DE2932655A1

DE2932655A1 - Impulsgenerator

Info

Publication number: DE2932655A1
Application number: DE19792932655
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Aue; Werner Dipl Ing Huettemann
Original assignee: Hewlett Packard GmbH Germany
Current assignee: Hewlett Packard GmbH Germany
Priority date: 1979-08-11
Filing date: 1979-08-11
Publication date: 1981-02-12
Also published as: DE2932655C2; FR2463541B1; JPS5628522A; FR2463541A1; GB2056806B; GB2056806A; US4346311A; JPS6412409B2

Description

Int. Az.. DT 58 10. August 1979

Hewlett-Packard GmbH

IMPULSGENERATOR

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Impulsgenerator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem solchen Impulsgenerator können durch entsprechende Einstellung der Stromquellen die Anstiegs- und die Abfallzeit der erzeugten Impulse unabhängig voneinander eingestellt werden.

Die Schaltung ist jedoch auf relativ lange Anstiegs- und Abfallzeiten beschränkt, da der Kondensator eine Kapazität haben muß, die groß gegen die Streukapazität der Schaltvorrichtung ist. Bei kurzen Anstiegs- und Abfall zeiten im Nanosekundenbereich muß der Kondensator so klein gemacht werden, daß er sich größenordnungsmäßig nicht mehr wesentlich von der Streukapazität der Schaltvorrichtung unterscheidet. Damit entsteht aber aus Streukapazität und Kondensator ein kapazitiver Spannungsteiler, der einen bestimmten Bruchteil des Sprungsignals der Kondensatorspannung und damit dem Ausgangsimpulssignal überlagert. Das führt zu störenden Sprüngen in den Impulsflanken.

Der Erfindung gemäß Anspruch 1 liegt die Aufgabe zugrunde, einen Impulsgenerator zu schaffen, der sprungfreie Impulsflanken auch bei sehr kurzen Anstiegs- und Abfallzeiten erzeugt.

Vorteilhafte Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert, in der das Prinzipschaltbild eines Impulsgenerators dargestellt ist.

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Hewlett-Packard GmbH ^l"'^UJO

Int. Az.: DT 58

In der Zeichnung ist mit C ein Kondensator bezeichnet, dessen Spannungsverlauf maßgeblich für die Form der vom Impulsgenerator abgegebenen Ausgangsimpulse ist. Die Ladung bzw. Entladung des Kondensators C erfolgt durch Stromquellen I. bzw. Ip· Die beiden Stromquellen I, und I^ sind einstellbar, wodurch sich die Lade- bzw. Entladegeschwindigkeit des Kondensators C und damit die Steilheit der Anstiegs- bzw. Abfallflanken der erzeugten Impulse verändern läßt. Die beiden Flankensteilheiten sind unabhängig voneinander einstellbar, da auch die beiden Stromquellen I. und Ip unabhängig voneinander eing-estellt werden können.

Die Aufschaltung der Stromquellen I, bzw. Ip. auf den Kondensator C erfolgt durch eine Schaltvorrichtung in Form einer Diodenbrücke 11. Für die Diodenbrücke 11 werden vorzugsweise

¹^ Schottky-Dioden verwendet, da sie ein schnelles Schalten gewährleisten. Der Schaltvorgang wird ausgelöst durch e^nen Spannungssprung U an einem Eingang 13 der Diodenbrücke 11. Dieser Spannungssprung bewirkt, daß in den Kondensator C der Strom I^ fließt, und zwar so lange, bis bei 15 ebenfalls die

Spannung U erreicht ist. Die Spannung bei 15 bleibt dann so lange auf dem Wert U, bis durch einen negativen Spannungssprung am Eingang 13 die Stromquelle I^ aufgeschaltet wird und den Kondensator C wieder entlädt.

Das Signal bei 15 wird einem linearen Differenzverstärker 17 zugeführt, der zwei NPN-Transistören 19 und 21 aufweist, die über Widerstände R. bzw. R~ mit ihren Emittern an einer gemeinsamen Stromquelle L liegen.

Während das Signal bei 15 der Basis des Transistors 19 zugeführt wird, wird der Basis des Transistors 21 über eine Diodenbrücke 23 ein Signal zur Kompensation einer Arbeitspunktverschiebung zugeführt. Die Diodenbrücke 23 ist gleich aufgebaut wie die Diodenbrücke 11. Ebenfalls sind die eingeprägten

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Hewlett-Packard GmbH ZiJ J ÜÖ

Int. Az.: DT 58

Ströme I. und Ir identisch mit denen bei der Diodenbrücke 11. Statt Spannungssprüngen der Größe U wird jedoch der Diodenbrücke 23 eine konstante Spannung U/2 zugeführt.

Die Diodenbrücke 11 weist eine Streukapazität auf, die in der Zeichnung durch einen gestrichelt gezeichneten Kondensator C angedeutet ist. Diese Kapazität C bildet zusammen mit dem Kondensator C einen kapazitiven Spannungsteiler für die Sprungspannung U am Eingang 13. Das führt dazu, daß der Kondensatorspannung bei 15 eine Sprungspannung überlagert ist, die im wesentlichen U C_g/C ist. Es ist offensichtlich, daß sich diese Sprungspannung störend bemerkbar macht, solange nicht C ■* C ist. Dies ist immer dann der Fall, wenn Anstiegs- und Abfallflanke der zu erzeugenden Impulse sehr steil werden sollen. So muß z.B. der Kondensator C eine Kapazität von etwa 10 pF haben, wenn die Anstiegs- bzw. Abfall zeit etwa 1 ns betragen soll. Geht man nun davon aus, daß die Streukapazität C der Diodenbrücke 11 etwa 1 pF beträgt, so ergibt sich bereits ein Spannungsteilerverhältnis von 1/10, was bereits zu einer merklich störenden Sprungspannung bei 15 führt.

Erfindungsgemäß wird dieser Spannungssprung dadurch kompensiert, daß mittels eines zweiten Differenzverstärkers 25 die Sprungspannung U am Eingang 13 gegenphasig untergemischt wird. Dazu wird eine zweite Eingangsleitung 26 mit -U beaufschlagt.Die Eingangsleitung 26 ist mit der Basis eines Transistors 27 des Differenzverstärkers 25 verbunden, der im übrigen noch einen Transistor 29 und eine Stromquelle I_? aufweist.

Die Stromquelle Ip ist einstellbar, so daß das untergemischte Kompensationssignal dem Störsignal exakt gleich gemacht werden kann.

Die Basis des Transistors 29 liegt an der Konstantspannung U/2.

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Hewlett-Packard GmbH
Int. Az.: DT 58

ts.

Die beiden Differenzverstärker 17 und 25 liegen gemeinsam liber Widerstände R3 und R4 an der Versorgungsspannung V. Das Ausgangssignal der Schaltung ist am Widerstand R3 abgreifbar.

Die in der Zeichnung angegebenen Spannungs-, Strom-, Widerstandsund Kapazitätswerte entsprechen einem tatsächlich ausgeführten Beispiel. Selbstverständlich sind aber auch andere Werte möglich.

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Leerseite

Claims

Hewlett-Packard GmbH Int. Az.: DT 58 10. August 1979 Patentansprüche

1. Impulsgenerator zur Erzeugung von Impulsen mit vorgegebenen Flankensteigungen, mit einem über vorgegebene Stromquellen auf- und entladbaren Kondensator, einer Schaltvorrichtung zum Zu- bzw. Abschalten der Stromquellen und einer Sprungsignalquelle zum Steuern der Schaltvorrichtung, wobei die Kapazität des Kondensators in der Größenordnung der Streukapazität der Schaltvorrichtung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bruchteil des Ausgangssignals der Sprungsignalquelle (ü) dem Ausgangssignal des Kondensators (C) gegenphasig überlagert wird, derart, daß der Spannungssprung kompensiert wird, der durch den aus Streukapazität (C ) der Schaltvorrichtung (11) und Kondensator gebildeten Spannungsteiler im Ausgangssignal des Kondensators entsteht.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Kondensators (C) und das Kompensationssignal je einem Differenzverstärker (17, <i5) zugeführt werden, welche parallel auf einen gemeinsamen Ausgang arbeiten.

3. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (11) eine Diodenbrücke ist, an deren Eckpunkten die Stromquellen (I. , Ir-),die Sprungsignalquelle (U) und der Kondensator (C) angeschlossen sind, derart, daß ein positiver Spannungssprung die Aufladung des Kondensators mit der einen Stromquelle und ein negativer Spannungssprung die Entladung des Kondensators mit der zweiten Stromquelle bewirkt.

4. Impulsgenerator nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers (17) eine zweite Diodenbrücke (23) angeschlossen ist, die im wesentlichen gleich der ersten Diodenbrücke (11) ist, wobei jedoch zur Kompensation einer Arbeitspunktverschiebung der zweiten Diodenbrücke anstelle des Sprungsignals ein Konstantsignal zugeführt wird.

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