DE3816973C2

DE3816973C2 -

Info

Publication number: DE3816973C2
Application number: DE3816973A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Kawanabe; Kazunaga Tokio/Tokyo Jp Ida
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1987-05-21
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1990-09-27
Also published as: DE3816973A1; JPS63290046A; US4881041A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Impulsbreitenkorrekturschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Schaltung ist aus der DE-OS 35 14 155 bekannt.

In der dort beschriebenen Anordnung wird das Rechtecksignal, dessen Tastverhältnis korrigiert werden soll, zunächst in ein stabilisiertes Rechtecksignal konstanter Signalpegel umgewandelt. Dieses wird einem Integrierglied zugeführt, das im eingeschwungenen Zustand das stabilisierte Rechtecksignal in ein dem Tastverhältnis proportionales Istsignal umsetzt. In einem Regelverstärker wird dieses Istsignal mit einem konstanten Sollsignal entsprechend dem geforderten konstanten Tastverhältnis verglichen. Das vergleichsabhängige Differenzsignal gelangt über einen frequenzabhängigen Schalter, der vom Ausgangssignal der Impulsbreitenkorrekturschaltung gesteuert wird, in einen analogen Regelkreis, der ein Steuersignal für die Steuerung des Tastverhältnisses erzeugt. Diese Anordnung hat wegen der Integration des stabilisierten Rechtecksignals ein verzögertes Ansprechverhalten und ist wegen der notwendigen Stabilisierung des Rechtecksignals zur Unterdrückung von Schwankungen des Gleichspannungsgrundpegels relativ aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schnell und genau ansprechende Impulsbreitenkorrekturschaltung anzugeben, die überdies einen vereinfachten Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand des Unteranspruchs.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen hervor. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltung einer Ausführungsform der Impulsbreitenkorrekturschaltung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise einer Impulsbreitensteuerschaltung;

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise einer Tastverhältnis-Detektorschaltung;

Fig. 4 eine Schaltung einer weiteren Ausführungsform der Impulsbreitensteuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Tastverhältnis-Detektorschaltung nach der Erfindung.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In Fig. 1 ist die Impulsbreitenkorrekturschaltung mit einem Signaleingangsanschluß 1 versehen, der ein Eingangssignal einem Sättigungsintegrator 2 zuführt, um die Vorder- und Hinterflanken des dem Signaleingangsanschluß 1 zugeführten Eingangssignals zu glätten (d. h. diese mehr zu neigen). Ein Impulsbreitensteueranschluß 3 empfängt ein Impulsbreitensteuersignal. Ein Addierer 4 addiert ein Signal an dem Impulsbreitensteueranschluß 3 zu einem Ausgangssignal des Integrators 2. Das Ausgangssignal des Addierers 4 ist einem Inverter 5 zugeführt, dessen Zwei-Zustands-Ausgang mit einem Signalausgangsanschluß 6 verbunden ist. Von den oben beschriebenen Schaltkreiskomponenten 1 bis 6 wird eine Impulsbreitensteuerschaltung gebildet.

Das Ausgangssignal der Impulsbreitenschaltung 7 wird einem Tastverhältnis-Detektoreingangsanschluß 8 zugeführt. Von dort gelangt es zu zwei Invertern 9 und 11. Das Ausgangssignal des ersten Inverters 9 wird einem in Serie daran angeschlossenen dritten Inverter 10 zugeführt. Die Ausgangssignale der Inverter 10 und 11 werden jeweils Tiefpaßfiltern 12 und 13 zugeführt. Ein Operationsverstärker 14 arbeitet als Differenzverstärker, dem die Ausgangssignale der Tiefpaßfilter 12 und 13 an seinem nicht-invertierenden und an seinem invertierenden Eingang zugeführt werden. Ein Tastverhältnis-Detektorausgangsanschluß 15 empfängt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 14, und der Impulsbreitensteueranschluß 3 der oben erwähnten Impulsbreitensteuerschaltung 7 ist mit dem Tastverhältnis-Detektorausgangsanschluß 15 verbunden. Von den oben erwähnten Komponenten 8 bis 15 wird eine Tastverhältnis-Detektorschaltung 16 umrissen.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der vorliegenden Erfindung erläutert.

Das dem Signaleingangsanschluß 1 zugeführte Signal wird an seinen vorderen und hinteren Flanken durch den Integrator 2 geglättet und dann von Addierer 4 dem Impulsbreitensteuersignal hinzuaddiert, das dem Impulsbreitensteueranschluß 3 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Addierers 4 wird dem Inverter 5 zugeführt. Der Ausgang des Inverters 5, d.h. das am Signalausgangsanschluß 6 erhaltene Signal gemäß Fig. 2, hat ein änderbares Tastverhältnis, d.h. das Zeitverhältnis zwischen dem Abschnitt hohen Pegels und dem Abschnitt niedrigen Pegels entsprechend der Spannung V _C des Impulsbreitensteuersignals, das dem Impulsbreitensteueranschluß 3 zugeführt wird, ist veränderlich. In dieser Figur ist V _T die Eingangsschwellenspannung, die die zwei Ausgangszustände des Inverters 5 voneinander trennt. Der Fall (a) steht für einen hohen Wert des Impulsbreitensteuersignals V _C, der Fall (b) steht für einen mittleren Wert von V _C und der Fall (c) steht für einen niedrigen Wert von V _C.

Der Signalausgang vom Inverter 5, der dem Tastverhältnis-Detektoreingangsanschluß 8 zugeführt wird, gelangt durch die zwei Inverter 9 und 10 und auch parallel durch den einzelnen Inverter 11, so daß Signale, die gleichphasig und gegenphasig zu dem Signal am Eingangsanschluß 8 sind, den Tiefpaßfiltern 12 und 13 zugeführt werden. In den Tiefpaßfiltern 12 und 13 werden die entsprechenden Gleichspannungskomponenten (sich langsam ändernde Komponenten) der Eingangssignale abgeleitet und anschließend dem Operationsverstärker 14 zugeführt.

Es sei nun angenommen, daß der Zeitabschnitt hohen Pegels und der Zeitabschnitt niedrigen Pegels des Signals am Eingangsanschluß 8 der Tastverhältnis-Detektorschaltung die Zeitdauer T _H bzw. T _L haben und daß diese Signalabschnitte an den Ausgängen der Inverter 10 und 11 die Pegel V _H bzw. V _L haben. Fig. 3 zeigt in Abschnitt (a) den Ausgang der Impulsbreitensteuerschaltung 7, der dem Tastverhältnis-Detektoreingangsanschluß 8 zugeführt wird. Der Abschnitt (b) stellt den gleichphasigen Ausgang des Inverters 10 dar, während der Abschnitt (c) den gegenphasigen Ausgang des Inverters 11 darstellt.

Die dem nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 14 zugeführte Gleichspannungskomponente wird dann ausgedrückt durch:

V _L + (V _H - V _L ) · T _H/(T _H + T _L )

und die Gleichspannungskomponente am invertierenden Eingang wird ausgedrückt durch

V _H - (V _H - V _L ) · T _H/(T _H + T _L ).

Der Ausgang des Operationsverstärkers 14 wird dann ausgedrückt durch

{2 · T _H/(T _H + T _L ) -1} · (V _H - V _L ) · A

wobei A die Verstärkung des Operationsverstärkers 14 ist. Dies bedeutet, wenn die Zeitdauer T _H des Abschnitts hohen Pegels der festen Wiederholungsperiode (T _H+T _L) des Signals am Eingangsanschluß 8 der Tastverhältnis-Detektorschaltung größer wird, dann wird auch die Ausgangsspannung am Ausgangsanschluß 15 der Tastverhältnis-Detektorschaltung größer. Wenn andererseits die Zeitdauer T _H kleiner wird, dann nimmt auch die Ausgangsspannung am Anschluß 15 ab. Im Falle, daß der Tastverhältnis-Detektorausgangsanschluß 15 mit dem Impulsbreitensteueranschluß 3 verbunden ist und der Tastverhältnis-Detektoreingangsanschluß 8 mit dem Signalausgangsanschluß 6 verbunden ist, arbeitet dieses System derart, daß die Spannungswerte am nicht-invertierenden und am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers unter der Bedingung einander gleichgemacht werden, daß die Verstärkung des Operationsverstärkers 14 ausreichend hoch gewählt ist. D.h., wenn die Eingangsspannungen an den invertierenden und nicht-invertierenden Eingängen gleich sind, wird die Gleichung

V _L + (V _H - V _L) · T _H/(T _H + T _L)
= V _H - (V _H - V _L) · T _H/(T _H + T _L)

erzeugt, so daß sich die folgende Gleichung aufstellen läßt:

T _H/(T _H + T _L) = 0,5.

Es ergibt sich daher ein Signal mit dem folgenden Verhältnis:

T _H : T _L = 1 : 1.

Obgleich hier ein Fall dargestellt ist, bei dem der Integrator 2 den Vorder- und Hinterflanken des Signals eine Schräge gibt, kann der Integrator 2 weggelassen werden, wenn die Übertragungsgeschwindigkeit des Signals hoch ist, da ein Glättungseffekt durch den Widerstand des Addierers 4, die Eingangskapazität des Inverters 5 und dgl. erzielt werden kann.

Obgleich hier ein Fall erläutert worden ist, bei dem Inverter 9 und 10 zwischen dem Tastverhältnis-Detektoreingangsanschluß 8 und dem Tiefpaßfilter 12 angeordnet sind, können diese Inverter 9 und 10 doch auch fortgelassen werden, sofern die Spannung hohen Pegels und die Spannung niedrigen Pegels der beiden Inverter 5 und 11 einander gleich sind.

Ferner sei erwähnt, daß, obgleich der Addierer 4 und der Inverter 5 in der Impulsbreitensteuerschaltung 7 in der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform enthalten sind, ein Komparator 17 mit positiven und negativen Eingangsanschlüssen, die mit dem Ausgang des Integrators 2 bzw. mit dem Impulsbreitensteueranschluß 3 verbunden sind, anstelle des Addierers 4 und des Inverters 5 verwendet werden kann. In diesem Falle werden die Inverter 9 und 10 weggelassen, wie in Fig. 5 gezeigt, und ein Komparator 18 mit den gleichen Eigenschaften wie der Komparator 17 kann anstelle des Inverters 11 verwendet werden.

Obgleich die dargestellte Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein Signal mit rechteckigem Verlauf beschrieben worden ist, läßt sich die gleiche Wirkung, wie bei der obigen Ausführungsform, selbst in dem Falle eines digitalen Signals erhalten, das keine Gleichstromkomponente aufweist, wie beispielsweise ein Bi-Phase-Signal oder dgl.

Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung eine Impulsbreitensteuerschaltung und eine Tastverhältnis-Detektorschaltung verwendet, und die Impulsbreitensteuerschaltung wird derart beeinflußt, daß ein Ausgangssignal Zeitabschnitte mit hohem und niedrigem Pegel hat, die einander gleichgemacht sind. Dementsprechend ist es möglich, automatisch eine Impulsbreitenstörung zu korrigieren, selbst wenn die Impulsbreitenstörung durch Änderungen der Bedingungen einer Übertragungsleitung und dgl. verändert wird. Darüber hinaus ist es möglich, Schwankungen einer Frequenzkomponente, die kleiner als die von der Zeitkonstante der Tiefpaßfilter 12 und 13 bestimmten Frequenz ist, zu unterdrücken.

Claims

1. Impulsbreitenkorrekturschaltung mit einer Impulsbreitensteuerschaltung, die ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Frequenz von der Frequenz eines Eingangssignals der Impulsbreitensteuerschaltung und dessen Tastverhältnis von einem Impulsbreitensteuersignal der Impulsbreitensteuerschaltung abhängen, und einer Tastverhältnis-Detektorschaltung, die in Abhängigkeit vom Tastverhältnis des Ausgangssignals der Impulsbreitensteuerschaltung das Impulsbreitensteuersignal für die Impulsbreitensteuerschaltung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastverhältnis-Detektorschaltung (16) aufweist:
eine erste Einrichtung (12), die eine erste Gleichspannungskomponente aus einem ersten Signal ermittelt, das die gleiche Polarität aufweist, wie das Ausgangssignal der Impulsbreitensteuerschaltung (7),
eine zweite Einrichtung (13), die eine zweite Gleichspannungskomponente aus einem zweiten Signal ermittelt, das die zum Ausgangssignal der Impulsbreitensteuerschaltung (7) entgegengesetzte Polarität aufweist,
eine Vergleichseinrichtung (14), der die vorgenannten Gleichspannungskomponenten zugeführt sind und die aus der Differenz aus diesen das Impulsbreitensteuersignal erzeugt,
und daß das richtige Tastverhältnis des Ausgangssignals der Impulsbreitensteuerschaltung (7) erreicht ist, wenn die erste Gleichspannungskomponente mit der zweiten Gleichspannungskomponente übereinstimmt.

2. Impulsbreitenstörkorrekturschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreitensteuerschaltung (7) eine Flankenglättungseinrichtung (2) aufweist, der das digitale Eingangssignal zugeführt wird, sowie einen Addierer (4) zum Addieren des Ausgangssignals der Glättungseinrichtung (2) zu dem Impulsbreitensteuersignal, sowie ein logisches Element (5), dem das Ausgangssignal des Addierers (4) zugeführt ist und der das Ausgangssignal der Impulsbreitensteuerschaltung (7) liefert.

3. Impulsbreitenkorrekturschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flankenglättungseinrichtung einen Integrator (2) enthält.

4. Impulsbreitenkorrekturschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das logische Element (5) auf sich kontinuierlich ändernde Werte des Ausgangssignals des Addierers (4) anspricht und das Ausgangssignal der Impulsbreitensteuerschaltung (7) als digitalen Ausgang liefert.

5. Impulsbreitenkorrekturschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Einrichtungen Tiefpaßfilter (12, 13) sind und die Vergleichseinrichtung ein Differenzverstärker (14) ist.

6. Impulsbreitenkorrekturschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreitensteuerschaltung (7) eine Flankenglättungseinrichtung (2) aufweist, der das digitale Eingangssignal zugeführt ist, sowie einen Spannungskomparator (17), der das Ausgangssignal der Flankenglättungseinrichtung (2) mit dem Impulsbreitensteuersignal vergleicht.

7. Impulsbreitenkorrekturschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flankenglättungseinrichtung einen Integrator (2) enthält.

8. Impulsbreitenkorrekturschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Impulsbreitensteuersignal die Impulsbreitensteuerschaltung (7) so steuert, daß diese ein Ausgangssignal erzeugt, das einen vorbestimmten Wert des Tastverhältnisses aufweist.