DD145357A1

DD145357A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT WITH AN OPTOELECTRONIC COUPLER, ESPECIALLY FOR USE IN ULTRASOUND GENERATORS

Info

Publication number: DD145357A1
Application number: DD21471679A
Authority: DD
Inventors: Andreas Kopp; Wagif Achundow
Original assignee: Andreas Kopp; Wagif Achundow
Priority date: 1979-08-01
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1980-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem optoelektronischen Koppler, insbesondere zur Anwendung in Ultraschall-, generatoren. Ziel der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für einen derartigen Koppler zu entwickeln, mit dessen Hilfe an einem vom Eingang galvanisch getrennten Ausgang dann ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die Eingangsspannung einen bestimmten Wert überschreitet, wobei sicn die Schaltung durch eine geringe Leistungsaufnähme, einen geringen Bauelementeaufwand bei sicherer Funktionsfähigkeit über einen weiter» Frequenzbereich auszeichnen soll. Gemäß der Erfindung wird dazu eine Schaltung verwendet, bei der ein Kondensator von einer Betriebsspannung zunächst aufgeladen und nach Erreichen eines bestimmten Wertes durch eine Z-Diode konstant gehalten wird. Der durch die Z-Diode fließende Strom öffnet eine nachfolgende 'Tor schal tung, die im geöffneten Zustand den Eingang für die zu überwachende Spannung mit dem Eingang einer Kippstufe aus zwei komplementären Transistoren verbindet, weiche beim Anliegen einer hinreichend großen Spannung am Eingang der Schaltungsanordnung den Kondensator über eine Lumineszenzdiode, und zwar mit einem konstanten Seron, eines optoelektronischen Kopplers entlädtThe invention relates to a circuit arrangement with a optoelectronic coupler, in particular for use in ultrasound, generators. The aim of the invention is a circuit arrangement for to develop such a coupler, with the help of which at one of Input galvanically isolated output then generates an output signal when the input voltage exceeds a certain value, where the circuit is characterized by a low power consumption, a low component expenditure with safe functioning over one next »should distinguish frequency range. According to the invention becomes used a circuit in which a capacitor of an operating voltage initially charged and after reaching a certain Value is kept constant by a Zener diode. The one by the Z-diode flowing current opens a subsequent 'Tor scarf tion, the in the opened state, the input for the voltage to be monitored the input of a flip-flop of two complementary transistors connects, soft when applying a sufficiently large voltage on Input of the circuit arrangement the capacitor via a light-emitting diode, with a constant seron, an optoelectronic one Kopplers unloads

Description

-Ί--Ί-

Titel der ErfindungTitle of the invention

Schaltungsanordnung mit einem optoelektronischen Koppler, insbesondere zur Anwendung in UltraschallgeneratorenCircuit arrangement with an optoelectronic coupler, in particular for use in ultrasonic generators

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem optoelektronischen Koppler, insbesondere zur Anwendung in Ultraschallgeneratoren, die einen Eingang und einen von diesem galvanisch getrennten Ausgang besitzt und die ein Ausgangssignal dann erzeugt, wenn die Eingangs spannung einen bestimmten Wert überschreitet.The invention relates to a circuit arrangement with an optoelectronic coupler, in particular for use in ultrasonic generators having an input and a galvanically isolated from this output and which generates an output signal when the input voltage exceeds a certain value.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die Anwendung optoelektronischer Koppler zur Signalübertragung zwischen galvanisch getrennten elektrischen Baugruppen ist allgemein bekannt.Characteristic of the Known Technical Solutions The use of optoelectronic couplers for signal transmission between galvanically isolated electrical components is well known.

Fig. 1 zeigt einen Ultraschallgenerator, bestehend aus einer Le istung ssirufe 1, die mit der Betriebsspannung Ug^, und einer Ansteuerbaustufe 2, die mit der Betriebsspannung U^₂ versorgt wird. Zur Signalübertragung zwischen diesen beiden Stufen dienen die Koppel stufen 3i 4-, 5···» welche in bekannter Art unter Verwendung optoelektronischer Koppler aufgebaut werden können.Fig. 1 shows an ultrasonic generator, consisting of a Le sungsufe s 1, which is supplied with the operating voltage Ug ^, and a Ansteuerbaustufe 2, which is supplied with the operating voltage U ^ ₂ . For signal transmission between these two stages are the coupling stages 3i 4-, 5 ··· »which can be constructed in a known manner using optoelectronic coupler.

Zwei bekannte Schaltungsanordnungen für Koppel stufen mit optoelektronischen Kopplern, die an einem Ausgang A ein Signal in Form einer Spannung erzeugen, wenn die Eingangsspannung einenTwo known circuit arrangements for coupling stages with optoelectronic couplers which generate at an output A a signal in the form of a voltage when the input voltage

bestimmten Schwellwert überschreitet, sind in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt.certain threshold value are shown in Fig. 2 and Fig. 3.

In der Schaltung gemäß Pig. 2 treibt die Eingangsspannung Ug einen Strom I₀ durch den Widerstand R1 und die Lumineszenzdiode D1 des optoelektronischen Kopplers K· Der Fototransistor ΤΛ des optoelektronischen Kopplers K führt einen Kollektorstrom, dessen Größe von dem durch den Strom Lj in der Lumineszenzdiode D1 hervorgerufenen Lichtstrom und damit von der Eingangsspannung U™ abhängig ist· Die Kollektorspannung des Fototransistors T1, dessen Kollektor über einen Widerstand mit einer Betriebsspannung Ug verbunden ist, ist damit eine Funktion der Eingangsspannung Ug · In der Vergleichsstufe V wird die Kollektor spannung des Fototransistors 3M mit einer Vergleichsspannung verglichen. Die Vergleichsstufe V ist dabei so ausgelegt, daß am Ausgang A eine Spannung U^ anliegt, wenn die Eingangsspannung Ug einen gewissen Schwellwert überschreitet·In the circuit according to Pig. 2, the input voltage Ug drives a current I ₀ through the resistor R1 and the light-emitting diode D1 of the optoelectronic coupler K. The phototransistor ΤΛ of the optoelectronic coupler K carries a collector current whose magnitude depends on the luminous flux produced by the current Lj in the luminescence diode D1 and thus on The collector voltage of the phototransistor T1, whose collector is connected via a resistor to an operating voltage Ug, is thus a function of the input voltage Ug · In the comparison stage V, the collector voltage of the phototransistor 3M is compared with a comparison voltage. The comparison stage V is designed so that the output A, a voltage U ^ is present when the input voltage Ug exceeds a certain threshold ·

Die erläuterte Anordnung besitzt zwei wesentliche Nachteile· Zum einen nimmt sie an ihrem Eingang den relativ großen, zur Anregung der Lumineszenzdiode D1 erforderlichen Strom L₀ auf, zum anderen vergrößern die Übertragungsfehler des optoelektronischen Kopplers den Fehler der Anordnung. Beide Nachteile lassen sich mit der in Fig. 3 dargestellten Anordnung, bei der der Spannungsvergleich vor dem optoelektronischen Koppler erfolgt, zwar vermeiden, diese Anordnung besitzt jedoch, den Nachteil, daß zur Versorgung der Vergleichsstufe V und der Lumineszenzdiode D eine von der Betriebsspannung Ug₂ galvanisch getrennte Betriebsspannung Ug, erforderlich ist, deren Bereitstellung mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist.The explained arrangement has two significant disadvantages. Firstly, it receives at its input the relatively large current L ₀ required to excite the light-emitting diode D1, and secondly, the transmission errors of the optoelectronic coupler increase the error of the arrangement. Both disadvantages can be avoided with the arrangement shown in Fig. 3, in which the voltage comparison takes place before the optoelectronic coupler, although this arrangement has, however, the disadvantage that for supplying the comparator V and the light emitting diode D one of the operating voltage Ug _second galvanically isolated operating voltage Ug, is required, the provision of which is associated with considerable effort.

Es sind weiterhin Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen die Lumineszenzdiode eines optoelektronischen Kopplers impulsweise erregt wird, indem ein Kondensator mit einem relativ kleinen Strom aufgeladen und dann beim Eintreffen eines Eingangsimpulses mit Hilfe einer Kippschaltung über die Lumineszenzdiode entladen wird (radio, fernsehen, elektrcnik 22 (1973) H. 8, S. 244).Circuit arrangements are furthermore known in which the luminescence diode of an optoelectronic coupler is pulse-energized by charging a capacitor with a relatively small current and then discharging it upon the arrival of an input pulse by means of a flip-flop circuit via the light-emitting diode (radio, television, electrotechnics 22 (1973) ) H. 8, p. 244).

Durch den Einsatz einer solchen Schaltungsanordnung läßt sich die Stromaufnahme wesentlich, senken, so daß die Bereitstellung der Betriebsspannung vergleichsweise erleichtert wird· Der Nachteil besteht jedoch darin, daß sie mit Impulsen angesteuert werden muß, so daß zusätzliche Baugruppen zur Erzeugung dieser Impulse erforderlich sind, welche die·Stromaufnähme ebenfalls wieder vergrößern und außerdem einen hohen Bauelementeaufwand erfordern ·The use of such a circuit arrangement, the current consumption can be significantly lower, so that the provision of the operating voltage is relatively easier · The disadvantage, however, is that it must be driven with pulses, so that additional modules for generating these pulses are required also increase the current consumption again and also require a high level of component expenditure

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Schaltungsanordnung mit einem optoelektronischen Koppler, insbesondere für die Anwendung in Ultraschallgeneratoren zu schaffen, mit der die vorbeschriebenen Nachteile vermieden werden und die sich bei einem unkomplizierten Aufbau durch eine geringe Leistungsaufnahme bei gleichzeitiger hoher Funktionssicherheit auszeichnet·It is the object of the invention to provide a circuit arrangement with an optoelectronic coupler, in particular for use in ultrasound generators, with which the above-described disadvantages are avoided and which is characterized in a simple construction by low power consumption with high reliability at the same time ·

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung mit einem optoelektronischen Koppler, insbesondere für die Anwendung in Ultraschallgeneratoren, zu schaffen, die einen Eingang und einen von diesem galvanisch getrennten Ausgang aufweist und die ein Ausgangssignal dann erzeugt, wenn die Eingangs spannung einen bestimmten Wert überschreitet, wobei die Schaltungsanordnung bei einem geringen Bauelementeaufwand und bei geringer Leistungsaufnähme eine hohe Funktionssicherheit über einen weiten Frequenzbereich auf v/ei sen soll.The invention has for its object to provide a circuit arrangement with an optoelectronic coupler, in particular for use in ultrasonic generators, having an input and a galvanically isolated from this output and which generates an output signal when the input voltage exceeds a certain value The circuit arrangement with a low component cost and low power consumption high reliability over a wide frequency range on v / egg sen should.

Erfindungsgemäß wird diose Aufgabe mit Hilfe einer Schaltungsanordnung gelöst, die in an sich bekannter V/eise einen Kondensator aufweist, der über einen zugehörigen Ladewiderstand von einer Betriebsspannungsquelle aufgeladen, und dessen Ladespannung mit Hilfe einer Z-Diode begrenzt wird· Weiter enthält die Schaltungsanordnung eine aus zwei komplementären Transistoren aufgebaute Kippstufe, deren Eingang durch dieAccording to the invention, the object is achieved with the aid of a circuit arrangement which, in a manner known per se, has a capacitor which is charged by an operating voltage source via an associated charging resistor and whose charging voltage is limited by means of a Zener diode two complementary transistors built-flip-flop whose input through the

Basis des einen Transistors gebildet und die beim Anliegen einer Spannung hinreichender Größe an ihrem Eingang durchgesteuert wird und ihrerseits den Kondensator entlädt· Gemäß der Erfindung wird diese Kippstufe durch den Kollektor eines Ansteuertransistors angesteuert, an dessen Emitter die von der Ausgangsspannung galvanisch zu trennende Eingangsspannung U_E anliegt, und dessen Basis vom Kollektor eines weiteren Transistors angesteuert wird, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Basis am Verbindungspunkt zwischen der Anode der Z-Diode und einem, an Masse angeschlossenen und mit der Z-Mode in Eeihe liegenden Widerstand angeschlossen ist. Gemäß der Erfindung werden die Emitter der KippStufentransistoren zusätzlich mit Widerständen und ihre Basen mit ^e mindestens einer Diode, und zwar anodenseitig, beschaltet, deren Katode mit dem jeweils anderen Anschluß der zusätzlichen Emitterwiderstände verbunden ist, wobei eine der dazu verwendeten Dioden die Lumineszenzdiode des zugehörigen optoelektronischen Kopplers ist. Die Schaltung wird dabei so ausgelegt, daß der Entladestrom des Kondensators auf einen konstanten Wert begrenzt wird und daß der größte Teil dieses Entlade stromes durch die Lumineszenzdiode fließt. Die Funktion der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird im folgenden Ausführungsbeispiel näher beschrieben.Basis of the one transistor formed and which is controlled by the application of a voltage of sufficient magnitude at its input and in turn discharges the capacitor · According to the invention, this flip-flop is driven by the collector of a drive transistor, at the emitter of the output voltage to be electrically isolated input voltage U _E. is applied, and whose base is driven by the collector of another transistor whose emitter is connected to ground and whose base is connected to the connection point between the anode of the Zener diode and connected to ground and lying in Zei mode in Eeihe resistance. According to the invention, the emitters of the flip-flop transistors are additionally connected to resistors and their bases with at least one diode, on the anode side, whose cathode is connected to the respective other terminal of the additional emitter resistors, one of the diodes used for this purpose being the light-emitting diode of the associated diode optoelectronic coupler is. The circuit is designed so that the discharge current of the capacitor is limited to a constant value and that most of this discharge current flows through the light emitting diode. The function of the circuit arrangement according to the invention will be described in more detail in the following embodiment.

Ausführung sb e i spielExecution of the game

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.The invention will be described in more detail below with reference to an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:In the accompanying drawing show:

Fig. 4- - die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, Fig. 5 - ein Diagramm der Spannungs- und Stromverläufe beiFig. 4 - the circuit arrangement according to the invention, Fig. 5 - a diagram of the voltage and current waveforms at

einer Gleichspannung am Eingang, Fig. 6 - ein Diagramm der Spannungs- und Stromverläufe beia DC voltage at the input, Fig. 6 - a diagram of the voltage and current waveforms at

einer Wechselspannung kleiner Frequenz am Eingang, Fig. 7 - ein Diagramm der Spannungs- und Stromverläufe bei einer Wechselspannung mittlerer Frequenz am Eingang undan alternating voltage of low frequency at the input, Fig. 7 - a diagram of the voltage and current waveforms at an AC voltage medium frequency at the input and

Fig. 8 - ein Diagramm der Spannungs- und Stromverläufe bei einer Wechselspannung großer Frequenz am Eingang. In Fig. 4 ist ein Kondensator 0 über einen ?/iderstand R3 mit der Betriebsspannung U-g verbunden· Bei einer Anwendung der Anordnung in einem Ultraschallgenerator gemäß Fig. 1 kann U_B mit der Betriebsspannung U-g- der Leistungsstufe identisch sein. Parallel zum Kondensator C liegt eine Kippstufe mit den komplementären Transistören T2 und T3· In der Emitterleitung des Transistors T2 liegt ein Widerstand R4, parallel zu der Reihenschaltung des Widerstandes R4 und der Basis-Eaitter-Strecke des Transistors T2 liegen weiterhin der Widerstand Ή.7 und die in Reihe geschalteten Dioden D2 und D3. In der Emitterleitung des Transistors T3 liegt der Widerstand R6, parallel zu der Reihenschaltung des Widerstandes R6 und der Basis-Emitter-Strecke des Transistors T3 liegen der ?/iderstand R5 und die Lumineszenzdiode D1 eines optoelektronischen Kopplers K₁ dessen Ausgangsseite durch den Fototransistor T1 gebildet wird. Zum Kondensator C liegt weiterhin die Reihenschaltung der Z-Diode Z und des Widerstandes R9 parallel. Parallel zum Wider stand R9 liegt mit der Basis am Punkt M1 die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T4, dessen Kollektor über einen Wider stand R10 mit der Basis des Transistors T5 verbunden ist.Fig. 8 is a diagram of the voltage and current waveforms at an AC voltage of high frequency at the input. In FIG. 4, a capacitor 0 is connected to the operating voltage Ug via a resistor R3. In an application of the arrangement in an ultrasonic generator according to FIG. 1, U _B can be identical to the operating voltage Ug of the power stage. Parallel to the capacitor C is a flip-flop with the complementary transistors T2 and T3 · In the emitter line of the transistor T2 is a resistor R4, parallel to the series connection of the resistor R4 and the base Eaitter path of the transistor T2 are still the resistor Ή.7 and the series connected diodes D2 and D3. In the emitter line of the transistor T3 is the resistor R6, parallel to the series connection of the resistor R6 and the base-emitter path of the transistor T3 are the / / iderstand R5 and the light emitting diode D1 of an optoelectronic coupler K ₁ whose output side formed by the phototransistor T1 becomes. To the capacitor C is still the series connection of the Zener diode Z and the resistor R9 in parallel. Parallel to the counterclaim was R9 is with the base at the point M1, the base-emitter path of the transistor T4, whose collector was connected via a counterclaim R10 is connected to the base of the transistor T5.

Der Emitter des Transistors T5 ist über den Widerstand Rd mit dem Eingang E der Schaltungsanordnung verbunden, sein Kollektor liegt an der Basis des Transistors T3, welche den Eingang der Kippstufe bildet.The emitter of the transistor T5 is connected via the resistor Rd to the input E of the circuit arrangement, its collector is connected to the base of the transistor T3, which forms the input of the flip-flop.

Zur Erläuterung der Funktion der Schaltung werde davon ausgegangen, daß die Spannung Ug am Eingang E zunächst Full und der Kondensator C entladen sei. Wegen der fehlenden Ansteuerung sperren in diesem Fall alle Transistoren der Anordnung. Durch den von der Betriebsspannung Ug hervorgerufenen Strom durch R3 wird nun der Kondensator C aufgeladen, so daß die Spannung an ihm anwächst. Erreicht die Spannung am Kondensator C die Z-Spannung der Z-Diode Z, fließt der Strom von R3 nicht mehr in den Kondensator C, sondern durch die Z-Diode Z und denTo explain the function of the circuit, it is assumed that the voltage Ug at the input E is initially full and the capacitor C is discharged. Because of the lack of control block all transistors of the arrangement in this case. By the current caused by the operating voltage Ug current through R3 now the capacitor C is charged, so that the voltage increases at it. When the voltage across the capacitor C reaches the Z voltage of the Zener diode Z, the current of R3 no longer flows into the capacitor C, but through the Zener diode Z and the

Widerstand R9, so daß die Spannung am Kondensator C nunmehr konstant bleibt· Der Spannungsabfall am Widerstand E9 erzeugt einen Basisstrom im Transistor T4, so daß dieser transistor durchgesteueret wird und die Basis des Transistors T5 über den Widerstand R1O an Masse legt· Im Transistor T5 kann jedoch auch jetzt noch, kein Strom fließen, da nun sowohl an seiner Basis als auch an seinem Emitter das Potenzial Null liegt. Dieser Zustand bleibt erhalten, bis die Eingangsspannung Ug soweit erhöht wird, daß durch den Widerstand R8 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T5 ©in Strom in die Basis des Transistors T3 fließen kann· Der Transistor T3 beginnt jetzt einen Kollektor strom zu führen, welcher zum Teil als Basisstrom in den Transistor T2 fließt und diesen ebenfalls in den leitenden Zustand versetzt· Durch die Rückführung des Kollektor ströme s des Transistors T2 auf die Basis des Transistors T3 steigt der Strom in beiden Transistoren schnell auf einen Wert an, der beim Transistor T2 durch den Spannungsabfall am Widerstand R4 vnd durch die mit Hilfe der Dioden D2, D3 fest vorgegebene Basisspannung und beim Transistor T3 durch den Spannungsabfall am Widerstand R6 und die Elußspannung der Lumineszenzdiode D1 bestimmt wird· Die Widerstände R4 und R6 sind dabei so ausgelegt, daß der größte Teil des durch die Kippstufe mit den Transistoren T2, T3 fließenden Ge samt stromes durch die Lumineszenzdiode D1 fließt· Der durch die Lumineszenzdiode D1 fließende Strom regt diese zum Leuchten an, wodurch der Transistor des optoelektronischen Kopplers K leitend wird und damit ein in nachgeschalteten Stufen auswertbares Ausgangssignal definiert· Der konstante Strom, der durch die Kippstufe fließt, entlädt den Kondensator C, so daß die Spannung am Kondensator C linear absinkt· Mit Beginn der Kondensatorentladung wird der Strom I₂, der über die Z-Diode fließt, zu Bull, die Transistoren T4 und T5 sperren, so daß ein am Eingang anliegendes Signal während dieses Entladeintervalls nicht mehr wirksam werden kann, während die Kippstufe nach wie vor den Kondensator entlädt und in ihrem Zustand unverändert bleibt· Ist die Spannung am Kondensator C stark abgesunken,Resistor R9, so that the voltage across the capacitor C now remains constant · The voltage drop across the resistor E9 generates a base current in the transistor T4, so that this transistor is turned on and the base of the transistor T5 via the resistor R1O to ground · In the transistor T5 can However, even now, no current flow, since now both at its base and at its emitter, the potential is zero. This state is maintained until the input voltage Ug is increased to such an extent that through the resistor R8 and the collector-emitter path of the transistor T5, current can flow into the base of the transistor T3. The transistor T3 now starts to conduct a collector current which flows in part as a base current in the transistor T2 and this also in the conductive state · By the return of the collector currents s of the transistor T2 to the base of the transistor T3, the current in both transistors rapidly increases to a value that at Transistor T2 is determined by the voltage drop across the resistor R4 and by the fixed base voltage by means of the diodes D2, D3 and the transistor T3 by the voltage drop across the resistor R6 and the Elußspannung the light emitting diode D1 · The resistors R4 and R6 are designed so that most of the current through the flip-flop with the transistors T2, T3 Ge total current through the light-emitting diode D1 flows. The current flowing through the light-emitting diode D1 causes it to shine, whereby the transistor of the optoelectronic coupler K becomes conductive and thus defines an output signal which can be evaluated in downstream stages. The constant current flowing through the flip-flop discharges the capacitor C, so that the voltage across the capacitor C decreases linearly · With the start of the capacitor discharge, the current I ₂ , which flows through the Zener diode, to Bull, the transistors T4 and T5 lock, so that an input signal present during this discharge interval can no longer be effective while the flip-flop still discharges the capacitor and remains unchanged in its state · the voltage at the capacitor C has dropped sharply,

kann der Entlade strom durch die Kippstufe nicht mehr in seiner ursprünglichen, konstanten Größe aufrechterhalten werden und verringert sich. Dabei werden innerhalb kurzer Zeit die Spannungsabfälle an den Widerständen R5 und R7 so klein, daß sie zum Ansteuern der Transistoren T2 und TJ nicht mehr ausreichen und diese Transistoren sperren· Die Entladung des Kondensators ist damit beendet, es beginnt wieder die Aufladung des Kondensators C über den Widerstand КЗ und die Schaltung befindet sich wieder in ihrem Ausgangszustand·the discharge current through the flip-flop can not be maintained in its original, constant size and decreases. In this case, the voltage drops across the resistors R5 and R7 are so small in a short time that they are no longer sufficient to drive the transistors T2 and TJ and lock these transistors · The discharge of the capacitor is thus terminated, it starts charging the capacitor C again the resistance КЗ and the circuit is back in its initial state ·

Aus der dargestellten Wirkungsweise der Schaltung ergibt sich ihr Verhalten bei verschiedenen zeitlichen Verlaufen der Eingangsspannung. In Pig· 5 bis Fig. 8 sind für Eingangsspannungen mit unterschiedlichen zeitlichen Verläufen die Eingangsspannung TJg, die Spannung am Kondensator 0 U^, der Strom I^ durch die Lumineszenzdiode D1 und der Strom I„ durch die Z-Diode dargestellt.From the illustrated mode of action of the circuit, their behavior results at different time courses of the input voltage. In FIG. 5 to FIG. 8, the input voltage TJg, the voltage across the capacitor 0 U ^, the current I ^ through the light emitting diode D1 and the current I "through the Zener diode are shown for input voltages having different time profiles.

In Fig. 5 ist die Eingangs spannung eine Gleichspannung· Damit kann der Transistor T5 immer dann Strom führen, wenn die Z-Diode Z leitet, wodurch auch der Transistor.T4 leitet und die Basis des Transistors T5 an Masse legt· Folglich schließt sich an jeden Aufladezyklus des Kondensators C sofort ein Entladezyklus an und die Schaltungsanordnung arbeitet wie ein freischwingender Sägezahngenerator und erzeugt fortlaufend Ausgangsimpulse· Die Folgefrequenz f~ dieser Ausgangsimpulse hängt von dem Kondensator 0, dem Widerstand RJ, der Betriebsspannung υ« und im geringeren Maße auch von der Größe des durch die Dimensionierung der Kippstufe festgelegten Entladestromes ab und kann somit leicht den Erfordernissen angepaßt werden. Fig· 6 zeigt das Verhalten der Schaltungsanordnung bei einer sinusförmigen Eingangs spannung mit einer Frequenz, die wesentlich kleiner ist als die im Zusammenhang mit Fig. 5 erläuterte Frequenz f^. In diesem Fall entstehen nur für den Zeitraum Ausgangsimpulse, bei dem die Eingangs spannung den in erster Linie durch die Basis-Emitter-Spannung des Transistors TJ bestimmten Schwellwert Ug überschreitet. Nachdem die Eingangsspannung diesen Schwellwert überschritten hat, wird der Kon-In FIG. 5, the input voltage is a DC voltage. Thus, the transistor T5 can always carry current when the Zener diode Z conducts, whereby the transistor T4 also conducts and grounds the base of the transistor T5. Consequently, it follows each cycle of charging the capacitor C immediately a discharge cycle and the circuit operates like a free-running sawtooth generator and continuously generates output pulses · The repetition frequency f ~ these output pulses depends on the capacitor 0, the resistance RJ, the operating voltage υ «and to a lesser extent on the size of the set by the dimensioning of the flip-flop discharge current and thus can be easily adapted to the requirements. Fig. 6 shows the behavior of the circuit arrangement at a sinusoidal input voltage having a frequency which is substantially smaller than that explained in connection with FIG. 5 frequency f ^. In this case arise only for the period of output pulses in which the input voltage exceeds the threshold determined in the first place by the base-emitter voltage of the transistor TJ threshold Ug. After the input voltage has exceeded this threshold, the con-

densator C auf die durch die Z-Diode Z bestimmte Spannung aufgeladen, dLann fließt der von EJ bestimmte Strom durch die Z-Diode 2 und öffnet damit T4. Die Schaltung verharrt nun in diesem Zustand, bis die Eingangsspannung wieder den Schwellwert ü« überschreitet und beginnt dann sofort wieder mit der Erzeugung von Ausgangsimpulsen· Wird, wie in Fig. 7 dargestellt, eine sinusförmige Eingangsspannung angelegt, deren Frequenz etwas kleiner ist als die Frequenz f~, steht nicht sofort nach dem Aufladen des Kondensators C eine die Spannung Ug überschreitende Eingangsspannung zur Verfügung. Es vergeht dadurch bis zum Auslösen des nächsten Ausgangsimpulses eine gewisse Zeit, so daß die Folgefrequenz der Impulse gleich der Frequenz der Eingangsspannung und damit kleiner als die Frequenz f~ ist. Fig. 8 zeigt das Verhalten der Schaltungsanordnung bei einer Eingangsspanming, deren Frequenz die Frequenz f^ überschreitet· Nach der Entladung des Kondensators C vergehen mehrere Perioden der Eingangsspannung, bis der Kondensator 0 aufgeladen ist und der Transistor T5 über T4 und Z angesteuert wird, so daß ein neuer Ausgangsimpuls erzeugt werden kann. Die Schaltung ist damit so ausgelegt, daß sie in diesem Fall als Frequenzteiler arbeitet und auf jeweils eine bestimmte Anzahl von Perioden der Eingangsspannung einen Ausgangsimpuls erzeugt· Ist die Frequenz der Eingangsspannung sehr groß gegenüber der Frequenz f^, wird die Eingangsspannung sehr bald nach dem Aufladen des Kondensators C den Wert Ug überschreiten und einen neuen Ausgangsimpuls auslösen, die Schaltung verhält sich folglich wie bei einer Gleichspannung am Eingang und erzeugt Ausgangsimpulse mit der Folgefrequenz f.,.capacitor C is charged to the voltage determined by the Zener diode Z, then the current determined by EJ flows through the Zener diode 2, thereby opening T4. The circuit now remains in this state until the input voltage exceeds the threshold value again, and then immediately starts generating output pulses. If, as shown in FIG. 7, a sinusoidal input voltage whose frequency is somewhat smaller than the frequency is applied f ~, is not immediately after charging the capacitor C, a voltage Ug exceeding input voltage available. It passes thereby until the triggering of the next output pulse for a certain time, so that the repetition frequency of the pulses equal to the frequency of the input voltage and thus smaller than the frequency f ~. 8 shows the behavior of the circuit arrangement in the case of an input chip whose frequency exceeds the frequency f 1. After the discharge of the capacitor C, several periods of the input voltage pass until the capacitor 0 is charged and the transistor T 5 is driven via T 4 and Z 2 that a new output pulse can be generated. The circuit is thus designed to operate as a frequency divider in this case and to produce an output pulse for a given number of periods of input voltage. If the frequency of the input voltage is very large compared to frequency f 1, the input voltage will become very soon after charging of the capacitor C exceed the value Ug and trigger a new output pulse, the circuit thus behaves like a DC voltage at the input and generates output pulses with the repetition frequency f.,.

Claims

invention claim

Circuit arrangement with an optoelectronic coupler, in particular for use in ultrasonic generators, consisting of a capacitor (C), which is charged via a resistor (R3) from an operating voltage source (U _ß ), a Zener diode (Z), which the voltage across the capacitor limited, one of two complementary transistors (T2; T3) »built-flip-flop whose input is formed by the base of the one transistor of the flip-flop (T3) and which controls by applying a voltage of sufficient magnitude at this input and the capacitor (C) discharges , characterized in that a transistor (T5) is provided, the circuit between the input (E) of the Ge and the input of the flip-flop (T2i T3) is arranged and at whose base the collector of another transistor (T4) is located Emitter to ground and its base at the junction (M1) of the series connection of a grounded resistor (E9) νοαά the anode of the Z-Di or (Z) is located while the cathode of the Zener diode (Z) at the connection point (M2) between the resistor (R3) and the capacitor (C) is arranged, so that the flip-flop (T2 | T3) only discharges the capacitor (C) when the input voltage of the circuit exceeds a certain setpoint and the capacitor (C) is charged to a voltage which in turn exceeds the Z voltage of the Zener diode (Z), the two Transistors of the flip-flop (T2j T3) by inserting one resistor (R4 | R6) in each associated emitter line and at least one diode (D1j D2j D3) between their bases and the other terminal of the resistors (R4- R6) so be switched are that they limit the discharge current of the capacitor (C) to a different constant value, wherein further according to the invention, one of the diodes connected to the current limiting the luminescence diode (D1) of the optoelectronic coupler (K), in turn, the much larger of the two Constant currents are conducted ·

Hferru