DE1285528B - Dioden-Kondensator-Torschaltung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Dioden-Kondensator- während der Impulsdauer auf 0 Volt an, wie in Torschaltung mit einer Reihenschaltung einer ersten Fig. 1 durch die Impulsform 43 dargestellt ist. In Diode und eines Kondensators und einer Ausgangs- gleicher Weise beträgt die Ausgangsspannung der diode und mit einer zwischen dem Kondensator und Steuerquelle 20 entweder 0 oder —3 Volt, je nachder Ausgangsdiode angekoppelten Steuersignalquelle. 5 dem, ob die Torschaltung 10 einen Impuls zur Last

Bei bekannten Torschaltungen dieser Art hängt die 18 hindurchlassen soll oder nicht.
Totzeit bei Änderung der Steuerspannung von dem Die Batterie 38 liefert ein negatives Potential von

Sperrniveau auf das Durchlaßniveau von dem Schalt- wesentlich mehr als — 3 Volt, z. B. —12 Volt. Ferner zustand der Impulsquelle ab. sind die inneren Widerstände der Impulsquelle 16

Es ist ein elektronischer Schalter mit einem Korn- ίο und der Steuerquelle 20 wesentlich niedriger als die mutierungskondensator bekannt, zu welchem eine Widerstandswerte der Widerstände 34 und 36. DesDiode parallel liegt. Diese dient zur Stabilisierung halb sind die Wartespannungen an den Kondensatorder Schaltung gegen Belastungsänderungen. Als Tor- klemmen 30 und 32 auf Grund der Leitfähigkeit der schaltung ist diese Schaltung nicht geeignet. Dioden 24 und 42, abgesehen von den Spannungs-

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der Tot- 15 abfallen an den Dioden 24 und 42, im wesentlichen zeit einer Torschaltung der eingangs genannten Art gleich den von der Impulsquelle 16 und der Steuervon dem Schaltzustand der Impulsquelle bei Um- quelle 20 gelieferten Spannungen,
schaltung der Steuerspannung. Zum Ansprechen der Last 18 ist es erforderlich,

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch daß die Impulse an der Ausgangsklemme 14 der Torgelöst, daß parallel zum Kondensator eine zweite ao schaltung 0 Volt oder sogar ein geringfügig höheres Diode geschaltet ist, welche die gleiche Durchlaßrich- Potential erreichen. Mit Rücksicht auf den Spantung wie die erste Diode besitzt. nungsabfall an der Diode 28 bedeutet dies, daß die

Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß sich Impulse an der Kondensatorklemme 32 eine geringdie Spannung am Eingangspunkt der Schaltung fügig positive Spannung haben müssen, z. B. 0,5 Volt, gegenüber dem Anschlußpunkt der Steuerspannung 25 wenn man von einem Spannungsabfall von 0,5 Volt wesentlich ändern kann, wenn die Steuerspannung an jeder in Durchlaßrichtung vorgespannten Diode vom Sperrniveau auf das Durchlaßniveau umge- ausgeht.

schaltet wird. Dies gilt für jeden Schaltzustand der Die Arbeitsweise der Schaltung ist folgende: Es

Impulsquelle. Durch Herabsetzung der effektiven wird zunächst angenommen, daß die Steuerspannung, Totzeit wird die Grenzfrequenz der Torschaltung 30 die von der Quelle 20 an der Steuerklemme 22 liegt, erhöht. Diese Verbesserung wird lediglich durch Ein- — 3VoIt beträgt, so daß die Torschaltung gesperrt schaltung einer Diode erzielt, also ohne wesentliche ist. Die Ausgangsspannung der Quelle 16 liegt anfangs Kostenerhöhung oder Verschlechterung der Empfind- auch auf diesem Spannungswert. Bei Annahme stalichkeitseigenschaften der Torschaltung. tionärer Zustände liegt deshalb an beiden Klemmen

Die Erfindung wird im folgenden in Verbindung 35 30 und 32 des Kondensators 26 eine Spannung von mit der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeich- — 3,5VoIt unter Berücksichtigung der Spannungsnung zeigt abfalle an den Dioden 24 und 42. Wenn der Impuls

Fig. 1 ein Schaltbild einer Torschaltung gemäß 43 durch die Quelle 16 ausgesendet wird, wird er der Erfindung und von der Diode 24 mit einer Spannungsverminderung

Fig. 2 ein Schaltbild einer gesteuerten Kippschal- 40 von —0,5 Volt zur Kondensatorklemme 30 hindurchtung gemäß der Erfindung. gelassen. Die Vorderkante dieses Impulses bewirkt

In Fig. 1 sind in einer Torschaltung Eingangs- ein Ansteigen des Potentials an der Kondensator- und Ausgangsklemmen 12 und 14 mit einer Impuls- klemme 32 um den gleichen Betrag, d. h. 3 Volt. Inquelle 16 und einer Last 18 verbunden. Die Torschal- folge seiner negativen Spannung wird der Impuls tung läßt entweder Impulse von der Quelle 16 zur 45 durch die Diode 28 gesperrt, oder wenn er von der Last 18 durch oder sperrt den Durchgang derartiger letzteren Diode mit einer geringen Spannungsvermin-Impulse in Abhängigkeit von dem von einer Steuer- derung hindurchgelassen wird, reicht er zur Betätiquelle20 gelieferten, an einer Steuerklemme 22 lie- gung der Last 18 nicht aus. Tatsächlich sperrt die genden Spannungspegel. Torschaltung 10 den Durchgang des Impulses 43 von

Die Torschaltung 10 enthält in ihrem Signalpfad 50 der Quelle 16 zur Last 18.

die Reihenschaltung einer Diodoe 24, eines Konden- Als nächstes soll der Fall betrachtet werden, wo

sators26 und einer zweiten Diode 28. Die gezeigte die Torschaltung auf- Grund eines-Spannungspegels Schaltung ist für den Durchgang positiver Impulse von 0 Volt an der Steuerklemme 22 entsperrt wird, ausgelegt. Es sind deshalb die Dioden so geschaltet, In diesem Falle beträgt die stationäre Spannung an daß sie diese Impulse hindurchlassen. Der Konden- 55 der Kondensatorklemme. 32 —0,5 Volt. Wenn der sator 26 besitzt Klemmen 30 und 32, an die Wider- Impuls 43 von der Quelle 16 ausgesendet wird, steigt stände 34 und 36 angeschlossen sind. Die anderen die Spannung der Kondensatorklemme 30 erneut auf Enden der Widerstände sind wiederum an eine Vor- —0,5 Volt an. Die Übertragung dieser Spannungsspannungsquelle 38 angeschlossen, die als Batterie änderung von 3 Volt durch den Kondensator 26 zur dargestellt ist. Zwischen die Klemmen 30 und 32 ist 60 Klemme 32 bewirkt aber ein Ansteigen des Potentials eine Dioode40 geschaltet. Eine weitere Diode ist an dieser Klemme auf +2,5VoIt. Der Impuls mit zwischen die Steuerklemme 22 und die Kondensator- einer Spannungsspitze von +2,5 Volt wird von der klemme 32 geschaltet. Diode 29 zur Last 18 hindurchgelassen und bringt

Zur Erläuterung sei ein System angenommen, das dieselbe zum Ausbrechen.

zwischen den Spannungspegeln von —3 und 0 Volt 65 Wenn die Kondensatorklemme 32 während des arbeitet. Somit beträgt die an der Eingangsklemme 12 Durchganges eines Impulses von der Quelle 16 posider Torschaltung gemessene Ausgangsspannung der tiv wird, bewirkt die Spannungsdifferenz 2 zwischen Impulsquelle 16 normalerweise — 3VoIt. Sie steigt den Klemmen 32 und 22 eine Vorspannung der Diode

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42 in Sperrichtung, wodurch ein Abfließen des Im- Diode verhindert, daß mit Ausnahme einer verhältpulses in die Steuerquelle 20 verhindert wird. nismäßig kleinen Durchlaßvorspannung an der Diode Für eine Übertragung eines Impulses von der die Klemme 30 in bezug auf die Klemme 32 positiv Quelle 16 zur Last 18 muß der Impulspegel an der wird. Somit beginnt die Aufladung des Kondensators Kondensatorklemme 30 das Potential an der Klemme 5 jeweils vom gleichen Punkt unabhängig von der 32 um einen gewissen Minimalwert überschreiten; Spannung der Quelle 16 zu der Zeit, in der die dies ist von Bedeutung, wenn die Spannung der Steuerspannung vom Sperrniveau zum Durchlaß-Steuerquelle 20 sich von dem negativen Sperrniveau niveau verschoben wird.

auf das Durchlaßniveau von 0 Volt ändert. Bei einer Tatsächlich verhindert die Diode 40 eine in bezug solchen Änderung vergeht eine endliche Zeitspanne, io auf die Klemme 30 positive Spannung an der Klemme bevor die Spannung am Kondensator 26 eine solche 32, wenn die Quelle 16 eine positive Ausgangsspan-Höhe erreicht, daß ein Impuls von der Quelle 16 hin- nung aufweist, und zwar unabhängig davon, ob die durchgelassen wird. Dies wird leicht verständlich Quelle 20 auf ihre Sperrniveau umgeschaltet worden bei Betrachtung der Vorgänge in der Torschaltung ist. Wenn die Impulsquelle 16 dann auf ihr negatives unmittelbar im Anschluß an eine Änderung der Aus- 15 Niveau zurückkehrt, fällt die Spannung an der Klemme gangsspannung der Steuerquelle 20. Zunächst mögen 30 auf dieses Niveau. Das Potential an der Klemme sich sowohl die Impulsquelle 16 als auch die Steuer- 32 fällt dann aber im gleichen Maße. Ein positiv werquelle 20 während einer ausreichend langen Zeit- dender Impuls von der Quelle 16 erhöht also das Pospanne auf dem — 3-Volt-Niveau befunden haben, tential an der Klemme 32 augenblicklich auf OVoIt; so daß die Spannungen an den Kondensatorklemmen ao wie oben erläutert, ist dies das Potential, das die 30 und 32 den stationären Zustand erreicht haben. Klemme auf Grund eines Impulses erreicht, wenn die Wenn die Steuerspannung plötzlich auf das O-Volt- Torschaltung gesperrt ist. Der Impuls wird also nicht Durchlaßniveau geändert wird, steigt das Potential zur Last 18 übertragen.

an der Klemme 32 sofort um 3 Volt von —3,5 Volt Somit vermindert in dem Falle, wo die Steuerauf — 0,5 Volt an. Diese plötzliche Änderung ergibt 25 quelle 20 auf das Durchlaßniveau geschaltet wird, einen im wesentlichen gleichen Spannungsanstieg an wenn die Ausgangsspannung der Impulsquelle 16 der Kondensatorklemme 30 auf —0,5 Volt. Wenn zu Null ist und unmittelbar darauf auf — 3VoIt geändieser Zeit die Impulsquelle 16 einen Impuls aus- dert wird, die Diode 40 die Totzeit der Torschaltung sendet, steigt die Spannung an der Klemme 12 auf 10. Gewöhnlich muß ein die Schaltung verwendendes 0 Volt an. Jedoch ergibt sich keine wesentliche An- 30 System bei Änderungen der der Torschaltung zugederung der Spannung an der Kondensatorklemme 30, führten Spannungen in allen Fällen während einer und es wird deshalb der Impuls durch den Konden- der maximalen Totzeit entsprechenden Zeitspanne sator 26 nicht übertragen. Während einer Zeitspanne, ruhen, bevor der nächste Impuls von der Quelle 16 die im wesentlichen durch die Spannung der Batterie ausgesendet werden kann. In der Praxis bewirkt also 38, den Wert des Widerstandes 34 und den Wert der 35 die Diode 40 höhere zulässige Schaltfolge. Dies wird Kapazität des Kondensators 26 bestimmt ist, fällt die ohne Verschlechterung anderer Eigenschaften der Spannung an der Klemme 30 auf einen Wert, bei Torschaltung erreicht.

welchem ein Impuls von der Klemme 16 eine für die F i g. 2 ist ein Schaltbild, welches eine bistabile

Übertragung eines Impulses zur Last 18 ausreichende Kippschaltung 44 darstellt, die über die erfindungs-

Änderung der Spannung an der Klemme 30 hervor- 40 gemäß aufgebauten Torschaltungen 10 und 10 a von

ruft. der Impulsquelle 16 Impulse angesteuert wird. Die

Als nächstes soll der Fall betrachtet werden, wo bistabile Kippschaltung 44 enthält zwei Transistoren die Ausgangsspannung der Impulsquelle 16 0 Volt 46 und 48. Eingangsklemmen 50 und 52 sind jeweils ist, wenn sich das Steuerniveau von —3 auf OVoIt an die Basen der Transistoren geführt. Zwei weitere verschiebt. Dies kann ziemlich oft auftreten, wenn 45 Eingangsklemmen sind die Ausgangsklemmen 14 die Impulsquelle verhältnismäßig lange Impulse aus- und 14 a der Torschaltungen 10 und 10 a. Die bisendet. Eine Quelle dieser Art kann eine Kippschal- stabile Kippschaltung 44 besitzt ferner zwei Austung sein, die zwischen ihren beiden stabilen Zustän- gangsklemmen 54 und 56, die mit den Kollektoren den mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit der Transistoren verbunden sind,
zyklisch hin- und hergeschaltet wird. Da sich die 50 Wenn einer der Transistoren 46 und 48 leitend Kondensatorklemme 30 zunächst auf einer Span- ist, beträgt die Spannung einer Ausgangsklemme in nung von — 0,5 Volt befindet, bewirkt die Spannungs- bezug auf Masse im wesentlichen OVoIt. Wenn ein änderung von 3 Volt an der Klemme 32 einen An- Transistor gesperrt ist, beträgt seine Kollektorspanstieg der Spannung an der Klemme 30 um 3 Volt auf nung auf Grund einer Vorspannungsdiode 58 oder +2,5VoIt. 55 60, die mit einer nicht gezeigten — 3-Volt-Spannungs-

Bei den früheren Schaltungen ist dann eine wesent- quelle verbunden ist, — 3 Volt.

sich längere Zeit als in dem vorhergehenden Beispiel Nach Fig. 2 ist ferner die Ausgangsklemme56

erforderlich, bevor ein weiterer positiver Impuls von der Kippschaltung mit einer zweiten Steuerklemme

der Quelle 16 zur Last 18 übertragen wird. Der 62 in der Torschaltung 10 verbunden. Eine Diode 64

Grund hierfür ist, daß das Potential an der Konden- 60 ist zwischen die Klemme 62 und die Klemme 30 des

satorklemme 30 sich um einen wesentlich größeren Kondensators 26 geschaltet. Durch die Verbindung

Betrag ändern muß, um den Wert zu erreichen, bei bewirkt das an der Klemme 56 der Kippschaltung 44

dem ein Impuls von der Quelle 16 die Spannung an auftretende Ausgangssignal die Steuerung der Tor-

der Klemme 30 genügend ändert, um einen positiven schaltung 10.

Impuls an der Klemme 32 zu bewirken. 65 Wenn sich die bistabile Kippschaltung 44 in einem

Mit der vorliegenden Erfindung wird diese zusatz- Zustand befindet, in welchem der Transistor 46 lei-

liche Wartezeit mit Hilfe der zwischen die Klemmen tend und der Transistor 48 gesperrt ist, ist das

30 und 32 geschalteten Diode 40 vermieden. Diese — 3-Volt-Niveau an der Klemme 56 das gleiche wie

das Niveau an der Kondensatorklemme 30. Ein Impuls von der Impulsquelle 16 sperrt dann den Transistor 46 und bewirkt einen Wechsel im Zustand der Kippschaltung 44, wobei die Klemme 56 etwa Massepotential annimmt.

Hierdurch wird die Kondensatorklemme 30 an Masse gelegt. Es kann dann dieses Potential an der Klemme 30 durch einen Impuls von der Quelle 16 nicht geändert werden, und es werden infolgedessen keine Impulse durch den Kondensator 26 übertragen. Das Potential am Steuereingang 62 hat die gleiche Wirkung wie das Potential am Steuereingang 22, allerdings in umgekehrtem Verhältnis. Das heißt, Spannungsniveaus von 0 und — 3 Volt an der Klemme 62 bewirken eine Sperrung bzw. eine Freigabe der Torschaltung 10, während an der Klemme 22 eine Spannung von OVoIt die Tortastschaltung freigibt und ein Spannungsniveau von —3 Volt die Torschaltung sperrt.

Der Vorteil der Verwendung eines in der darge- ao stellten Weise mit der Kondensatorklemme 30 gekoppelten Steuereingangs wird erkennbar bei Betrachtung der auftretenden Vorgänge, wenn man eine zweite Steuerquelle 20' parallel mit der Steuerquelle 20 betreibt, d. h. wenn man mit Hilfe einer Diode 42' die zweite Steuerquelle 20' mit der Kondensatorklemme 32 koppelt (F i g. 2). Wenn sich eine dieser Steuerquellen auf dem O-Volt-Niveau befindet, wird die Torschaltung 10 unabhängig von dem Niveau der anderen Quelle durchlässig. Dies ergibt sich daraus, daß bei Anlegung des Masseniveaus beispielsweise an die Steuerklemme 22 das Potential an der Kondensatorklemme 32 auf dieses Niveau gebracht wird, und zwar auch dann, wenn andere Steuerquellen, wie z. B. 20', auf —3 Volt eingestellt sind.

Wenn andererseits die Steuerquelle 20 sich auf dem Durchlaßniveau befindet, bewirkt das Masseniveau an der Steuerklemme 62 eine Sperrung der Torschaltung 10. Es ergibt sich also, daß bei Anschaltung weiterer Steuerquellen, wie z. B. der Quelle 65 in Fig. 2, an die Kondensatorklemme30 in ähnlicher Weise wie die Steuerklemme62, d.h. über eine Diode 64', die Torschaltung 10 gesperrt wird, sobald eine dieser letzteren Quellen ein 0-Volt-Niveau hat. Wie bereits erwähnt, ist der Grund hierfür, daß bei einem O-Volt-Niveau an einer dieser Quellen die Kondensatorklemme 30 unabhängig von den Spannungen der anderen Quellen etwa das gleiche Niveau besitzt. Man kann an die Klemme 30 des Kondensators 26 auch Eingangsklemmen zur Zuführung von Steuersignalen anschließen. Diese Schaltung liefert logische Funktionen der betreffenden Steuersignale, die auf Grund mit der Klemme 32 gekoppelter Steuerquellen nur erhalten werden, wenn zusätzliche Elemente in das System eingeschaltet sind. In ähnlicher Weise kann man andere logische Funktionen von Steuersignalen dadurch leichter erhalten, daß man diese Steuersignale über Eingangsklemmen zuführt, die mit der Klemme 32 des Kondensators verbunden sind. Je nach der Art der erforderlichen logischen Funktion erfolgt also die Ankopplung der Steuersignale.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Dioden-Kondensator-Torschaltung mit einei Reihenschaltung einer ersten Diode und eines Kondensators und einer Ausgangsdiode und mit einer zwischen dem Kondensator und der Ausgangsdiode angekoppelten Steuersignalquelle, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator (26) eine zweite Diode geschaltet ist, welche die gleiche Durchlaßrichtung wie die erste Diode besitzt.

2. Torschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorspannungsquelle (38) jeweils über Widerstände (34, 36) mit beiden Seiten der Diode (40) und des Kondensators (26) verbunden ist und eine Vorspannung im Sperrsinne der Torschaltung und damit in Durchlaßrichtung der ersten Diode (24) liefert.

3. Torschaltung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerquelle (20) über eine weitere Diode (42) zwischen dem Kondensator (26) und der Diode (28) angekoppelt ist, wobei die Diode (42) in bezug auf din Diode (28) mit gleicher Durchlaßrichtung gepolt ist.

4. Torschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Diode (24) und dem Kondensator (26) mindestens eine weitere Diode (64, 64') zur Einspeisung von Steuersignalen angekoppelt ist, wobei diese weiteren Dioden, bezogen auf die Diode (24), mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung gepolt sind.

5. Torschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Steuerquelle (20) weitere Steuerquellen (20') jeweils über eine Diode (42') zwischen dem Kondensator (26) und der Diode (28) angekoppelt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen