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Impulsbreitensteuerung .
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Die Erfindung bezieht'sich auf eine Anordnung zur Erzeugung zweier
Impulsfolgen mit steuerbarem Tastverhältnis.
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Zur Steuerung von Anlagen oder Anlagenteilen werden Impulsfolgen erzeugt,
deren einstellbares Tastverhältnis proportional einem vorgegebenen Sollwert ist.
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Wenn kein Sollwert vorgegeben wird, sei das Tastverhältnis der Impulsfolgen
1 : 1. Aufgrund von Einflüssen wie Temperaturscllwankungen oder Alterung der Bauelemente
ändert sich nun die Amplitude eines zur Erzeugung der Impulsfolgen verwendeten Sägezahngenerators.
Mit dieser Amplitudenänderung ist jedoch auch eine Änderung des Tastverhältnisses
verbunden, welches nun nicht mehr 1 : 1 ist und damit einen Sollwert + O vortäuscht,
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Erzeugung zweier lmpulsfolgen mit steuerbarem
Tastverhältnis anzugeben, die unabhängig von Amplitudenschwankungen des Generators
das Tastverhältnis konstant hält.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausgangs
spannung eines Sägezahngenerators einem ersten und einem zweiten Trigger und einer
Spitzenwertgleichrichtung zugeführt wird, deren Ausgangsspannilng über einen Umkehrverstärker
den Ansprechpegel für die Trigger bildet, der durch Zuführung einer an einer Klemme
anliegenden Steuerspannung, welche dem ersten Trigger und über einen Umkehrverstärker
dem zweiten Trigger zugefuhrt, gesteuert wird.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß zur Erzeugung
der Sägezahnspannung ein schaltungstechnisch einfach aufgebauter Sägezahngenerator
verwendet werden kann, der keine besonderen schaltungstechni-schen Maßnahmen zur
Stabilisierung der Temperatur und der keine Abgleichmaßnahmen - hervorgerufen durch
Toleranzen der Bauelemente -erfordert.
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Die Anordnung nach der Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles
näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispieles.
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Fig. 2 zeigt Impulsdiagramme der an verschiedenen Bausteinen des Blockschaltbildes-gemäß
Fig. 1.auStretenden Signale.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Generator zur Erzeugung einer Sägezahnspannung
UG bezeichnet, dessen Ausgang auf je einen- Eingang d und e eines Triggers 2 und
3 führt. Außerdem ist der Ausgang des Generators 1 mit einer Spitzenwertgleichrichtung
4 verbunden, die eine Diode 41 und einen Kondensator 42 enthält. Der Ausgang der
Spitzenwertgleichrichtung 4 führt zu einem Umkehrverstärker 5. Der Ausgang des Umkehrverstärkers
5 mit einer Spannung - Uv ist mit äe einem Eingang f und g der Trigger 2 und 3 verbunden.
Eine Klemme a, der eine Steuerspannung Ue zugeführt wird, ist mit einem Eingang
4 des Triggers 2 und über einen Umkehrverstärker 6 mit einem Eingang j des Triggers
3 verbunden. Der ausgang des Triggers 2, der mit b bezeichnet ist, führt die impulsfolge
U1,. der Ausgang des Triggers 3, der mit c bezeichnet ist, führt die Impulsfolge
U2, In der Fig. 2a.ist der Verlauf der Sägezahnspannung UG des Generators 1 und
bei einer Steuerspannung Ue = o die Impulsfolgen U1 und U2 an den Ausgängen b und
c der Trigger 2 und 3 dargestellt.
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In der Fig. 2b ist der Verlauf der Sägezahnspannung UG des Generators
1 und bei einer Steuerspannung Ue> 0 die Impulsfolgen U1 und U2 an den Ausgängen
b und c der Trigger 2 und 3 dargestellt.
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In der Fig. 2c ist der Verlauf der Sägezahnspannung UG des Generators
1 und bei einer Steuerspannung Ue c 0 die Impulsfolgen U1 und U2 an den Ausgängen
b und c der Trigger 2 und 3 dargestellt.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Zunächst sei angenommen,
daß der Klemme a die Steuerspannung Ue = 0 zugeführt wird. Die Sägezahnspannung
UG des Generators 1 liegt an den Eingängen d und e der Trigger 2 und 3. Deren Ausgänge
b und c -fuhren von Beginn eines jeden Sägezahnes bis zum Ansprechpegel der Trigger
- wie Fig. 2a zeigt -positives, danach bis zum Ende des Sägezahnes negatives Potential.
Der Ansprechpegel der Trigger wird nun ebenfalls von der Größe der Sägezahnspannung
U; abhängig gemacht. Dieses geschieht in der Weise, daß die Sägezahnspannung Um
zur nächst der Spitzenwertgleichrichtung 4 zugeführt wird. Sie liefert eine G,leichspannung,
die dem Spitzenwert des Sägezahnes entspricht. Der nachgeschaltete Umkehrverstärker
5 gibt an seinem Ausgang eine Spannung - Uv ab, die stets der Hälfte der Sägezahnspitzenspannung
UG ist. Die Spannung - Uv wird über die Eingänge f und g als Ansprechpegel den Triggern
2 und 3 zugeführt, an deren Ausgängen b und c das Potential
bei
Erreichen des Ansprechpegels der Trigger 2 und 3 auf negative Werte umschaltet.
Die Irpulsfolgen U1 und U2 haben, solange Ue = 0 ist, ein De.stverhältnis von 1
: 1.
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Dieses Tastverhältnis ist konstant und es ändert sich nicht wenn z.
B. durch Einflüsse, wie Temperaturschwankungen oder Toleranzen sich die Amplitude
des Sägezahngenerators 1 ändert. Denn wenn sich die Amplitude des Sägezahngenerabors
ändert, ändert sich automatisch über die Spitzenwertgleichrichtung 4 und den Umkehrverstärker
5 der Ansprechpegel der Trigger 2 und 3. Wird zum Beispiel die Amplitude des Sägezahnes
größer, vergrößert sich auch die Ausgangsspannung - Uv des Umkehrverstärkers 5.
Sie hat die Hälfte der vergrößerten Sägezahnspannung UG. Damit liegt der Ansprechpegel
der Trigger 2 und 3 wieder in der Mitte zwischen dem O-Pegel und dem Spitzenwert
des Sägezahnes. Damit ist erreicht, daß durch Amplitudenänderungen des Sägezahngenerators
1 das Dastverhältnis der Impulsfolgen U1 und U2 sich nicht ändert und für U = 0
stets 1 :1 ist.
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Um nun ein definiertes einstellbares Tastverhältnis welches ungleich
1 : 1 ist zu erreichen, wird der Klemme a eine positive oder negative Steuerspannung
Ue zugeführt. Sie gelangt an die Eingangsklemme h des Triggers 2 bzw. über den Umkehrverstärker
6 an die Eingangsklemme å des Triggers und bewirkt eine bewußte Verschiebung der
Ansprechpegel der Trigger 2 und 3 dadurch, daß diese Steuerspannung Ue zur Spannung
- Uv addiert oder subtrahiert wird. Mit einer Verschiebung der Ansprechpegel erreicht
man eine Änderung des Tastverhältnisses der Impulsfolgen U1 und U2.
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In Fig. 2b sind die Impulsfolgen U1 und U2 dargestellt, wenn eine
positive Steuerspannung Ue der Eingangsklemme a zugeführt wird. Die Steuerspannung
Ue subtrahiert sich zu dem Ansprechpegel - Uv des Triggers 2, wodurch die Impulse
der Impulsfolge U1 schmaler werden. In gleichem Naße wird über Umkehrverstärker
6 die Steuerspannung Ue zu dem Ansprechpegel Uv des Triggers 3 addiert, so daß die
Impulse der Impulsfolge U2 am Ausgang C des Triggers 2 breiter werden. Für eine
Steuerspannung Ue < 0 sind die Verhältnisse in Fig. 2c dargestellt. Mit einer
positiven oder negativen Steuer spannung Ue lassen sich also die Ansprechpegel der
Trigger 2 und 3 derart verändern, daß das Tastverhältnis der Impulse der Impulsfolgen
U1 bzw. U2 sich proportional zur Steuerspannung Ue ändert.
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