DE68912360T2

DE68912360T2 - Stromgesteuerte Sägezahnspannungs-Oszillatorstufe.

Info

Publication number: DE68912360T2
Application number: DE68912360T
Authority: DE
Inventors: Silvano Gornati
Original assignee: SGS Thomson Microelectronics SRL
Current assignee: STMicroelectronics SRL
Priority date: 1988-02-26
Filing date: 1989-02-13
Publication date: 1994-10-20
Anticipated expiration: 2009-02-14
Also published as: IT1216468B; EP0330033A2; IT8819569A0; EP0330033B1; JP2838212B2; US4904959A; JPH01289311A; DE68912360D1; EP0330033A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine stromgesteuerte Sägezahnsignal-Oszillatorstufe des Typs mit umgeschalteten Schwellenwerten, insbesondere für hochzeilige Fernsehschirme und Monitore.
Bekannterweise werden Oszillatorstufen, die in der Lage sind, ein geeignetes Sägezahnsignal zu erzeugen, gegenwärtig benutzt, um die horizontale und vertikale Ablenkung bei Monitoren und Fernsehschaltkreisen zu betreiben. Es werden insbesondere Oszillatorstufen mit besonders hoher Leistung in bezug auf die Betriebsfrequenz, Temparaturstabilität und Präzision des Ausgangssignals benötigt, um hochzeilige Fernsehschaltkreise und Monitore zu betreiben.
Ein spannungsgesteuerter Oszillator zur Erzeugung eines Sägezahnsignals ist in der DE-C-32 26 180 beschrieben. Dieser bekannte Oszillator enthält ein kapazitives Element, das zwischen zwei Referenzstromquellen abwechselnd ge- und entladen wird, und das im Betrieb mit einem Schwellwertdetektor verbunden ist, der aus zwei emittergekoppelten Transistoren gebildet wird. Im Betrieb spricht der Schwellwertdetektor auf eine erste und eine zweite Schwellspannung und auf einen Kontrolschalter zur Steuerung des Oszillatorausgangs zwischen einer niedrigen und einer hohen Referenzspannung an. Dieser bekannte Generator ist jedoch zum Betrieb eines Hochleistungsmonitors ungeeignet.
Ein integrierter Schaltkreis zur Erzeugung von Ablenkungssignalen, der intern innerhalb der Firma des Patentinhabers bekannt ist, ist in Fig. 1 dargestellt. Der Schaltkreis stellt einen stromgesteuerten Oszillator dar und ist in der Lage, eine Sägezahnspannung VOUT an dem Ausgang 5 anzulegen; die Oszillationsfrequenz der Spannung hängt sowohl von dem Wert eines Widerstandselementes REXT und eines kapazitiven Elementes CEXT ab, die normalerweise außerhalb des integrierten Schaltkreises angeordnet sind und mit den Anschlüssen 1 bzw. 2 von ihm verbunden sind, als auch von der Differenz der beiden Schwellenwerte V&sub1; und V&sub2;, die innerhalb des Schaltkreises erzeugt werden. Im einzelnen wird die Ausgangsspannung VOUT durch die Ladung und Entladung des Kondensators CEXT zwischen den beiden Schwellenwerten V&sub1; und V&sub2; erzielt. Zu diesem Zweck enthält die Oszillatorstufe einen ersten Abschnitt 10, der einen ohmschen Teiler zur Erzeugung der Schwellspannung und einen Puffer enthält, der durch einen rückgekoppelten Verstärker mit Verstärkung 1 gebildet wird, der in der Lage ist, eine Referenzspannung VREF an den Anschluß 1 anzulegen, mit dem der Widerstand REXT verbunden ist. Dieser mit dem Anschluß und der Erde verbundene Widerstand gestattet auf diese Weise eine präzise Einstellung eines Referenzstromes I, welcher dann auf geeignete Weise gespiegelt wird, um stabile Stromquellen mit Werten I/2 und 2I im Treiberkreis 12 des aktuellen Sägezahnsignalgenerators zu erhalten, welcher insgesamt mit 11 bezeichnet ist. Der Sägezahnsignalgenerator enthält darüber hinaus eine Schwellwertdetektorstufe 13, deren Eingang mit dem Ausgang VOUT der Oszillatorstufe verbunden ist. Der Detektorschaltkreis 13, der auch mit den Schwellspannungen V&sub1; und V&sub2; verbunden ist, legt zwei Ausgänge 14 und 15 fest, an denen entsprechende Impulse verfügbar sind, wenn die obere Schwellspannung V&sub1; bzw. die untere Schwellspannung V&sub2; erreicht werden. Die Ausgänge 14 und 15 sind mit zwei Schaltern verbunden, die insgesamt mit 16 bezeichnet sind und die durch Transistoren T&sub1;&sub1; bzw. T&sub1;&sub2; gebildet werden, die dafür vorgesehen sind, die Impulse, die den Schwellenwert erreichen, an die Eingänge S und R einer Flip-Flop Stufe 17 zu übertragen. Die Ausgänge des Flip-Flop Speicherschaltkreises 17 werden an die Basis eines Differenzschaltkreises übertragen, der aus zwei zu dem Treiberkreis 12 gehörigen Transistoren T&sub1; und T&sub2; gebildet wird, um so alternativ den Transistor T&sub2; ein- und den Transistor T&sub1; auszuschalten (um auf diese Weise das Laden des Kondensators mit dem konstanten Strom I/2 zu ermöglichen) oder den Transistor T&sub2; aus- und den Transistor T&sub1; einzuschalten (um auf diese Weise eine Entladung des Kondensators mit dem Strom 1,5 I bedingt durch die Ladeströme I/2 und 2I zu ermöglichen).
Der Kondensator wird anschließend mit einem Strom entladen, der dreimal so hoch wie der Ladestrom ist, um auf diese Weise ein Sägezahnsignal mit einer Anstiegszeit tc zu erzeugen, die dem Dreifachen der Abfallzeit td entspricht. Die Periode T der resultierenden Signalform kann auf einfache Weise durch die Gleichung
I Δt = C ΔV
berechnet werden, in der I der Lade- oder Entladestrom des Kondensators C in der Zeit Δt in der Spannungsbereich ΔV ist. In diesem fall erhält man so
wobei ic = I/2 und id = 1.5I ist.
Um dieses Verhalten zu erreichen enthält der Schwellwertdetektorschaltkreis 13 zwei Paare von Differenztransistoren T&sub7; bis T&sub1;&sub0;; die, wie zuvor erwähnt, auf das Erreichen des oberen oder unteren Schwellenwertes hin einen Rücksetz- bzw. Setzimpuls vom Ausgang 14 bzw. vom Ausgang 15 an die Basis R von T&sub6; bzw. an die Basis S von T&sub3; leiten, um so ein abwechselndes Leiten der Transistoren T&sub1; und T&sub2; zu bewirken, wie zuvor erklärt.
Da das Ausgangssignal VOUT an den nachgeschalteten Stellen für die nachfolgende Verarbeitung zur Verfügung stehen muß, ist eine Pufferstufe B vorgesehen, die es von dem Signal am Anschluß 2 entkoppelt, um auf diese Weise "Lade"-Effekte zu vermeiden, die die voreingestellten Werte der Ladungs- und Entladungsströme (Signal-Verzerrung) verändern kann.
Die oben beschriebene Stufe arbeitet vorteilhaft im bezug auf ihre Flexibilität, da der Setz-Strom innerhalb einer breiten Bandbreite durch REXT variiert werden kann (der nicht von der Temperatur abhängt), und weil Schaltschwellenwerte verfügbar sind, die nicht von veränderlichen Parametern, sondern von integrierten ohmschen Teilern abhängig sind, und die Dynamik des Ausgangssignals (definiert als der Quotient aus Ladungs- und Entladungszeit) innerhalb eines breiten Intervalls durch die Veränderung der Ströme ic und id variiert werden kann.
Der beschriebene Schaltkreis ist jedoch nicht zum Betreiben von hochzeiligen Fernsehschaltkreisen und Monitoren geeignet. Der Schaltkreis ist nicht in der Lage, die geforderte Antwortgeschwindigkeit und Präzision für diese Art von Anwendung aufgrund des Vorhandenseins von PNP-Transistoren (wie z.B. T&sub1;&sub1; und T&sub1;&sub2;) und von gesättigten Elementen (i.e. die Transistoren T&sub3; bis T&sub6; der Flip-Flop-Stufe 17) im Signalpfad zur Verfügung zu stellen. Das Vorhandensein dieser Transistoren beschränkt die Betriebsfrequenz der Stufe, verlangsamt die Antwortzeit des gesamten Systems, mit dem Doppeleffekt der Verhinderung der Oszillation des Schaltkreises bei hohen Frequenzen und der Entstehung eines Fehlers bei den Peak-Werten des Ausgangssignals in bezug auf die voreingestellten Schwellenwerte. Dieser Fehler ist darüber hinaus nicht konstant, sondern hängt von der Temperatur ab, die bekanntermaßen die Antwortzeiten von Transistoren beeinflußt, und den Drift der Betriebsfrequenz in bezug auf seinen Nominalwert verursacht.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sägezahnsignal-Oszillatorstufe des eingangs genannten Typs zu schaffen, die in der Lage ist, die Flexibilität und für die bekannten Schaltkreise typischen Dynamikwerte zu gewährleisten und gleichzeitig ihre Nachteile vermeidet.
Eine spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung zum Erreichen dieses Ziels ist es, eine Oszillatorstufe bereitzustellen, die ohne gesättigte Elemente und ohne PNP-Typ-Transistoren im Signalpfad arbeitet, um hierdurch eine hohe Betriebsfrequenz der Stufe zu erreichen.
Eine weitere spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oszillatorstufe mit praktisch vernachlässigbaren Antwortzeiten und deswegen hoher Temperaturstabilität bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oszillatorstufe mit hoher Präzision bereitzustellen, die exakt an den vorbestimmten Schwellenwerten schaltet.
Es ist nicht zuletzt Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Oszillatorstufe mit einer elektronisch einfachen Struktur bereitzustellen, die auf einfache Weise integriert werden kann und deswegen mit geringen Kosten implementiert werden kann.
Dieses Ziel, diese Aufgaben und anderes, das nachfolgend ersichtlich wird, wird durch eine Sägezahnsignal-Oszillatorstufe gemäß den anliegenden Ansprüchen erreicht.
Die Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Oszillatorstufe werden anhand der Beschreibung einer bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsform ersichtlich, die anhand der anliegenden Zeichnungen erläutert wird. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des elektronischen Schaltkreises der intern bekannten Oszillatorstufe;
Fig. 2a und 2b eine Darstellung der Spannungssignale, die mit der erfindungsgemäßen Oszillatorstufe erreicht werden können; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines elektronischen Schaltkreises einer erfindungsgemäßen Oszillatorstufe.
Fig. 1 wird im folgenden nicht beschrieben: Für diese Figur wird auf die Beschreibungseinleitung Bezug genommen.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Oszillatorstufe. In dieser Darstellung sind Teile, die identisch oder äquivalent mit dem bekannten Oszillatorschaltkreis sind, mit den selben Bezugszahlen versehen. Insbesondere ist die Stufe 10 zur Erzeugung der Referenz- und Schwellströme und -spannungen nur teilweise dargestellt, da sie mit der bekannten, in Fig. 1 dargestellten Stufe identisch ist. Der Sägezahnsignal-Generatorschaltkreis 11 ist wiederum zusammengesetzt aus einer treibenden Stufe oder Schaltkreis 12 und aus einem Schwellwert-Detektorschaltkreis 13', aber der Steuerungs- und Speicherschaltkreis, der zuvor die Schalter 16 und das Flip-Flop 17 enthielt, ist nun mit 18 bezeichnet. Analog zu der bekannten Oszillatorstufe enthält der treibende Schaltkreis 12 zwei Transistoren T&sub1; und T&sub2;, die miteinander in Differenzanordnung verbunden sind, um auf diese Weise abwechselnd den Kondensator CEXT mit dem Ladestrom I/2 zu versorgen, der von dem Generator zur Verfügung gestellt wird oder um die geregelte Entladung des Kondensators mit dem Strom 1,5 I zu erlauben. Die mit dem Kondensator CEXT verbundene Anschlußklemme 2 wird dann über den Puffer B mit dem Ausgang 5, der die Spannung VOUT führt, und mit einem Eingang des Schwellwert-Detektorschaltkreises 13' verbunden, der auch hier durch zwei durch die Transistoren T&sub2;&sub0; bis T&sub2;&sub3; gebildeten Differenzschaltkreisen aufgebaut ist. Im einzelnen ist die Basis von T&sub2;&sub0; mit dem Ausgang und der Oszillatorstufe verbunden, während die Basis von T&sub2;&sub1; mit der oberen Differenzspannung V&sub1; verbunden ist, ihre Emitter miteinander und mit einer konstanten Stromquelle mit einem Wert von 3/2 IS verbunden sind, und der Kollektor von T&sub2;1 mit der Stromversorgung VCC verbunden ist, während der Kollektor von T&sub2;&sub0; einen Ausgang 14 des Schwellwertschaltkreises darstellt. Bei dem erfindungsgemäßen Schaltkreis werden T&sub2;&sub0; und T&sub2;&sub1; so implementiert, daß ersterer die doppelte Oberfläche des letzteren hat, so daß, wenn der Differenzschaltkreis phasengleich mit dem Ausgang VOUT bei der oberen Schwellspannung ist, T&sub2;&sub0; doppelt so viel Strom wie T&sub2;&sub1; leitet. In entsprechender Weise ist in dem unteren Differenzschaltkreis die Basis von T&sub2;&sub2; mit dem Ausgang VOUT verbunden, während die Basis von T&sub2;&sub3; mit der unteren Referenzspannung V&sub2; verbunden ist, die Emitter von den beiden Transistoren miteinander und mit einer konstanten Stromquelle 3/2 IS verbunden ist, der Kollektor von T&sub2;&sub2; mit der Versorgungsspannung verbunden ist, während der Kollektor von T&sub2;&sub3; den Ausgang 15 darstellt. Analog zu der oberen Differenz ist die Fläche von T&sub2;&sub2; doppelt so groß wie die von T&sub2;&sub2;. Der Kollektor von T&sub2;&sub0; und der Kollektor von T&sub2;&sub3; sind weiterhin mit der Versorgungsspannung VCC durch entsprechende Widerstände R&sub1; und R&sub2; gleichen Werts verbunden.
Gemäß der Erfindung enthält der Steuerungs- und Speicherschaltkreis 18 nun einen Detektor der Differenzspannung, der zwischen den Ausgängen 14 und 15 des Schwellwertschaltkreises 13' angeordnet ist und einen Differenzschaltkreis, der als Speicher arbeitet, von dem Schaltkreis 13' gesteuert wird und zu dem Schaltkreis 12 parallel geschaltet ist. Im einzelnen enthält der Differenzspannungs-Detektor zwei Transistoren T&sub2;&sub4; und T&sub2;&sub5; und Widerstände R&sub3; - R&sub5;. Der Basisanschluß des Transistors T&sub2;&sub4; ist mit dem Ausgang 14 verbunden und sein Kollektoranschluß ist mit der Stromversorgung verbunden, während sein Emitter mit R&sub4; verbunden ist; die Basis von T&sub2;&sub5; ist mit dem Ausgang 15 verbunden, sein Kollektor mit der Stromversorgung und sein Emitter mit dem Widerstand R&sub3;. Wie zu sehen ist, sind beide Transistoren T&sub2;&sub4; und T&sub2;&sub5; von dem Typ NPN. Die Widerstände R&sub3; und R&sub4; sind wiederum mit den beiden Anschlüssen von R&sub5; an den Punkten A und B verbunden, die mit den Basen von T&sub1; bzw. T&sub2; verbunden sind. Weiterhin sind konstante Referenzstromquellen IR' mit den Punkten A und B verbunden. Das Speicherelement wiederum, das den Ladungs- oder Entladungsstatus des durch den Differenzspannungs-Detektorschaltkreis initialisierten Kondensators bestätigt, enthält die Transistoren T&sub2;&sub6; und T&sub2;&sub7;, die auch vom Typ NPN sind und in Differenzanordnung angeschlossen sind und im einzelnen mit ihren Basen mit dem Punkt A bzw. B, ihren Kollektoren mit dem Ausgang 14 bzw. 15, und mit ihren miteinander verbundenen Emittern mit der Konstantstromquelle IS/2 verbunden sind.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Oszillatorstufe beschrieben. Analog zu dem bekannten Schaltkreis ist der Transistor T&sub1; ausgeschaltet, wenn die Spannung am Punkt A geringer ist als am Punkt B und der externe Kondensator wird in linearer Weise durch den Strom I/2 geladen und folgt dabei der in Figur 2a dargestellten Anstiegslinie. Während dieses Schrittes nimmt die Spannung VOUT einen Zwischenwert zwischen den beiden Schwellenwerten ein, so daß die Transistoren T&sub2;&sub1;, T&sub2;&sub2; und T&sub2;&sub7; eingeschaltet sind, während die Transistoren T&sub2;&sub0;, T&sub2;&sub3; und T&sub2;&sub6; ausgeschaltet sind. In diesem Zustand liegt an der Basis von T&sub2;&sub4; eine Vorspannung an, die der Versorgungsspannung VCC entspricht (wobei der geringe Abfall am Widerstand R&sub1; wegen des Basisstromes von T&sub2;&sub4; ignoriert wird), während an der Basis von T&sub2;5 die Vorspannung VCC-R&sub2;IS/2 anliegt.
Das zwischen den Ausgängen 14 und 15 (i.e. zwischen den Basen von T&sub2;&sub4; und T&sub2;&sub5;) und damit zwischen den Emittern von den Transistoren vorhandene Differenzsignal ist somit gleich R&sub2;IS/2, und verursacht einen Spannungsabfall entlang des Widerstands R&sub5; von
da der Weg des Signals ausschließlich die Transistoren T&sub2;&sub4;, T&sub2;&sub5; und die Widerstände R&sub3; - R&sub5; beeinflußt.
Ein Signalstrom IX fließt deshalb durch den Widerstand R&sub5; vom Punkt B zum Punkt A mit einem Wert von (VB - VA) / R&sub5;, so daß, wenn die Basisströme von T&sub2;&sub7; und T&sub2;&sub6; ignoriert werden, der Transistor T&sub2;&sub4; den Strom IR' + IX leitet, während der Transistor T&sub2;&sub5; den Strom IR' - IX leitet.
Wenn die Ausgangsspannung VOUT (und damit die Spannung an der Basis von T&sub2;&sub0;) den oberen Schwellenwert V&sub1; erreicht, leitet der Transistor T&sub2;&sub0; den Strom IS, da der Differenzschaltkreis T&sub2;&sub0;, T&sub2;&sub1; abgeglichen ist, und wegen des Oberflächenquotienten leitet T&sub2;&sub0; den doppelten Strom von T&sub2;&sub1;. Ein Spannungsabfall entsprechend R&sub1;IS findet deshalb am Widerstand R&sub1; statt, während eine Spannung R&sub2;IS/2 immer noch entlang R&sub2; vorhanden ist. Dieses verursacht eine Umkehr des Differenzsignals, das zwischen den Ausgängen 14 und 15 und deshalb zwischen den Emittern von T&sub2;&sub4; und T&sub2;&sub5; vorhanden ist, dessen Umkehr wiederum eine Umkehr der Fließrichtung des Stromes IX nach sich zieht, der durch den Widerstandes R&sub5; fließt. T&sub2;&sub4; leitet deswegen nun einen Strom von IR' - IX, während T&sub2;&sub5; einen Strom von IR' + IX leitet.
Die Spannung am Punkt A ist anschließend höher als die Spannung am Punkt B, was verursacht, daß der Differenzschaltkreis T&sub2;&sub6;, T&sub2;&sub7; schaltet. Deshalb schalten in diesem Betriebszustand T&sub2;&sub6; und T&sub1; ein, während T&sub2;&sub7; und T&sub2; ausschalten, wodurch die Entladung des Kondensators CEXT mit dem Strom 1,5 I ausgelöst wird. Der Beginn des Entladungszustandes verursacht auch ein Ausschalten von T&sub2;&sub0;; sein Ausschalten zieht jedoch keine Probleme nach sich, da das Einschalten von T&sub2;&sub6; mittlerweile bereits die Schwellenwertüberschreitungsbedingung bestätigt hat.
Während der Entladung ist die Situation analog zu und vergleichbar mit der bereits beschriebenen während der Ladung. Im einzelnen sind während dieser Phase die Transistoren T&sub2;&sub1;, T&sub2;&sub2;, T&sub2;&sub6; und T&sub1; eingeschaltet, T&sub2;&sub0;, T&sub2;&sub3;, T&sub2;&sub7; und T&sub2; ausgeschaltet, an der Basis von T&sub2;&sub4; liegt eine Vorspannung von VCC-R&sub1;IS/2 an und die Basis von T&sub2;&sub5; wird mit der Versorgungsspannung versorgt.
Schließlich, wenn das Ausgangssignal VOUT den unteren Schwellenwert V&sub2; erreicht, leitet T&sub2;&sub3; den Strom IS und erzeugt einen Impuls an der Basis von T&sub2;&sub5;, der wiederum die Differenzschaltkreise T&sub2;&sub6; und T&sub2;&sub7;, T&sub1; und T&sub2; aus dem Gleichgewicht bringt. Wenn die Ladung des externen Kondensators wieder aufgenommen wird, speichert das Leiten von T&sub2;&sub7; die Information, daß der Schwellenwert erreicht worden ist, bestätigt die Ladungsbedingung des Kondensators und erzielt auf diese Weise das in Fig. 2a dargestellte Signal. Die Differenzschaltung T&sub2;&sub6;, T&sub2;&sub7; wirkt als Zustandsspeicher, so daß auf diese Weise die Funktion implementiert wird, die von dem Flip-Flop in dem bekannten Schaltkreis geleistet wurde.
Es sollte weiterhin angemerkt werden, daß der Schaltkreis auch am Ausgang ein Rechtecksignal am Kollektor von T&sub2; (offener Kollektor) zur Verfügung stellen kann, wobei die Rechteckwelle dasselbe Tastverhältnis wie das Sägezahnsignal hat, das am Ausgang anliegt und in Fig. 2b dargestellt ist.
Wie anhand der vorstehenden Beschreibung gesehen werden kann, erreicht die Erfindung das angestrebte Ziel und löst die Aufgaben vollständig. Die erfindungsgemäße Oszillatorstufe ist in der Tat in der Lage, das erforderliche Sägezahnsignal zu erzeugen, ohne PNP- oder Sättigungstransistoren auf dem Signalpfad zu benutzen. Die erfindungsgemäße Oszillatorstufe ist deshalb in der Lage, selbst bei hohen Frequenzen, höheren als solchen, die mit dem intern bekannten Schaltkreis erreicht werden können, zu arbeiten.
Der beschriebene Schaltkreis hat darüber hinaus eine hohe Temperaturstabilität, da die Antwortzeiten des Systems (die eine Funktion der Temperatur sind) praktisch vernachlässigbar sind, da PNP-Transistoren, die langsamer als NPN-Transistoren sind, eliminiert worden sind.
Die schnelle Antwort des Systems zieht weiterhin eine hohe Präzision aufgrund der Tatsache nach sich, daß die Schaltschwellenwerte mit integrierten ohmschen Teilern verbunden sind. Diese hohe Präzision wird auch aufgrund der Tatsache erreicht, daß die Transistoren des Differenzschaltkreises des Schwellwertdetektor-Schaltkreises einen geeigneten Oberflächenquotienten aufweisen, und deshalb den erforderlichen Strom zum Schalten des Speicherelementes bereits während des Abgleichs von einem der Differenzschaltkreise des Schwellwertdetektors leiten. Die dargestellte Lösung ist darüber hinaus schaltkreismäßig einfach und einfach zu integrieren, was reduzierte Herstellungskosten nach sich zieht.
Schließlich wird betont, daß der erfindungsgemäße Schaltkreis das Erreichen der oben beschriebenen Ziele erlaubt, ohne daß noch einmal die Vorteile wiederholt werden müssen, die bereits durch bekannt Strukturen erreicht werden, wie z.B. die Möglichkeit die Betriebsfrequenz und die Dynamik des Ausgangssignals innerhalb einer breiten Spanne zu variieren, darüber hinaus am Ausgang ein Rechteckwellensignal mit demselben Tastverhältnis wie das geforderte Sägezahnsignal zur Verfügung zu stellen.
Die auf diese Weise dargestellte Erfindung ist einer großen Anzahl an Modifikationen und Variationen zugänglich. Im einzelnen können alle Schaltkreiselemente durch andere technische Äquivalente ersetzt werden, die in der Lage sind, dieselbe Funktion zu erfüllen.
Wo in den Ansprüchen erwähnte technische Eigenschaften mit Bezugszahlen versehen sind, sind diese Bezugszahlen nur aus dem einzigen Grund eingefügt worden, die Verständlichkeit der Ansprüche zu erhöhen und folglich haben die Bezugszeichen keine einschränkende Wirkung auf den Umfang jedes einzelnen bezeichneten Elements, das beispielhaft durch Bezugszeichen identifiziert wurde.

Claims

1. Sägezahnsignal-Oszillatorstufe mit einem Ausgang (2, 5) zum Treiben eines kapazitiven Elementes (CEXT), das alternierend und periodisch in einen Ladezustand und in einen Entladezustand bringbar ist, mit:

- einer ersten und einer zweiten oberen bzw. unteren Schwellspannung (V&sub1;, V&sub2;);

- einem Schwellwertdetektorschaltkreis (13'), der mit den ersten und zweiten Schwellspannungen (V&sub1;, V&sub2;) und mit dem Ausgang (2, 5) verbunden ist und zwei Ausgänge (14, 15) aufweist, welche ein Signal einspeisen, das das Erreichen der ersten und zweiten Schwellenwerte anzeigt, wobei der Schwellwert-Detektorschaltkreis (13') zwei Paare von emittergekoppelten Transistoren (T&sub2;&sub0; - T&sub2;&sub1;, T&sub2;&sub2; - T&sub2;&sub3;) enthält, wobei die Ausgänge (14, 15) mit den Kollektoren derjenigen Transistoren (T&sub2;&sub0;, T&sub2;&sub3;) verbunden sind, die normalerweise ausgeschaltet sind;

- einem Steuer- und Speicherschaltkreis (18), der mit den Ausgängen (14, 15) des Schwellwert-Detektorschaltkreises (13') zur alternierenden und periodischen Erzeugung eines Differenz-Lade- und Entladesignals mit Lade- und Entladephasen verbunden ist, wobei der Steuer- und Speicherschaltkreis (18) einen Differenzspannungsdetektor (T&sub2;&sub4;, T&sub2;&sub5;, R&sub3; - R&sub5;, IR) mit zwei Emitterfolger- Transistoren (T&sub2;&sub4;, T&sub2;&sub5;) enthält, deren Emitter zu einem Brückennetzwerk (R&sub3; - R&sub5;, IR) zur Reduzierung des Spannungsüberschwingens verbunden sind, wobei der Differenzspannungsdetektor (T&sub2;&sub4;, T&sub2;&sub5;, R&sub3;- R&sub5;, IR) zwischen den Ausgängen (14, 15) des Schwellwert-Detektorschaltkreises (13') zur Detektierung des Vorzeichens der Differenzspannung verbunden ist, die zwischen den Ausgängen (14, 15) anliegt, und zum entsprechenden Schalten des Differenz-Lade- und Entladesignals zwischen den Lade- und Entladephasen;

- einem Speicherelement, mit einem weiteren Paar von emittergekoppelten Transistoren (T&sub2;&sub6;, T&sub2;&sub7;), deren Basen mit den Ausgängen des Brückennetzwerks (R&sub3; - R&sub5;, IR) und deren Kollektoren mit den Basen der Emitterfolger (T&sub2;&sub4;, T&sub2;&sub5;) zur Bildung eines bi-stabilen Schaltkreises verbunden sind; und

- einem Ausgangstreiberkreis (12), der das Differenz-Lade- und Entladesignal empfängt und das kapazitive Element (CEXT) treibt, wobei das Speicherelement mit dem Treiberkreis (12) parallel geschaltet ist, um die Lade- und Entladephase aufrecht zu halten, bis die darauf folgende Schwellspannung erreicht ist.

2. Stufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basen-Anschlüsse der Emitterfolger- Transistoren (T&sub2;&sub4;, T&sub2;&sub5;) des Differenzspannungsdetektors (T&sub2;&sub4;, T&sub2;&sub5;, R&sub3; - R&sub5;, IR) mit einem jeweils entsprechenden Ausgang (14, 15) des Schwellwert-Detektorschaltkreises (13') verbunden sind, ihre Emitteranschlüsse miteinander über mindestens einen Widerstand (R&sub5;) des Brückennetzwerkes (R&sub3; - R&sub5;, IR) verbunden sind, um das Differenz-Lade- und Entladesignal zu erzeugen.

3. Stufe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Anschlüsse des weiteren Paares emittergekoppelter Transistoren (T&sub2;&sub6;, T&sub2;&sub7;) des Speicherelementes mit einer Stromquelle (IS/2) verbunden sind, die Kollektoranschlüsse mit einem jeweils entsprechenden Ausgang (14, 15) des Schwellwert-Detektorschaltkreises (13') und ihre Basisanschlüsse mit den Anschlüssen (A, B) des Widerstands (R&sub5;) verbunden sind.

4. Stufe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei zwei Paare von emittergekoppelten Transistoren (T&sub2;&sub0; - T&sub2;&sub1;, T&sub2;&sub2; - T&sub2;&sub3;) des Schwellwert-Detektorschaltkreises (13') zwei Differenzstufen bilden, von denen jede einen ersten Transistor (T&sub2;&sub0;, T&sub2;&sub2;) und einen zweiten Transistor (T&sub2;&sub1;, T&sub2;&sub3;) enthält, wobei der Basisanschluß des ersten Transistors (T&sub2;&sub0;) der ersten Differenzstufe (T&sub2;&sub0; - T&sub2;&sub1;) mit dem Ausgang (5) verbunden ist und sein Kollektoranschluß einen ersten Ausgang (14) des Schwellwert-Detektorschaltkreises (13') bildet, wobei die Basis des zweiten Transistors (T&sub2;&sub1;) der ersten Differenzstufe mit der ersten Schwellspannung (V&sub1;) verbunden ist, die Basis des ersten Transistors (T&sub2;&sub2;) der zweiten Differenzstufe mit dem Ausgang (5) verbunden ist und die Basis des zweiten Transistors (T&sub2;&sub3;) der zweiten Differenzstufe (T&sub2;&sub2; - T&sub2;&sub3;) mit der zweiten Schwellspannung (V&sub2;) verbunden ist und sein Kollektoranschluß den zweiten Ausgang (15) des Schwellwert-Detektorschaltkreises (13') bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (T&sub2;&sub0;) der ersten Differenzstufe (T&sub2;&sub0; - T&sub2;&sub1;) und der zweite Transistor (T&sub2;&sub3;) der zweiten Differenzstufe (T&sub2;&sub2; - T&sub2;&sub3;) eine Fläche haben, die ein vielfaches der Fläche des zweiten Transistors (T&sub2;&sub1;) der ersten Differenzstufe (T&sub2;&sub0; - T&sub2;&sub1;) und des ersten Transistors (T&sub2;&sub2;) der zweiten Differenzstufe (T&sub2;&sub2; - T&sub2;&sub3;) ist.

5. Stufe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen des ersten Transistors (T&sub2;&sub0;) der ersten Differenzstufe (T&sub2;&sub0; - T&sub2;&sub1;) und des zweiten Transistors (T&sub2;&sub3;) der zweiten Differenzstufe (T&sub2;2 - T&sub2;&sub3;) doppelt so groß sind, wie die Flächen des zweiten Transistors (T&sub2;&sub1;) der ersten Differenzstufe (T&sub2;&sub0; - T&sub2;&sub1;) und des ersten Transistors (T&sub2;&sub2;) der zweiten Differenzstufe (T&sub2;&sub2; - T&sub2;&sub3;).

6. Stufe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitteranschlüsse von dem weiteren Paar emittergekoppelter Transistoren (T&sub2;&sub6;, T&sub2;&sub7;) des Speicherelements mit einer Konstantstromquelle (IS/2) verbunden sind, die einen ersten Konstantstrom einspeist, und

daß die Emitteranschlüsse der Differenzstufen (T&sub2;&sub0; - T&sub2;&sub3;) des Schwellwert-Detektorschaltkreises (13') mit einer Stromquelle (3 IS/2) verbunden sind, die einen zweiten Konstantstrom einspeist, der dreimal höher als der erste Konstantstrom ist.

7. Stufe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (14, 15) des Schwellwert-Detektorschaltkreises (13') mit der Versorgungsspannung (VCC) mittels entsprechender Widerstände (R&sub1;, R&sub2;) gleichen Wertes verbunden sind, und daß die Emitter-Anschlüsse von den Emitterfolger-Transistoren (T&sub2;&sub4;, T&sub2;&sub5;) mit dem Widerstand (R&sub5;) durch weitere gleiche entsprechende Widerstände (R&sub3;, R&sub4;) verbunden sind.

8. Stufe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (T&sub2;&sub0; - T&sub2;&sub7;) des Schwellwert-Detektorschaltkreises (13'), des Differenzspannungsdetektors (T&sub2;&sub4;, T&sub2;&sub5;, R&sub3; - R&sub5;, IR) und des Speicherelementes alle von dem Typ NPN sind.