DE2349442C2

DE2349442C2 - Oszillator

Info

Publication number: DE2349442C2
Application number: DE2349442A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. 7141 Schwieberdingen Busse; Hans-Christoph Dipl.-Ing. 7253 Renningen Du Mont; Rolf Ing.(grad.) 7256 Merklingen Däumer; Erwin Dipl.-Ing. 7015 Korntal Gloss; Winfried Dipl.-Ing. 7254 Münchingen Klötzner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-10-02
Filing date: 1973-10-02
Publication date: 1982-09-09
Also published as: JPS5062561A; FR2246116A1; FR2246116B3; NL7412958A; US3911374A; JPS5916445B2; DE2349442A1

Description

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Die Erfindung geht aus von einem Oszillator zur Erzeugung einer temperaturabhängigen Impulsfrequenz nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solcher Oszillator ist z. B. aus IE(I) Journal-ET, Vol. 53, November 1972, Seite 74 bis 77 bekannt, jedoch wird dort der ladestromabhängige Wert einem linearen Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor K zugeführt, der wiederum über einen Begrenzer den Ladestrom vorgibt. Es handelt sich somit um t.ne Oszillatorschaltung nach dem Prinzip eines rückgekoppelten Verstärkers. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Verstärkungsfaktor K in die erzeugte temperaturabhängige Frequenz eingeht Der Verstärkungsfaktor *o schwankt jedoch in Abhängigkeit der Temperatur und Bauelementetoleranzen.

Auch aus J. SCI. Instrum., 1965, VoI. 42, Seite 611 bis. 614 ist ein Oszillator nach dem Prinzip eines rückgekoppelten Verstärkers bekannt Auch dort treten «5 die gleichen Nachteile auf.

Schließlich ist aus der DE-OS 21 16 145 ein Oszillator bekannt, bei dem eine Schwellwertstufe vorgesehen ist, an der eine vom Ladezustand des Kondensators abhängige Größe anliegt, und deren Ausgangssignal so eine Kondensatorstufe zur Steuerung des Ladevorgangs des Kondensators steuert. Dieser Oszillator erzeugt jedoch keine temperaturabhängige Ausgangsspannung und beinhaltet zum anderen eine Umschaltung des Lade-und Entladevorgangs in Abhängigkeit zweier Schwellen im Schwellwertschalter. Es ergibt sich dadurch eine relativ aufwendige Schaltungsausführung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Oszillator zur Erzeugung einer temperaturabhängigen Impulsfrequenz zu entwickeln, der einfach und billig » aufgebaut ist und der durch Umwelteinflüsse möglichst wenig beeinflußt wird. Der erfindungsgemäße Oszillator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß kein Verstärkungsfaktor die Erzeugung der Ausgangsfrequenz beeinflussen kann und die gesamte Schaltung aus digitalen bzw. quasi digitalen (Komparator) Bauelementen aufgebaut ist. Die Elektronik ist somit weitgehend abhängig von Alte· gnd Temperatureinflüssen. Paröberhinaus ergibt sich der Vorteil, daß die Ausgangüfrequenz mit der Taktfrequenz von vornherein synchronisiert ist, was bei digitalen Steuerschaltungen, insbesondere Mikrorechnern, von großem Vorteil ist

Durch dje in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruchs angegebenen Oszillator^· möglich.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
. Zunächst sollten die in der Beschreibung verwendeten, in der Digitaltechnik üblichen Bezeichnungen O-Signal und 1-Signal erläutert werden. 1-Signal bezeichnet ein Potential, das in der Größenordnung der Versorgungsspannung liegt und ein O-Signal bezeichnet ein Potential, das näherungsweise dem Massepotential entspricht

Ein Kondensator 10 wird über einen temperaturabhängigen Widerstand 11, der ein NTC-Widerstand sein kann, geladen. Der Verknüpfungspunkt des Widerstandes 11 mit dem Kondensator 10 ist mit einem Eingang einer Vergleichsstufe 12 verbunden, während ein anderer Eingang durch einen Spannungsteiler 13 auf ein festes Potential gelegt ist Oberschreitet der Kondensator 10 einen bestimmten Ladezustand, so fließt durch den temperaturabhängigen Widerstand 11 nur noch ein so geringer Ladestrom, daß der Spannungsabfall an den Widerstand 11 geringer wird als die feste, durch den Spannungsverteiler 13 erzeugte Spannung. Am Ausgang der Vergteichsstufe 12 erscheint ein 1-Signal. Dieser Ausgang ist mit einem Eingang eines UND-Gatters 14 verbunden, an dessen anderen Eingang über eine Klemme 15 eine Taktfrequenz gelegt ist Solange am Ausgang der Vergleichsstufe 12 ein 1-Signal anliegt gelangt die Taktfrequenz ungehindert vom Ausgang des UND-Gatters 14 zum Eingang eines Frequenzteilers 16 und setzt den Ausgang des Frequenzteilers auf O-Signal. Dieser Frequenzteiler 16 setzt die Taktfrequenz um einen bestimmten Faktor Nhemntrr. Am Ausgang des Frequenzteilers 16 sowie an der damit verbundenen Klemme 17 liegt demzufolge nach N Taktimpulsen wieder ein 1-Signal. Ein solcher Frequenzteiler kann z. B. durch eine digitale Zählstufe realisiert sein. Die Klemme 17 ist mit dem Eingang einer Kondensator-Ladestufe 18 verbunden. Diese Ladestufe kann als Verstärker ausgebildet sein, durch den bei Anliegen einer Spannung an der Klemme 17 ein Ladestrom dem Kondensator 10 zuführbar ist Die entsprechende, konstante Ladespannung ist Ober eine Klemme 19 mit einem weiteren Eingang des Verstärkers 18 verbunden.

Solange durch die genannten N Taktimpulse am Ausgang des Frequenzteilers 16 ein O-Signal liegt wird der Kondensator 10 entladen. Die Entladung erfolgt vorzugsweise über einen Widerstand, der z. B. in einer Gegentaktendstufe der als Verstärker ausgebildeten Kondensator-Ladestufe 18 ohnehin enthalten ist Eine andere Möglichkeit der Entladung wäre ein zum Kondensator 10 parallelgeschalteter Entladewiderstand. Ist der Kondensator 10 soweit entladen, daß der durch den nun wieder einsetzenden Ladestrom erzeugte Spannungsabfall am temperaturabhängigen Widerstand 11 größer als die durch den Spannungsteiler 13 festgelegte Spannung wird, so erscheint am Ausgang der Vergleichsstufe 12 ein O-Signal, das UND-Gatter 14 sperrt und am Ausgang, an der Klemme 17, bleibt somit das 1-Signal erhalten. Dadurch wird der Kondensator 10 über den Verstärker 18 geladen, und der Spannungsab-

fall am temperaturabhängigen Widerstand 11 wird kleiner, bis am Ausgang der Vergleichstufe 12 wieder ein 1-Signal erscheint, wodurch der Ausgang des Frequenzteilers 16 auf O-Signal gesetzt wird und der Kondensator entladen wird,

Statt der Vergleichsstufe 12 kann eine beliebige andere Schwellwertstufe eingesetzt sein.

Wenn sich durch Temperaturänderung der Widerstand des temperaturabhängigen Widerstandes 11 ändert, so ändert sich die Ladedauer des Kondensators 10 und an der Klemme 17 bleibt das 1-Signal eine bestimmte Zeit bestehen, wobei die Impulsdauer ypn der Ladedauer des Kondensators to abhängt. Die Periodendauer der Ausgangsfrequenz an der Klemme 17 setzt sich aus der Impulsdauer des 1-Signals und der Impulspause des O-Signals zusammen und ändert sich somit mit der Temperatur am temperaturabhängigen Widerstandll,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

■■■■-■ -? Patentansprüche;

1. Oszillator zur Erzeugung einer temperature^ härigjgen Impulsfrequenz, wobei ein Kondensator (IQ) ober einen temperijturabhängigen Widerstand s (11) ladbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwelfwertstufe (12) vorgesehen ist, an die eine vom Ladezustand des Kondensators (IQ) abhängige Größe angelegt ist, und deren Ausgangssignal die Zuführung einer Taktfrequenz fiber einen to Frequenzteiler (16) zum Ausgang (17) des Oszillators, wie auch zu einer Kondensator-Ladestufe (18) zur Steuerung des Ladevorgangs des Kondensators (10) steuert

2. Oszillator nach Anspruch 2, dadurch gekenn- '5 zeichnet, daß ein Anschluß des temperaturabhängigen Widerstands (11) mit Masse verbunden ist

3. Oszillator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß als Schwellwertstufe (12) eine Vergleichsstufe vorgesehen ist an deren einem Eingang ein» feste Schwellspannung und an deren anderem Eingang die am temperaturabhängige". Widerstand (U) abfallende Spannung liegt