DE1766605C

DE1766605C - Saw tooth generator for measuring purposes

Info

Publication number: DE1766605C
Authority: DE
Inventors: Hans; Müller Klaus Dieter; 6100 Darmstadt; Schmelz Lothar 6200 Wiesbaden Horneff
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Publication date: 1972-06-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sägezahn- > 'generator zur Erzeugung von sügezahnförmigen Spannungen guter Linearität und mit einem von Temperatur· und Taktfrequenzschwankungen unabhängigem ^y Pegel. Stabilisierte Sägezahngeneratoren mit guter - "Linearität sind bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt. In der Schaltung gemäß der deutschen Auslegeschrift 1200 873 wird die Sägezahnspannung durch Aufladen eines Speicherkondensators über die Entladungsstrecke eines Transistors erzeugt, wobei. die Basis des Ladetransistors mit einem ÄC-Giied von gegen die Sägezahnperiode großer Zeitkonstante verbunden ist; durch Aufladen dieses flC-Gliedes über einen von den Sägezahnspannungen gesteuerten weiteren Transistor wird ein Mittelwertpotential gewonnen, welches zur Stabilisierung der Sägezahnamplitude dient. Ändert sich also der Strom des Ladetransistors, so ändert sich auch die Aufladung des Zeitkonstantengliedes, so daß eine Arbeitspunktverschiebung des Ladetransistors erfolgt. aoThe invention relates to a sawtooth> 'generator for generating voltages sügezahnförmigen good linearity and an independent temperature and frequency fluctuations · ^y level. Stabilized sawtooth generators with good - "linearity are already known in various designs. In the circuit according to German Auslegeschrift 1200 873, the sawtooth voltage is generated by charging a storage capacitor via the discharge path of a transistor, the base of the charging transistor having an AC-Giied of opposite the sawtooth period of large time constant is connected; by charging this flC element via a further transistor controlled by the sawtooth voltages, an average value potential is obtained, which serves to stabilize the sawtooth amplitude. If the current of the charging transistor changes, the charging of the time constant element also changes, so that an operating point shift of the charging transistor takes place

In einer weiteren geregelten Sägezahngeneratorschaltung (deutsche Auslegeschrift 1 172 302) umfaßt die Regelschleife den Lastkreis, damit Widerstandsänderungen des Lastkreises infolge von Temperatureinflüssen ausgeglichen werden. In dieser Schaltung as wird die Regelspannung zu speziellen Zwecken an den Emitter des als Konstantstromgenerators arbei- -tenden Transistors angeschlossen.In a further regulated sawtooth generator circuit (German Auslegeschrift 1 172 302) the control loop controls the load circuit so that changes in resistance in the load circuit due to temperature influences are compensated for. In this circuit as the control voltage is connected to the emitter of the transistor working as a constant current generator for special purposes.

Hierbei sind im Regelkreis Emitterfolgestufen vorgesehen.Emitter follower stages are provided in the control loop.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Amplitude auf einem Wert festzuhalten, der der Differenz zwischen der Betriebsspannung und einem frei wählbaren Bruchteil der Betriebsspannung entspricht.The object of the invention is to keep the amplitude at a value that is the difference between the operating voltage and a freely selectable fraction of the operating voltage.

Ein Sägezahngenerator für Meßzwecke mit guter,35 Linearität und von Temperatur- und Taktfrequenzschwankungen unabhängigem Pegel, bei dem der Sägezahnanstieg durch Aufladen eines Kondensators über die Entladestrecke eines Transistors, die Entladung durch einen von der Taktfrequenz geschalteten, dem Kondensator parallelliegenden weiteren Transistor bewirkt wird, und bei dem die Basis des Ladetransistors unmittelbar an einem ÄC-Glied von gegen die Sägezahnperiode großer Zeitkonstante liegt, welches den Emitter-Widerstand einer Emitterfolgestufe bildet, deren Basis mit der an dem Kondensator erzeugten Sägezahnspannung gesteuert wird, wird erhalten, wenn erfindungsgemäß die Basis der Emitterfolgestufe während der Entladungszeit des Konderisators durch einen mit dem Taktimpuls synchronen Hilfsimpuls auf eine einstellbare Konstantspannung geklemmt und während der Aufladezeit über einen Kondensator von einer weiteren Emitterfolgestufe gesteuert wird, an deren Basis die Spannung des Speicherkondensators liegt. A sawtooth generator for measuring purposes with good linearity and level independent of temperature and clock frequency fluctuations, in which the sawtooth rise is brought about by charging a capacitor via the discharge path of a transistor, the discharge by another transistor connected to the clock frequency and parallel to the capacitor, and in which the base of the charging transistor lies directly on a λC element with a time constant that is large compared to the sawtooth period, which forms the emitter resistance of an emitter follower stage, the base of which is controlled by the sawtooth voltage generated on the capacitor, is obtained if, according to the invention, the base of the emitter follower stage Clamped to an adjustable constant voltage during the discharge time of the capacitor by an auxiliary pulse synchronous with the clock pulse and controlled by a further emitter follower stage during the charging time via a capacitor, at the base of which the voltage of the storage con capacitors.

Die durch die Schaltung sich ergebenden Vorteile bestehen in der Erfüllung der gestellten Forderungen mit einem relativ geringem Aufwand an Schaltelementen. Damit kann man die Taktfrequenz im Verhältnis 1 :2 verändern, ohne daß sich der Pegel der Sägezahnspannung um mehr als 2% verändert. 10% Tcmpcraturiinderung beeinflussen den Pegel um 0,5%. Die Linearitätsabweichungen sind bis zu Amplituden von 75% der Betriebsspannung unmerklich.The advantages resulting from the circuit consist in the fulfillment of the demands made with a relatively low cost of switching elements. So you can set the clock frequency in relation Change 1: 2 without changing the level of the sawtooth voltage by more than 2%. 10% Temperature changes affect the level by 0.5%. The linearity deviations are up to amplitudes imperceptibly from 75% of the operating voltage.

Diese und weitere Vorteile sind durch die Wirkungswcise der Schaltung bedingt, die im folgenden ;in Iliiiul der Begleitzeiclinung näher erläutert wird.These and other advantages are due to the effectiveness the circuit, which is explained in more detail below in the accompanying lines.

Der SchalUingsleil aus dem f.udclninsislor I, mil dem Emitter-Widerstand R₁, dem RC-KnIaR₉, C₈ von gegen die Ablenkperiode großer Zeltkonstante, dem Steuer-Transistor 3, dem SpeicherkondensatorC, und dem Schalttransistor 2 entspricht im wesentlichen der eingangs beschriebenen bekannten Sägezahngeneratorschaltung. Zusätzlich wird das Grundpotential der Basis des Transistors 3 durch eine Klemmstufe während der RUcklaufzelt auf einen festen Gleichspannungswert geklemmt. In dem Ausfuhrungsbeispiel besteht die Klemmstufe aus einem in Kollektorfolgeschaltung betriebenen Transistor 4, dessen Emitter mit dem Spannungsteiler R„ Λ₄ und dem Kondensator C₄ verbunden ist. Der Basis des Transistors 4 sind mit dem Taktimpuls A synchrone Hilfsimpulse H_e zugeführt, die geringere Breite als jene haben, so daß sie stets während der Taktimpulse auftreten. Die Ausführung der Klemmschaltung ist im übrigen für die Erfindung nicht wesentlich und kann auch auf andere Weise gestaltet sein.The SchalUingsleil from the f.udclninsislor I, with the emitter resistor R ₁ , the RC-KnIaR ₉ , C ₈ of a time constant that is greater than the deflection period, the control transistor 3, the storage capacitor C, and the switching transistor 2 essentially corresponds to the one at the beginning described known sawtooth generator circuit. In addition, the basic potential of the base of the transistor 3 is clamped to a fixed DC voltage value by a clamping stage during the return period. In the exemplary embodiment, the clamping stage consists of a sequential circuit operated in collector transistor 4 is connected to its emitter connected to the voltage divider R "Λ ₄ and the capacitor C. ₄ The base of the transistor 4 is supplied with auxiliary pulses H _e which are synchronous with the clock pulse A and which have a smaller width than those, so that they always occur during the clock pulses. The design of the clamping circuit is otherwise not essential for the invention and can also be designed in other ways.

Da der Fußpunkt der Sägezahnamplitude durch die Klemmspannung U_k, und die Spitze — bei gesättigtem Transistor 3 — annähernd durch die Oberspannung U₀ bestimmt ist, ergibt sich für die Sägezahnamplitude K_s^t/₀-£/*. Diese Beziehung gilt, wie durch Messungen bestätigt wurde, in einem weiten Bereich und zeigt erst Abweichungen, wenn U„>U_k. Sofern die Klemmspannung und die Oberspannung konstant bleibt, werden alle anderen Änderungen der Schaltungselemente ausgeregelt. Auf der anderen Seite kann die Amplitude der Sägezahnspannung in einfacher Weise durch Einstellung der Klemmspannung variiert werden. Die zusätzliche Anordnung der Klemmstufe ermöglicht die Verwendung einer einzigen Emitterfolgestufe im Regelkreis, der in der Figur stark ausgezogen.Since the base point of the sawtooth amplitude is determined by the clamping voltage U _k , and the peak - when the transistor 3 is saturated - is approximately determined by the high voltage U ₀ , the result for the sawtooth amplitude is K _s ^ t / ₀ - £ / *. As has been confirmed by measurements, this relationship applies over a wide range and only shows deviations if U "> U _k . If the clamping voltage and the upper voltage remain constant, all other changes in the circuit elements are corrected. On the other hand, the amplitude of the sawtooth voltage can be varied in a simple manner by adjusting the clamping voltage. The additional arrangement of the clamping stage enables the use of a single emitter follower stage in the control loop, which is strongly drawn out in the figure.

Falls dem Ausgang des Generators noch weitere Stufen nachgeschaltet sind, in denen ein Temperaturgang unvermeidlich ist, so kann man auch diesen noch ausregeln, indem man aus der Sägezahnspannung der Endstufe eine Gleichspannung ableitet und diese als Klemmspannung verwendet.If the output of the generator is followed by further stages in which a temperature curve is unavoidable, this can also be corrected by taking the sawtooth voltage the output stage derives a DC voltage and uses this as a clamping voltage.

Claims

Patent claims:

1. Sawtooth generator for measuring purposes with good linearity and level independent of temperature and clock frequency fluctuations, at which the sawtooth rise is caused by charging a capacitor over the discharge path of a transistor, the discharge is caused by a further transistor connected to the clock frequency and parallel to the capacitor, and at which the base of the charging transistor lies directly on a λC-member with a time constant that is greater than the sawtooth period, which forms the emitter resistance of an emitter follower stage, the base of which is controlled by the sawtooth voltage generated on the capacitor, characterized in that the base of the emitter follower stage (3 ) clamped to an adjustable constant voltage during the discharge time of the capacitor (C ₁ ) by an auxiliary pulse synchronized with your clock pulse and controlled by a further Fmillerfolgeslufe (5) during the charging time via a capacitor (C '.)

wird, an deren Basis die Spannung des Speicher« kondensator» (C₁) liegt.at the base of which is the voltage of the storage «capacitor» (C ₁ ).

2. Sägezahngenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (1 und 3) von komplementärem T>p sind,2. sawtooth generator according to claim 1, characterized in that the transistors (1 and 3) are of complementary T> p,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings