DE1093819B

DE1093819B - Monostabile Sperrschwingerschaltung hoher Empfindlichkeit

Info

Publication number: DE1093819B
Application number: DEM40086A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Heim
Original assignee: Friedrich Merk Telefonbau GmbH
Current assignee: Friedrich Merk Telefonbau GmbH
Priority date: 1958-12-31
Filing date: 1958-12-31
Publication date: 1960-12-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine monostabile Sperrschwingerschaltung hoher Empfindlichkeit zur Erzeugung kurzzeitiger Impulse mit einem Transistor. Be\ festigen Sperrschwingern wird eine im Ausgangskreis auftretende Stromänderung induktiv auf den Eingang rückgekoppelt und dadurch die Stromänderung im Ausgangskreis beeinflußt. Es sind transistorisierte Anordnungen bekannt, bei denen Basis, Kollektor und Emitter des Transistors an je eine Wicklung eines Übertragers angeschlossen sind.

Wird eine hohe Empfindlichkeit derartiger Schaltungsanordnungen gewünscht, dann muß die Übertragerwicklung, über welche die Rückkopplung herbeigeführt wird, mit sehr vielen Windungen versehen sein und besitzt daher große Induktivität. Die Verwendung großer Induktivitäten hat aber den Nachteil, daß sich die neu zu bildenden Impulse nicht in dem manchmal gewünschten Maße verkürzen lassen, da die große Induktivität einen nur langsamen Abbau des Magnetfeldes zur Folge hat, so daß die Basisspannung des Transistors längere Zeit auf einem Wert gehalten wird, der eine Abnahme des Kollektorstromes am Ende des gewünschten Impulses vorerst noch verhindert.

Die Erfindung bezweckt, einen monostabilen Sperrschwinger zu schaffen, welcher sehr hohe Empfindlichkeit besitzt und trotzdem die Bildung kurzzeitiger Impulse ermöglicht. Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß bei einer monostabilen Sperrschwingerschaltung hoher Empfindlichkeit zur Erzeugung kurzzeitiger Impulse mit einem Transistor, dessen Basis, Kollektor und Emitter an je eine Wicklung eines Übertragers angeschlossen sind, eine weitere Übertragerwicklung zur Zuführung der Auslöseimpulse im Eingangskreis der Sperrschwingerschaltung vorgesehen ist und die Wicklungen derart ausgebildet sind, daß eine an die Eingangswicklung angelegte Spannung in den mit der Basis und dem Emitter verbundenen Wicklungen Spannungen induzieren, die sich bis zum Leitendwerden des Transistors zur Basis-Emitter-Spannung addieren, und die Gesamtinduktivität der mit dem Emitter und dem Kollektor verbundenen Übertragerwicklungen in an sich bekannter Weise durch die Differenz der Windungszahlen dieser beiden Wicklungen bestimmt wird sowie mindestens eine der mit den Transistorelektroden verbundenen Übertragerwicklungen einer Halbleiterdiode mit einer solchen Sperrichtung parallel geschaltet ist, daß die bei der Bildung der Impulsrückflanke in dieser Wicklung induzierte Spannung kurzgeschlossen wird. Zur Erreichung einer größtmöglichen Empfindlichkeit kann ferner der erwähnten Halbleiterdiode ein Widerstand parallel geschaltet werden, der zweckmäßig eine temperaturabhängige Charakteristik besitzt. Mit besonderem Vorteil wird die Halbleiterdiode und der mit

Monostabile Sperrschwingerschaltung
hoher Empfindlichkeit

Anmelder:
Friedrich Merk

Telefonbau Aktiengesellschaft,
München 9, Warngauer Str. 32

Dipl.-Ing. Friedrich Heim, Krailling (Obb.),
ist als Erfinder genannt worden

dieser gegebenenfalls zusammengeschaltete Widerstand parallel zu der mit dem Emitter verbundenen Übertragerwicklung gelegt. Durch die Anwendung der weiteren bei einem bestimmten Schwellwert von Eingangsimpulsen durchflossenen Wicklung gemäß der Erfindung wird eine günstige Einstellung des Arbeitspunktes des Transistors ermöglicht, da die durch die Flanken des Eingangsimpulses bewirkten Stromänderungen in dieser Wicklung induktiv auf die übrigen mit den Elektroden des Transistors verbundenen Wicklungen einwirken. Die Eingangsklemme ist zu diesem Zweck über eine Halbleiterdiode und eine Übertragerwicklung mit der Anzapfung eines regelbaren, den Arbeitspunkt des Transistors festlegenden Spannungsteilers verbunden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Basis des Transistors Tr ist mit der Wicklung W2, der Emitter dieses Transistors mit der Wicklung WZ und der Kollektor mit der Wicklung W^. verbunden. Eine weitere Wicklung Wl dieses Übertragers ist über die Halbleiterdiode GIl an die Eingangsklemme E angeschaltet, während die Ausgangsklemme α mit dem Wicklungsende der Wicklung W 4 verbunden ist. Der Wicklungssinn der vier Übertragerwicklungen ist durch die Kennzeichnung des jeweiligen Wicklungsanfanges und Wicklungsendes dargestellt.

Die Einstellung des Arbeitspunktes für den Transistor Tr erfolgt durch Einregelung des Widerstandes R2 eines aus den Widerständen Rl und R2 gebildeten Spannungsteilers, an dessen Abzweig die Eingangsklemme E geschaltet ist. Die Ausgangsimpulse werden am Widerstand RZ abgegriffen, mit dem die Ausgangsklemme ο in Verbindung steht. Die Wicklung WZ ist durch eine Halbleiterdiode GIl überbrückt, der ein temperaturabhängiger Widerstand R4t parallel geschaltet ist.

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Im Ruhezustand ist der Transistor Tr gesperrt. Infolgedessen besitzt das Potential am Ausgang a einen negativen Wert. Trifft nun am Eingang ein positiver Impuls ein, der einer die Arbeitsspannung festlegenden negativen Gleichspannung überlagert ist und der eine solche Amplitude besitzt, daß er positiver ist als das zwischen den Widerständen Rl und R2 herrschende Potential, so wird der Gleichrichter Gl 1 entsperrt, und die Wicklung Wl wird vom Anfang zum Ende durch einen positiven Strom durchflossen. Dieser einsetzende Stromfluß induziert in den Wicklungen W2, WZ und Wi jeweils eine Spannung in dem Sinn, daß bei allen drei Wicklungen der Wicklungsanfang A gegen das Wicklungsende E ein positives Potential besitzt. Wie aus der Kennzeichnung der Wicklungsenden der beiden Wicklungen W2, WZ hervorgeht, addieren sich die Spannungen in den Wicklungen W2, WZ zur Basis-Emitter-Spannung des Transistors Tr. Überschreitet diese einen gewissen Wert, so wird der Transistor leitend, und die Ausgangsklemme α nimmt ein positives Potential an.

Voraussetzung für das Funktionieren der Schaltung ist, daß die Windungszahl der Wicklung Wi größer ist als die Windungszahl der Wicklung WZ. Wenn also im Kollektor des Transistors Tr durch Öffnen der Emitter-Kollektor-Strecke ein Strom zu fließen beginnt, so beginnt auch im Emitterpunkt der gleiche Strom zu fließen. Die Wicklung WZ wird von einem positiven Strom vom Ende zum Anfang durchflossen, während der gleiche positive Strom die andere Wicklung Wi von Anfang nach Ende durchfließt. Damit wird die wirksame Gesamtinduktivität der Wicklungen WZ und Wi durch die Differenz der Windungszahlen der Wicklungen W4 und WZ bestimmt. Den Wicklungssinn der Gesamtinduktivität bestimmt die Wicklung Wi, da diese, wie erwähnt, die höhere Windungszahl gegenüber der Wicklung WZ besitzt.

Wenn in der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Tr ein Strom zu fließen beginnt, so wird in der um die Windungszahl der Wicklung WZ verminderten Wicklung W4 eine Spannung induziert, und zwar in dem Sinn, daß der Anfang gegen das Ende eine positive Spannung führt. Diese Spannung wird auf die Wicklung W2 rückgekoppelt und bewirkt damit eine weitere öffnung des Transistors Tr. Dadurch findet ein weiterer Stromanstieg in den Wicklungen WZ und W 4 statt und damit auf dem Rückkopplungswege eine weitere Spannungsänderung an der Basis des Transistors Tr.

Der Kollektorstrom des Transistors Tr steigt somit sehr rasch an bis der Transistor voll geöffnet ist. Von diesem Zeitpunkt ab wird der Kollektorstrom im wesentlichen nur noch vom Widerstand RZ begrenzt, da nun keine weiteren rückkopplungsfähigen Stromänderungen stattfinden.

Dieser Zustand bleibt für eine bestimmte Zeit erhalten, und zwar so lange, bis die Spannung an der Basis des Transistors Tr infolge Abbau des magnetischen Feldes auf einen so niedrigen Wert abgesunken ist, daß sich der Kollektor und damit auch der Emitterstrom wieder zu ändern beginnen. Von diesem Zeitpunkt ab setzt die oben beschriebene Rückkopplung mit diesmal umgekehrten Spannungen wieder ein. Der Strom nimmt sehr schnell wieder ab, wobei ein Überschwingen einer Impuls-Rückflanke durch den Gleichrichter G12 verhindert wird. Der Gleichrichter G/2 verhindert somit, daß die Schaltung, wenn sie durch einen Eingangsimpuls erregt wurde, selbständig weiterschwingt und damit nicht einen, sondern eine ganze Folge von Impulsen aussendet.

Wenn man nun äußerste Empfindlichkeit erreichen will, so genügt es nicht, die Selbsterregung durch den Gleichrichter G/2 zu unterdrücken. Dieser öffnet sich nicht, wenn die in Durchlaßrichtung anliegende Spannung unter der sogenannten Schwellenspannung der Diode liegt. Infolgedessen ist dem Gleichrichter G/2 noch ein Widerstand Ri, der eine vorzugsweise temperaturabhängige Charakteristik besitzt, parallel geschaltet.

Claims

Patentansprüche:

1. Monostabile Sperrschwingerschaltung hoher Empfindlichkeit zur Erzeugung kurzzeitiger Impulse mit einem Transistor, dessen Basis, Kollektor und Emitter an je eine Wicklung eines Übertragers angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Übertragerwicklung (WV) zur Zuführung der Auslöseimpulse im Eingangskreis der Sperrschwingerschaltung vorgesehen ist und daß die Wicklungen derart ausgebildet sind, daß eine an die Eingangswicklung (Wl) angelegte Spannung in den mit der Basis und dem Emitter verbundenen Wicklungen (W2 und WZ) Spannungen induzieren, die sich bis zum Leitendwerden des Transistors zur Basis-Emitter-Spannung addieren und daß die Gesamtinduktivität der mit dem Emitter und dem Kollektor verbundenen Übertragerwicklungen in an sich bekannter Weise durch die Differenz der Windungszahlen dieser beiden Wicklungen bestimmt wird und daß mindestens einer der mit den Transistorelektroden verbundenen Übertragerwicklungen eine Halbleiterdiode (G/2) mit einer solchen Sperrichtung parallel geschaltet ist, daß die bei der Bildung der Impulsrückflanke in dieser Wicklung induzierte Spannung kurzgeschlossen wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterdiode ein Widerstand parallel geschaltet wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der der Halbleiterdiode parallel geschaltete Widerstand eine temperaturabhängige Charakteristik besitzt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterdiode der mit dem Emitter verbundenen Übertragerwicklung parallel geschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager eine bei einem bestimmten Schwellwert von Eingangsimpulsen durchflossene weitere Wicklung besitzt, so daß die durch die Flanken des Eingangsimpulses bewirkten Stromänderungen in dieser Wicklung induktiv auf die übrigen mit den Elektroden des Transistors verbundene Wicklungen einwirken.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsklemmen über eine Halbleiterdiode und eine Übertragerwicklung mit der Anzapfung eines regelbaren, den Arbeitspunkt des Transistors festlegenden Spannungsteilers verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 036 919.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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