DE3227296A1 - Pulsbreitenmodulatorschaltung - Google Patents

Pulsbreitenmodulatorschaltung

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DE3227296A1
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    • H03K4/48Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
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    • H03K4/501Generating 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 the starting point of the flyback period being determined by the amplitude of the voltage across the capacitor, e.g. by a comparator
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    • G01R29/0273Indicating that a pulse characteristic is either above or below a predetermined value or within or beyond a predetermined range of values the pulse characteristic being duration, i.e. width (indicating that frequency of pulses is above or below a certain limit)
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    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08Duration or width modulation ; Duty cycle modulation

Description

Die Erfindung betrifft eine Pulsbreitenmodulatorschaltung (im folgenden als PWM-Schaltung abgekürzt). PWM-Schaltungen finden breite Verwendung bei Verstärkern von Pulsbreitenmodulationstyp, bei Schaltreglern u. dgl'. .
Fig. 1 zeigt ein Schaltschema einer PWM-Schaltung gemäß dem Stand der Technik mit Fähigkeit zur Begrenzung des Tastverhältnisses der Ausgangsimpulse. Der Hauptteil 5 der PWM-Schaltung umfaßt einen Eingangsanschluß 1, einen Verstärker 7, einen Sägezahngenerator 8, eine Vergleicherstufe 6 bestehend aus Vergleicher 9 und 10 und einem AND-Glied 11,
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40·
einem Ausgangsverstärker 12 und einem Ausgangsanschluß 2. Die Potentialdifferenz zwischen der Stromversorgungsleitung 3 und einer Bezugspotentialleitung 4 wird durch seriengeschaltete Widerstände 13 und 14 geteilt, um eine Bezugsspannung einem nicht-invertierenden Anschluß 17 zuzuführen. Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 1 wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 und die Zeitabläufe gemäß Fig. 2 erläutert. Gemäß Fig. 2 ist das Tastverhältnis D der Impulse definiert durch das Verhältnis der Periode TTT/ in der der Puls auf hohem Niveau liegt, zu der Wie-
Xl
derholungsperiode TQ des Sägezahnsignals, entsprechend der Gleichung (1):
D= 1 (D
Ein dem Eingangsanschluß 1 zugeführtes analoges Eingangssignal wird von dem Verstärker 7 verstärkt und dann als eine Spannung V1,- einem nicht-invertierenden Eingang 15 des Komparators 9 zugeführt und mit dem Ausgang V1 fi des Sägezahngenerators 8 verglichen, der einem invertie-· renden Eingang 16 zugeführt wird. Als Ergebnis erscheinen in der Ausgangsleitung 18 des Komparators PWM-Pulse V.g. Andererseits wird die Spannung 17, die erhalten wurde
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durch Teilen der Potentialdifferenz zwischen der Stromversorgungsleitung 13 und der Bezugspotentialquelle 4 durch die Widerstände 13 und 14, einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß 17 des Komparators 10 zugeführt, während der Ausgang des Sägezahngenerators 8 dem invertierenden Eingangsanschluß 16 zugeführt wird. Infolgedessen erscheinen am Ausgang 19 des Komparators 10 Impulse V1g mit einem festen Tastverhältnis D . Dieses feste Tastverhältnis D ist bestimmt durch die dem nicht-invertierenden Eingang zugeführte Spannung V17. Das feste Tastverhältnis D ist nämlich das Verhältnis der Zeitdauer, in der die Spannung V17 höher als die Spannung V16 des Sägezahnsignals ist, zu der Wiederholungsperiode TQ des Sägezahnsignals· Die PWM-Pulse V18 und die Impulse V.« werden den beiden Eingangen des AND-Gliedes 11 zugeführt zur Erzeugung von Impulsen V20. Die Impulse V30 haben Impulsbreiten die durch das Eingangssignal an der Eingangsklemme 1 moduliert sind und Tastverhältnisse, die gleich oder niedriger sind als das feste Tastverhältnis D . Nach Verstärkung der Impulse V20 durch den Verstärker 12 wird vom Ausgangsanschluß ein Pulsbreitenmodulations-Ausgangssignal erhalten.
In Fig. 1 kann die Vergleicherstufe 6, bestehend aus den Vergleicher 9 und 10 und dem AND-Glied 11, konstruiert werden mit einer Konstantstromquelle 21, Transistoren 22,
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23,24, 28 und 30 und Widerständen 25Λ26,27 und 29, wie in Fig. 3 dargestellt. Dies ist äquivalent zu einem Komparator mit 3 Eingängen, nämlich nicht-invertierenden Eingängen 15 und 17 und einem invertierenden Eingang 16, sowie einem Ausgang 20. Von den den beiden Eingängen 15 und 17 zugeführten Eingangssignalen, wird das jeweils niedrigere Eingangssignal mit dem dem invertierenden Eingang 16 zugeführten Potential verglichen. Ein Beispiel für einen Sägezahnoszillator 8 ist in Fig·. 4 im Detail dargestellt.
Die Schaltung gemäß Fig. 4 besteht aus einem Komparator 40, Transistoren 32 und 36, Widerständen 31,34,35,37,38 und und einem Kondensator 33. Der Kondensator 33 wird durch den Widerstand 31 aufgeladen, wodurch das Potential am Anschluß 16 fortlaufend erhöht wird, wenn das Potential am Anschluß 16 niedriger ist als das Potential am Verbindungspunkt der Widerstände 34,35 und 36. Wenn dagegen das Potential am Punkt 16 höher als das Potential an dem genannten Verbindungspunkt ist, wird der Kondensator 33 durch den Transistor 32 entladen, der durch den Ausgang des Vergleichers 14 leitend geschaltet wird. Aufgrund der Entladung fällt das Potential am Punkt 14 rasch ab. Danach beginnt wieder das Laden des Kondensators 32. Somit erhält man als Spannungsverlauf am Punkt 16 das Sägezahnsignal entsprechend Fig. 2.
Eine derartige PWM-Schaltung mit Fähigkeit zur Begren-
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zung des Tastverhältnisses der Impulse kann dazu dienen, ein Schaltelement od. dgl., welches im Ausgangsverstärker oder einer daran angeschlossenen Schaltung vorgesehen ist, vor einem Ausfall oder Durchschlag zu schützen, wenn ein großes Eingangssignal mit einer größeren Amplitude als das Sägezahnsignal dem Anschluß 15 zugeführt wird. Falls die PWM-Schaltung eine solche Begrenzungsfunktion für das Tastverhältnis nicht hat, wird ein hohes Eingangssignal das Schaltelement länger als eine Wiederholungsperiode des Sägezahnsignals leitfähig machen, so daß es schließlich zur thermischen Überlastung führen kann. Durch Begrenzung des Tastverhältnisses der Ausgangsimpulse kann ein ständig leitfähiger Zustand des Schaltelements verhindert werden und das Schaltelement wird gegen thermische Zerstörung geschützt.
Jedoch kann diese Begrenzungsfunktion für das Tastverhältnis der Impulse das Schaltelement nicht gegen eine überlastung aufgrund hoher Störungen oder Einschaltströme während der Einschaltdauer schützen. Unmittelbar nach dem Einschalten sind die Spannungen an vielen Schaltungspunkten keine konstanten bzw. stetigen Spannungen, und es kann während einer beträchtlichen Zeit ein hoher Strom durch das Schaltelement fließen. Diese zusätzliche Ursache für eine Zerstörung des Schaltelements kann durch die
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bisher bekannten Schaltungen nicht verhindert werden.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Pulsbreitenmodulatorschaltung zu schaffen, die eine verbesserte Funktion für die Steuerung bzw. Kontrolle des Ausgangssignals aufweist und eine verbesserte Schutzwirkung für nachgeschaltete Elemente hat.
Erfindungsgemäß ist eine Pulsbreitenmodulationsschaltung vorgesehen mit einer Stromzuführungsleitung, einer Bezugsspannungsleitung, einem Eingang zum Empfang eines Eingangssignals, einem Ausgang, einem Sägezahngenerator, einem ersten, mit der Stromzuführungsleitung verbundenen Widerstand, einem zweiten, mit dem ersten Widerstand und der Bezugsspannungsleitung verbundenen Widerstand, einem parallel zum zweiten Widerstand gestalteten Kondensator, einem ersten Vergleicher, dessen erster Eingang das Ein-
gangssignal durch den Eingangsanschluß und dessen zweiter Eingang das Ausgangssignal des Sägezahnoszillators empfängt, einem zweiten Komparator, dessen erster Eingang mit dem Verbindungspunkt des ersten und zweiten Widerstandes verbunden ist und dessen zweiter Eingang den Ausgang des Sägezahnoszillators empfängt, sowie einem AND-Glied, dessen erster Eingang den Ausgang des ersten Komparators und dessen
- 6 - noPV \
zweiter Eingang den Ausgang des zweiten !Comparators empfängt und dessen Ausgang mit der Ausgangsklemme verbunden ist.
In vorteilhafter weiterer. Ausgestaltung der Erfindung "ist ein Schaltungskreis vorgesehen, der mit einem Ende an die Bezugsspannungsleitung und mit dem anderen Ende an den Verbindungspunkt des ersten und zweiten Widerstandes angeschlossen ist und an einem Eingang ein Steuersignal empfängt, wobei die elektrische Verbindung zwischen den beiden vorgenannten Enden durch das Steuersignal gesteuert wird.
Erfindungsgemäß wird beim Einschalten des Stromes das Potential am Verbindungspunkt des ersten und zweiten Widerstandes allmählich ansteigen aufgrund des Vorhandenseins des Kondensators. Infolgedessen steigt das Tastverhältnis der Ausgangsimpulse entsprechend dem Potentialanstieg an den Verbindungspunkt an. Somit wird während der Einschwingperiode nach dem Einschalten des Stromes in einem am Ausgang angeordneten Schaltelement während einer beträchtlichen Zeit kein Strom fließen, wodurch man eine Schutzwirkung für das Schaltelement erhält.
Ferner kann das Auftreten der pulsbreitenmodulierten
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Ausgangsimpulse leicht durch das dem Schaltungskreis zugeführte Steuersignal gesteuert werden. Diese Steuerung kann ohne Ausschalten des Stroms erfolgen und erfordert nur einen minimalen Aufwand an zusätzlichen Schaltungskomponenten.
Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des bereits beschriebenen Pulsbreitenmodulators gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 zeigt zeitabhängige Signalverläufe an verschiedenen Stellen der Schaltung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 zeigt ein Schaltbild für eine Ausführungsform der Vergleicherstufe 6;
Fig. 4 zeigt ein Schaltdiagramm einer Ausführungsform
des Sägezahnoszxllators 8;
Fig. 5 sind Blockschaltbilder von zwei bevorzugten Aus· und 9
führungsformen der Erfindung;
Fig. 6,7 sind Schaltbilder mit Ausführungsbeispielen 8 und 10
des Schalters 41.
Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der Hauptteil 5 der PWM-Schaltung mit Eingangsanschluß 11, Ausgangsanschluß 2 und Anschlußpunkt 17 kann dieselbe Schaltung wie in Fig. 1, 3 und 4 sein, so daß eine detaillierte Beschreibung dieses Hauptteils der PWM-Schaltung nicht mehr erforderlich ist. Ferner wird ebenso wie beim Stand der Technik eine Serienschaltung der Widerstände 13 und 14 zwischen die Stromversorgungsleitung 3 und die BezugsSpannungsleitung 4 eingefügt.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sind ein Kondensator und ein Schalter 41, der durch ein dem Steuersignalanschluß 42 zugeführten Steuersignals steuerbar ist, parallel zum Widerstand 14 geschaltet. Die Parallelschaltung des Widerstandes 14 und Kondensators 4 3 ist derart gesteuert, daß die Enden der Parallelschaltung entweder bei offenem Schalter durch die genannten Elemente 14,43 verbunden sind, oder bei geschlossenem Schalter unmittelbar miteinander verbunden sind.
Im stetigen Betriebszustand hat das Potential am Anschlußpunkt 17 entweder den hohen Wert V._„ oder den niedrigen Wert
1 la
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V17I/ wolDei diese Werte definiert sind durch die Gleichungen.
R13 + R14
V (2)
V17L = V4 ' (3)
wobei die Widerstandswerte der-Widerstände 13 und 14 und V-. und V4 die Potentiale der Spannungsversorgungsleitung 3 bzw. der Bezugsspannungsleitung 4 darstellt. Wenn nun V. _ = V.. ~„ gilt, dann hat die PWM-Schaltung eine normale Betriebsweise, wie durch die Zeitdiagramme von Fig. 2 dargestellt. Wenn jedoch das Potential am Anschlußpunkt 17 den niedrigen Wert v 17 = V 17L annimmt, wird das Potential an der Ausgangsklemme 2 auf niedrigem Niveau gehalten und hierdurch wird das pulsbreitenmodulierte Ausgangssignal an der Ausgangsklemme 2 unterbrochen. D.h. man erhält durch das dem Steueranschluß 4 2 zugeführte elektrische Signale sehr leicht eine Steuerung ' des pulsbreitenmodulierten Signals an der Ausgangsklemme 2.
Während der Einschalt- oder Einschwingzeit, wenn der Schal ter 41 von ein nach aus wechselt oder wenn der Strom einge-
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schaltet wird, steigt das Potential am Anschlußpunkt 17 allmählich vom niedrigen Wert V17L ausgehend an und erreicht schließlich den Endwert V17„, und zwar entsprechend der Gleichung (4) für das Potential V^7,
V,-, = R14 (V- - VA) x {1 - exp (- R13 + R14 χ t)} + V4 ..(4)
1/ D , η Οτι Xt ' Tt C
R13 + K14 Λ13 - 14 .
wobei angenommen ist, daß zur Zeit t = 0 entweder der Schalter 41 eingeschaltet oder der Strom der Stromversorgungsleitung 3 in einer steilen Impulsform zugeführt wird. Da nun das niedrige der den Anschlüssen 15 und 17 zugeführten Signale mit dem Sägezahnsignal am Anschluß 16 verglichen wird, um die pulsbreitenmodulierten Signale an der Ausgangsklemme 2 zu erhalten, und da das Potential am Anschlußpunkt 17 beim Zeitpunkt t = 0 während der vorgenannten Übergangszeit den Wert 0 haben wird, wird die Impulsbreite der Pulse an der Ausgangsklemme 2 allmählich von 0 bis auf die Impulsbreite bei Dauerbetrieb zunehmen. Aufgrund dieser allmählichen Zunahme wird eine abrupte Zunahme des Stroms vermieden, der während der Übergangsperiode durch ein Schaltelement od. dgl. fließt, welches in dem Ausgangsverstärker 12 oder in einer an die Ausgangsklemme 2 angeschlossenen Schaltung enthalten ist. Somit erhält man durch die Schal-
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tung gemäß Fig. 5 eine Pulsmodulationsschaltung mit der vorteilhaften Eigenschaft, daß wenn sie bei einem Verstärker vom PWM-Typ angewendet wird, kein Knackgeräusch durch einen abrupt einsetzenden Stromfluß durch ein Schaltelement beim Einschalten des Schalters 41 oder der Stromzufuhr hörbar wird, oder wenn sie bei einem Schaltregulator vom PWM-Typ angewendet wird, ein Schalttransistor od. dgl. vor einer Zerstörung durch einen derartigen abrupten Stromanstieg geschützt werden kann.
Bei der beschriebenen Ausführungsform kann der Schalter 41 sehr einfach durch einen dipolaren Transistor 45 und einen Widerstand 44 realisiert werden, oder auch durch einen Feldeffekttransistor 46 gemäß Fig. 7, so daß seine Realisierung nur geringe Kosten und nur einen geringen zusätzliehen Flächenbedarf erfordert. Insbesondere wenn der Hauptteil der Ausführungsform nach Fig. 5 in Form einer integrierten Halbleiterschaltung ausgebildet ist und das logische Niveau in der integrierten Halbleiterschaltung verschieden von dem logischen Niveau des dem Steueranschluß 42 zugeführten Steuersignals ist, kann das Schalten des Schalters 41 einfach in der Weise durchgeführt werden, daß das logische Niveau des Steuersignals für den Schalter 41 entsprechend eingestellt wird. D.h. z.B. bei dem Schalter 41 gemäß Fig. 6 kann die Einstellung erfolgen durch Ein-
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fügen einer Diode 47 zwischen dem Widerstand 44 und die Basis des Transistors 45, wie in Fig. 8 dargestellt. Der Schwellenwert des Schalters 41 in Fig. 6 ist nahezu gleich der Einschaltspannung VBEiQN» zwischen Basis und Emitter des Transistors 45, während in Fig. 8 der Schwellenwert erhöht wird durch die Vorwärtsspannung Vp der Diode 47. Auf diese Weise kann eine Einstellung des logischen Niveaus des Steuersignaleingangs 42 leicht erreicht werden.
Fig. 9 zeigt das Blockschaltbild einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Gegenüber Fig. 5 ist die Ausführungsform nach Fig. 9 in der Weise abgeändert, daß der Schalter 41 zwischen die Stromversorgungsleitung 3 und den Widerstand 13 eingefügt ist. Der Schalter 41 kann leicht realisiert werden, z.B. durch einen Transistor 49 und einem Widerstand 48, wie in Fig. 10 gezeigt. Das Steuersignal wird in diesem Fall mit Bezug auf die Stromversorgungsleitung 3 zugeführt, und der Schalter 41 wird geöffnet durch ein Signal mit hohem Niveau und geschlossen durch ein Signal mit niedrigem Niveau. Auf diese Weise wird das Potential am Anschlußpunkt 17 in ähnlicher Weise gesteuert wie bei der Ausführungsform nach Fig. 5, und das Ausgangssignal von der Ausgangsklemme 2 wird durch das dem Steuersignalanschluß 42 zugeführte Steuersignal gesteuert.
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In anderer Ausgestaltung der Steuerung des Ausgangssignals von der Ausgangkleirune 2 ist es denkbar, das Potential an dem Anschluß 16 auf ein höheres Niveau als das Niveau des normalen Schwingungszustandes des Säge- > zahnoszillators 8 anzuheben oder die Schaltung am Anschlußpunkt 20 oder 2 als offenen Stromkreis auszubilden. Beides hätte jedoch den Nachteil, daß während der oben erwähnten Übergangs- oder Einschwingzeit die Ausgangsimpulsbreite nicht im Sinne eines allmählichen Anstiegs gesteuert werden kann. Deshalb würde bei diesen Ausgestaltungen ein hartes Knackgeräusch im Falle eines Verstärkers vom Pulsbreitenmodulationstyp hörbar werden, bzw. möglicherweise die Zerstörung eines nachgeschalteten Schaltelementes verursacht werden.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist erfindungsgemäß eine Pulsbreitenmodulatorschaltung vorgesehen, die ein Schaltelement gegen Überlastung schützen kann bzw. das Auftreten eines Knackgeräusches verhindern kann, wobei dies nur einen geringen Mehraufwand an Schaltungskomponenten, geringe Mehrkosten und einen geringfügig vergrößerten Flächenbedarf auf einem Siliciumchip verursacht. Die Erfindung schafft auch eine Pulsbreitenmodulatorschaltung mit leicht steuerbarer Impulsbreite. Im Rahmen der Erfindung können selbstverständlich die
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Polaritäten der beschriebenen Schaltungskomponenten umgekehrt werden. In diesem Fall muß die Bezugsspannung zum Begrenzen der Impulsbreite erhöht und nicht erniedrigt werden.
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Claims (19)

Patentansprüche
1. Pulsbreitenmodulatorschaltung mit einer Stromversorgungsleitung (3), einer Bezugsspannungsleitung (4), einem Eingangsanschluß (1) zum Empfang eines Eingangssignals, einem Ausgangsanschluß (2), einem Sägezahnoszillator (8), einem ersten Widerstand (13) , der ein mit der Stromversorgungsleitung (3) verbundenes Ende und ein anderes Ende aufweist, einem zweiten Widerstand (14), dessen eines Ende mit der Bezugsspannungsleitung (4) und dessen anderes Ende mit dem anderen Ende des ersten Widerstandes (13) verbunden ist, einem ersten Komparator (9), der an einem ersten Eingang
COPY i
BANK: DRESDNER BANK. HAMBURG. 4030448 (BLZ 20080000) ■ POSTSCHECK: HAMBURG 147607-200 (BLZ 20010020) ■ TELEGRAMMr SPECHTZIES
das Eingangssignal von dem Eingangsanschluß (1) und an einem zweiten Eingang das Ausgangssignal des Sägezahnoszillators (8) empfängt, einem zweiten Komparator (10), dessen einer Eingang mit dem Verbindungspunkt (17) dessen ersten und zweiten Widerstandes (13,14) verbunden ist und dessen anderer Eingang das Ausgangssignal des Sägezahnoszillators (8) empfängt, und einem AND-Glied (11), das an seinen beiden Eingängen (18,19) die Ausgangssignale der beiden Komparatoren (9,10) empfängt und mit seinem Ausgang (20) mit dem Ausgangsanschluß (2) verbunden ist, wobei ein Kondensator (42) parallel zu dem zweiten Widerstand (14) geschaltet ist.
2. Pulsbreitenmodulatorschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltstufe (41), die ein mit der Bezugsspannungsleitung (4) verbundenes Ende und ein mit dem Verbindungspunkt (17) der Widerstände (13,14) verbundenes Ende aufweist und an einem Steuereingang (42) ein Steuersignal empfängt, durch welches die Verbindung oder Unterbrechung zwischen den beiden Enden der Schaltstufe (41) steuerbar ist.
3. Pulsbreitenmodulatorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltstufe (41)
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einen Transistor (45,46) aufweist, der einen parallel zum Kondensator (43) geschalteten Strompfad bildet und eine mit dem Steuereingang (42) verbundene Steuerelektrode aufweist.
4. Pulsbreitenmodulatorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß Schaltelemente (44,47) zur Erzeugung eines konstanten Spannungsabfalls in Serie zwischen dem Steuereingang (42) der Schaltstufe und der Steuerelektrode des Transistors (45) geschaltet sind.
5. Pulsbreitenmodulatorschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltelemente mindestens einen PN-Übergang aufweisen.
6. Pulsbreitenmodulatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Schaltstufe (41) vorgesehen ist, die zwei Anschlüsse und einen Steuereingang zum Empfang eines Steuersignals zum Steuern der Verbindung oder Unterbrechung zwischen den beiden Anschlüssen der Schaltstufe aufweist, wobei der Strompfad zwischen den beiden Anschlüssen der Schaltstufe in Serie mit dem ersten Widerstand (13) zwischen die Stromversorgungsleitung (3) und das andere Ende des zweiten Widerstandes (14) geschaltet ist.
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7. Pulsbreitenmodulatorschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltstufe (41) einen Transistor (45) aufweist, der eine mit dem einen Anschluß verbundene gemeinsame Elektrode, eine mit dem anderen Anschluß verbundene Ausgangselektrode und eine mit dem Steuereingang (42) verbundene Steuerelektrode aufweist.
8. Pulsbreitenmodulatorschaltung mit einem Eingangsanschluß (1) zum Empfang eines Eingangssignals, einem ersten Komparator (9), der einen Ausgang (18) , einen mit dem Eingangsanschluß (1) verbundenen nicht-invertierenden Eingang
(15) und einen invertierenden Eingang (16) aufweist, einem zweiten Komparator (10), der einen mit dem invertierenden Eingang des ersten Komparators (9) verbundenen invertierenden Eingang (16), einen nicht-invertierenden Eingang (17) und einen Ausgang (19) aufweist, einem Sägezahnoszillator (8), dessen Ausgang mit den invertierenden Eingängen (16) des ersten und zweiten Komparators (9,10) verbunden ist, einem AND-Glied (11), dessen beide Eingänge mit den Ausgängen (18,19) des ersten und zweiten Komparators (9,10) verbunden ist und dessen Ausgang mit dem Ausgangsanschluß (2) der Pulsbreitenmodulatorschaltung verbunden ist, einer Serienschaltung, bestehend aus einem ersten Widerstand
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(13) und der Parallelanordnung eines zweiten Widerstandes
(14) und eines Kondensators (43), über die ein Referenzpotential (4) mit dem nicht-invertierenden Eingang (17) des zweiten !Comparators (10) verbunden ist, und einer Schaltstufe (41) zum Ändern des Potentials am nicht-invertierenden Eingang (17) dem zweiten Komparators (10) in Abhängigkeit von einem der Schaltstufe (43) zugeführten Signal.
9. Pulsbreitenmodulatorschaltung mit einem Eingangsanschluß (1) zum Empfang eines Eingangssignals, einer ersten Stromversorgungsleitung (3), einer zweiten Stromversorgungsleitung (4),einem Sägezahnoszxllator (8), einem Bezugsspannungsgenerator, der eine Serienschaltung aus einem ersten Widerstand (13) und einem parallel zu einem Kondensator (43) geschalteten zweiten Widerstand (14) aufweist, wobei die Serienschaltung zwischen die erste und zweite Stromversorgungsleitung (3,4) geschaltet ist und am Verbindungspunkt
(17) des ersten und zweiten Widerstandes (13,14) die Bezugsspannung erzeugt, sowie mit einem Vergleicherteil (6) , der einen mit dem Eingangsanschluß (1) verbundenen ersten Anschluß (15), einen mit dem Ausgang des Sägezahngenerators
(8) verbundenen zweiten Anschluß (16), einen mit der Bezugsspannung verbundenen dritten Anschluß (17) und einen mit
dem Ausgangsanschluß (2) verbundenen Anschluß (20) aufweist und der von dem Eingangssignal und der Bezugsspannung das jeweils niedrigere Spannung aufweisende Signal mit dem Ausgangssignal des Sägezahngenerators (8) vergleicht.
10. Pulsbreitenmodulator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Vergleicherteil (6) eine Konstantstromquelle (21) und einen, zweiten und dritten Transistor (22,23,24) umfaßt, wobei die Emitter aller drei Transistoren mit der Konstantstromquelle (21) verbunden sind und die Basis des ersten Transistors (22) mit dem ersten Anschluß (15), die Basis des zweiten Transistors (24) mit dem zweiten Anschluß (16) und die Basis des dritten Transistors (23) mit dem dritten Anschluß (17) der Vergleicherschaltung verbunden sind, und wobei eine Last (25) mit ihrem einen Ende mit den Kollektoren des ersten und dritten Transistors (22,23) und mit ihrem anderen Ende mit dem vierten Anschluß (20) verbunden ist.
11 . Pulsbreitenmodulatorschaltung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Schaltstufe (41), die einen parallel zu dem zweiten Widerstand (14) geschalteten Strompfad bildet, dessen Leitfähigkeit durch ein Steuersignal steuerbar ist.
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12. Pulsbreitenmodulatorschaltung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Schaltstufe (41), die einen in Serie mit dem ersten Widerstand (13) geschalteten Strompfad bildet, dessen Leitfähigkeit durch ein Steuersignal steuerbar ist.
13. Pulsbreitenmodulatorschaltung (PWM-Schaltung) mit einem Eingang (1) zum Empfang eines Eingangssignals, einem Referenzanschluß (17) zum Empfang eines Bezugspotential und einem Spannungsteiler mit mindestens einem ersten Impedanzelement (14) das in Serie zwischen dem Referenzanschluß (17) und einem niedrigen Potential (4) geschaltet ist sowie einem zweiten Impedanzelement (13) das in Serie zwischen dem Referenzanschluß (17) und einem höheren Potential (3) geschaltet ist, wobei der Pulsbreitenmodulator ein PWM-Signal in Abhängigkeit vom Eingangssignal mit einer vom Referenzpotential begrenzten maximalen Impulsbreite liefert, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kapazität (4 3) parallel zu dem ersten Impedanzelement (14) geschaltet ist.
14. PWM-Schaltung nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η zeichnet, daß Schaltmittel (41) vorgesehen sind, die das Bezugspotential (17) in Abhängigkeit von einem
Schaltsteuersignal ändern, um die maximale Pulsbreite des PWM-Signals zu begrenzen.
15. PWM-Schaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltmittel (41) parallel zu dem ersten Impedanzelement (14) geschaltet sind.
16. PWM-Schaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltmittel in Serie zu dem zweiten Impedanzelement (13) zwischen dem höheren Potential (3) und dem Referenzanschluß (17) geschaltet sind.
17. Pulsbreitenmodulator, der in Abhängigkeit von einem Eingangssignal und einem Bezugspotential ein pulsbreitenmoduliertes Ausgangssignal liefert, dessen maximale Impulsbreite durch das Bezugspotential bestimmt ist, mit einem Bezugsspannungsgenerator (3,4,13,14) zum Erzeugen des Bezugspotentials mit einem bestimmten Bezugspotentialwert beim Normalbetrieb der PWM-Schaltung, dadurch gekennzeichnet , daß der Bezugspotentialgenerator (3,4,13, 14) Schaltungselemente (43) aufweist, die einen allmählichen Anstieg des Bezugspotentials auf den gewünschten Bezugspotentialwert nach dem Einschalten der Pulsbreiten-
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modulatorschaltung bewirken.
18. Pulsbreitenmodulatorschaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß der Bezugspotentialgenerator (3,4,13,14) einen Spannungsteiler aus dem ersten und zweiten Impedanzelement (13,14) umfaßt und daß die Schaltelemente einen Kondensator (43) umfassen, der mit dem Verbindungspunkt (17) zwischen den Impedanzelementen (13,14) verbunden ist.
19. Pulsbreitenmodulatorschaltung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch Schaltmittel (41) zum gesteuerten Ändern des Bezugspotentials zur weiteren Begrenzung der maximalen Pulsbreite des Ausgangssignals der Pulsbreitenmodulatorschaltung.
DE3227296A 1981-07-24 1982-07-21 Pulsbreitenmodulatorschaltung mit steuerbarer Einschaltverzögerung Expired DE3227296C2 (de)

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