DE2658080C2 - Impulsregenerator - Google Patents

Description

Eine vorteilhafte Weiterbildung zur Verarbeitung auch negativer Halbwelten wird durch die Weiterbildung nach Anspruch 2 erreicht

Von besonderem Vorteil ist es als Schalter Si und S₂ Thyristoren T\ und T₂ und als Schalter S₃ einen Feldeffekttransistor zu verwenden.

Zum Erzeugen eines positiven Impulses zum Zünden des Thyristors Ti aus einem negativen Schaltsprung der Komparatcrcusgangsspannung wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ein Transistor 7Tv₃ zur Phasen- '" umkehrung um 180° verwendet

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zwischen den Spannungsteiler Ru R₂ und A3 und die Ladekondensatoren C₁ und C₂ je ein Transistor TR\ und TR₂ so eingeschaltet ist, daß die an den Kondensatoren '³ ermittelten Spannungen die Basen der als Emitterfolger geschalteten Transistoren TR\ und TR₂ steuern, daß der im positiven Zweig liegende Transistor ein NPN und der im negativen Zweig ein PNP Transistor ist und die beiden Kondensatoren C₁ und C₂ mit ihren freien ²⁽⁾ Anschlüssen mit Spannungsnull verbunden sind. Durch diese Anordnung wird die aus den Eingangsimpulsen gewonnene Steuerspannung dem Eingang des Differenzverstärkers angepaßt und in der Signalspannung enthaltene Gleichspannungsanteile kompensiert und " dadurch vom Eingang des Differenzverstärkers ferngehalten. Außerdem wird durch diese Anordnung die Belastung der Gleichrichterschaltung durch die Widerstände Ry R₂ und R₃ verringert und damit die Entladezeitkonstante vergrößert -»<>

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt

A b b. 1 zeigt die Einrichtung zum Anpassen von positiven Eingangsimpulsen.

Abb.2 zeigt die Einrichtung zum Anpassen von ^ positiven und negativen Impulsen.

A b b. 3 zeigt die Schaltung aller zu der Einrichtung gehörenden Schaltelemente.

Die Eingangsspannung U₃ wird einem Eingang des Differenzverstärkers zugeführt. Außerdem wird die Eingangsspannung über einen Gleichrichter ZJ₁ dem Ladekondensator C₁ sowie dem Schalter S] und dem Spannungsteiler A₁, R₂, R₃ zugeleitet Vom Spannungsteiler wird über einen Schalter S3 einer der beiden Anschlüsse des Widerstandes R₂ mit dem zweiten Eingang des Differenzverstärkers verbunden. Außerdem ist das freie Ende des Schalters S₁ über einen Widerstand Ra mit dem negativen Pol der Betriebsspannung verbunden.

Vor dem Eintreffen eines Eingangssignales ist der Schalter Si geöffnet und S₃ verbindet den nicht invertierenden Eingang des Komparators mit dem Spannungsteiler A₁, R₂ und R₃ am Anschluß von A₁ mit R₂. Wird der Schaltungseingang von einem positiven Impuls beaufschlagt dann Hegt diese Spannung am invertierenden Eingang des Komparators und eine Teilspannung über den Spannungsteiler und Schalter Ss am anderen Eingang des Komparators. Wird die Schaltschwelle überschritten, dann kippt der Komparator und S₃ schaltet auf den negativen Spannungspunkt zwischen R₂ und A3 um. S₁ wird so lange geschlossen, bis der Kondensator Ci die Eingangsspannung erreicht hat Danach öffnet Schalter S₁ wieder und der Kondensator wird wieder geladen, bis die Eingangsimpulsspannung unter die Kondensatorspannung fällt Wenn die negative Schaltschwelle erreicht wird, schaltet der Komparator wieder in den Ausgangszustand zurück und S₃ wird wieder umgeschaltet Jetzt hat aber der Kondensator G durch das Laden, das teilweise Entladen und nochmalige Laden eine mittlere Spitzenspannung gespeichert, die sowohl kleine Störspannungen nicht mehr durchgreifen läßt, als auch eine blockierende Aussteuerung des Komparators verhindert.

Sollen auch negative Impulse regeneriert werden, so benötigt man ein Eingangsnetzwerk nach A b b. 2. Die Wirkungsweise ist dabei für negative Impulse entsprechend. Positive Impulse werden auf der Seite mit positivem Durchlaß und negative Impulse auf der anderen Seite ausgemittelt und gepeichert.

Abb.3 zeigt die Schaltung mit den einzelnen Schaltelementen und Einrichtungen zum Betätigen der Schalter. Die Eingangsspannungsimpulse werden in der aktiven Spitzenwertgleichrichterschaltung OPi und OP₂ gleichgerichtet. Die Ausgänge der Verstärker haben jeweils das die Kondensatoren entladende Potential. Als Schalter werden die von den Ausgangsimpulsen des Komparators direkt oder nach Umkehrung durch den Transistor TR₃ gesteuerte Thyristoren 71 und T₂ verwendet. Nach der Durchsteuerung schalten diese selbsttätig nach Spannungsausgleich der Kondensatoren C₁ oder C₂ ab. Der Schalter S₃ ist ein Feldeffekttransistor TRa damit am Spannungsteiler A₁, R₂ und R₃ kein Fehlerstrom erzeugt und außerdem sättigungsfrei geschaltet wird.

Die Transistoren TR\ und TR₂ sind als Emitterfolger zwischengeschaltete Stromverstärker, die einmal die Gegenkopplungsspannung für die Operationsverstärker OPi und Of₂ liefern, aber hauptsächlich den niederohmigen Ausgang zum Anschluß eines niederohmigen und daher störungsunanfälligen Spannungsteilers RuR₂ und R₃ bilden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

PNP-Transistor ist Patentansprüche:

1. Impulsregenerator zur Erzeugung definierter Impulse aus mit Störungen überlagerten Signalen stark wechselnder Amplitude, wobei ein Differenzverstärker als Komparator und Kippspannungserzeuger dient und vor dem Differenzverstärker ein Netzwerk zur Verhinderung der Eingangsübersteuerung vorgesehen ist, mit einem Kondensator, der über einen Gleichrichter die positiven Spannungspitzen der Eingangsimpulse speichert, wobei der Kondensator nach Oberschreiten der Schaltschwelle zum negativen Pol der Betriebsspannung entladen wird und die Umschaltspannung über einen Spannungsteiler aus zumindest zwei Widerständen über den Anschluß des mittleren Widerstandes des Spannungsteilers mit einem Eingang des Komparators verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator Ci über einen Schalter Si und einen Widerstand R* nach dem Überschreiten der Schaltschwelle zum negativen Pol der Betriebsspannung entladen wird und daß der Spannungsteiler aus drei Widerständen R\, R2 und Ri und einem Schalter 53 besteht, wobei der Schalter 53 über einen der beiden Anschlüsse des mittleren Widerstandes R2 des Spannungsteilers mit einem Eingang des Komparators verbunden ist und wobei der Schalter im Takt der Ausgangsspannungsimpulse des Komparators betätigt wird, so daß bei einem positiven Eingangsspannungsimpuls der Schalter S3 zum weniger positiven Punkt des Widerstandes R2 umschaltet und nach der Entladung des Kondensators G der Schalter Si öffnet und der Schalter S₃ die andere Schaltstellung einnimmt, sobald der Eingangsspannungsimpuls abklingt, und daß der andere Eingang des Komparators direkt mit der Eingangsspannung verbunden ist.

2. Impulsregenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Kondensator C₂ über einen weiteren Gleichrichter Di die negative Spitzenspannung der Impulse speichert und dieser Kondensator Ci über einen Schalter Si und einen Widerstand Λ5 nach Überschreitung der negativen Umschaltschwelle zum positiven Pol der Betriebsspannung entladen wird und die so gebildete Umschaltspannung am bisher an Masse liegenden Ende, des Spannungsteilers R\, R2 und Ri eingeleitet wird.

3. Impulsregenerator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter Si und Sj durch Thyristoren 7"i und Ti und der Schalter S3 durch einen Feldeffekttransistor gebildet werden.

4. Impulsregenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines positiven Zündimpulses für den Thyristor Ti aus dem negativen Schaltsprung der Komparatorausgangsspannung ein Transistor TR3 zur Phasenumkehrung Verwendung findet.

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5. Impulsregenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Spannungsteiler R\, fh, R} und die Ladekondensatoren Ci und Ci je ein Transistor TR\ und TR2 so eingeschaltet ist, daß die an den Kondensatoren ermittelten Spannungen die Basen der als Emitterfolger geschalteten komplementären Transistoren TR] und TRi steuern, daß der im positiven Zweig liegende Transistor ein NPN-Transistor und der im negativen Zweig ein Die vorliegende Erfindung betrifft einen Impulsregenerator zur Erzeugung definierter Impulse aus mit Störungen überlagerten Signalen, wobei ein Differenzverstärker als Komparator und Kippspannungserzeuger dient und vor dem Differenzverstärker ein Netzwerk zur Verhinderung der Eingangsübersteuerung vorgesehen ist

Die Eingangsübersteuerung sollte so klein wie möglich gehalten werden, da sonst die Offsetspannungsdrift und die Schaltzeit zunehmen. Um dies zu erreichen

'5 hat man schon vorgeschlagen, die beiden Eingänge eines Differenzverstärkers mit zwei entgegengesetzt gerichteten und parallel angeordneten Dioden zu verbinden und in die Zuleitung zu den Eingängen Widerstände einzuschalten (Halbleiterschaltungstechnik U. Tietze, Ch. Schenk). Dadurch wird die Eingangsspannung am Differenzverstärker auf die Durchlaßspannung der beiden Gleichrichter begrenzt Das Eingangssignal darf dann aber keinen nennenswerten Gleichspannungsanteil haben, da sonst die Wechsel-Spannungsimpulse nicht mehr durchgreifen können. Aus diesem Grund werden in die Eingangszuleitungen Kondensatoren zum Unterdrücken der Gleichspannungsanteile eingeschaltet. Der Regenerator wird dadurch frequenzabhängig und versagt unterhalb einer unteren Grenzfrequenz der Eingangsimpulse.

Ein anderer Vorschlag besteht darin, in die Zuleitung ein Potentiometer einzuschalten und die Eingangsimpulsamplitude damit dem Differenzverstärker anzupassen. Auch hierbei muß ein Kondensator zum Abtrennen des Gleichspannungsanteils mit dem erwähnten Nachteil eingeschaltet werden. Außerdem muß man bei wechselnder Eingangsimpulsamplitude durch laufende Verstellung des Potentiometers die Anpassung vornehmen, oder die Übersteuerung mit ihren Nachteilen hinnehmen.

Ein gattungsgemäßer Impulsgenerator ist aus Electronics Vol.43, 08.06.1970, Heft 12, Seite97, bekannt. Nachteilig bei dieser Schaltung ist es, daß sie aufgrund des Kondensators keine schnelle Verarbeitung der Signale zuläßt, sondern vielmehr zeitabhängig arbeitet. Darüber hinaus ist der erfaßbare Frequenzbereich relativ gering, da sie optimiert ist für eine Frequenz von 4 kHz.

Eine ähnliche Schaltung ist aus der CH-PS 5 09 015 bekannt. Auch hier ist eine schnelle Verarbeitung der Eingangssignale nicht möglich, da zeitabhängige Glieder vorgesehen sind, die dies verbieten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bisher vorgeschlagenen Lösung zu überwinden und dem Differenzverstärker passende Impulse zuzuleiten, die den Differenzverstärker nicht übersteuern und die auch nicht bei niedrigen Frequenzen durch zeitkonstante Glieder beschnitten sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß durch die Verwendung des Schalters Si eine schnelle Verarbeitung der Signale bei gleichzeitiger Zeitunabhängigkeit vorhanden ist. Durch den Schalter S3 wird eine größere Sicherheit gegen Störsignale erzielt, so daß die Schaltung universell einsetzbar ist. Darüber hinaus erlaubt sie Eingangssignale aus einem großen Frequenzbereich zu verarbeiten.