DE2647569C3

DE2647569C3 - Impulsgenerator mit umschaltbarer Ausgangsfrequenz

Info

Publication number: DE2647569C3
Application number: DE2647569A
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7106 Neuenstadt Krumrein
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1976-10-21
Filing date: 1976-10-21
Publication date: 1980-10-16
Also published as: US4160235A; DE2647569A1; DE2647569B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Impulsgenerator mit umschaltbarer Ausgangsfrequenz entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Eine derartige Impulserzeugungsschaltung ist bereits aus der DE-AS 22 36 209 bekannt, bei der an einem Kornparator zwei Spannungen miteinander verglichen werden. Eine der beiden Eingangsspannungen verändert sich stetig, bis sie den Wert der anderen festen Eingangsspannung erreicht und damit eine Veränderung des Ausgangssignals am Komparator bewirkt. Bei der bekannten Schaltung sind an den Eingang des Komparators angeschlossene zusätzliche Transistoren vorgesehen, mit denen die Periodendauer bei unveränderter Zeitkonstante einstellbar ist. Dabei muß an die Basiselektroden der zusätzlichen Transistoren allerdings eine Steuereinrichtung angeschlossen werden, die Signale im Takt der Kippschaltung liefert.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung für einen Impulsgenerator anzugeben, mit deren Hilfe am Ausgang des Komparators Impulse mit umschaltbarer Frequenz und mit frei wählbarem Tastverhältnis erzeugt werden können. Diese Aufgabe wird bei einem Impulsgenerator der eingangs genannten Art durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst An den Ausgang des Komparators sind somit bei

ίο geschlossenem Schalter die Basiselektroden von 4 Transistoren angeschlossen, wobei zwischen der Basiselektrode eines jeden Transistors und dem Anschluß an den Komparatorausgang vorzugsweise ein Entkopplungswiderstand angeordnet ist Die das Teilerverhältnis

is des Spannungsteilers verändernden Transistoren weisen Kollektorwiderstände auf, die zu einem Widerstand des Spannungsteilers über den jeweils als Schalter wirkenden Transistors parallel geschaltet werden. Die beiden Stromzweige aus Kollektoremitterstrecke der Transistoren und dem jeweiligen Kollektorwiderstand sind daher dem einen Widerstand des Spannungsteilers parallel geschaltet

Wenigstens einer der die Entladestromwege für den Kondensator bildenden Transistoren weist einen die Entladezeitkonstante und damit das Tastverhältnis bestimmenden Kollektorwiderstand auf. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, in beide Stromwege einen veränderlich «n oder festen Widerstand zu schalten. Die erfindungsgemäße Schaltung läßt sich besonders gut als Kontrollschaltung für die Blinkgeber eines Kraftfahrzeuges verwenden. Durch die erfindungsgemäße Schaltung wird dann die Blinkfrequenz bei einem ausfallenden Verbraucher unter gleichzeitiger Änderung des Tastverhältnisses in gewünschter Weise verändert Alle Schaltungsteile, mit Ausnahme des Kondensators und des Ladewiderstandes, können in einem gemeinsamen Halbleiterkörper integriert werden. Der Komparator wird vorzugsweise durch einen Differenzverstärker handelsüblicher Art gebildet.

Bei dem erfindungsgemäßen impulsgenerator ist auch von Vorteil, daß die Schaltung einen Selbstanlauf mit definiertem Anlaufverhalten aufweist. Die Schaltung benötigt ferner nur einen Kondensator. Für beide am Ausgang des Komparators erzeugbaren Frequenzen ist das Tastverhältnis unabhängig zur anderen Frequenz durch die Dimensionierung der Teilerwiderstände und der Widerstände in den Endladestromwegen frei wählbar.

Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausge-

staltung soll anhand der F i g. 1 bis 3 noch näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltung. Zwischen die beiden Pole der Versorgungsspannung Us sind zwei Stromzweige parallel zueinander geschaltet.

Der eine Stromzweig enthält den Spannungsteiler aus den Widerständen A3 und Re. Der andere Stromzweig wird aus der Reihenschaltung der Widerstände R\, Ro und Ci gebildet wobei dies zugleich der Aufladestromweg für den Kondensator Co ist. Die Kondensatcrspan- nung Uc bildet die eine Eingangsgröße des Komparators D. Die andere Eingangsgröße des Komparators wird am Spannungsteiler, und zwar an der Verbindung zwischen den Widerständen Ri und Rf₁ abgegriffen. Parallel zum Widerstand R₆ des Spannungsteilers sind zwei Stromzweige geschaltet, die jeweils aus der Emitterkollektorstrecke der Transistoren Tj bzw. ^und dem zugehörigen Kollektorwiderstand Ra bzw. Λ5 bestehen. Zwei weitere Stromzweige sind der Reihen-

schaltung aus dem Widerstand R₀ und dem Kondensator Q, parallel geschaltet Der eine Stromzweig besteht aus der Kollektor-Emitterstrecke des Transistors T₂, während der andere Stromzweig aus der Kollektoremitterstrecke des Transistors Tl und dem zugehörigen Kcilektorwiderstand R₂ besteht Die Basiselektroden der Transistoren TJ und Ti sind über Entkopplungswiderstände an den Ausgang des (Comparators angeschlossen. Die Basiselektroden der Transistoren Tj und Ti können gleichfalls über einen Schalter S und geeignete Entkopplungswiderstände an den Ausgang des Komparator? Dangeschlossen werden.

Die beschriebene und in der F i g. 1 dargestellte Schaltung funktioniert wie folgt:

Nach Anlegen der Versorgungsspannung U_s wird der Kondensator C₀ über R₁ und R₀ aufgeladen. Der Verlauf der Kondensatorspannung Uc ist in der Fig.2 graphisch dargestellt Am Widerstand R₆ fällt die Spannung U₂ entsprechend dem Teilerverhältnis zwischen den Widerständen A3 und Re ab. Die Spannung Uc und die Spannung U₂ bilden die Eingangsgrößen des Kosr.parators, der vorzugsweise aus einem Differenzverstärker besteht Während der Zeit f|, Vi der die Kondensatorspannung Uc noch nicht den Wert U₂ erreicht hat Hegt am Ausgang U₀₁₁, des Komparators gemäß Fig.3 niedriges Potential. Zunächst sei angenommen, daß der Schalter S geschlossen ist, so daß alle Basiselektroden der Transistoren Ti bis T₄ über Entkopplungswiderstände mit dem Ausgang des Komparators verbunden sind. Da am Ausgang des Komparators aber niedriges Potential anliegt, bleiben sämtliche Transistoren gesperrt

Die Aufladezeitkonstante des Kondensators ist abhängig von den Widerständen Ro und R\ und der Kapazität des Kondensators C₀. Sofern R₀ sehr viel größer als R\ ist, kann die Abhängigkeit der Aufladezeitkonstante vom Widerstand Ri vernachlässigt werden. Wenn Uc den Wert LZ₂ erreicht und somit beide Eingangsgrößen am Komparator den gleichen Wert aufweisen, schaltet der Komparator um, und am Ausgang d.s Komparators liegt gemäß Fig.3 hohes Potential. Durch den Potentialanstieg am Ausgang des Komparators werden sämtliche Transistoren Ti bis T₄ durchgeschaltet. Dies bedeutet, daß die Widerstände Ri, und Rs dem Widerstand /?e parallel geschaltet werden und somit das auf den Komparator gegebene und vom Spannungsteiler abgenommene Eingangspotential auf den Wert U\ absinkt. Der stromführende gesättigte Transistor T₂ entlädt über Ro den Kondensator Co, bis die Kondensatorspannung den unteren Schwellwert U\ erreicht. Diese Entladeziit, die somit im wesentlichen durch den Widerstandswert von R₀ und die Kapazität C₀ bestimmt wird, ist in der Fig.2 mit t₂ bezeichnet. Während dieser Zeit bleibt am Ausgang des Komparators das hohe Ausgangspotential bestehen. Der gleichfalls eingeschaltete Endladestromweg über den Transistor Ti und den Widerstand R₂ kann bei geschlossenem Schalter 5 wegen des vorhandenen Halbleiterwiderstandes vernachlässigt werden. Wenn die Kondensatorspannung Ucden Wert U\ erreicht hat, stellt sich am Komparatorausgang wieder das niedrige Potential ein, wodurch sämtliche Transistoren wieder gesperrt werden und der Kondensator C₀ erneut bis zum Wert U₂ in der Zeit /3 aufgeladen wird. Das Zeitverhältnis I₃It₂ bestimmt das Tastverhältnis der Frequenz F\.

Die größere Frequenz f₂ gemäß F i g. 3 am Ausgang des Komparators D wird durch öffnen des Schalters 5 eingestellt. Bei geöfffiltern Schalter S bleibt der Spannungswert U₂, bis zu dem sich der Kondensator aufladen kann, unverändert, da er durch das Teilerverhältnis der Widerstände R₃ und Rf₁ vorgegeben ist. Wenn die Kondensatorspannung Uc den Wert U₂ erreicht, stellt sich am Komparatorausgang erneut das hohe Potential ein, durch das jedoch nur noch die Transistoren Tt und ti durchgesteuert werden. Dadurch wird nur noch der Widerstand Rj dem Widerstand R$ parallel geschaltet, und am Komparatoreingang liegt das am Spannungsteiler abgegriffene Potential U₃, das wesentlich über dem Potential U_x liegt Der Kondensator Ci kann sich somit nur noch bis auf den Wert U₃ entladen. Der Entladestromweg des Kondensators Ca führt nunmehr zwangsweise über den Widerstand Ro den Kollektorwiderstand R₂ des Transistors Ti und über die durchgeschaltete Kollektor-Emitterstrecke dieses Transistors 71. Der Kollektorwiderstand R₂ läßt eine maximale theoretische Entladung des Kondensators auf den Wert Ua zu, der jedoch unter dem Wert U₃ liegt und daher nicht erreicht werden kann. Die Widerstandswerte R₀ und R₂ bestimmen zusammen mit der Kapazitätsgröße die Entladezeitkonstante U tut den Kondensator Cq, die somit von der Entladezeitkowstante bei der Frequenz /i unabhängig ist.

In der F i g. 2 ist wieder der Spannungsverb.uf am Kondensator C₀ bei geöffnetem Schalter S graphisch dargestellt Aus dem Verhältnis der Entladezeit U zur Aufladezeit fs ergibt sich das Tastverhältnis des Ausgangsimpulses der Frequenz f₂ gemäß F i g. 3. Somit ist sichergestellt, daß das Tastverhältnis der Frequenz f₂ unabhängig von dem Tastverhältnis der Frequenz /i ist.

Im weiteren wird noch ein Dimensionierungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung angegeben, das insbesondere bei der Verwendung der Schaltung für einen Blinkgeber eines Kraftfahrzeuges geeignet ist. Die angegebene Frequenz f\ signalisiert dann eine funktionierende Blinkanzeige mit inktakten Verbrauchern, während die Frequenz f₂ dann auftritt, wenn wenigstens einer der Verbraucher ausfällt. Durch diese markante Frequenzänderung, es handelt sich beispielsweise fast um eine Frequenzverdreifachung, wird der Ausfall eines Verbrauchers deutlich angezeigt.
Dimensionierungsbeispiel:

R₁	= 5,5kOhm	= 10V
R₂	= 6,5kOhm	= 7,5V
R₃	= 4kOhm	= 6,67 V
Ra	= l,6kOhm	= 532 V
Rs	= 24kOhm	= 2,5 V
R₆	= 12kOhm	= 0,44 s
C₀	= 3,3 uF	= 0,33 s
Entkopplungswiderstände für	= 0,35 s
Ti-	= 0,153 s
- T₄ = 11 kOhm	= 0,092 s
/\hleitwiderstand 5=51 kOhm	= 1,47Hi
Us	= 4,08Hz
U₂
U₃
Ua
U₁
ti
h
h
U
is
/i
h

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

t. Impulsgenerator mit umschaltbarer Ausgangsfrequenz und wählbarem Tastverhältnis bei den verschiedenen Ausgangsfrequenzen aus einem Komparator, an dessen Eingang ein Spannungsteiler und ein über die Versorgungsspannung aufladbarer Kondensator angeschlossen ist, wobei am Ausgang des Komparator ein vom Verhältnis der Eingangsspannungen abhängiges Ausgangssignal auftritt, sowie mit zwei an den Ausgang des Kornparators angeschlossenen Transistoren, wobei über den einen Transistor das Teilverhältnis des Spannungsteilers in frequenzbestimmender Weise eingestellt wird, während der andere Transistor einen Entladestromweg für den Kondensator bildet, mit einem weiteren Transistor, über den das Teilerverhältnis des Spannungsteilers in frequenzverändernder Weise einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Schalter (S) an den Ausgang des Komparator (D) neben der Basiselektrode des weiteren Transistors (T3) wenigstens noch die Basiselektrode eines vierten Transistors (TI) anschaltbar ist, wobei dieser vierte Transistor (T2) einen weiteren, vom ersten Entladestromweg unabhängigen Endladestromweg für den Kondensator (C₀) bildet

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Teilerverhältnis des Spannungsteilers (R₃, Rt) verändernden Transistoren (T₃, Ta) Kollektorwiderstände (R, bzw. A₅) aufweisen, vnd daß die beiden Stromzweige aus einer Kollektor-Emitterstrecke der Transistoren (T₃ bzw. 7i) und einem Kollektors iderstand (Ra bzw. /?s) dem einen Widerstand (Rb) des Spannungsteilers parallel geschaltet sind.

3. Impulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der die Entladestromwege für den Kondensator bildenden Transistoren einen die Endladezeitkonstante und damit das Tastverhältnis bestimmenden Kollektorwiderstand (Rt) aufweist.

4. Impulsgenerator nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Verwendung als Kontrollschaltung für die Blinkgeber eines Kraftfahrzeuges, durch die die Blinkfrequenz bei einem ausfallenden Verbraucher verändert wird.