DD143686A1

DD143686A1 - Schaltungsanordnung zur formung von impulsen

Info

Publication number: DD143686A1
Application number: DD21191479A
Authority: DD
Inventors: Helmut Schicktanz
Original assignee: Helmut Schicktanz
Priority date: 1979-03-30
Filing date: 1979-03-30
Publication date: 1980-09-03

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Schaltungstechnik. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit der eine analoge oder digitale Steuerung der Amplitude von Impulsen mit linearen Flanken durch Variieren der Klemmspannung möglich ist. Die Impulsparameter. Impulsanstiegszeit, Impulsabfallzeit und Impulsbreite sollen dabei nicht beeinflußt werden. Erfindungsgemäß existieren linear steuerbare, wechselseitig zugeschaltete Stromquellen und linear steuerbare Klemmspannungsquellen, deren Steuerung proportional zur Steuerspannung geschieht. Es sind Kompensationsdioden vorhanden, deren DurchlaßSpannungen gleich oder proportional den Durchlaßspannungen der Klemmdioden sind. Diese Spannungen an den Kompensationsdioden sind als Offsetspannungen den Regelverstärkern zugeführt. Erfindungsgemäß kann eine Stromquelle ständig zugeschalten sein, wobei der Strom dieser Stromquelle nur halb so groß wie der der anderen Stromquelle ist. In diesem Fall ist nur eine Kompensationsdiode vorhanden. Die Erfindung findet Anwendung bei. der Formung bzw. Erzeugung von Impulsen mit linearen Flanken, sowie bei deren Amplitudensteuerung.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Schaltungsanordnung findet Anwendung bei der Formung bzw. Erzeugung von Impulsen mit linearen Flanken sowie bei deren Amplitudensteuerung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bisher wurden zur Erzeugung von Impulsen mit linearen Flanken im wesentlichen Impulsformerstufen eingesetzt, die aus zwei Stromquellen, einer Anschalt- oder Umschaltstufe, einem Ladekondensator, zwei Klemmspannungsquellen mit Klemmdioden und einer Trennstufe bestehen. Dabei werden die Impulsamplituden durch Änderung der Klemmspannungen bzw, durch Zu- oder Abschalten von Widerständen oder mittels Potentiometer eingestellt. Das Teilerverhältnis der Widerstände sowie die Amplitude der Eingangsimpulse bestimmen die Amplitude der Ausgangsimpulse (DE-OS 2 601 334). In der genannten Offenlegungsschrift wird eine Schaltungsanordnung beschrieben, mit der Impulse erzeugt werden, deren Amplitude linear von einer Steuerspannung abhängt. Dabei wird eine Schaltung gezeigt,

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die aus einer Diodenbrücke mit zwei, jeweils aus zwei hintereinandergeschalteten Dioden bestehenden Zweigen besteht. Über Widerstände ist an die Brücke die Steuerspannung so gelegt, daß die Dioden bezüglich der Steuerspannung in Durchlaßrichtung gepolt sind. Einem Verbindungspunkt des einen Brückenzweiges v/erden Steuerimpulse zugeführt und dem Verbindungspunkt zweier Dioden des anderen Brückenzweiges ist ein gegengekoppelter Verstärker hohen Verstärkungsgrades angeschlossen. Desweiteren wird beschrieben, daß die die Amplitude der Impulse angebenden digitalen Werte einem D/AUmsetzer (DAU) zugeführt sind, dessen Ausgangsspannung als Steuerspannung an die Diodenbrücke gelegt ist* In der US-PS 3 586 874 wird eine Integratorschaltung beschrieben, die Impulse mit linearem Planken liefert. Sie besteht im wesentlichen aus einer Kapazität, die zwischen Ausgang und invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers angeschlossen ist·

In der US-PS 3 772 533 wird eine Schaltung beschrieben, die zur Erzeugung einer linearen Rampenspannung dient und einen Operationsverstärker als Teil einer Integratorschaltung und eine stellbare Rückkopplung enthält. Mit den angeführten Schaltungsanordnungen kann aber keine Amplitudensteuerung erreicht werden, ohne daß gleichzeitig die Impulsparameter, wie Impulsanstiegs- und ~abfallzeit und Impulsbreite geändert werden. So kann auch bei Amplitiidensteuerung durch Variieren der Klemmspannung eine Beeinflußung der genannten Impulsparameter bisher nicht vermieden werden.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, Impulse, hinsichtlich ihrer Amplitude zu steuern, ohne daß dabei die Impulsanstiegszeit, die Impulsabfallzeit und die Impulsbreite beeinflußt werden.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung zur Formung von Impulsen, insbesondere auch von Impulsen mit Anstiegszeiten, Abfallzeiten und Impulsbreiten im ITanosekundenbereich zu schaffen, mit der eine analoge oder digitale Steuerung der Amplitude von Impulsen mit linearen Planken durch Variieren der Klemmspannung möglich ist und dabei das Ziel der Erfindung erreicht wird. Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß linear steuerbare, wechselseitig zugeschaltete Stromquellen und linear steuerbare Klemmspannungsquellen vorhanden sind, deren Steuerung proportional zur Steuerspannung geschieht. Desweiteren sind Kompensationsdioden vorhanden, deren Du rchlaßspannungen gleich oder proportional den Durchlaßspannungen der Klemmdioden sind. Diese Spannungen an den Kompensationsdioden sind als Offsetspannungen den Regelverstärkern zugeführt. In Ausgestaltung der Erfindung ist eine Stromquelle ständig zugeschaltet, wobei der Strom der Stromquelle, die den Kondensator auflädt doppelt so groß, wie der der Stromquelle, die den Kondensator entlädt, ist. In diesem Fall ist nur eine Kompensationsdiode vorhanden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Formung von Impulsen mit linearen Flanken (Anstiegszeit gleich oder ungleich Abfallzeit)

Fig. 2: die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Formung von Impulsen mit linearen Flanken (Anstiegszeit gleich Abfallzeit)

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In Pig. 1 und Pig. 2 werden Prinzipschaltungen der erfindungsgemäßen Impulsformerstufen, mit denen Impulsamplituden proportional mit einer Steuerspannung geändert v/erden können, gezeigt. Dabei ist es möglich, die vor der Impulsformung eingestellten Impulsparanieter Anstiegszeit, Abfallzeit und Impulsbreite beizubehalten.

Das Kernstück jeder Schaltung bilden je zwei Stromquellen, bestehend aus OY1, T 1 und R 5 bzw. 0V2, T 2 und R 10, je zwei Klemmspannungsquellen UK 1 und UK 2, je zwei Regelverstärkern OV 3,. R 18 ... R 21 bzw. OV 4,.R 22, R 23 und den Klemmdioden D 2 und D 3.» einem Ladekondensator C, je eine Schalt- bzw. Umschaltstufe, bestehend aus den Transistoren T 3 ... T 5, den dazugehörigen Widerständen R 11 ... R 17 und den Dioden D 1, D 4 (Pig. 1) bzw. aus dem Transistor T-5, den Widerständen R 11 und R 12 und der Diode D 1 (Pig. 2) und je einer Trennstufe TS zur Entkopplung zwischen, Impulsformerstufe und Last. Diese Elemente sind im allgemeinen Bestandteile, der bisher gebräuchlichen Impulsformerstufen zur Erzeugung von Impulsen mit linearen Planken. Das Punktionsprinzip wird als bekannt vorausgesetzt und wird daher hier nicht näher erläutert.

In Pig. 1 wird die Schaltungsanordnung zur Steuerung von Impulsamplituden beschrieben, wobei die Anstiegszeit gleich oder ungleich der Abfallzeit sein kann. Dabei wird der Ladekondensator C, wechselseitig durch die, über die Schaltstufe umgeschalteten Stromquellen aufgeladen.bzw. entladen. Es werden dadurch Impulse mit linearen Planken erzeugt. Durch die Klemmdioden D 2 bzw. D 3 und die Klemmspannungsquellen UK 1 bzw. UK 2 v/ird die Amplitude des Impulses auf einen bestimmten Wert begrenzt, der proportional der Steuerspannung ist. Die Stromquellen, bestehend aus OV 1, T 1.und R 5 und OV 2, T 2 und R TO, werden über die Steuersignalquelle, bestehend aus OV 5, R 28 und R 29» so gesteuert, daß die Beträge der Ströme proportional der Steuerspannung sind. Da die Durclilaßspannungen der Klemmdioden D 2 und D 3 vom durch-

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flossenen Strom und von der Temperatur abhängig sind, wodurch Nichtlinearitäten in der Steuercliarakteristik für die Impulsamplitude entstehen würden, werden entsprechende Spannungen an den Xompensationsdioden D 5 und D 6 als Offsetspannungen den Regelverstärkern, bestehend aus OV 3, R 18 R 21 und OV 4, R 22, R 23, zugeführt. Durch diese Kompensationsdioden fließen Gleichströme, die aus der Steuersignalquelle abgeleitet werden und deren Beträge den entsprechenden Strömen der Stromquellen annähernd gleich oder proportional sind. Über R 26 bzw. R 27 wird ein Kompensationsdiodenvorstrom eingestellt.

In Fig. 2 ist eine etwas vereinfachte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Impulsformung und Amplitudensteuerung für Impulse mit gleichen Anstiegs- und Abfallzeiten ihrer linearen Planken gezeigt.

Bei dieser Schaltung ist die Stromquelle mit 0V2, T 2, R 10 ständig zugeschaltet. Allerdings ist dabei der Strom dieser Stromquelle wertmäßig nur halb so groß, wie der der anderen Stromquelle mit OV 1, T 1, R 5. Es ist nur eine Kompensationsdiode D 5 vorhanden.

Durch die erfindungsgemäßen Schaltungen ist eine zur Steuerspannung lineare und weitestgehnd temperaturenabhängige Amplitudensteuerung bei Konstanz der übrigen, im Ziel der Erfindung genannten, Impulsparameter geschaffen worden. Ein Vorteil der Schaltungen ist weiterhin, daß sie zur Erzeugung von Impulsen mit Anstiegs- und Abfallzeiten, sowie Impulsbreiten mit wenigen Hanosekunden geeignet sind, da die Operationsverstärker die eigentliche Impulsforraerstufe nur unwesentlich verlangsamen»

Eine weitere Verkürzung der Anstiegs- und Abfallzeit wird durch eine zusätzliche Beschaltung der OV-^Ausgänge der Klemm-.Spannungsquellen mit schnellen Ausgangsstufen möglich.

Claims

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Erfindungsanspruch

1. Schaltungsanordnung zur Formung von Impulsen, deren Amplituden durch Variieren einer Klemmspannung einstellbar sind, bestehend aus zwei Stromquellen, zwei Klemmspannungsquellen mit Klemmdioden, einem ladekondensator, einer Schalt- bzw. Umschaltstufe und einer Trennstufe, gekennzeichnet dadurch, daß linear steuerbare, wechselseitig zugeschaltete Stromquellen (OV 1, T 1, R 5; OV 2, T 2, R 10) und linear steuerbare Klemmspannungsquellen (UK 1, UK 2) vorhanden sind, deren Steuerung proportional zur Steuerspannung geschieht, wobei Kompensationsdioden ( D 5» D 6) vorhanden sind, deren' Durchlaßspannungen gleich oder proportional den Durchlaßspannungen der Klemmdioden (D 2, D 3) sind und daß diese Spannungen an den Kompensationsdioden als Offsetspannungen den Regelverstärkern (OV 3, R 18 ·.-· R 21; OV 4, R 22, R 23) zugeführt sind.
2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stromquelle (OV 2, T 2, R 10) ständig zugeschaltet ist, wobei der Strom der Stromquelle (OV 1, IJ, R 5) doppelt so groß, wie der der Stromquelle (OV 2, T 2, R 10) ist-und daß nur eine Kompen.sationsdiode (D 5) vorhanden ist.

Zeichnungen