DE3430711C2 - Frequency-to-voltage converter - Google Patents
Frequency-to-voltage converterInfo
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- DE3430711C2 DE3430711C2 DE19843430711 DE3430711A DE3430711C2 DE 3430711 C2 DE3430711 C2 DE 3430711C2 DE 19843430711 DE19843430711 DE 19843430711 DE 3430711 A DE3430711 A DE 3430711A DE 3430711 C2 DE3430711 C2 DE 3430711C2
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Frequenz-Spannungswandler insbesondere als Drehzahlmesser hoher Genauigkeit, bei dem aus einem die Periode bestimmenden Taktsignal mit variablem, einstellbarem Tastverhältnis ein rampenförmiges Signal mit konstanter Steigung erzeugt wird, das einem Spitzenwertspeicher mit einer Entladeüberwachungsschaltung und einem Tiefpaß zugeführt wird. Dabei wird ein die Maxima des rampenförmigen Signals einhüllendes Signal erzeugt, das einem differenzenbildenden Operationsverstärker zugeführt wird. An dessen Ausgang steht ein der Frequenz bzw. Drehzahl direkt proportionales Spannungssignal an.The invention relates to a frequency-voltage converter in particular as a high-precision tachometer, in which a ramp-shaped signal with a constant slope is generated from a clock signal determining the period with a variable, adjustable duty cycle, which is fed to a peak value memory with a discharge monitoring circuit and a low-pass filter. In this case, a signal enveloping the maxima of the ramp-shaped signal is generated, which is fed to an operational amplifier that forms the difference. At its output there is a voltage signal that is directly proportional to the frequency or speed.
Description
3 43 4
Die Fig. la—ld betreffen nicht direkt den eigentli- In einem Tief paß RC-Glied Ä77·, dp wird ein die Spit-FIGS. 1 a - 1 d do not directly relate to the actual
chen Erfindungsgegenstand und sind lediglich als Ver- zenwerte des rampenförmigen Signals einhüllendes Si-object of the invention and are only used as decimal values of the ramp-shaped signal enveloping Si
ständnishilfe für die Erfindung gedacht Es zeigt gnalUcrp gemäß F ig. 3 erzeugtstanding aid intended for the invention. It shows gnalUcrp according to FIG. 3 generated
Fig. la ein Tiefpaß RC-Glied mit einem rampenför- Dieses Signal Uctp verläuft ungekehrt proportionalFig. La a low-pass RC element with a ramp-This signal Uctp is inversely proportional
migen Eingangssignal, 5 zur Frequenz bzw. Drehzahl, d. h. eine große Frequenzmoderate input signal, 5 for frequency or speed, d. H. a great frequency
F i g. 1 b das die Periode bestimmende Taktsignal t/7-, bzw. Drehzahl erzeugt eine kleine Spannung Uctp undF i g. 1 b the clock signal t / 7-, or speed, which determines the period, generates a small voltage Uctp and
F i g. 1 c das Ausgangssignal Uffi der bistabilen Kipp- umgekehrtF i g. 1 c the output signal Uffi of the bistable toggle reversed
stufe FF3, In einem nachgeschalteten Operationsverstärker OP2 stage FF 3 , in a downstream operational amplifier OP 2
Fig. Id das Eingangs- und Ausgangssignal am Tief- gemäß Fig.2 wird eine zur Frequenz bzw. DrehzahlFig. Id the input and output signal at the low according to Fig.2 becomes a frequency or speed
paß-RC-Glied gemäß F i g. 1 a, 10 direkt proportionale Ausgangsspannung Uausganc 2 er-pass-RC element according to FIG. 1 a, 10 directly proportional output voltage Uoutganc 2
F i g. 2 ein Blockschaltbild für einen Frequenz-Span- zeugt Der Operationsverstärker ist als Differenzyer-F i g. 2 a block diagram for a frequency voltage generator The operational amplifier is designed as a differential controller
nungswandler bzw. Drehzahlmesser, stärker beschaltet Die Spannung Uctp wird über denvoltage converter or tachometer, more heavily wired. The voltage Uctp is supplied via the
F i g. 3 die Spannungsverläufe von Rampensignal Ur, Widerstand A5 dem Minuseingang zugeführt Der Aus-Spannungsverlauf Ucsp am Speicherkondensator, Span- gang des Operationsverstärkers OP2 ist über den Winungsverlauf i/cTP am Tief paß-RC-Glied, 15 derstand Rs auf den Minuseingang gegengekoppeltF i g. 3 the voltage curves of ramp signal Ur, resistor A 5 fed to the negative input The off-voltage curve Ucsp at the storage capacitor, voltage output of the operational amplifier OP2 is fed back to the negative input via the winding curve i / cTP on the low-pass RC element, 15 derstand Rs
F ig. 4 ein detailliertes Blockschaltbild eines Fre- Der Pluseingang ist an den Spannungsteilerabgriff A3 Fig. 4 a detailed block diagram of a Fre- The positive input is at the voltage divider tap A 3
quenz-Spannungswandlers bzw-. Drehzahlmessers ge- des Spannungsteilers Ri, Ra angeschlossen, der von derfrequency voltage converter or. The tachometer is connected to the voltage divider Ri, Ra, which is connected to the
maß dem Blockschaltbild der F i g. 2, konstanten Versorgungsspannung U8 gespeist wird.measured the block diagram of FIG. 2, constant supply voltage U 8 is fed.
Fig.5 den Verlauf der Ausgangsspannung Den zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung desFig.5 the course of the output voltage the time course of the output voltage of the
UAUSGANG! des Frequenz-Spannungswandlers bzw. 20 Operationsverstärkers OP2 zeigt Fig.5. Die Perioden- OUTPUT! of the frequency-to-voltage converter or operational amplifier OP 2 is shown in FIG. The period
Drehzahlmessers gemäß der F i g. 4 bei einem rampen- dauer ist dabei die gleiche wie in F i g, 3.Tachometer according to FIG. 4 for a ramp duration is the same as in FIG. 3.
förmigen Signal gemäß der F i g. 3, Frequenz-Spannungswandier, insbesondere als Dreh-shaped signal according to FIG. 3, frequency-voltage converter, especially as a rotary
F i g. 6 die Impulsdiagramme des Frequenz-Span- zahlmesser gemäß dem detaillierten Blockschaltbild in nungswandlers bzw. Drehzahlmessers gemäß F i g. 4. F i g. 4 arbeiten nach dem Prinzip, daß über die PerlZur Speicherung der Spitze eines periodischen ram- 25 odendauer der zu messenden Frequenz bzw. Drehzahl penförmigen Signals innerhalb jeder Periode ist ein ein- ein Taktsignal Ut mit variablem einstellbarem Tastverfaches Tiefpaß RC-Glied gemäß der Fig. la nicht ge- hältnis in einer nicht dargestellten Geberschaltung, beieignet Aus Messungen und Berechnungen geht hervor, spielsweise einem Hall-Geber, erzeugt wird gemäß daß die Ausgangsspannung gemäß F i g. Id am Tiefpaß F i g. 1 b bzw. 6a. Innerhalb jeder Periode wird ein Kon-RC-Glied der Etynamik des rampenförmigen Signals zur 30 densator Cs von einer Konstantstroiiiquelle in einem Erfassung der jeweiligen Spitzenwerte nicht folgen Rampengenerator R mit einer konstanten Steigung gekann. laden, so daß die jeweiligen Periodenmaxima des Aus-F i g. 6 shows the pulse diagrams of the frequency chip counter according to the detailed block diagram in the voltage converter or tachometer according to FIG. 4. Fig. 4 operate on the principle that a clock signal Ut with a variable, adjustable duty cycle low-pass RC element according to FIG. Ia not proportion in a transmitter circuit, not shown, is suitable From measurements and calculations, for example a Hall transmitter, is generated according to the fact that the output voltage according to FIG. Id at the low pass F i g. 1 b or 6a. Within each period, a con-RC member will not follow the Etynamik the ramp-shaped signal to the capacitor Cs from a 30 Konstantstroiiiquelle in a detection of the respective peak values of the ramp generator having a constant slope R gekann. load so that the respective period maxima of the output
Das in Fig.Ib gezeigte Taktsignal Utbestimmt die gangssignals Us ein Maß für die Periodendauer bzw.The clock signal Ut shown in Fig.Ib determines the output signal Us a measure of the period or
Periodendauer des rampenförmigen Signals konstanter Frequenz oder Drehzahl sind. Dazu wird das TaktsignalPeriod duration of the ramp-shaped signal of constant frequency or speed are. For this purpose the clock signal
Steigung und hat ein variables einstellbares Tastverhält- 35 Ur durch eine bistabile Kippstufe FF3 mit dem Fre-Slope and has a variable adjustable pulse duty factor 35 Ur through a bistable flip-flop FF3 with the fre-
nis. quenzteilerverhältnis vor/ 2:1 heruntergeteilt und dienis. frequency divider ratio before / 2: 1 divided down and the
Dazu wird über eine frequenzteilende bistabile Kipp- Ausgangsspannung Uffz der bistabilen Kippstufe FF3 For this purpose, a frequency dividing bistable tilting Uffz output voltage of the bistable multivibrator FF 3
stufe FF3 mit dem Frequenzteilerverhältnis von 2 :1 das gemäß F i g. Ic bzw. F i g. 6b entlädt mit jeder Schalt-stage FF 3 with the frequency divider ratio of 2: 1 according to FIG. Ic and F i g. 6b discharges with every switching
Signal Uff3 erzeugt Mit jeder Schaltflanke dieses Si- flanke den Kondensator Cs des Rampengeneraiors R Signal Uff 3 generates the capacitor Cs of the ramp generator R with each switching edge of this Si edge
gnals wird in einer digitalen Schaltung des Rampenge- 40 auf Bezugspotential. Am Ausgang des Rampengenera-In a digital circuit, the ramp 40 is set to reference potential. At the exit of the ramp generator
nerators R der Kondensator Cr entladen, wie dies die tors entsteht das Signal Ur gemäß F i g. Id bzw. 6a Zurnerators R discharge the capacitor Cr , as this the gate produces the signal Ur according to F i g. Id or 6a Zur
F i g. Id zeigt Speicherung der Spitze des rampenförmigen Signals je-F i g. Id shows the storage of the peak of the ramp-shaped signal for each
Bei dem in F ii g. 2 gezeigten Blockschaltbiid für einen der Periode wird ein Speicherkondensator Csp von einerIn the case of the in F ii g. 2 for one of the periods is a storage capacitor Csp of a
Frequenz-Spaniiungswandler, insbesondere als Dreh- Ladeschaltung, bestehend aus einer Stromquelle Q, ei-Frequency voltage converter, in particular as a rotary charging circuit, consisting of a current source Q, a
zahlmesser wird das Taktsignal UT der bistabilen Kipp- 45 ner Diode D\ und einem Komparator K\ geladen. Dercounter, the clock signal U T of the bistable Kipp- 45 ner diode D \ and a comparator K \ is loaded. Of the
stufe FF3 zugeführt, an deren Ausgang das Signal Uff3 Ladevorgang dauert so lange an, bis das rampenförmigestage FF3, at the output of which the signal Uff 3 charging process continues until the ramp-shaped
entsteht. Dieses Signal wird dem Rampengenerator R Signal sein Maximum erreicht hat Im Komparator K\ arises. This signal is sent to the ramp generator R signal has reached its maximum In the comparator K \
mit dem Kondensator Cr zugeführt, an dessen Ausgang werden rampenförmiges Signa!, das dem Pluseingangwith the capacitor Cr supplied, at the output of which there are ramp-shaped signals! that of the plus input
das rampenförmige Signal Ur gemäß F i g. 3 ansteht In zugeführt ist und Spannung am Speicherkondensatorthe ramp-shaped signal Ur according to FIG. 3 pending In is supplied and voltage is applied to the storage capacitor
einem Spitzenwertspeicher SP mit dem Speicherkon- 50 Csp, die dem Minuseingang von K1 zugeführt ist, mitein-a peak value memory SP with the memory con- 50 Csp, which is fed to the minus input of K 1, with one-
densator Csp wird ein die Spitzenwerte des rampenför- ander verglichen, und sein Ausgang unterbindet den La-capacitor Csp , the peak values of the ramp conveyor are compared, and its output prevents the charging
migen Signals speicherndes Signal Ucsp erzeugt gemäß devorgang am Speicherkondensator, wenn das ramper-The signal Ucsp, which stores a moderate signal, is generated according to the process on the storage capacitor when the ramper-
F i g. 3. förmige Signal kleiner ist als die gespeicherte SpannungF i g. 3. shaped signal is smaller than the stored voltage
Das Taktsignal i/rwird außerdem einer Entladeüber- arn S,>eicherkondensator Csp. Damit sich der Speicher-The clock signal i / r is also sent to a discharge over arn S,> eicherkondensator Csp. So that the memory
wachungsschaltunf, EU zugeführt, die durch ihre Logik 55 kondensator dann nicht über den Ausgang des Kompa-monitoring circuit, EU supplied, which by its logic 55 capacitor then not via the output of the compa-
erkennt, wenn das Signal Ucsp der Dynamik der Spit- rators K\ entladen kann, ist zwischen dem Ausgang desrecognizes when the signal Ucsp can discharge the dynamics of the Spit- rators K \ , is between the output of the
zenwerte des rampenförmigen Signals nicht zu folgen Komparators Kt, an den auch der eine Anschluß derzenwerte of the ramp-shaped signal not to follow comparator Kt, to which also one connection of the
vermag, wie dies z.B. in der 5. Periode T5 in F ig. 3 Stromquelle Q angeschlossen ist, und dem Speicherkon-is able, as is the case, for example, in the 5th period T 5 in Fig. 3 power source Q is connected, and the memory con-
dargestellt ist Dieser Fall tritt dann ein, wenn das Ver- densator eine Diode D\ geschaltet, und zwar so, daß ihreThis case occurs when the capacitor switches a diode D \ in such a way that its
hältnis des Maximums einer Periode des rampenförmi- 60 Kathode mit einem spannungsführenden Anschluß desratio of the maximum of a period of the ramp-shaped cathode with a live connection of the
gen Signals zum Maximum der unmittelbar vorherge- Speicherkondensators Csp verbunden ist, dessen ande-gen signal to the maximum of the immediately preceding storage capacitor Csp , whose other
henden Periode ein festes, einstellbares prozentuales rer Anschluß auf Massepotential liegtpending period a fixed, adjustable percentage rer connection is at ground potential
Verhältnis unterschreitet, das beispielsweise aus Korn- Die Spannung am Speicherkondensator Csp liegt am The ratio falls below, for example, from grain The voltage across the storage capacitor Csp is on
promißgründen bei 70% liegen kann. Pluspol eins nicht invertierenden OperationsverstärkersFor reasons of failure, this can be 70%. Positive pole one non-inverting op amp
Der Speicherkondensator Csp des Spitzenwertspei- 65 OP\ an, dessen Min'iseingang auf seinen Ausgang zu-The storage capacitor Csp of Spitzenwertspei- 65 OP \, whose Min'iseingang to its output to-
chers wird in dieserr Fall auf Bezugspotential entladen rückgekoppelt ist Die Ausgangsspannung des Opera-In this case, the discharge is fed back to the reference potential.
und in der darauffolgenden Periode für die Speicherung tionsverstärkers OPi ist so groß wie die Spannung amand in the subsequent period for the storage tion amplifier OPi is as large as the voltage on
des folgenden Spitzenwei tes wieder freigegeben. Speicherkondensator Ucsp und speist einen Spannungs-the next peak width released again. Storage capacitor Ucsp and feeds a voltage
teiler bestehend aus den drei Widerständen R\, R2 und Ri mit den Spannungsteilerabgriffen A\ und A2 sowie den zugehörigen Spannungen UA ι und UA 2. Des weiteren ist der Ausgang des Operationsverstärkers OPi mit dem einen Anschluß des Widerstandes Rtp eines Tiefpaß RC-Glieds verbunden, dessen Anschluß mit dem zeitkonstantenbestimmenden Kondensator CTp verbunden ist, dessen anderer Anschluß auf Massepotential liegtdivider consisting of the three resistors R \, R 2 and Ri with the voltage divider taps A \ and A 2 and the associated voltages U A ι and U A 2 . Furthermore, the output of the operational amplifier OPi is connected to one terminal of the resistor Rtp of a low-pass RC element, the terminal of which is connected to the time constant-determining capacitor C T p , the other terminal of which is at ground potential
Der Spannungsteilerabgriff A \ wird dem Pluseingang eines zweiten !Comparators K2 und der Spannungsteilerabgriff Ai wird dem Minuseingang eines dritten !Comparators K3 zugeführt. Dem Minuseingang des zweiten und dem Pluseingang des dritten !Comparators wird das rampenförmige Signal zugeführt. Die Ausgänge der Komparatoren Ki und K3 sind mit je einem Eingang eines AND-Gatters C verbunden, dessen Ausgangsspannung Uo einer monostabilen Kippstufe M\ zugeführt wird. Außerdem wirH dieses Signa! dem einen Eingang eines OR-Gatters £ zugeführt, dessen Ausgang über einen Widerstand A4 einen Entladetransistor Tansteuert, dessen Kollektor unmittelbar mit dem spannungsführenden Anschluß des Speicherkondensators Csp verbunden ist. Der Emitter des Entladetransistors liegt auf Massepotential.The voltage divider tap A \ is fed to the positive input of a second comparator K 2 and the voltage divider tap Ai is fed to the negative input of a third comparator K 3. The ramp-shaped signal is fed to the minus input of the second and the plus input of the third! The outputs of the comparators Ki and K 3 are each connected to an input of an AND gate C , the output voltage Uo of which is fed to a monostable multivibrator M \ . We also have this sign! fed to one input of an OR gate £, the output of which controls a discharge transistor Tan via a resistor A4, the collector of which is directly connected to the live connection of the storage capacitor Csp . The emitter of the discharge transistor is at ground potential.
Wenn am Ende einer Periode die Spannung am Speicherkondensator Csp gleich dem Spannungsspitzenwert des rampenförmigen Signals ist, wird mit dem Abriß des Rampensignals der Ladevorgang am Speicherkondensator Csp über den Komparator K\ unterbrochen. Die Spannung des Speicherkondensators Csp liegt dann mit abgestuften prozentualen Werten einmal am Pluseingang des Komparators K2 über den Spannungsteilerabgriff A\ und zum anderen am Minuseingang des Komparators Ki über den Spannungsteilerabgriff A2 an. Ist das rampenförmige Signal in der darauffolgenden Periode ab einem bestimmten Zeitpunkt kleiner als die am Abgriff >\ 1 anliegende und größer als die am Spannungsteilerabgriff A2 anliegende Spannung, dann entsteht am Ausgang des AND-Gatters G ein High-Pegel, der über den einen Eingang des OR-Gatters £den Entladetransistor Tansteuert Dieser entlädt nun den Spannungskondensator Csp. Die Dauer des Entladevorgangs wird dabei geregelt. Die Spannung am Speicherkondensator nimmt durch den Entladevorgang sehr schnell ab. Seine momentane Spannung Ucsp liegt auch über den Operationsverstärker OPi am Spannungsteiler R\, R2 und R3 an. Nach einer relativ kurzen Zeit ist die Spannung UA 1 am Spannungsteilerabgriff A\ dadurch kleiner als die momentane rampenförmige Spannung, wodurch der Komparatorausgan£ von K2 auf einem logischen Low-Pegel zu liegen kommt und dadurch ebenfalls der Ausgang des AND-Gatters G auf logischem Low-Pegel liegt Der Entladetransistor 7 wird gesperrt Er wird also auf diese Weise von in ihrer Impulsbreite geregelten Entladeimpulsen angesteuert, so daß der Speicherkondensator Csp nur auf den momentanen Wert des rampenförmigen Signals innerhalb einer Periode entladen wird. Danach gibt der Ausgang des Komparators K\ die Stromquelle Q zum Laden des Speicherkondensators Csp wieder zur Speicherung des neuen Spitzenwertes frei.If at the end of a period the voltage at the storage capacitor Csp is equal to the peak voltage value of the ramp-shaped signal, the charging process at the storage capacitor Csp via the comparator K \ is interrupted when the ramp signal breaks. The voltage of the storage capacitor Csp is then applied with graduated percentage values on the one hand to the positive input of the comparator K 2 via the voltage divider tap A \ and on the other hand to the negative input of the comparator Ki via the voltage divider tap A 2 . If the ramp-shaped signal in the following period from a certain point in time is smaller than the voltage applied to tap> \ 1 and higher than the voltage applied to voltage divider tap A 2 , then a high level occurs at the output of AND gate G The input of the OR gate £ controls the discharge transistor Tan. This now discharges the voltage capacitor Csp. The duration of the discharge process is regulated. The voltage on the storage capacitor decreases very quickly due to the discharge process. Its instantaneous voltage Ucsp is also applied to the voltage divider R \, R 2 and R 3 via the operational amplifier OPi. After a relatively short time, the voltage U A 1 at the voltage divider tap A \ is smaller than the instantaneous ramp-shaped voltage, which means that the comparator output from K 2 is at a logic low level and the output of the AND gate G is thus also on logic low level. The discharge transistor 7 is blocked. In this way, it is controlled by discharge pulses whose pulse width is regulated, so that the storage capacitor Csp is only discharged to the current value of the ramp-shaped signal within one period. The output of the comparator K \ then enables the current source Q for charging the storage capacitor Csp again for storing the new peak value.
Den Verlauf des rampenförmigen Signals Ur sowie den Spannungsverlauf Ucsp an Speicherkondensator und am Ausgang des Tiefpaß RC-Glieds für den beschriebenen Fall zeigen die F i g. 3 bis zur 4. Periode und ab der 7. Periode sowie die F i g. 6c bis zur 2. Periode und ab der 7. Periode.The course of the ramp-shaped signal Ur and the voltage course Ucsp at the storage capacitor and at the output of the low-pass RC element for the case described are shown in FIG. 3 up to the 4th period and from the 7th period as well as the F i g. 6c up to the 2nd period and from the 7th period.
Es sind dabei Fälle angenommen, wo die Spannung Ucsp des Spitzenwertspeichers der Dynamik der Spannungsspitzen des rampenförmigen Signals fojgen kann.Cases are assumed in which the voltage Ucsp of the peak value memory can follow the dynamics of the voltage peaks of the ramp-shaped signal.
Bleibt nun in der darauffolgenden Periode das rampenförmige Signal kleiner als der am Spannungsteilerabgriff A2 anliegende Spannungswert, liegt der Ausgang des Komparators K3 auf logischem Low-Pegel ebenso wie der Ausgang des AND-Gatters G. Dadurch wird der Entladetransistor Tnicht angesteuert und der Speicherkondensator Csp behält seinen Spannungswert konstant bei und kann den aktuellen Spitzenwerten des rampenförmigen Signals nicht mehr folgen.If in the following period the ramp-shaped signal remains lower than the voltage value present at the voltage divider tap A 2 , the output of the comparator K 3 is at a logic low level, as is the output of the AND gate G. As a result, the discharge transistor T is not activated and the storage capacitor Csp maintains its voltage value constantly and can no longer follow the current peak values of the ramp-shaped signal.
Um dies zu vermeiden, ist eine Entladeüberwachungsschaltung gemäß F i g. 2 und 4 für einen Spitzenwertspeicher entwickelt worden, die diesen entscheidenden Nachteil nicht hat.To avoid this, a discharge monitoring circuit according to FIG. 2 and 4 have been developed for a peak value memory that does not have this decisive disadvantage.
In Fig.3 wird ihre prinzipielle Wirkungsweise gezeigt. Durch die Entladeüberwachungsschaltung wird ift7t lifvn F.ntlaHptransistnr am F.nHe rlpr S. Pftrinrle in 4-— — — -■ - --■ In Fig.3 their basic mode of operation is shown. Through the discharge monitoring circuit, ift7t lifvn F.ntlaHptransistnr am F.nHe rlpr S. Pftrinrle in 4- - - - - ■ - - ■
F i g. 3 ein in seiner Impulsbreite gesteuerter impuls zugeführt, der den Speicherkondensator Csp nahezu ganz entlädt und anschließend wird der Speicherkondensator wieder auf den Spitzenwert des rampenförmigen Signals geladen und die Spannung am Speicherkondensator Cj/' kann jetzt der Dynamik der Spitzenwerte des rampenförmigen Signais wieder folgen.F i g. 3 a pulse controlled in its pulse width is supplied, which discharges the storage capacitor Csp almost completely and then the storage capacitor is charged again to the peak value of the ramp-shaped signal and the voltage on the storage capacitor Cj / 'can now follow the dynamics of the peak values of the ramp-shaped signal again.
Die Entladeüberwachungsschaltung gemäß Fig.4 besteht arls einer monostabilen Kippstufe M\ einem OR-Gatter B, einer Frequenzteilerstufe FF2 mit dem Teilerverhältnis 2:1, einem Differenzierglied D, einer weiteren monostabilen Kippstufe M2, einem AND-Gatter C einer bistabilen Kippstufe FF\ und einem weiteren OR-Gatter E The Entladeüberwachungsschaltung according to Figure 4, there is a r ls a monostable multivibrator M \ an OR gate B, a frequency divider stage FF 2 to the divider ratio of 2: 1, a differentiating circuit D, a further monostable multivibrator M 2, an AND gate C of a bistable Flip-flop FF \ and a further OR gate E
Die in ihrer Impulsbreite geregelten Ausgangsimpulse Uc des AND-Gatters G werden einer monostabilen Kippstufe M] zugeführt, wo sie auf Impulse konstanter Impulsbreite verbreitert werden. Die Ausgangsimpulse Um ι der monostabilen Kippstufe M\ werden zusammen mit dem Taktsignal Ut je einem Eingang des OR-Gatters B zugeführt Seine Ausgangsimpulse Ub steuern die Frequenzteilerstufe FF2 mit dem Teilerverhältnis 2 :1 an. Das Ausgangssignal Uffi der Frequenzteilerstufe FF2 wird dem Differenzierglied D zugeführt, wobei nur dessen positive Ausgangsimpulse die nachgeschaltete monostabile Kippstufe M2 anstoßen, so daß an deren Ausgang Impulse konstanter Impulsbreite entstehen. Diese Impulse Um2 werden dem einen Eingang des AND-Gatters C zugeführt Das Taktsignal i/r wird außerdem noch dem Setzeingang S der bistabilen Kippstufe FFi zugeführt, deren Rücksetzeingang R vom Ausgangssignal des AND-Gatters G angesteuert wird. L^as Ausgangssignal Uff ι der bistabilen Kippstufe FFi wird dem anderen Eingang des AND-Gatters C zugeführt Sein Ausgangssignal Uc steuert den anderen Eingang des OR-Gatters E an, dessen einer Eingang vom Ausgangssignal Uc des AND-Gatters G angesteuert wird. Das Ausgangssignal Ue des OR-Gatters E steuert über den Widerstand R* den Entladetransistor T an. Dieser wird dadurch von in ihrer Impulsbreite geregelten oder gesteuerten Impulsen angesteuert, je nach dem, wie es aus Gründen der Dynamik der Spitzenwerte des rampenförmigen Signals erforderlich ist The output pulses Uc of the AND gate G , whose pulse width is regulated, are fed to a monostable multivibrator M] , where they are broadened to pulses of constant pulse width. The output pulses Um ι of the monostable multivibrator M \ are fed to one input of the OR gate B together with the clock signal Ut. Its output pulses Ub control the frequency divider stage FF 2 with the division ratio 2: 1. The output signal Uffi of the frequency divider stage FF 2 is fed to the differentiating element D , only its positive output pulses triggering the downstream monostable multivibrator M 2 , so that pulses of constant pulse width arise at its output. These pulses Um 2 are fed to one input of the AND gate C. The clock signal i / r is also fed to the set input S of the bistable multivibrator FFi , the reset input R of which is controlled by the output signal of the AND gate G. The output signal Uff ι of the bistable multivibrator FFi is fed to the other input of the AND gate C. Its output signal Uc controls the other input of the OR gate E , one input of which is controlled by the output signal Uc of the AND gate G. The output signal Ue of the OR gate E controls the discharge transistor T via the resistor R * . This is triggered by regulated or controlled pulses in their pulse width, depending on how it is necessary for reasons of the dynamics of the peak values of the ramp-shaped signal
In Fig.6 sind die zum detaillierten Blockschaltbild der F i g. 4 zugehörigen Impulsdiagramme aufgezeigtIn Fig. 6 are the detailed block diagram the F i g. 4 associated pulse diagrams are shown
F i g. 6a zeigt den zeitlichen Verlauf eines angenommenen Taktsignals Ut- Davon abgeleitet ist das in Fig.6b gezeigte Ausgangssignal Uff3 der bistabilen Kippstufe FF3 mit dem Frequenzteilerverhältnis vonF i g. 6a shows the time profile of an assumed clock signal Ut . The output signal Uff3, shown in FIG. 6b, of the bistable multivibrator FF3 with the frequency divider ratio of
2 :1. F i g. 6c zeigt das dazugehörige rampenförmige Signal Ur des Rampengenerators R sowie den Verlauf der Spannung am Speicherkondensator Ucsp und den Verlauf der Spannung am Ausgang des Tiefpaß RC-Glieds Ucm F i g. 6d zeigt den Verlauf der in ihrer Impulsbreite geregelten Nadelimpulse Uc am Ausgang des AND-Gatters C. In der dritten und fünften Periode können diese Impulse im Spitzenwertspeicher nicht gebildet werd«r;.2: 1. F i g. 6c shows the associated ramp-shaped signal Ur of the ramp generator R as well as the profile of the voltage on the storage capacitor Ucsp and the profile of the voltage at the output of the low-pass RC element Ucm F i g. 6d shows the course of the needle pulses Uc, whose pulse width is regulated, at the output of the AND gate C. In the third and fifth periods, these pulses cannot be formed in the peak value memory.
Das Taktsignal Ursetzt mit seiner LOW/HIGH-Flanke eine bistabile Kippstufe FFi und mit dem Ausgangsimpuls Uc des AND-Gatters G wird sie zurückgesetzt. F i g. 6e zeigt das Ausgangssignal der bistabilen Kippstufe Uff\- Fig.6f zeigt die in ihrer Impulsbreite konstanten Ausgangsimpulse der monostabilen Kippstufe M\, die aus den Ausgangsimpulsen Uc des AND-Gatters G gewonnen werden. Im OR-Gatter B werden das Taktsignal Ut und das Ausgangssignal Um\ der monostabilen. Kippstufe M\ miteinander verknüpft, dessen Äusgangssignai Ub F i g. ög zeigt, in der nachgeschaiteten Frequenzteilerstufe FF2 mit dem Frequenzteilerverhältnis von 2 :1 wird aus dem Ausgangssignal Ub des OR-Gatters Baas Ausgangssignal Uff2 gebildet, dessen Verlauf F i g. 6h zeigt.With its LOW / HIGH edge, the clock signal sets a flip-flop FFi and with the output pulse Uc of the AND gate G it is reset. F i g. 6e shows the output signal of the bistable multivibrator Uff \ - Fig.6f shows the constant in its pulse width output pulses of the monostable multivibrator M \, which are obtained from the output pulses of the AND gate G Uc. In the OR gate B , the clock signal Ut and the output signal Um \ are the monostable. Flip-flop M \ linked to one another, whose Äusgangssignai Ub F i g. Ög shows, in the downstream frequency divider stage FF2 with the frequency divider ratio of 2: 1 is formed from the output signal Ub of the OR gate Baas output signal Uff2 , the course of which F i g. 6h shows.
An dieser Frequenzteilerstufe steht ebenfalls das zu UfFi komplementäre Ausgangssignal TJfTI an, gemäß F i g. 6i. Dieses Signal wird einem differenzierenden Hochpaß RC-GIied D zugeführt, dessen Äusgangssignai Uo F i g. 6k zeigt. Nur seine positiven Nadelimpulse stoßen eine weitere monostabile Kippstufe M2 an, deren Ausgangsimpulse Um2 F i g. 61 zeigi.At this frequency divider stage is level if the output signal complementary to Uffi TJfTI to g in accordance with F i. 6i. This signal is fed to a differentiating high-pass filter RC-GIied D, whose output signal Uo F i g. 6k shows. Only its positive needle pulses trigger a further monostable multivibrator M 2 , the output pulses of which Um 2 F i g. 61 show
Eine Verknüpfung dieser Ausgangsimpulse Um 2 und der Ausgangsimpulse Uff\ der bistabilen Kippstufe FFi in einem weiteren AND-Gatter Cergibt an dessen Ausgang Impulse Uc gemäß Fig. 6m. Es ist der Darstellung zu entnehmen, daß diese in ihrer Impulsbreite gesteuerten Impulse nur am Ende der dritten und fünften Periode entstehen, also dort, wo dsr Speicherkondensator Csp nahezu ganz entladen werden soll, damit er der Dynamik der Spitzenwerte des rampenförmigen Signals wieder folgen kann. Die Ausgangsimpulse t/cdes AND-Gatters C werden dem anderen Eingang des OR-Gatters E zugeführt, dessen Ausgangssignal Ue Fig.6n zeigt. Dieses Ausgangssignal des OR-Gatters E wird über den Widerstand Rt, der Basis des Entladetransistors T zugeführt wodurch der Speicherkondensator Csp innerhalb einer Periode auf den Momentanwert des rampenförmigen Signals entladen wird, wenn die Ansteuerimpulse an der Basis des Entladetransistors T in ihrer Impulsbreite geregelt sind, und der Speicherkondensator Csp wird am Ende einer Periode nahezu ganz entladen, wenn die Ansteuerimpulse an der Basis von T ihrer Impulsbreite gesteuert sind.A combination of these output pulses Um 2 and the output pulses Uff \ of the bistable multivibrator FFi in a further AND gate C results in pulses Uc as shown in FIG. 6m at its output. It can be seen from the illustration that these pulses, which are controlled in their pulse width, occur only at the end of the third and fifth periods, i.e. where the storage capacitor Csp is to be almost completely discharged so that it can follow the dynamics of the peak values of the ramp-shaped signal again. The output pulses t / c of the AND gate C are fed to the other input of the OR gate E , the output signal Ue of which is shown in FIG. This output signal of the OR gate E is fed to the base of the discharge transistor T via the resistor Rt, whereby the storage capacitor Csp is discharged within one period to the instantaneous value of the ramp-shaped signal when the pulse width of the control pulses at the base of the discharge transistor T is regulated, and the storage capacitor Csp is almost completely discharged at the end of a period when the drive pulses are controlled at the base of T of their pulse width.
Zur Erzielung einer zur Frequenz oder Drehzahl direkt proportionalen Spannung wird die am Tiefpaß Rtp, Ctp anstehende Spannung Uctp über einen Widerstand /?5 dem Minuseingang eines Operationsverstärkers OP2 zugeführt, dessen Pluseingang an einen Spannungsteilerabgriff A3 eines Spannungsteilers, der aus zwei Widerständen Ri, Rg besteht, angeschlossen, der von einer Versorgungsspannungsquelle Ub gespeist wird Der Ausgang des Operationsverstärkers OP2 wird über einen Widerstand Ä6 auf den Minuseingang zurückgekoppelt To achieve a directly proportional to the frequency or speed voltage present at the low-pass filter Rtp, Ctp voltage UcTP 5 is fed via a resistor /? The negative input of an operational amplifier OP 2, its positive input to a voltage divider A 3 of a voltage divider, comprising two resistors Ri Rg is connected, which is fed by a supply voltage source Ub . The output of the operational amplifier OP2 is fed back to the negative input via a resistor Ä6
Dadurch wird am Ausgang des Operationsverstärkers OP2 eine der Frequenz bzw. Drehzahl direkt proportionale Spannung erzeugt gemäß F i g. 60, die direkt einem Frequenz- bzw. Drehzahlmeßgerät oder einem X- V-Schreiber zugeführt werden kann.As a result, a voltage directly proportional to the frequency or speed is generated at the output of the operational amplifier OP 2 according to FIG. 60, which can be fed directly to a frequency or speed measuring device or an X-V recorder.
Die Realisierung der Schaltung gemäß dem detaillierten Blockschaltbild in Fig.4 kann mit im Handel üblichen Bauelementen erfolgen. Es ist aber auch eine Gesamtintegration denkbar.The implementation of the circuit according to the detailed block diagram in FIG. 4 can be carried out using commercially available Components take place. However, overall integration is also conceivable.
Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings
Claims (6)
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Applications Claiming Priority (2)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3927966A1 (en) * | 1989-08-24 | 1991-02-28 | Vdo Schindling | METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING AN INPUT SIZE FOR A CROSS COIL INDICATOR |
DE102005046959A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Siemens Ag | Frequency modulation circuit for controlling e.g. resonance converter, has current source connected to terminal of integrated component to adjust duration of charging process of accumulator and rising edge of signal by producing current |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0368209A (en) * | 1989-08-07 | 1991-03-25 | Fujitsu Ltd | Signal converter |
JP3038994B2 (en) * | 1991-05-27 | 2000-05-08 | 株式会社デンソー | Drive for a cross-coil analog indicating instrument. |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2155834C3 (en) * | 1971-11-10 | 1981-01-29 | Knorr-Bremse Gmbh, 8000 Muenchen | Frequency-voltage converter, especially for anti-lock and anti-skid devices in vehicles |
DE3242565C1 (en) * | 1982-11-18 | 1984-04-26 | FAG Kugelfischer Georg Schäfer KGaA, 8720 Schweinfurt | Circuit arrangement for analog evaluation of the signals transmitted by digital rotational speed sensors |
-
1984
- 1984-08-21 DE DE19843430711 patent/DE3430711C2/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3927966A1 (en) * | 1989-08-24 | 1991-02-28 | Vdo Schindling | METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING AN INPUT SIZE FOR A CROSS COIL INDICATOR |
DE102005046959A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Siemens Ag | Frequency modulation circuit for controlling e.g. resonance converter, has current source connected to terminal of integrated component to adjust duration of charging process of accumulator and rising edge of signal by producing current |
Also Published As
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DE3430711A1 (en) | 1985-11-14 |
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