DE3122504A1

DE3122504A1 - Current pulse generator

Info

Publication number: DE3122504A1
Application number: DE19813122504
Authority: DE
Inventors: Nils 8201 Rambling Nielsen
Original assignee: Optische Werke G Rodenstock
Current assignee: Optische Werke G Rodenstock
Priority date: 1981-06-05
Filing date: 1981-06-05
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE3122504C2

Abstract

A current pulse generator for generating square-wave current pulses via an operating load is described. The current pulse generator exhibits a current source supplying a constant current. A change-over device allows the constant current to flow alternately via the working load or a compensating load in accordance with the desired pulse characteristic. This results not only in square-wave pulses with a high edge steepness, but the current source is also constantly loaded in the case of pulses having widths within the micro-second range and below so that no transient processes occur. In a development, a voltage buffer circuit is provided which largely keeps the voltage level constant at the output of the current source, so that the current source is decoupled from the load changes due to the switch-over characteristic.

Description

Stromimpulsgenerator Current pulse generator

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromimpulsgenerator gemaß Oberbegriff Patentanspruch 1.The invention relates to a current pulse generator according to the preamble Claim 1.

Rechteckförmige Stromiinpulse werden beispielsweise bei verschiedenen optischen Meßverfahren oder in der optischen Informationsübertragung zur Ansteuerung von Leuchtdioden benötigt. Die Impulsbreite liegt dabei meist im Mikrosekundenbereich oder darunter.Rectangular Stromiinpulse are for example with different optical measuring methods or in optical information transmission for control of light emitting diodes required. The pulse width is usually in the microsecond range or below.

Derartige Stromimpulse lassen sich bis heute nur mit sehr aufwendigen Schaltungen erzeugen, in denen gewöhnlich extrem breitbandige und damit teure Operationsverstärker zum Einsatz kommen. Dennoch erweist sich die Flankensteilheit der von bekannten Stromimpulsgeneratoren erzeugten Stromimpulse in manchen Einsatzf'lien als unzureichend. Darüberhinaus stören vielfach die auftretenden Rinschwingvorgänge.Up to now, such current pulses can only be achieved with great effort Generate circuits in which usually extremely broadband and thus expensive operational amplifiers come into use. Nevertheless, the steepness of the edge proves to be that of known Current pulse generators generated current pulses in some areas of application as inadequate. In addition, the ringing processes that occur often interfere.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromimpulsgenerator gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 zu schaffen, der bei einfachem Aufbau rechteckförmige Stromimpulse mit hoher Flankensteilheit und ohne Sinschwingvorgänge erzeugt.The invention is based on the object of a current pulse generator to create according to the preamble of claim 1, the rectangular with a simple structure Generated current pulses with high edge steepness and without sinus oscillation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Erfindungsgemäß wird ein Konstantstrom durch eine Um-.cEIalteinrichtung (zeitlich) auf die Arbeitslast und eine Ausgleichslast entsprechend der gewünschten Impulscharakteristik aufgeteilt, so daß in den Pausen der über die Arbeitslast fließenden "Nutz-Stromimpulse" "Leer-Stroinimpulse" über die Ausgleichslast fließen. Durch diese Aufteilung des Konstantstroms können bei entsprechend hoher Umschaltgeschwindigkeit der Umschalteinrichtung rechteckförmige Stromimpulse mit außerordentlich hoher F1ankensteilheit realisiert werden. Ist die Impulshöhe der Leer-Impulse gleich der der Nutz-Impulse, wird die Stromquelle dynamisch nicht belastet, so daß keine Einschwingvorgänge auftreten können. Das Fehlen dynamischer Belastungen der Stromquelle erlaubt es ferner, den erfindungsgemäßen Stromimpulsgenerator aus einfachen und kostengünstigen Bauteilen aufzubauen.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part of claim 1 specified features solved. According to the invention, there is a constant current by means of a conversion facility (temporally) on the workload and a compensation load divided according to the desired impulse characteristics, so that in the breaks of the "useful current impulses" flowing through the workload via "empty strobe impulses" the Balancing load flow. Through this division of the constant current can be rectangular with a correspondingly high switching speed of the switching device Current pulses can be realized with an extraordinarily high slope. Is the If the pulse height of the empty pulses is the same as that of the useful pulses, the power source becomes dynamic not loaded, so that no transients can occur. The lack of dynamic Loads on the power source also allows the current pulse generator according to the invention to be built from simple and inexpensive components.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben : Beispielsweise entkoppelt die Spannungspufferschaltung gemäß Anspruch 2 die Stromquelle weitgehend von durch die Umschaltcharakteristik der Umschalteinrichtung bedingten Laständerungen.Further developments of the invention are given in the subclaims : For example, the voltage buffer circuit according to claim 2 decouples the current source largely due to the switching characteristics of the switching device Load changes.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben.The invention is described below using an exemplary embodiment Described by way of example with reference to the drawing.

Der erfindungsgemäße Stromimrnilsenerator weist eine Stromquelle 1 auf, die innerhalb eines bestimmten Spannungsbereichs einen eingeprägten Konstantstrom I an ihrem Ausgang A abgibt. Der exemplarisch dargestellte Aufbau der Stromquelle 1 mit einem Operationsverstärker und einem Transistor ist bekannt und soll deshalb nicht näher erläutert werden. Der Ausgang A der Stromquelle 1 ist mit dem Eingang einer Spannungspufferschaitung 2, deren Aufbau später erläutert werden wird, verbunden.The current generator according to the invention has a current source 1 on which an impressed constant current within a certain voltage range I outputs at its output A. The structure of the power source shown as an example 1 with an operational amplifier and a transistor is known and should therefore not be explained in more detail. The output A of the current source 1 is connected to the input a voltage buffer circuit 2, the structure of which will be explained later.

Vom Ausgang der Spannungspufferschaltung 2 fließt ein Konstantstrom je nach Schaltstelluno zweier elektronischer Ein/Aus-Schalter S1,S2 ueber eine Arbeitslast 3 bzw. eine Ausgleichslast 4.A constant current flows from the output of the voltage buffer circuit 2 depending on the switching position of two electronic on / off switches S1, S2 via a workload 3 or a balancing load 4.

Die beiden elektronischen Schalter S1 und S2 werden von einem nicht dargestellten Taktimpulsgeber entsprechend der gewünschten Impulscharakteristik komplementär angesteuert, so daß immer ein Schalter geschlossen und der andere offen ist. Die Flankensteilheit der hierdurch entstehenden rechteckförmigen Stromimpulse über der Arbeitslast 3 (bzw. der Ausgleichslast t) ist praktisch nur von dem Schaltverhalten der beiden elektronischen Schalter abhängig und kann damit außerordentlich hoch sein. Da der der Stromquelle 1 bzw. der Spannungspufferschaltung 2 entnommene Strom ein Kontantstrom ist, wird die Stromquelle dynamisch nicht belastet, so daß zu ihrem Aufbau billige elektroni sehe @@uelemente verwendet werden können.The two electronic switches S1 and S2 are not operated by one clock pulse generator shown according to the desired pulse characteristics driven in a complementary manner, so that one switch is always closed and the other open is. The slope of the resulting square-wave current pulses over the workload 3 (or the equalizing load t) is practically only dependent on the switching behavior depends on the two electronic switches and can therefore be extremely high be. Since the current drawn from the current source 1 or the voltage buffer circuit 2 is a constant current, the current source is not dynamically loaded, so that to its Building cheap electronics see @@ uelemente can be used.

Die Spanngspufferschaltung 2 besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem pnp-Transistor Tr1, dessen Emitter mit dem Ausgang A der Stromquelle 1 verbunden ist, und dessen Kolle/ktor der über die Arbeitslast 3 bzw. die Ausgleichslast 4 flier.ende Strom entnommen wird. An der Basis des Transistors Tr1 liegt eine Spnnung an, die am Mittelpunkt einer Spannunosteilerschaltung aus zwei Widerständen R1 und R2 abgegriffen wird. J)ie Spannungsteilerschaltung ist mit er (positiven) Versorgungsspannung der Stromquelle 1 inerseits und dem Bezugspotential des Stromimpuls-Da der mitterstrom des Transistors Tr1 der eingeprägte Konstants trom der Stromquelle 1 ist, ist der Ausgangstrom der Spannungspufferschaltung, d.h. der Kollektorstrom des Transistors Trl ebenfalls (praktisch) konstant, und zwar unabhäntig von der anliegenden Kollektor-Emitter-Spannung. Aufgrunddessen ist der Spannungspegel am Ausgang A der Stromquelle 1 weitgehend unabhängig von eventuellen Laständerungen konstant. Damit ist die Stromquelle 1 von den elektronischen Schaltern S1 und S2 enthoppelt, so daß hinachwingvorgänge aufgrund von Laständerungen, die durch ein vom ide@len komplementären Schaltverhalten abweichendes Schaltverhalten der beiden Schalter verursacht werden könnten, nicht auftreten.The tension buffer circuit 2 exists in the exemplary embodiment shown from a pnp transistor Tr1, the emitter of which is connected to the output A of the current source 1 is connected, and its collector via the workload 3 or the equalization load 4 flowing current is taken. A voltage is applied to the base of the transistor Tr1 at the center of a voltage divider circuit made up of two resistors R1 and R2 is tapped. J) he voltage divider circuit is with he (positive) supply voltage the current source 1 on the other hand and the reference potential of the current pulse-Da the mean current of the transistor Tr1 is the impressed constant current of the current source 1, is the Output current of the voltage buffer circuit, i.e. the collector current of the transistor Trl also (practically) constant, regardless of the applied collector-emitter voltage. Because of this, the voltage level at the output A of the current source 1 is largely constant regardless of any load changes. So is the Current source 1 is decoupled from the electronic switches S1 and S2, so that swinging processes due to load changes caused by an ideally complementary switching behavior different switching behavior of the two switches could not be caused appear.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims c / i. Current pulse generator for generating rectangular Current pulses over a workload, characterized in that one has a constant current supplying power source (1) alternately either with the workload (3) or with a balancing load (4) depending on the switching position of a changeover device (S1, S2) is connected, which can be switched over according to the desired pulse characteristic is that the constant current in the pauses between square-shaped current pulses flows through the equalization load.

2. Current pulse generator according to claim 1, characterized in that that a voltage buffer circuit (2) is provided by the switching operations conditional voltage changes at the output (A) of the power source (1).

3. Current pulse generator according to claim 2, characterized in that that the voltage buffer circuit (2) has a transistor (Tr1) whose collector current via the workload (3) or the equalizing load (4), whose emitter flows with it the output (A) of the power source (1) and its base with the connection point of a Series connection of two resistors (R1, R2) is connected to their free connections the supply voltage of the power source (1) and the reference potential are present.

4. Current pulse generator according to one of claims 1 - 3, characterized in that that the switching device has two electronic switches (S1, S2), the corresponding the desired impulse characteristic can be switched on and off alternately.