DE2940078A1

DE2940078A1 - Geregelter verstaerker

Info

Publication number: DE2940078A1
Application number: DE19792940078
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 7332 Eislingen Dittmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-10-03
Filing date: 1979-10-03
Publication date: 1981-04-16

Description

Geregelter Verstärker
Stand der Technik Die Erfindung betrifft einen geregelten Verstärker.
Bei Gebern für den oberen Totpunkt von Verbrennungskraftmaschinen ist das etwa die Form einer einzelnen Sinusschwingung aufweisende Ausgangssignal in seiner Amplitude stark von der Drehzahl des Motors abhängig, und zwar kann das Ausgangssignal bei ein und demselben Geber zwischen 30 mVss bis 30 Vss schwanken, also um 60 dB. Bisher hat man dieses stark schwankende Ausgangssignal dadurch ausgewertet, daß man es mit einer drehzahl-abhängigen Trigger-Schwelle abgetastet hat.
Vorteile der Erfindung Demgegenüber hat die Erfindung mit den kennzeichnenden tterkmalen des Hauptanspruchs den Vorteil, daß der Verstärker einen sehr großen Regelbereich hat, so daß er mit Vorteil bei dem obengenannten Anwendungsfall verwendet erden kann, um ein drehzahlunabhängiges Ausgangssignal zu erhalten. Die Erfindung ist aber auch für andere Anwendungsfälle brauchbar, bei denen es auf einen großen Regelbereich ankommt.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindung beschrieben. So können die steuerbaren Widerstände gemäß Anspruch 2 durch Transistoren vervirsLicht sein. Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 sind lichtempfindliche lfiderstände vorgesehen, bei denen es sich im Einzelfall auch um Phototransistoren handeln kar<. Anspruch 4 beschreibt eine besonders einfache Ansteuerung eines Lichtsenders, insbesondere einer Leuchtdiode, in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Verstärkers.
Zeichnung In der einzigen Figur ist ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verstärkers dargestellt, der von Photowiderständen in Verbindung mit einer Leuchtdiode Gebrauch macht.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Das Eingangssignal mit der Amplitude Ue gelangt über einen Widerstand R1 zum invertierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers 2, dessen nicht-invertierender Eingang mit Masse verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 2 ist mit seinem invertierenden Eingang über die Serienschaltung zwaier Photowiderstände R2 und R4 verbunden, deren gemeinsamer Verbindungspunkt über einen Widerstand R3 mit Nasse verbunden ist. Die Photowiderstände R2 und R4 sind mit einer Leuchtdiode 3 -in einem gemeinsamen Gehäuse so angeordnet, daß von der Leuchtdiode 3 erzeugtes Licht auf die lichtempfindlichen Bereiche der Photowiderstände R2 und R4 fällt. Der Ausgang des Operationsverstärkers 2 bildet gleichzeitig den Ausgang der Schaltung, das Ausgangssignal hat die Amplitude Ua. ueber einen einstellbaren Spannungsteiler R6, 7 wird ein der Ausgangsspannung Ua proportionales Signal über einen Widerstand R8 dem invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 4 zugeführt, dessen nicht-invertierender Eingang mit Nasse verbunden ist. Am Ausgang des Operationsverstärkers 4 ist die Anode einer Diode 5 angeschlossen, deren Kathode einerseits über einen Widerstand R9 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 4, andererseits mit der Basis eines npn-Transistors 6 und mit einem Anschluß eines Kondensators 7 verbunden ist, dessen anderer Anschluß an Hasse liegt. Der Collector des Transistors 6 liegt an einer positiven Versorgungsspannung, der Emitter ist mit der Anode der Leuchtdiode 3 verbunden, deren Kathode an Nasse liegt. Der Transistor 6 wirkt als Impedanzwandler. Der Widerstandswert der Photowiderstände R2, R4 ist å jeweils gleich groß und nimmt mit zunehmender Lichtstärke ab.
Der zweite Operationsverstärker 4 hat eine Verstärkung V = - 1 und arbeitet mit der Diode 5 und dem Kondensator 7 als Spitzenwertgleichrichter.
Die Verstärkung der Schaltung errechnet sich zu V = E = R2 (1 + r + R4 Ue = (1 + B3 + KZ Wird R2 = R4 gewählt, so beträgt die Verstärkung V = R2 (2 + Die Widerstandsänderung der Photowiderstände R2 und R4 kombiniert mit einer Leuchtdiode in einem IC-Gehäuse ist bei handelsüblicher Ausführung kaum größer als um einen Faktor 100. Eine Verstärkungsänderung des gesamten Verstärkers um den Faktor 100 wäre für den eingangs geschilderten Anwendungsfall nicht ausreichend. Die zweite der oben angegebenen Gleichungen zeigt jedoch, daß sich die Widerstandsänderungen der Photowiderstände R 2 und R4 multiplizieren und somit eine Regelung der Verstärkung um einen Faktor 1000 und größer möglich ist.
Der Verstärker benötigt lediglich handelsübliche Bauelemente. Bei dem Operationsverstärker 2 handelt es sich bei einem konkreten Ausführungsbeispiel um die integrierte Schaltung LM308 der Firma Valvo, der zweite Operationsverstärker 4 ist die integrierte SchaltungyuA741 der Firma Fairchild, die Leuchtdiode 3 und die Photowiderstände R2 und R4 werden gemeinsam als integrierte Schaltung CLM8200/2 von der Firma Clairex hergestellt, und bei dem Transistor 6 handelt es sich um einen Typ BC548 der Firma Valvo. Der Widerstandswert der Photowiderstände ändert sich etwa zwischen 3 kfL und 300#.
Im Schaltbild sind bei den Operationsverstärkern 2 und 4 noch die Zuführung von Betriebsspannungen und eine weitere Beschaltung mit einem Kondensator angedeutet.
Innerhalb des Regelbereichs der Anordnung besteht die Beziehung

Ua = - #R6 + 1) (UD + UBE#

R7

wobei UD die Spannung an der Diode 3 ist und UBE die Basis-Emitterspannung des Transistors 6 ist.
Macht man die Verstärkung des Spitzenwertgleichrichters einstellbar, so ist hierdurch der Spitzenwert der Ausgangsspannung Ua frei wählbar.

Claims

Ansprüche Geregelter Verstärker, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang und den Singang des Verstärkers (2) ein Gegenkopplungszweig eingeschaltet ist, der eine Serienschaltung von zwei steuerbaren Widerständen (R2, R4) aufweist, deren Verbindungspunkt über einen iaerstand (R3 mit Masse verbunden ist, und daß die steuerbaren Widerstände in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Verstärkers (2) gesteuert sind.
2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Widerstände Transistoren sind.
3. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Widerstände Photowiderstände (R2, R4) sind, die optisch mit einem von der Ausgangsspannung des Verstärkers (2) gesteuerten Lichtsender (Leuchtdiode 3) gekoppelt sind.
4. Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (Leuchtdiode 3) durch einen Spitzenwertgleichrichter (4, 5, 7) angesteuert ist, dem ein der Ausgangsspannung des Verstärkers (2) proportionales Eingangssignal zugeführt ist.