DE2611903A1 - Funktionsgenerator - Google Patents

Description

Funtionsgenerator

Bs ist "bekannt, zur Erzeugung von Invertzeitkennlinien für "beispielsweise Zeitüberstromrelais eine gewünschte Zeitfunktion stückweise durch lineare Abschnitte zu approximieren (Polygonzug)₀ Diese Abschnitte sind an Schaltpunkten verbunden, und durch Änderung der Steigung des zwischen zwei Schaltpunkten liegenden Kurvenabschnitts kann der zusammengesetzten Zeitfunktion die gewünschte Form gegeben werden. Diese Approximation einer gewünschten Zeitfunktion wird meistens mit einer Diodenmatrixe in Kombination mit einer integrierenden Schaltung vorgenommen. Den Dioden wird über einen Spannungsteiler eine variierende Vorspannung gegeben, um die Lage der gewünschten Schaltpunkte zu erhaltene

Diese Anordnung hat zwei Nachteile. Der eine besteht darin, daß die Stromspannungscharakteristik der Diode nicht ideell ist, sondern der Spannungsfall an der Diode von dem durch die Diode fließenden Strom abhängte. Der andere Nachteil besteht in der starken Temperaturabhängigkeit des Spannungsfalls an der Diode.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Funktionsgenerator der eingangs genannten Art zu entwickeln, der Ton den eben genannten Nachteilen frei ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Punktionsgenerator nach dem Oberbegriff des Patentanspruches vorgesehlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches genannten Merkmale hat_o

Durch die Benutzung ideeller Dioden, d.h„ Diodenschaltungen, die sich sowohl strom- wie temperaturunabhängig verhalten, zur Erzeugung der einzelnen Kurvenabschnitte wird der funktionsgenerator temperatur- und stromunabhängigo Eine Veränderung der Steigung der einzelnen Abschnitte der approximierten Zeitfunktion kann in einfacher Weise durch eine Änderung des Anschlusses der verwendeten Verstärkerschaltungen an den Operationsverstärker erreicht werden.

Anhand des in der figur gezeigten Ausführungsbeispieles eines Punktionsgenerators nach der Erfindung soll diese näher erläutert werden.

Dem invertierten Eingang 1 eines an sich bekannten Operationsverstärkers A1 wird über einen Widerstand R1 die Eingangs spannung TJ. zugeführt. Der zweite Eingang 2 des Operationsverstärkers ist über einen Widerstand R3 geerdet. Zwischen dem Ausgang des

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Operationsverstärkers und seinem invertierten Eingang 1 liegt ein Widerstand R2. Der Ausgang des Operationsverstärkers A1 ist über einen Widerstand R4 an den invertierten Eingang 4 eines zweiten Operationsverstärkers A2 angeschlossen, dessen zweiter Eingang 5 über einen Widerstand R6 geerdet ist«, Der Ausgang 6 des Operationsverstärkers A2 ist über einen Widerstand R5 an den Eingang 4 des Operationsverstärkers A2 angeschlossen. Am Ausgang 6 erscheint das Ausgangssignal U . des Funktionsgenerators.

Um die gewünschte approximierte Zeitfunktion zu erhalten, wird eine der Anzahl Schaltpunkte in der Punktion entsprechende Anzahl Verstärk-erschaltungen verwendet, von denen jede als eine vorbelastete, ideelle Diode dient. Die Figur zeigt die Verwendung von zwei derartigen Schaltungen D1 und D2, doch kann die Anzahl beliebig gewählt werden.

Jede der Verstärkerschaltungen D1 und D2 hat einen invertierten Eingang 7, der über einen Widerstand R7 an die Eingangsspannung IL angeschlossen ist. Der Eingang 7 einer jeden Verstärkerschaltung ist über einen Widerstand R8 und eine Diode V1 an den Ausgang 9 der zugehörigen Verstärkerschaltung angeschlossene Der andere Eingang 8 einer jeden Verstärkerschaltung ist über einen Widerstand R9 geerdeto Der Ausgang 9 einer jeden Verstärkerschaltung ist über eine Diode V2 und einen Widerstand R10 an einem Umschalter 10 angeschlossen, dessen-beweglicher Ko_ntakt 11 an einen der beiden

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festen Kontakte 12, 13 angeschlossen werden kann. Der feste Kontakt 12ist über den Leiter 14 an den Eingang 1 des Operationsverstärkers A1 angeschlossen. Der zweite feste Kontakt 13 ist über den Leiter 15 an den Eingang' 4 des Operationsverstärkers A2 angeschlossen. Der Eingang 7 einer jeden Verstärkerschaltung ist mit dem beweglichen Abgriff 16 eines zugehörigen Potentiometers R11 verbunden, das mit einer Spannung von 15 Volt gespeist wird.

Die Schaltpunkte zwischen den linearen Abschnitten der approximierten Punktion werden mit den Potentiometern R11 eingestellt. Das bedeutet, daß die Abgriffe 16 in den verschiedenen Potentiometern verschiedene Lagen haben. Die Steigung der linearen Abschnitte wird von den Widerständen R7 bestimmt, die somit für jede Verstärkerschaltung D1, D2 usw. unterschiedliche Werte haben. Die Justierung der Steigung eines Funktionsabschnitts, die mit dem Widerstand R7 erfolgt, wird durch die mit den Potentiometern R11 vorgenommene Einstellung des Schaltpunktes nicht beeinflußt. Dies hat den Vorteil, daß, wenn mehrere Schaltpunkte vorhanden sind, die vorher justierten Abschnitte nicht von der Punktion beeinflußt werden, wenn ein übergeordneter Funktionsabschnitt eingestellt wird.

Solange die Spannung am invertierten Eingang 7 der Verstärkerschaltung D1, D2 negativ ist, ist die Schaltung ganz mit positiver Ausgangs spannung ausgesteuert.. In dieser Lage sperren beide Dioden V1 und V2. Wenn U. zunimmt, so daß das Potential am Eingang 7 durch O geht, so beginnt D1 ein negatives Ausgangssignal abzugeben.

h (J 9 8 4 2 / Ü ti 3 1

Das Potential am Eingang 7 bleibt 0, da das Ausgangssignal über den Widerstand R8 und die Diode V1 rückgekoppelt ist. Dies bedeutet, daß die Spannung an der Reihenschaltung aus den Schaltelementen R8 und V1 gleich der Spannung an der Reihenschaltung aus den Schaltelementen R10 und V2 ist. Wird R8 = R10 und V1 = V2 gewählt, so fließt durch beide Dioden ein gleich großer Strom.

Wenn der bewegliche Kontakt 11 des Umschalters 10 an den festen Eontakt 12 angeschlossen ist, wie es für die Verstärkerschaltung D1 gezeigt ist, so wird ein Teil des sonst durch R1 fließenden Stromes durch die Schaltelemente R10, V2 nebengeschlossen, und der Verlauf der Spannung U . als Punktion der Spannung U. erhält eine geringere Steigung, wenn U. den am Potentiometer R11 eingestellten Schaltpunkt für D1 übersteigt. Wenn der bewegliche Kontakt 11 des Umschalters 10 an den festen Kontakt 13 angeschlossen ist, wie dies bei der Verstärkerschaltung D2 gezeigt ist, so wird ein größerer Strom über die Widerstände R1 und R4 fliä3en, und der Verlauf der Spannung TJ . erhält eine größere Steigung.

Wenn der Eingang 7 der Verstärkerschaltungen D1, D2 im Verhältnis zu den äußeren Kreisen sehr hochohmig ist, so wird der durch die Schaltungen fließende Strom I = ^ϋ^_η/Κ7. Dies bedeutet, daß die Strom-Spannungs-Kennlinie der" Dioden sowie deren Temperaturabhängigkeit die Punktion nicht beeinflussen. Die Schaltungen D1, D2 arbeiten wie ideelle Dioden und sind vollkommen strom- und temperaturunabhängig ₀

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Funktionsgenerator zur Erzeugung von Invertzeitkennlinien für beispielsweise Zeitüberstromrelais durch Approximation der Zeitfunktion durch linearen Abschnitt unterschiedlicher Steilheit, die in einer Anzahl Schaltpunkten verbunden sind (Polygonzug), mit einem integrierenden Kreis, einen Operationsverstärker mit mindestens einem Eingang und einem Ausgang sowie mit einer der Anzahl Schaltpunkte in der approximierten Zeitfunktion entsprechenden Anzahl an sich bekannter Yerstärkerschaltungen mit mindestens einem Eingang und einem Ausgang, von denen jede wie eine ideelle Diode arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (7) jeder Verstärkerschaltung (D1, D2) an eine Eingangsspannung (U. ) und der Ausgang (9) jeder Verstärkerschaltung (D1, D2) an den Ein- oder Ausgang des Operationsverstärkers (A1) angeschlossen ist, je nachdem, ob der von der jeweiligen Verstärkerschaltung bestimmte lineare Abschnitt der Zeitfunktion eine größere oder kleinere Steigung haben soll als der vorhergehende lineare Abschnitte

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