SE515800C2 - Anordning och förfarande för att snabbstarta en sinusoscillator - Google Patents

Description

m .4 1:1 oo G3 GD . - | | I u bekostnad av en ökad distorsion, vilket medför att detta inte är praktiskt möjligt.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning angriper ett problem hur en telefonkrets ska erhålla en låg effektförbrukning samtidigt som en sinusformad ringsignal mycket snabbt kan generaras. Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att konstruera en oscillator, där en sinusformad ringsignal snabbt kan genereras, för att erhålla en låg effektförbrukning samt en låg distorsion i en telefonkrets.

Föreliggande uppfinning löser ovan nämnda problem genom den kännetecknande delen i patentkrav 1 och i patentkrav 2.

En snabbstartande ringsignal i. en SLIC kan erhållas genom att förbiasera någon av förstärkarens anslutningar (utgång, minus eller plus ingångar), då ingen ringsignal krävs. Detta kan bland annat åstadkommas medelst bortkoppling av någon av matningsspänningarna. Vid ringläge kopplas den bortkopplade matningsspänningen in och oscillatorn startar då förstärkaren börjar arbeta och driver utgången mot jord.

I ett föredraget utföringsexempel av en anordning för att generera den sinusformade utsignalen innefattande en oscillator enligt uppfinningen finns medel anordnade för att koppla in respektive koppla ur en av anordningens matningsspänningar så att den sinusformade utsignalen är stabiliserad vid inkoppling av nämnda matningsspänning efter en tidsperiod, nwtsvarar ett intervall av 1-5 perioder av den sinusformade utsignalen.

En fördel med den föreslagna den från genereras utan att oscillatorn måste startas i förväg för uppfinningen är att sinusformade ringsignalen oscillatorn snabbt kan att nå upp till önskad utsignal. b) Ytterligare en fördel är att telefonkretsen får en lägre effektförbrukning då oscillatorn är avstängd den tid då den inte används. Ännu en fördel är att en onödig bruskälla, vilken har sitt ursprung i. oscillatorn, elimineras eftersom oscillatorn är avstängd då den inte används.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av föredragna utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritning.

FI GURBE SKRIVNING Figur l visar spänningen som funktion av tiden vid uppstart av en traditionell Wien oscillator.

Figur 2 visar spänningen som funktion av tiden vid uppstart av en oscillatorkoppling enligt uppfinningen.

Figur 3 visar ett kopplingsschema över en snabbstartande oscillatorkoppling enligt uppfinningen.

FÖREDRAGNA UTFöRINGsFommR I figur 1 ser vi ett diagram över spänningen som funktion av tiden vid uppstart av en traditionell Wien Oscillator. I föreliggande diagram ser vi att från att oscillatorn startas tar det typiskt minst 50 perioder innan utsignalen når sitt börvärde och stabiliserats till detta. Här inses lätt att det är orealistiskt att stänga av och på oscillatorn då den ej hinner stabiliseras innan den skall slås av igen.

I figur 2 ser vi ett diagram över spänningen som funktion av tiden vid uppstart av en oscillatorkoppling enligt uppfinningen. I föreliggande diagram kan ses att efter start tar det mellan l-5 perioder av den utgående signalen tills stabiliserats. hur man definierar det vill denna har Beroende på stabiliserad, säga vilket fel man tolererar i §s1s son förhållande till börvärdetoav utsignalen, ser man att vid ett litet större fel är signalen stabiliserad efter cirka en period och att mer eller mindre det exakta börvärdet erhålles redan efter 5 perioder. Med en utsignalnivå som är närmare utgàngens maximala utstyrning minskas överslängen som kan ses direkt efter uppstart av oscillatorkopplingen.

I figur 3 ser vi en utföringsform av en sinusoscillator av Wien-bryggetyp. Sinusoscillatorn innefattar en OP- ett första motstånd Rl, ett andra nmtstånd ett fjärde motstånd R4, ett färstärkare F, R2, ett tredje motstånd R3, ett sjätte motstånd R6, Cl och C2 femte motstånd R5, en första och en andra kapacitans samt en diod D. Föreliggande krets är kopplad så att en första anslutningssida på det första motståndet Rl är anordnat till jord 30. En andra anslutningssida på det första motståndet Rl är anordnat till minusingången på OP förstärkaren, till en första anslutningssida på ett andra motstånd R2 samt till den positiva sidan på dioden D. Den negaiva sidan på dioden D är anordnad till en första anslutningssida på ett tredje motstånd R3 samt en första sida på ett fjärde motstånd R4.

En andra anslutningssida på det tredje motståndet R3 är anordnat till en positiv spänning Vcc. En andra anslutningssida på det fjärde motståndet R4 är anordnat till en andra anslutningssida på det andra motståndet R2 och till utgången på OP förstärkaren. En första anslutningssida på det femte motståndet R5 är anordnat till jord 20 och till en första anslutningssida på kapacitansen Cl. En andra anslutningssida på det femte motståndet R5 är anordnat till en andra anslutningssida på kapacitansen Cl, till en första anslutningssida på det sjätte motståndet R6 samt till den till OP anslutningssida på det sjätte motståndet R6 är anordnad till positiva ingången förstärkaren F. En andra en första sida på den andra kapacitansen C2. En andra . . . . ..

RQ 515 anslutningssida på kapacitansen C2 är anordnad till utgången på OP förstärkaren.

Till OP förstärkaren F är anordnat en positiv matningsspänning Vcc och en negativ' matningsspänning VEE.

Mellan OP förstärkaren F och den negativa matningsspänningen finns anordnat en Switch 10.

Kapacitanserna Cl och C2 samt motstànden R5 och R6 bestämmer kretsens oscillationsfrekvens. Resistanserna Rl och R2 bestämmer kretsens förstärkning. Dioden D samt resistanserna R3 och R4 bestämmer kretsens amplitud, men är dock beroende av de övriga komponenterna i kretsen. Oscillationsvillkoret sätts av Barkhausens's villkor vilket innebär att totala loopförstärkningen skall vara ett och fasvridningen 0 grader.

Onx till exempel resistansen RS och. R6 väljs till 360kOhm vardera samt att kapacitancerna Cl och C2 väljs till 22 nF vardera kommer kretsen att svänga med en frekvens av 20 Hz, vilket uppfyller ett av kraven för en telefonringsignal. Om RB och R4 väljs till 6.8 respektive 1.1 kOhm samt att Rl väljs till 10 kOhm och att R2 väljs till 20kOhm kommer kretsen att få en utspänning som motsvarar l.38Vrms.

Utspänningen uppfyller ett av kraven för en telefonringsignal.

Dä oscillatorn är fränkopplad ligger switchen 10 i det läge som visas i figur 3, det vill säga fránläge. Dä oscillatorn är fränkopplad ligger utgången. pà OP förstärkaren mellan jord och den positiva matningsspänningen. När sedan oscillatorn startas genom att switchen 10 sluts kommer utgången på förstärkaren att drivas mot jord, vilket i sin tur medför att oscillatorn startar direkt.

Oscillatorn antar rätt amplitud redan efter två perioder av den utgående sinussignalen. Genom att anordna en 515 šoo utsignalnivå närmare utgångens maximala utstyrning kan en så kallad översläng i amplituden minskas.

I det visade utföringsexemplet har switchen anordnats mellan den negativa matningsspänningen och OP förstärkaren. Det är naturligtvis även möjligt att anordna switchen i/mellan andra noder i konstruktionen. Om så sker kommer ett liknande händelseförlopp som beskrivits ovan att inträffa.

Switchen 10 kan exempelvis vara en halvledarswitch.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till de ovan beskrivna och den på ritningen visade utföringsformen, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (2)

10 15 20 n I . . nu 111 Gå hfl OO CD CD 1. ... 'fh PATENTKRAV

1. Anordning för att i. en oscillator* med en förstärkare generera en sinusformad witsignal pà förstärkarens utgàng, k ä n n e t e c k n a d av att förstärkarens ena matningsspänningsingàng är avsedd att anslutas till en första matningsspänning (Vcc), medan förstärkarens andra matningsspänningsingàng är avsedd att anslutas till en andra. matningsspänning (VEE) via en. normalt öppen. switch (10) pà en fràn den sinusformade utsignalens medelvärde skild (10) pà sädant sätt att förstärkarens utgång normalt ligger likspänningsnivà vid slutning av switchen för start av oscillatorn.

2. Förfarande för att i en oscillator med en förstärkare generera en sinusformad 'utsignal pà förstärkarens utgàng, k ä n n e t e c k n a t av att förstärkarens ena matningsspänningsingàng ansluts till en första matningsspänning (Vcc), medan förstärkarens andra matningsspänningsingàng ansluts till en andra matningsspänning (VEE) via en normalt öppen switch (10) pà sådant sätt att förstärkarens utgång normalt ligger pà en fràn den sinusformade utsignalens medelvärde skild likspänningsnivà när switchen (10) sluts för att starta oscillatorn.