DE1462670B2

DE1462670B2 - Schaltungsanordnung zur erzeugung frequenzumgetasteter dreieckswellen mit einem rc integrator

Info

Publication number: DE1462670B2
Application number: DE19661462670
Authority: DE
Inventors: William George Endwell N Y Crouse (V St A ) H04b 1 16
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1965-04-15
Filing date: 1966-04-14
Publication date: 1971-09-16
Also published as: CH431628A; CH445557A; NL6604814A; DE1274638B; GB1137710A; GB1137709A; DE1462672B2; GB1137708A; DE1462671A1; DE1462670A1; GB1137705A; DE1462672A1; GB1137706A; CH450500A; DE1462671B2; JPS5317841B1; GB1137707A; CH445563A; US3432616A; CH434353A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung Gesamtschaltungsanordnung zwischen mehr als zwei

zur Erzeugung von frequenzumgetasteten Dreiecks- erzeugenden Dreieckswellenfrequenzen ermöglicht,

wellen mit einem /?C-Integrator. Eine spezielle Ausgestaltung für die Verwendung

Bei der Datenübertragung mittels Frequenzum- als Modulator in einem Modem ist des weiteren an-

tastung wird ein Modulator benötigt, der im Falle zu S gegeben.

übertragender binärer Daten sehr schnell zwischen Ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung

zwei Festfrequenzen umschalten kann. Die Umschal- nach der Erfindung wird im folgenden im Zusammen-

tung muß immer an der gleichen Stelle des Wellen- hang mit einer Sende-Empfangs-Anordnung, einem

zuges erfolgen. Ferner muß diese Umschaltung ohne Modem, erläutert, wie er bei der Datenübertragung

Verzerrung erfolgen, damit die Eindeutigkeit der zu io Verwendung findet. Die Zeichnungen zeigen in

übertragenden Daten erhalten bleibt. F i g. 1 das Blockschaltbild eines solchen Modems,

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine auf den sich die Erfindung bezieht,
Schaltungsanordnung der oben angegebenen Art zu F i g. 2 das Schaltbild eines speziellen Ausführungsnennen, die schnell und ohne Verzerrung von einer beispiels der erfindungsgemäßen Anordnung und
Frequenz auf eine andere umgestellt werden und an 15 Fig. 3 das Blockschaltbild mit den wesentlichsten einem vorher bestimmten. Punkt im Arbeitsumlauf Teilen der erfindungsgemäßen Anordnung,
schnell abgeschaltet werden kann. Die Anordnung gemäß Fig. 1 umfaßt einen Sen-Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, der 1 und einen Empfänger 2, die an eine gemeinsame daß die Parallelschaltung eines Spannungsteilers mit Übertragungsleitung 3 angeschlossen sind. Der Seneinem aus einem Widerstand und einem Kondensator 20 der 1 enthält als Modulator 4 eine erfindungsgemäße bestehenden Integrator ausgangsseitig mit den Ein- Anordnung, die unter der Steuerung der binären gangen eines Differentialverstärkers verbunden ist, Datensignale, die über eine Eingangsleitung 5 empdaß die dem Widerstand abgewandte Seite des Kon- fangen werden, frequenzumgetastete Signale über densators mit einem festen Bezugspotential (Erde) einen Leitungsabschluß 6 auf die Übertragungsleiverbunden ist, daß der Ausgang des Differential- 25 tung 3 gibt.

Verstärkers dem Eingang eines Umschalters zugeführt Der Empfänger 2 und der Sender 1 sind normalerist, an dessen Ausgang die Parallelschaltung von weise mit einer Datenverarbeitungsanlage verbunden, Spannungsteiler und Integrator liegen, und daß dem die Vorrichtungen zum Speichern von Daten, die an Integrator ein weiterer Schalter vorgeschaltet ist, der Außenstellen übertragen werden sollen oder von in Abhängigkeit von an seinem Eingang auftretenden 30 Außenstellen empfangen werden, zusammen mit den Spannungspegeln den Wert des zum i?C-Integrator nötigen Steuerungen für das Senden und Empfangen gehörenden Widerstandes verändert. der Daten umfaßt.

Die Frequenz der Schaltungsanordnung ist dabei Auf eine genauere Beschreibung der Anordnung

von den Widerständen des Spannungsteilers und dem gemäß Fig. 1 soll in diesem Rahmen verzichtet wer-

Kondensator des Integrators abhängig. 35 den. Die vorliegende Erfindung bezieht sich lediglich

Wenn eine binäre Eingangsspannung am Eingang auf den Modulator 4, der aus einer Anordnung zur

des parallelgeschalteten Spannungsteilers und Inte- Erzeugung von frequenzmodulierten Dreieckswellen

grators von einem Pegel auf einen anderen wechselt, besteht. .

wird der Ausgang des Spannungsteilers sofort um- Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild der Anordnung, gestellt, während das Ausgangssignal des Integrators 4° die in F i g. 2 im einzelnen dargestellt ist. Wenn man sich entsprechend seiner Zeitkonstanten auf den die Anordnung als Einzelfrequenzoszillator betrachneuen einzunehmenden Pegel einstellt. Wenn die tet, besteht sie grundsätzlich aus vier Hauptteilen, Ausgangsspannung des Integrators die des Span- nämlich einem Differentialverstärker 701, einem nungsteilers erreicht, wird der Differentialverstärker Schalter 702, einem Spannungsteiler aus den Widerwirksam und veranlaßt den Umschalter, den den Ein- 45 ständen 707 und 708 und einem Integrator, bestehend gangen des Spannungsteilers und des Integrators zu- aus dem Widerstand 705 und dem Kondensator 706. geführten Spannungspegel erneut zu verändern, wo- Die Ausgangsklemmen 710 und 711 des Integrators mit ein halber Arbeitsumlauf abgeschlossen ist. und des Spannungsteilers sind an die Eingänge des

Die Ausgangsspannung des Integrators stellt sich Differentialverstärkers 701 angeschlossen, dessen Aus-

dann auf den neuen Pegel des Spannungsteilers ein so gang mit dem Eingang des Schalters 702 verbunden

und beendet damit die andere Hälfte des Arbeitsum- ist. Der Ausgang dieses Schalters ist sowohl zum Ein-

laufs. Die Umladung des Kondensators wird auf gang des Integrators als auch zum Eingang des Span-

einem kleinen Anteil des Gesamtwertes gehalten, da- nungsteilers geführt.

mit eine Integrator-Ausgangsspannung mit gleichen Der Schalter 702 legt einen von zwei verschiedepositiven und negativen linearen Flanken entsteht. 55 nen Spannungspegeln an die Eingänge des Integrators Die Frequenz ist unabhängig von Versorgungsspan- und des Spannungsteilers entsprechend seinem jeweinungsschwankungen und den Eigenschaften der im ligen Schaltzustand. Der Schalter wird in Abhängig-Schalter und im Differentialverstärker verwendeten keit vom Differentialverstärker zwangsweise in den Bauelemente. Dem Integrator ist ein weiterer Schal- einen oder in den anderen Zustand gebracht. Der ter vorgeschaltet, der in Abhängigkeit von an seinem ^6o Differentialverstärker hat seinerseits zwei verschie-Eingang auftretenden Spannungspegeln den Wert des dene eingeschwungene Zustände und zwei Einzum ÄC-Integrator gehörenden Widerstandes verän- schwingzustände beim Übergang aus dem einen in dert. Dadurch wird eine schnelle und exakte Fre- den anderen eingeschwungenen Zustand,
quenzumtastung erreicht. Das Ausgangssignal des Integrators wird von sei-Es ist zu bemerken, daß dieser weitere Schalter als ⁶5 ner Ausgangsklemme 710 zwischen dem Widerstand mehrstufiger Umschalter ausgebildet werden kann, 705 und dem damit in Reihe geschalteten Kondensader in Abhängigkeit von ternären, quaternären usw. tor 706 abgenommen. Das Ausgangssignal des Span-Eingangsspannungen eine Frequenzumtastung der nungsteilers wird von seiner Ausgangsklemme 711

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zwischen den Widerständen 707 und 708 abgenom- des Oszillators. Sie haben auch keinen Einfluß auf men. Der Widerstand 708 liegt an einer Bezugsspan- die Steilheit des am Punkt 710 erscheinenden Signalnung, die zwischen den dem Spannungsteiler und dem pegels.

Integrator durch den Schalter 702 zugeführten Span- In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die

nungspegeln liegt. Vorzugsweise liegt diese Bezugs- 5 Schaltung mit Hörfrequenzen in der Größenordnung spannung in der Mitte zwischen den beiden durch von 1000 und 2000 Hertz betrieben. Aus Festkörperden Schalter angelegten Spannungen. schaltelementen bestehende Differentialverstärker und

Der Kondensator kann auf jeden beliebigen Be- Schalter zum Betrieb im Megahertzbereich sind zugspegel, z. B. Masse, bezogen werden, weil der Stand der Technik. Daher wird durch die hohe Ar-Ausgangsanschluß des Integrators einen durch- io beitsfrequenz der Schaltvorrichtung im Vergleich zur schnittlichen Spannungspegel aufweist, der dem- Schwingungsfrequenz am Punkt 710 die Wellenform jenigen gleicht, auf welchen der Spannungsteiler be- am Punkt 710 vollständig unabhängig von den Eigenzogen wird. schäften der Festkörperschaltvorrichtungen.

Es sei angenommen, daß der Schalter dem Inte- In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es er-

grator und dem Spannungsteiler eine Ausgangsspan- 15 wünscht, eine Sägezahnspannung mit linearen Flannung zuführt, die einen von zwei Pegeln, z. B. posi- ken in positiver und negativer Richtung zu haben, tive und negative Werte, aufweist. Daher ist der wobei diese Flanken etwa gleich groß sein sollen. Bei Widerstand 708 auf Erdpotential bezogen. dieser Art von Wellenform kann dem Modulator ein

Wenn der Punkt 710 eine höhere positive Span- Filter nachgeschaltet werden, um aus der Sägezahnnung hat als der Punkt 711, wird der Differential- 20 spannung einen Sinusstrom zu machen. Ein solches verstärker in den einen Zustand gebracht. Wenn da- Filter wurde bereits vorgeschlagen. Der Sinusstrom , gegen der Punkt 711 eine, höhere Spannung hat als wird mittels eines linearen Verstärkers innerhalb des der Punkt 710, wird der Differentialverstärker in den Filters in eine Sinusspannung zurückverwandelt, anderen Zustand gebracht. Um eine etwa lineare Flanke am Punkt710 (Fig. 3)

Da der Spannungsteiler aus rein ohmschen Wider- 25 zu erreichen, braucht nur der Betrag, um den die Laständen besteht, wird der Spannungspegel am Punkt dung des Kondensators 706 verändert wird, auf einen 711 sofort verändert, wenn die vom Schalter 702 zu- kleinen Teil der Ladung festgesetzt zu werden, die geführte Eingangsspannung von einem Pegel auf den erreichbar wäre, wenn der Kondensator auf den volanderen umgeschaltet wird. Der Wechsel der Ein- len Wert der vom Schalter 702 gelieferten Eingangsgangsspannung von einem Pegel zum anderen erzeugt 30 spannung aufnehmen würde. Die Änderung des Spanalso eine Spannungsschwankung am Punkt711, deren nungspegels am Punkt 711 wird auf 0,8 V gehalten. Verlauf etwa rechteckförmig ist. Die Amplituden- Sobald die Ladung des Kondensators 706 sich so weit differenz zwischen den am Punkt 711 erscheinenden verändert hatte, daß der Spannungspegel am Punkt Spannungspegeln hängt in erster Linie von den rela- 710 sich dem am Punkt 711 sowohl in positiver als tiven Werten der Widerstände 708 und 707 und der 35 auch in negativer Richtung nähert, ändern der Diffean beiden liegenden Spannung ab. rentialverstärker und der Schalter die Polarität des

Um den Integrator in dem etwa linearen Teil sei- dem Kondensator zugeführten Eingangssignals. Wie ner Kennlinie betreiben zu können, wird eine sehr oben dargestellt, beginnt dieser sich in entgegengeringe Veränderung des Spannungspegels am Punkt gesetzter Richtung aufzuladen. 711 gewählt. Bei einer Spannungsverschiebung um 40 Infolgedessen kann der Pegel am Punkt 710 ledig-12 V am Ausgang des Schalters 702 ist eine Ver- lieh zwischen den Pegelwerten schwanken, die am Schiebung um 0,8 V aiii Punkt 711 günstig. Die Span- Punkt 711 auftreten (z. B. +0,4 und —0,4 V). Dies hung am Punkt 711 beträgt also abwechselnd +0,4 macht etwa 13%. der gesamten Ladungsänderung oder —0,4 Volt. aus, die der Kondensator in jedem seiner stabilen Zu-

Die Spannung am Punkt 710 wird positiv, wenn 45 stände erreichen könnte. Daher ist die Flanke der die Eingangsspannung positiv ist, bis sie etwa den Spannungskurve am Punkt 710 näherungsweise linear. Spannungspegel am Punkt 711 erreicht. Zu diesem Falls eine größere Linearität in der Flanke gewünscht Zeitpunkt schaltet sie den Differentialverstärker 701 wird, kann die prozentuale Ladungsänderung des Kon- und den Schalter 702 um, so daß den Eingängen des densators dadurch reduziert werden, daß die Werte Integrators und des Spannungsteilers der negative 50 des Spannungsteilers entsprechend geändert werden. Spannungspegel zugeleitet wird. In diesem Augen- . Soll aus dem Oszillator ein Modulator gemacht blick beginnt der Kondensator 706 sich negativ auf- werden, der mit zwei Frequenzen arbeiten kann, wird zuladen. Hat er den Pegel am Punkt 711 erreicht, fin- das in der einfachsten Form durch die zusätzliche det ein erneutes Umschalten des Differentialverstär- Verwendung eines weiteren Widerstandes 712 erkers und des Schalters in den entgegengesetzten Zu- 55 reicht, der mit dem Widerstand 705 des Integrators stand statt, so daß den Eingängen des Integrators parallel geschaltet wird, um die Ladegeschwindigkeit und des Spannungsteilers der relativ positive Span- des Kondensators und damit die Steilheit und Frenungspegel zugeführt wird. quenz des am Punkt 710 entstehenden Signals zu er-

Die Spannung am Punkt 710 nimmt also zu und höhen. Da die prozentuale Ladungsänderung im ab, bis jeweils der Spannungspegel am Punkt 711 er- 6° Kondensator 706 unverändert bleibt, erreicht man die reicht ist. Dies bewirkt das Umschalten des Differen- gleiche Linearität der Flanke, tialverstärkers 701 und des Schalters 702. Wenn an- Der Widerstand 712 wird wahlweise mit dem Wi-

genommen wird, daß die. mögliche Arbeitsfrequenz derstand 705 parallel geschaltet mittels eines schnell des Differentialverstärkers und des Schalters extrem arbeitenden elektronischen Schalters 713, der durch hoch ist im Vergleich zu der Schwingungsfrequenz, 65 binäre Eingangssignale aus einer hier nicht gezeigten mit der der Punkt 710 negativ und positiv wird, so Quelle gesteuert wird.

beeinträchtigen die Bauelemente des Differentialver- Die am Punkt 710 erzeugte Wellenform ist einzig

stärkers und des Schalters nicht die Arbeitsfrequenz und allein von den Kennlinien der Widerstände 705,

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707 und 708 und des Kondensators 706 abhängig, sen ist. Die Basis des Transistors 43 ist an den Ver- und wenn der Schalter 713 geschlossen ist, hängt sie bindungspunkt zweier in Reihe geschalteter Widerauch vom Widerstand 712 ab. stände 46 und 47 angeschlossen, von denen der eine

In herkömmlichen Sägezahnoszillatoren ist es an Erdpotential und der andere an einer negativen schwierig, die Frequenz konstant zu halten, da die 5 Spannungsklemme 48 liegt.

Schaltung normalerweise an einer Schwankung in Der Kollektor des Transistors 40 liegt an Erdpoten-

den Schaltschwellwerten leidet, welche von den tial, und der Kollektor des Transistors 41 ist an die Basis-Emitter-Spannungsabfällen, den Diodenspan- Basis eines Transistorschalters 50 angeschlossen. Der nungsabfällen sowie den Leckströmen abhängig sein Kollektor des Transistors 41 ist außerdem mit einer kann. Außerdem bewirken Schwankungen der Netz- io Begrenzerdiode 51 verbunden, die die negative Abspannung Änderungen in der Schwingungsfrequenz. weichung am Kollektor begrenzt. Ferner ist der KoI-

In der hier angegebenen Schaltung sind diese Nach- lektor an einen Widerstand 52 angeschlossen, der zuteile bis zur Bedeutungslosigkeit reduziert worden, da sammen mit einer an die Klemme 53 angeschlossenen die Schwellwerte beim Umschalten von jeder Halb- positiven Spannungsquelle einen Eingangsschwellperiode auf die jeweils andere Halbperiode identisch 15 strom für den Transistorschalter 50 liefert,
sind. Dies wird ermöglicht, weil das Umschalten des Der Emitter des Transistors 50 ist an den Verbin-

Differentialverstärkers 701 und des Schalters 702 eine dungspunkt zwischen einer aus einer Diode 54 und Funktion des Spannungsverhältnisses zwischen den einem Widerstand 55 bestehenden Reihenschaltung Punkten 710 und 711 ist und diese Differenz bei der angeschlossen. Der Widerstand 55 ist an eine negative Umschaltung jeder Halbperiode dieselbe ist. 20 Spannungsquelle 56 angeschlossen, und die Diode 54

Die Schwingungsfrequenz ist nahezu unempfind- liegt an Erdspannung. Der Kollektor des Transistors lieh gegenüber Netzspannungen, da, obwohl die Aus- 50 ist über, einen Widerstand 58 an eine positive (^) gangsspannungen des Schalters 702 von Netzspan- Spannungsquelle 57 sowie außerdem an die Basis riungen.abhängig sein können, der Spannungsteiler eines Transistorschalters 60^ angeschlossen,
stets einen gleichbleibenden Teil der Eingangsspan- 25 Der Emitterdes Transistors 60 liegt an Erdpotennung vom Schalter 702 aus zum Ausgang des Span- tiah Dig:übe£dM Diode 54^kdmmende negative Spannungsteilers am Punkt 711 führt. Wie schon erwähnt,,-. nungfsorgtVfur^ein genügend negatives Potential am wird die Ladungsänderung des Kondensators 706""■ Kollektor des 'Transistors 50, um den Transistor 60 durch die Spannungspegel am Punkt 711 begrenzt. einzuschalten, wenn der „Transistor 50 eingeschaltet Da die am Punkt 711 erscheinende Spannung ein 3° wird.

konstanter Prozentsatz des aus dem Schalter 702 Der Kollektor des Transistors 60. ist über einen

kommenden Signale ist, wobei dieser Prozentsatz Widerstand 62 und eine Diode 63 an die Basis eines durch das Verhältnis zwischen den Widerständen 707 Schalttransistors 61 angeschlossen und ist außerdem und 708 bestimmt wird, ist die Ladungsänderung des über einen Widerstand 65 mit der Basis eines zweiten Kondensators 706 derselbe gleichbleibende Prozent- 35 Schalttransistors 64 verbunden. Zwei Widerstände 66 satz wie am Punkt 711. und 67, die an negative Spannungsquellen 68 und 69

In einer /iC-Integratorschaltung, wie sie. in der angeschlossen sind, stellen das Abschalten der Tran-Schaltung verwendet ist, wird die Zeit, die nötig ist, sistoren 61 und 64 beim Abschalten des Transistors um den Kondensator auf einen bestimmten Teil sei- 60 sicher.

ner gesamten möglichen Ladung aufzuladen, einzig 4° Der Kollektor des Transistors 64. ist über einen und allein durch das Produkt des Widerstandes und Widerstand 71 an eine positive Spannungsquelle und der Kapazität in dem Integrator bestimmt. Da der außerdem über die Diode 73 an die Basis eines Schalt-Prozentsatz des Signalausschlags vom. Schalter 702 transistors 72 angeschlossen. Der Kollektor des Tran- Γ aus, durch den die Spannung am Punkt 7iö sich yer- sistors 72 liegt an Erdpotential, und der Emitter des *■—' ändert, konstant ist, ist die Frequenz unabhängig von 45 Transistors 61 ist an eine negative Spannungsquelle der von der Schaltung 702 abgegebenen absoluten 74 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 72 ist Spannung. mit dem Kollektor des Transistors 61 verbunden.

Durch die Wahl von Bauelementen geringer ToIe- Wie nachstehend näher erläutert wird, werden die

ranz für die Widerstände 705, 707, 708 und 712 und Transistoren 61 und 72 beide abgeschaltet, wenn der den Kondensator 706 erreicht man eine genaue Fre- 5° Modulator 4 außer Betrieb ist. Wenn der Modulator quenzsteuerung. Der Schwingvorgang des Oszillators mit einer der beiden vorgesehenen Frequenzen beist definiert durch die Gleichung trieben wird, wird einer der Transistoren 61 und 72

/ \ ^zur Sättigung erregt, und der andere wird abgeschal-

1 1 = exp[ ~~* ) , tet. Das heißt, während des Betriebs des Modulators4

R₁ + R₂ \R_C-C ) ' 55 werden die Transistoren61 und 72 zyklisch mit der

worin " Frequenz des Oszillators ein- und ausgeschaltet.

r. «r * λ 1T7-J * j τηο Wenn der Transistor 60 erregt ist, legt er ein ge-

R_x = Wert des Widerstandes 708, _{nü d positives} p_otential an die Basisanschlüsse der

S² ⁼ S^eri 5^eS Si"!³¹¹?⁵ ZJI¹/ α -mc 1, T^n Transistoren 61 und 64, wodurch diese Transistoren Rc = Wert des Widerstandes 705 (oder 7051| 712), _{6o ldtend werden Der Transistor 64 schaltet bei se}i_ner

C = Kapazität des Kondensators 706. Erregung den Transistor 72 ab. Beim Abschalten des Der in F i g. 2 detailliert gezeigte Modulator 4 be- Transistors 60 schalten die negativen Spannungen, die steht aus einem Differentialverstärker mit den Tran- den Basisanschlüssen der Transistoren 61 und 64 sistoren 40 und 41, deren Emitter miteinander und über die Widerstände 66 und 67 zugeführt werden, mit einer Urstromquelle 42 verbunden sind. Die. Ur- 65 die letztgenannten Transistoren ab. Beim Abschalten stromquelle besteht aus einem Transistor 43 mit des Transistors 64 schaltet dessen Kollektorvorspanfester Basis, dessen Emitter über einen Widerstand nungskreis den Transistor 72 ein. .
45 an eine negative Spannungsquelle 44 angeschlos- Da der Kollektor des Transistors 61 und der Emit-

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ter des Transistors 72 miteinander verbunden sind, schaltet. Wenn der Punkt 85 gegenüber dem Punkt

wird der Verbindungspunkt 75 zwischen diesen Elek- 84 positiv ist, werden die Transistoren 40 und 41 ein-

troden zwangsweise etwa auf Erdpotential gebracht, bzw. ausgeschaltet.

wenn der Transistor 72 eingeschaltet wird, und Anschließend sei die Wirkungsweise des Modulazwangsweise auf die negative Spannung der Klemme 5 tors 4 näher erläutert. Zum Zwecke der Veranschau-74 gebracht, wenn der Transistor 61 eingeschaltet lichung mögen der Transistor 61 nichtleitend und der wird. Transistor 72 leitend sein. Die Spannung am Verbin-Der Verbindungspunkt 75 ist an die Eingangs- dungspunkt 75 hat Erdpotential. Am Verbindungsklemmen eines aus zwei Widerständen 77 und 78 be- punkt 84 hat die Spannung den größten positiven stehenden Spannungsteilers 76 und eines aus einem io Wert. Die Spannung am Verbindungspunkt 85 geht Widerstand 81 und einem Kondensator 82 bestehen- von ihrem negativen zu ihrem positiven Maximalwert den Integrators 80 angeschlossen. Der Widerstand 78 über. Die Transistoren 40 und 50 sind nichtleitend, ist an eine negative Spannungsquelle 83 angeschlos- der Transistor 41 ist leitend. Wenn sich nun die Spansen, deren Wert halb so groß ist wie die Spannung nung am Verbindungspunkt 85 dem höheren Spander Quelle 74. Da der Verbindungspunkt 75 span- 15 nungspegel am Verbindungspunkt 84 nähert, beginnt nungsmäßig zwischen Erdpotential und dem Poten- der Strom aus der Quelle 42, sich zwischen den Trantial der Quelle 74 schwankt, ändert sich die Spannung sistoren40 und 41 aufzuteilen. Sobald der Strom in an dem Verbindungspunkt 84 zwischen den Wider- den Transistoren 40 und 41 etwa gleich ist, wird der ständen 77 und 78 um einen bestimmten Wert um Transistor 50 eingeschaltet, der dann den Transistor den der Klemme 83 zugeführten Spannungswert. Das 20 60 einschaltet. Dadurch werden die Transistoren 61 Verhältnis der Widerstände 77 und 78 bestimmt den und 64 leitend. Der Transistor 64 schaltet den Tranmaximalen Spannungspegel am Verbindungspunkt 84. sistor 72 ab, wodurch die Spannung am Verbindungs-Die Spannung an dem Verbindungspunkt 85 zwi- punkt 75 vom Erdpotential auf —12 V geschaltet sehen dem Widerstand 81 und dem Kondensator 82 wird. Die. Spannung am Verbindungspunkt 84 wird der Integratorschaltung schwankt um den Spannungs- 25 sofort aufihren negativeren Wert geschaltet, wodurch pegel der Quelle 83, und zwar erreicht sie Ampli- der Transistor 41 völlig nichtleitend wird; der ganze tudenwerte, die etwa gleich den Amplituden 'am Ver- Strom aus der Quelle 42 fließt nun durch den Transibindungspunkt 84 sind. Der gesamte Spannungshub stör 40.

an den Verbindungspunkten 84 und 85 wird auf An diesem Punkt ist ein halber Arbeitsumlauf ereinen geringen Teil der Kondensatorladespannung 30 folgt, und die Spannung am Punkt 85 fällt nun ins am Verbindungspunkt 75 gehalten, so daß der An- Negative ab. Ist die Spannung am Punkt 85 etwa stieg der Spannungsänderung am Verbindungspunkt gleich der Spannung am Punkt 84 oder leicht dar-85 nahezu linear ist, wodurch eine etwa sägezahnför- unter, wird der Strom aus der Quelle 42, der inzwimige Kurvenform mit gleich großen positiven und sehen begonnen hat, sich zwischen den Transistoren negativen linearen Flanken erzeugt wird. 35 40 und 41 aufzuteilen, im Transistor 41 hoch genug, Wie schon erwähnt, ist es zweckmäßig, die Steilheit um den Transistor 50 nichtleitend zu machen. Die der Ladekennlinie des Kondensators 82 konstant zu Transistoren 60, 61 und 64 werden ebenfalls nichthalten. Daher ist es nötig, den Betrag, um den der leitend. Der Transistor 72 schließlich wird leitend und Kondensator aufgeladen wird, auf einen sehr kleinen legt den Punkt 75 an Erdpptential. Hiermit ist ein Teil des Gesamtbetrages zu begrenzen, um den er 40 vollständiger Arbeitsumlauf abgeschlossen,
durch die Quelle 74 aufgeladen werden könnte. Da In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Modie Spannung am Punkt 75 zwischen Erdpotential dulators 4 wird die höhere der beiden Frequenzen er- und beispielsweise —12 V schwankt, könnte sich der zeugt, indem ein Widerstand 90 dem Widerstand 81 Kondensator 82 in jeder Halbperiode auf Erdpoten- parallel geschaltet wird, so. daß der Kondensator 82 tial und auf —12 V aufladen, wenn das nicht durch 45 schneller aufgeladen wird. Ein zusätzlicher aus den eine Steuereinrichtung verhindert würde. Transistoren 91 und 92 bestehender Schalter ist vor-Um den Spannungswechsel zeitlich genügend kon- gesehen, um dem Kondensator 82 über den Widerstant zu halten, wird in dem hier gezeigten Ausfüh- stand 90 einen Ladestrom zuzuführen. Der Kollektor rungsbeispiel die maximale Änderung der Spannung des Transistors 91 liegt auf Erdpotential, der Emitter auf etwa 0,4 V auf jeder Seite der Bezugsspannung 50 des Transistors 92 ist an eine negative Spannungsoder einen maximalen Ausschlag von 0,8 V gehalten. quelle 93 angeschlossen, und der Emitter des Tran-Dies macht etwa 12% der gesamten möglichen An- sistors91 sowie der Kollektor des Transistors 92 sind derung aus und sorgt für eine genügend lineare Lade- an einen Verbindungspunkt 94 angeschlossen,
kennlinie. Dieser Wert wird natürlich nur als Beispiel Ein zwischen der Basis des Transistors 92 und angegeben. 55 einer negativen Spannungsquelle 95 liegender Wider-Die Spannung am Verbindungspunkt 85 schwankt stand liefert die Abschaltvorspannung für den Tranoberhalb und unterhalb der — 6-V-Bezugsspannung sistor 92. Ein Widerstand 97 zwischen der Basis und um einen Betrag, der durch den Potentialausschlag dem Emitter des Transistors 91 sorgt dafür, daß der am Punkt 84 bestimmt wird, wenn die Spannung am Transistor nichtleitend ist, solange seiner Basis keine Punkt 75 zwischen Erdpotential und —12 V umge- 60 positiven Eingangssignale über eine Diode 98 zugeschaltet wird. Die Werte der Widerstände 77 und 78 führt werden. Wenn der Transistor 91 eingeschaltet bestimmen den Spannungspegel am Verbindungs- wird, legt er den Punkt 94 auf Erdpotential, und es punkt 84 und werden beispielsweise so gewählt, daß entsteht ein positiver Ladestrom für den Kondensator die Pegel um 0,4 V über und unter der Bezugsspan- 82. Wenn der Transistor 92 leitend wird, führt er nung von — 6 V liegen. 65 dem Punkt 94 eine negative Spannung zu.

Wenn nun die Spannung am Punkt 85 gegenüber Der Kollektor des Transistors 60 ist über einen

derjenigen am Punkt 84 negativ ist, wird der Transi- Widerstand 100 und eine Diode 10 g an die Basis des

stör 40 ausgeschaltet und der Transistor 41 einge- Transistors 92 angeschlossen, so daß der Transistor

60 den Transistor 92 jeweils einschalten kann, wenn er den Transistor 61 einschaltet. Der Kollektor des Transistors 64 ist mit der Basis des Transistors 91 über eine Diode 102 und die Diode 98 verbunden, um den Transistor 91 gleichzeitig mit dem Ein- und Ausschalten des Transistors 72 ein- und auszuschalten.

Die Transistoren 91 und 92 schalten den Modulator zwangsweise auf hohe bzw. niedrige Frequenz, und zwar unter der Steuerung von auf die Eingangsleitung 5 gegebenen binären Datensignalen. Die Leitung 5 ist an die Basis eines Transistorschalters 103 in Emitter-Basis-Schaltung über einen Widerstand 104 angeschlossen. Die Basis des Transistors 103 ist über einen Widerstand 106 an eine positive Spannungsquelle 105 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 103 ist über Widerstände 111 und 112 an eine negative Spannungsquelle 110 angeschlossen. Der Verbindungspunkt zwischen diesen Widerständen ist an die Basis eines Schalttransistors 113 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 113 liegt an einer negativen Spannungsquelle 114, und sein Kollektor ist an zwei Dioden 115 und 116 angeschlossen.

Wenn wegen des Vorliegens eines negativen Spannungspegels (binäre »1«) auf der Leitung 5 der Transistor 113 leitend ist, sendet er eine negative Spannung über die Dioden 115 und 116 zu den Eingangsdioden 98 und 101 der Transistoren 91 und 92 und schaltet diese zwangsweise aus, ohne Rücksicht auf den Zustand der Transistoren 60 und 64. Diese die »1« darstellende negative Eingangsspannung zwingt also den Oszillator, für diesen binären Wert mit der niedrigeren Frequenz zu arbeiten.

Ein an den Verbindungspunkt zwischen den Dioden 115 und 98 an eine positive Spannungsklemme 118 angeschlossener Widerstand 117 liefert die Basisvorspannung für den Transistor 91, wenn die Transistoren 103 und 113 nichtleitend sind.

Wenn auf der Eingangsleitung 5 eine positive Spannung vorliegt, die eine binäre »0« darstellt, werden die Transistoren 91 und 92 leitend, wodurch der Modulator 4 gezwungen wird, mit seiner hohen Frequenz zu arbeiten, die dann die binäre »0« darstellt.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von frequenzumgetasteten Dreieckswellen mit einem /?C-Integrator, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschaltung eines Spannungsteilers (707,708) mit einem aus einem Widerstand (705) und einem Kondensator (706) bestehenden Integrator ausgangsseitig mit den Eingängen (710, 711) eines Differentialverstärkers (701) verbunden ist, daß die dem Widerstand (705) abgewandte Seite des Kondensators (706) mit einem festen Bezugspotential (Erde) verbunden ist, daß der Ausgang des Differentialverstärkers (701) dem Eingang eines Umschalters (702) zugeführt ist, an dessen Ausgang die Parallelschaltung von Spannungsteiler und Integrator liegen, und daß dem Integrator ein weiterer Schalter (713) vorgeschaltet ist, der in Abhängigkeit von an seinem Eingang auftretenden Spannungspegeln den Wert des zum ÄC-Integrator gehörenden Widerstandes (705) verändert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Schalter (713) ein auf binäre Spannungspegel ansprechender Umschalter ist, der zwischen zwei Festwiderständen (705 und 712) umschaltet.

3. Schaltungsanordnung nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialverstärker (701) aus zwei emitterseitig miteinander verbundenen Transistoren (40, 41) besteht, daß die verbundenen Emitter mit einer Urstromquelle (42) verbunden sind und daß der Kollektor des das Ausgangssignal des Integrators (81, 82) führenden Transistors (40) konstantes Bezugspotential hat, während der Kollektor des anderen Transistors (41) mit dem Eingang eines zwischen zwei festen Spannungen umschaltenden Schalters (Transistor 50) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen