DE2116145A1

DE2116145A1 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer periodischen Spannung

Info

Publication number: DE2116145A1
Application number: DE19712116145
Authority: DE
Inventors: Hans-Heinrich 2000 Schenefeld Feindt
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1971-04-02
Filing date: 1971-04-02
Publication date: 1972-10-05
Also published as: DE2116145C3; DE2116145B2

Description

Schaltungsanordnung æ-lm Erzeugen einer periodischen Spannung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer periodischen Spannung (Oszillator), bei der ein Kondensator durch einen ersten Strom bis zu einem ersten Schwellwert aufgeladen und anschließend durch einen zweiten Strom bis zu einem zweiten Schwellwert entladen wird. Durch eine Aufladung und Entladung mit konstanten Strömen entsteht eine Sägezahn- oder Dreieckspannung; die Zeit zwischen deI Umschaltpunkten ist proportional zu dem in betreffenden Intervall wirksamen Strom und zum Abstand der Schwellwertspannungen voneinander.
Trifft man, um die Frequenz konstant zu halten, Maßnahmen, die Ströme und Schwellwerte absolut konstant zu halten, so ist ein erheblicher Aufwand erforderlich.
Überlegungen, die zur Erfindung geführt haben, haben gezeigt, daß man weitgehend konstante Intervalle und somit eine praktisch konstante Frequenz erhält, wenn gemäß dr Erfindung die die Ströme und die Schwellwerte bestimmenden Spannungen den Angriffen eines einzigen an der Speisespannung liege den Spannungsteilers entnommen werden. Änderungen der Speisespannung und mit gleichem Temperaturkoeffizienten erfolgen temperaturabhängige Änderungen der Widerstände des Spannungsteilers wirken sich dann nicht aus; wenn die Spannungen steigen, werden die Ströme größer und damit die Differentialquotienten des Spannungsanstiegs bzw. -abfalls am Kondensator, und gleichzeitig ändert sich die Differenz zwischen den Schwellwertspannungen, so daß das Verhältnis der Spannungsdifferenz zwischen den Schwellwerten zur Steilheit des Spannungsanstiegs in der Zeit konstant bleibt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die ein Blockschaltbild zeigt, an Hand dessen das Prinzip erläutert wird.
An eine Speisequelle + UB (12 V), deren anderer Pol geerdet liegt, ist ein Spannungsteiler aus den Widerstanden Rl, R2, R3, R4 und R5 angeschlossen. Dem Widerstand R5 wird eine Spannung U1 entnommen, die einer Stromquellenschaltung 6 zugeführt wird. Diese liefert einen Strom - I = U1 R7 Der Widerstand R7 oder ein ihm entsprechender Widerstand kann außerhalb der Stromquellenschaltung 6 angebracht sein, w. et-wa erforderliche Justierungen vornehmen zu können oder auch um durch ein besonderes, z.B temperaturabhängiges, Verhalten zusätzliche Korrekturen zu ermöglichen.
Der gelieferte Strom -i wird einer Schaltstufe 8 zugeführt, die durch einen Umschalter angedeutet ist. In der dargestellten Tage wird der Strom " ?ebc-q den rechten Ausgang dem Kondensator C zugefahrtX so haß dieser zeStproJortional entladen wird.
An die Kordensatorspannung ist ein Sehwellwertschalter 9 angeschlossen. In diesem wird die KondensatorsDannung verglichen mit der zwischen dem Widerstand R3 und R4 abgenommenen Spannung U2 bzw. der zwischen den Widerständen Ri und R2 abgenomF menen Spannung U3. Wenn die Kondensatorspannung UC soweit entladen ist, daß sie die Spannung U2 erreicht, gibt der Schwellwertschalter 9 ei Steuersignal auf eine Umschalt-Steuerstufe (Flip-Flop) 10, und dadurch wird der Umschalter 8 in die andere Lage gebracht.
Der Strom -I wird dann einer Stromumkehrstufe ii zugeführt, die am Ausgang einen Strom +I dem Kondensator C zuführt, so daß dieser aufgeladen wird. Die Stufe 1-1 hat somit einen Stromverstärkungsfaktor von -1.
Wenn die Kondensatorspannung dann wieder bis zum Wert U3 angestiegen ist, liefert der Schwellwertschalter 9 ein anderes Signal zur Umschalt-Steuerstufe 10, woraufhin der Umschalter 8 wieder in die dargestellte Lage gebracht und die Entladung des Kondensators e eingeleitet wird.
In der dargestellten Schaltung sind Ladestrom und Entladen strom gleich groß, so daß die Zeiten zwischen den beiden Schwellwerten U2 und 73 bei der Aufladur.g und bei der Entladung gleich groß sind; es entsteht also eine symmetrische Dreieckspaenungo Diese Spannung wird weiter einem Schwellwertschalter 12 zugeführt und in diesem mit einer Spannung U4 verglichen, die zwischen den Widerständen R2 und R3 abgenommen wird und somit auch zwischen den beiden Grenzwerter U2 und U3 der Kondensatorspannung liegt. Der Schwellwertschalter 12 schaltet dann sowohl bei der Aufladung wie bei der Entladung des Kondensators C bei einem zwischen den Grenzwerten liegenden Wert um, so daß an seinem Ausgang 13 Rechteckimpulse entstehen, die Je nach der Größe der Spannung U4 symmetrisch oder mehr unsymmetrisch sein können. Diese Impulse können dann in üblicher Weise weiter verstärkt und ggf.
verformt werden.
Da das Verhältnis zwischen den einzelnen Spannungen durch die Widerstände Ri bis R5 bedingt wird, ergibt sich eine in der Frequenz sehr weitgehend konstante Schwingung. Die Amplitude der Ausgangsschwingung des Schwellwertschalters 12 kann ggf. nocn von der Speisespannung abhängen; sie läßt sich jedoch in üblicher Weise einfach begrenzen.
Wenn die Widerstände R1 bis R5 gleiche Eigenschaften haben und z.B. in einer integrierten Schaltung in gleicher Technik hergestellt und eng benachbart sind, werden sie den gleichen Temperaturkoeffizienten aufweisen und praktisch der gleichen Temperatur ausgesetzt sein; dann ist auch das Spannungsteilungsverhältnis ausreichend konstant, wobei es selbstverständlich ist, daB die von dem Spannungsteiler abgenommenen Spannungen nur Ströme entnehmen, die gegenüber dem Querstrom des Spannungsteilers völlig vernachlässigbar sind.
Wenn von weiteren Abgriffen des Spannungsteilers R1 bis R5 Spannungetz abgenommen und Schwellwertschaltern zugeführt werden, die von der Dreieckspannung des Kondensators gesteuert werden, können Umschaltzeitpunkte festgelegt werden, die mit der gleichen Konstanz eine feste Phasenbeziehung gegenüber der ireieckspannung aufweisen.
Pat entansprüche:

Claims

Patentansprüche: ! Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer periodischen Spannung, bei der ein Kondensator durch einen ersten Strom bis zu einem ersten Schwellwert aufgeladen und anschließend durch einen zweiten Strom bis zu einem zweiten Schwellwert entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ströme und die Schwellwerte bestimmenden Spannungen den Abgriffen eines einzigen an der Speisespannung liegenden Spannungsteilers entnommen werden.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Strom mittels einer Umkehrstufe vom ersten Strom bedingt und diesem entgegengesetzt gleich ist und daß die Stromrichtungsumschaltung vom Schwellwertschalter gesteuert wird.