode 12 verbunden, deren Anodenelektrode mit dem Verbindungspunkt 13 zwischen dem Ausgang einer Quelle für Ladestrom 15 und einem Anschluß des Kondensators 14 verbunden ist. Die Polarität der Quelle 15 wird so gewählt, daß der Strom I.. über die Verbindung 13 in den Kondensator 14 fließt. Der andere Anschluß des Kondensators 14 ist geerdet und der Verbindungspunkt 13 noch mit einem Ausgangsanschluß 16 verbunden. Bekannterweise fließt in Abwesenheit eines von der Quelle 10 gelieferten Schaltesignals P ein Strom I1 von der Quelle über die Diode 12 in die Signalquelle 10. Falls ein Schaltesignal P vorhanden ist, wird die Schaltdiode 12 umgekehrt vorgespannt, wodurch dem Strom I,. ermöglicht wird, den Kondensator 14 aufzuladen. Es ist auch bekannt, daß ein exponentiell verlaufender umgekehrter Strom I1 (t) aufgrund der gespeicherten Ladung in den Verbindungspunkt 13 fließt, so daß der Kondensator auch aufgrund dieses Stromes geladen wird. Der Effekt des zusätzlichen exponentiell verlaufenden Stromes führt zu der Sägezahn-Spannungsquellenform 19 der Fig. 2, in der außerdem noch das Schaltsignal P dargestellt ist. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, ist die Wellenform 19 nicht linear und enthält Anfangs-Wertabweichungen. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird ein Serienschaltkreis mit einer Quelle für konstante Spannung 22 und eine zweite Diode 17 parallel zum Kondensator 14 geschaltet. Die Polarität der zweiten Diode 17 und der positive Anschluß der Konstant-Spannungsquelle 11 sind in derIn the drawings, FIG. 1 shows a sawtooth voltage generator known from US Pat. No. 3,723,762, which avoids some of the disadvantages initially indicated. The sawtooth voltage generator comprises a capacitor 14 and a switching diode 12 which is used to charge and discharge the capacitor 14, the voltage developing across the capacitor terminals being used as the sawtooth voltage. A signal source 10, which generates a switching signal P, is grounded at one end and connected at the other end to the cathode electrode of the switching diode 12, the anode electrode of which is connected to the connection point 13 between the output of a source for charging current 15 and a terminal of the capacitor 14. The polarity of the source 15 is chosen so that the current I .. flows into the capacitor 14 via the connection 13. The other connection of the capacitor 14 is grounded and the connection point 13 is still connected to an output connection 16. As is known, in the absence of a switching signal P supplied by the source 10, a current I 1 flows from the source via the diode 12 into the signal source 10. If a switching signal P is present, the switching diode 12 is reverse-biased, whereby the current I,. is enabled to charge the capacitor 14. It is also known that an exponentially running reverse current I 1 (t) flows into the connection point 13 due to the stored charge, so that the capacitor is also charged due to this current. The effect of the additional exponential current leads to the sawtooth voltage source form 19 of FIG. 2, in which the switching signal P is also shown. As can be seen from FIG. 2, the waveform 19 is not linear and contains initial value deviations. In order to avoid these disadvantages, a series circuit with a source for constant voltage 22 and a second diode 17 are connected in parallel with the capacitor 14. The polarity of the second diode 17 and the positive terminal of the constant voltage source 11 are in the

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Weise angeordnet, daß die Diode 17 bei Abwesenheit eines Schaltsignals P von der Signalquelle 10 leitend ist. Wenn beide Dioden ähnliche Kennlinien haben, wird ein zusätzlicher Exponentialstrom i~ (t) erzeugt, der in der dargestellten Richtung fließt, wenn der Schaltimpuls P zugeführt wird. Im Ergebnis werden die Exponentialströme wirksam beseitigt und die Sägezahn-Spannungswellenform 18 erzeugt. Jedoch verbleiben Anfangs-Abweichungen und üngenauigkeiten aufgrund von TemperaturSchwankungen, Diodenfehlanpassungen usw. erhalten.Arranged so that the diode 17 in the absence of one Switching signal P from the signal source 10 is conductive. If both diodes have similar characteristics, an additional one is used Exponential current i ~ (t) generated in the illustrated Direction flows when the switching pulse P is supplied. As a result, the exponential currents are effectively eliminated and the sawtooth voltage waveform 18 is generated. However, there remain initial deviations and inaccuracies due to from temperature fluctuations, diode mismatches, etc.

In dem US-Patent Nr. 3 621 282 ist ein Sägezahngenerator beschrieben, der einen bistabilen Komparator aufweist, um die Sägezahnspannung mit einer Bezugsspannung zur Entladung eines Kondensators zu vergleichen, über den die Sägezahnspannung erzeugt wird, um eine stabilisierte Sägezahnspannung zu liefern. Jedoch kehrt der Ausgang eines solchen Schaltkreises nicht zu einer genauen Bezugsspannung zurück, da der Ausgang des Komparators aufgrund der Parameter des Komparators sich wesentlich verschieben kann.In US Pat. No. 3,621,282 a sawtooth generator is described which includes a bistable comparator in order to the sawtooth voltage with a reference voltage for discharge of a capacitor, through which the sawtooth voltage is generated, to a stabilized sawtooth voltage to deliver. However, the output of such a circuit does not return to an accurate reference voltage as the Output of the comparator can shift significantly due to the parameters of the comparator.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 3 in Einzelheiten dargestellt ist, wird ein SägezahnSpannungsgenerator geschaffen, der gegenüber den bekannten Sägezahn-Spannungsgeneratoren weiter verbessert ist und gleichzeitig die Zeitbasis auf einem Bezugspegel hält. Der erfindungsgemäße Sägezahn-Spannungsgenerator umfaßt einen Kondensator 50, der geladen und entladen wird, um die Sägezahn-Spannungswellenform zu liefern. Eine Zeitsteuerungs-Stromquelle 52 ist zwischen der Quelle für ein geeignetes Potential und einem Anschluß des Kondensators 50 angeschlossen, so daß ein Strom I_T in den Kondensator 50 hineinfließt. Der andere Anschluß des Kondensators ist geerdet. Der in den Kondensator 50 hineinfließende oder aus diesem herausfließende Strom erzeugt über dem Kondensator eine Anschlußspannung V_T, die einem Ausgangsanschluß 54 mit Hilfe eines Verstärkers 56 zugeführt wird, dessen nicht-invertierender Eingang ebenfalls mit dem nicht-geerdeten Anschluß des Kondensators 50 verbundenAccording to a preferred embodiment of the invention, which is shown in detail in FIG. 3, a sawtooth voltage generator is provided which is further improved over the known sawtooth voltage generators and at the same time keeps the time base at a reference level. The sawtooth voltage generator of the present invention includes a capacitor 50 which is charged and discharged to provide the sawtooth voltage waveform. A time control power source 52 is connected between the source of a suitable potential and one terminal of capacitor 50, so that a current I_ T flows into the capacitor 50th The other terminal of the capacitor is grounded. The current flowing into the capacitor 50 or flowing out from this stream generated across the capacitor a terminal voltage V_ T, which is an output terminal 54 is supplied by an amplifier 56, whose non-inverting input also connected to the non-grounded terminal of the capacitor 50

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ist, während der invertierende Eingang mit seinem einzigen Ausgangsanschluß und dem Ausgangsanschluß 54 verbunden ist. Ein derartig angeschlossener Verstärker stellt einen Spannungsfolger-Verstärker dar. Dadurch wird die Ausgangs-Sägezahnspannung am Ausgangsanschluß 54 herkömmlicherweise definiert durch —-sr = £—, wobei —-rr die erste Ableitung oder lineare Steigung des Zeitsteuerstromes I_ darstellt, der den Kondensator 50 auflädt (C_ in der obigen Formel entspricht dem Kondensator 50) . Mit dem Ausgangsanschluß 54 ist ein nächster Verstärker 58 verbunden, der die Ausgangs-Sägezahnspannung VO, die seinem invertierenden Eingang zugeführt wird, mit einer Bezugsspannung, V07^7, vergleicht, die seinem nicht-invertierenden Eingang während der Ruhezeit zugeführt wird. Es sollte bemerkt werden, daß die Spannung VREF gewöhnlich von gleicher Höhe ist wie der Pegel, der für die Zeitbasis der erzeugten Sägezahnspannung gewünscht wird, normalerweise also Null Volt. Der einzige Ausgang des Verstärkers 50 ist daher ein Zählerstrom, der von der Differenz zwischen der Ausgangs-Sägezahnspannung VO und der Bezugsspannung Vn^x, gesteuert wird. Zwischenwhile the inverting input is connected to its single output terminal and the output terminal 54. An amplifier connected in this way represents a voltage follower amplifier. As a result, the output sawtooth voltage at the output terminal 54 is conventionally defined by -sr = £ -, where -rr represents the first derivative or linear slope of the timing current I_ which charges the capacitor 50 (C_ in the above formula corresponds to capacitor 50). A next amplifier 58 is connected to the output terminal 54 and compares the output ramp voltage VO applied to its inverting input with a reference voltage, V 07 ^ 7 , applied to its non-inverting input during the idle period. It should be noted that the voltage V REF is usually of the same magnitude as the level desired for the time base of the generated ramp voltage, typically zero volts. The only output of the amplifier 50 is therefore a counter current which is controlled by the difference between the output sawtooth voltage VO and the reference voltage V n ^ x. Between

Kuli?Pen?

dem nicht mit Masse verbundenen Anschluß des Kondensators 50 und dem Ausgang des Verstärkers 58 ist eine asymmetrisch leitende Vorrichtung oder eine unipolare Vorrichtung vorgesehen wie beispielsweise eine Diode 60, die so gepolt ist, daß sie einen Stromfluß ID6O in der dargestellten Richtung ermöglicht, wenn sie in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist.the non-grounded terminal of the capacitor 50 and the output of the amplifier 58 is an asymmetrically conducting device or a unipolar device such as a diode 60, which is polarized so that it allows a current flow I D6O in the direction shown when it is biased in the forward direction.

Ein Paar von Transistoren 62, 64 sind mit ihren Emittern gemeinsam an eine Quelle für ein geeignetes Potential so angeschlossen, wie es in der Zeichnung wiedergegeben ist, und zwar über eine seriengeschaltete Stromsenke 66, um den in der dargestellten Richtung fließenden Strom I„ aufzunehmen. Die Kollektoren der Transistoren 62, 64 sind zu der Anode bzw. Kathode der Diode 60 geführt, während die Basisanschlüsse der Transistoren mit einer Torquelle VGATE und einer Spannungsquelle V verbunden sind. Der Generator wird vervollständigt A pair of transistors 62, 64 are connected with their emitters in common to a source for a suitable potential as shown in the drawing, namely via a series-connected current sink 66 in order to absorb the current I "flowing in the direction shown. The collectors of the transistors 62, 64 are led to the anode or cathode of the diode 60, while the base connections of the transistors are connected to a gate source V GATE and a voltage source V. The generator will be completed

durch eine Diode 68, deren Kathode mit dem Kollektor des Transistors 62 verbunden ist, während die Anode geerdet ist.through a diode 68, the cathode of which is connected to the collector of transistor 62, while the anode is grounded.

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In Fig. 4 sind Einzelheiten der mit der erfindungsgemäßen Sägezahnspannungsgenerator-Schaltung verbundenen Wellenformen dargestellt. Die Wellenform 80 stellt die Torquellenspannung dar. Wenn ν.-.-™,-, zumindest mehrere Zehntel Volt negativerIn Fig. 4 details are with the invention Waveforms associated with sawtooth voltage generator circuitry are shown. Waveform 80 represents the gate source voltage If ν.-.- ™, -, at least several tenths of a volt more negative

ist als das Potential der Spannungsquelle V (82 in der Zeichnung), leitet der Transistor 64 den gesamten Strom Is. (pie Transistoren 62, 64 sind in der bekannten emittergekoppelten Weise miteinander verbunden und ihre Betriebsweise wird hier nicht näher erläutert). Da der Transistor 64 den gesamten Strom Is leitet, verläuft die Spannung VCT über dem Kondensator 50 und damit VO am Ausgangsanschluß 54 unter dem Einfluß von I™ gemäß dem Kirchoff' sehen Gesetz nach der Beziehung:is than the potential of the voltage source V (82 in the drawing), the transistor 64 conducts the entire current Is. (pie transistors 62, 64 are connected to one another in the known emitter-coupled manner and their mode of operation is not explained in detail here). Since the transistor 64 conducts the entire current Is, the voltage V CT runs across the capacitor 50 and thus VO at the output terminal 54 under the influence of I ™ according to Kirchoff's law according to the relationship:

1CT = 1T + 1DOO " Is' 1 CT = 1 T + 1 DOO " Is '

wobei I_, ID6Q und Is bereits definiert wurden. Indem Is größer gewählt wird als I_ (d. h. Is > I™), wird ID6O von der Differenz zwischen VO und V.,™ bestimmt, bis I„m = 0 ist. Wenn Iom = 0 ist. wird V0«Vn™ und es ist kein überschußstrom zum Laden oder Entladen des Kondensators 50 erhältlich und VO somit als ein Potential festgelegt, das nahe dem Wert ν_™ liegt. Es wird nunmehr deutlich, daß unter den oben beschriebenen Bedingungen der Fehlerstrom IjmgQn = 1DoO = 1DOe ~ 1T -*-st* Verzerrungen in der Spannung VO werden durch einen Anstieg oder ein Abfallen des Fehlerstroms korrigiert, wobei I™ veranlaßt wird, ein von Null abweichenden Wert anzunehmen, der den Kondensator in der zur Wiederherstellung der richtigen Zeitbasis notwendigen Richtung auflädt oder entlädt. Dieses Verfahren stellt eine deutliche Verbesserung des Standes der Technik dar, weil der Kondensator 50 (C_) durch einen Strom geladen oder entladen werden kann, der um viele Male größer ist als der Strom IT, statt daß dieser Lade- oder Entladestrom auf den Strom IT selbst begrenzt ist. Letzteres würde eine längere Zeit erfordern, um nach negativen Spannungsspitzen (z. B. Entladungsüberschießen) usw. eine Erholung zu ermöglichen.where I_, I D6 Q and Is have already been defined. By choosing Is greater than I_ (ie Is> I ™), I D6O is determined from the difference between VO and V., ™ until I „ m = 0. When I om = 0. becomes V0 << V n ™ and there is no excess current available for charging or discharging the capacitor 50 and VO is thus defined as a potential which is close to the value ν_ ™. It is now clear that, under the conditions described above, the fault current IjmgQn = 1 DoO = 1 DOe ~ 1 T - * - st * Distortions in the voltage VO are corrected by an increase or a decrease in the fault current, whereby I ™ is caused assume a non-zero value that charges or discharges the capacitor in the direction necessary to restore the correct time base. This method is a significant improvement on the prior art because capacitor 50 (C_) can be charged or discharged by a current many times greater than current I T , rather than applying this charging or discharging current to the current I T itself is limited. The latter would require a longer time to allow recovery after negative voltage spikes (e.g. discharge overshoot), etc.

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Zu einer Zeit to wird, um die Sägezahnspannung 86 einzuschalten, die Torspannungsquelle V_ von einem Potential, das mehrere Zehntel Volt negativer ist als die Spannungsquelle Vs, auf ein Potential umgeschaltet, das mehrere Zehntel Volt positiver ist als die Spannungsquelle Vs. Während dieser Übergangsperiode giltAt a time to, in order to switch on the sawtooth voltage 86, the gate voltage source V_ is from a potential which is several tenths of a volt more negative than the voltage source Vs, switched to a potential that is several tenths Volts is more positive than the voltage source Vs. During this transition period

Is " IC62 + IC64' Is " I C62 + I C64 '

= 1ERROR " IC62 und 1CT 1T + 1DoO ~ ΣΟ64 1T + 1ERROR = 1 ERROR " I C62 and 1 CT 1 T + 1 DoO ~ Σ Ο64 1 T + 1 ERROR

Da, wie erinnerlich, vor dem übergang IERROr = Is - IT war, muß nun folgen, daß I™ = O ist. Auf diese Weise wird der Kondensator 50 nicht durch einen verbleibenden Strom geladen oder entladen. Wenn eine Verminderung des Stromes IC64 k^s zu einem Punkt erfolgt, an dem Ip64 = I™ ist, wird 1DoO = °· D:*-e Stromleitung durch Diode 60 hört auf und Veränderungen des Fehlerstromes I13n,..- beeinflussen nicht mehr I-, . Die Diode 68 leitet nunmehr, wodurch der Transistor 62 daran gehindert wird, sich zu sättigen. Infolgedessen wird I™ = I» - Ip64 und Vu„, und damit VO beginnen anzusteigen. Während der Strom 1^64 auf Null abfällt, steigt die Sägezahnspannung während eines Zeitintervalls, in dem I_, ~> ICg4^0 ist, langsamer an als ideal wäre. Indem Is viel größer gewählt wird als Im (d, h. lsi» Im) , beträgt ein derartiges Zeitintervall nur einen Bruchteil der gesamten Anstiegszeit von V GATE/ wodurch eine sehr schnelle und "saubere" Stromumschaltung für den Kondensator 50 (Cm) bewirkt wird. Somit stellt die vorliegende Erfindung eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar, da das Zeitintervall, das notwendig ist, um den in den Zeitkondensator fließenden Strom wirksam umzuschalten, im wesentlichen begrenzt ist durch die Anstiegszeit der Torsteuerwellenform bzw. durch die Schleifenbandbreite der Operationsintegrator-Sägezahngenerator-Schaltung, wie beispielsweise "Miller-Integratoren".Since, as you can remember, before the transition I ERRO r = Is - IT, it must now follow that I ™ = O. In this way, the capacitor 50 is not charged or discharged by a residual current. If there is a decrease in current I C64 k ^ s to a point where Ip 64 = I ™, 1 DoO = ° · D: * - e current conduction through diode 60 ceases and changes in fault current I 13n , .. - no longer affect I-,. Diode 68 now conducts, preventing transistor 62 from saturating. As a result, I ™ = I »- Ip 6 4 and Vu„, and with this VO begin to increase. While the current 1 ^ 64 drops to zero, the sawtooth voltage increases more slowly than would be ideal during a time interval in which I_, ~> I C g4 ^ 0. By choosing Is much larger than I m (i.e., Isi >> I m ), such a time interval is only a fraction of the total rise time of V GATE / thereby providing a very fast and "clean" current switch for capacitor 50 (C m ) is effected. The present invention thus represents an improvement over the prior art, since the time interval which is necessary to effectively switch the current flowing into the time capacitor is essentially limited by the rise time of the gating waveform or by the loop bandwidth of the operational integrator sawtooth generator Circuit, such as "Miller integrators".

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Es sei hervorgehoben, daß die vorliegende Ausführungsform nur ein Beispiel darstellt und Änderungen von Fachleuten vorgenommen werden können, ohne daß vom Gedanken der Erfindung abgewichen wird.It should be noted that the present embodiment represents only an example and changes can be made by those skilled in the art without departing from the concept of the invention is deviated.

Patentansprüche; Claims ;

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Claims (5)

P a" f e η f a η s ρ r ü c h e ;P a "f e η f a η s ρ r ü c h e; J Sägezahn-Spannungsgenerator, gekennzeichnet durch einJ sawtooth voltage generator, characterized by a Zeitelement (50), über dem die Sägezahnspannung (VCT, VO) erzeugt wird; durch eine Zeitstromquelle (52) zur Lieferung eines Zeitstroms (I) für das Zeitelement (50); durch Einrichtungen (58) zur Lieferung von zusätzlichem Strom (!„_,„__) für das Zeitelement (50) ; durch eine Stromsenke (66) zum Aufnehmen des Zeitstromes (I„) und des zusätzlichen Stroms (!„„„_„) und durch Einrich-Time element (50) over which the sawtooth voltage (V CT , VO) is generated; by a time current source (52) for supplying a time current (I) for the time element (50); by means (58) for supplying additional current (! "_," __) for the time element (50); by a current sink (66) for taking up the time current (I ") and the additional current (!""" _ ") and by means of ÜKKUKÜKKUK tungen (60r 62, 64, 68) zur Steuerung des Zeitstromes und des zusätzlichen Stromes in die Stromsenke (66), um auf diese Weise das Zeitelement (50) alternierend zu laden und zu entladen und so eine Sägezahnspannung zu erzeugen.lines (60 r 62, 64, 68) for controlling the time current and the additional current in the current sink (66) in order to alternately charge and discharge the time element (50) and thus generate a sawtooth voltage. 2. Sägezahn-Spannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsenke (66) im wesentlichen mehr Strom (I) aufnimmt als von der Zeitstromquelle2. sawtooth voltage generator according to claim 1, characterized characterized in that the current sink (66) draws substantially more current (I) than from the time current source (52) geliefert wird.(52) is delivered. 3. Sägezahn-Spannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Lieferung des"zusätzlichen Stromes eine erste Verstärkereinrichtung (56) umfassen, die der Sägezahnspannung (ν_,φ) folgt, sowie eine zweite Verstärkereinrichtung (58), die auf die Differenz der gefolgten Sägezahnspannung (V) und einer externen Bezugsspannung (V_^ ) reagiert, die der zweiten Verstärkereinrichtung (58) zugeführt wird, um den zusätzlichen Strom (!„„„__.) zu liefern.3. sawtooth voltage generator according to claim 1, characterized in that the devices for supplying the "additional current comprise a first amplifier device (56), which follows the sawtooth voltage (ν_, φ ), and a second amplifier device (58), the Difference between the following sawtooth voltage (V) and an external reference voltage (V_ ^) reacts, which is fed to the second amplifier device (58) in order to deliver the additional current (! """__.). EKKUKEKKUK 4. Sägezahn-Spannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen ein Paar von emittergekoppelten Transistoren (62, 64) umfassen, die in Beziehung stehen zu einem Paar von Spannungsquellen ' weiterhin eine Schaltdiode (60), die zwischen4. sawtooth voltage generator according to claim 1, characterized in that the control means comprise a pair of emitter-coupled transistors (62, 64) which are related to a pair of voltage sources ' we i ter a switching diode (60) which between 609815/1004609815/1004 den Kollektoren der zwei emittergekoppelten Transistoren (62, 64) angeschlossen sind, sowie eine asymmetrisch leitende Einrichtung (68), die zwischen den Kollektor eines der beiden emittergekoppelten Transistoren (62) und einer Spannungsquelle (Masse) angeschlossen ist.the collectors of the two emitter-coupled transistors (62, 64) are connected, and one is asymmetrical conductive device (68) between the collector of one of the two emitter-coupled transistors (62) and a voltage source (ground) is connected. 5. Sägezahn-Spannungsgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Veränderung zumindest einer der beiden Spannungsquellen für die emittergekoppelten Transistoren veränderlich ist.5. sawtooth voltage generator according to claim 4, characterized in that a device for changing at least one of the two voltage sources for the emitter-coupled transistors is variable. ES/hs 3ES / hs 3 609815/1004609815/1004 AtAt L e e r s e i t eL e r s e i t e
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