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Soll eine als Relais bzw. Trigger arbeitende Transistorschaltung bei einer bestimmten Eingangsspannung ansprechen, so ergibt sich häufig die Schwierigkeit, dass der Eingangsspannung Störspannungen oder etwa
Schwankungen der Speisespannung überlagert sind, die zu unbeabsichtigtem Ansprechen oder/und Rückgang der
Schaltung bzw. auch einer dieser nachgeschalteten Einrichtung führen. Die Erfindung bringt hier durch
Einführung einer Hysterese Abhilfe.
Aus der österr. Patentschrift Nr. 285711 ist bereits eine transistorisierte Kippstufe bekannt, bei der ein erster, vom Eingangssignal gesteuerter Transistor einen zweiten Transistor steuert und neben andern
Widerständen drei Spannungsteilerwiderstände vorgesehen sind, die durch ihr Ohmwertverhältnis den
Ansprechwert und das Halteverhältnis der Schaltung bestimmen bzw. mitbestimmen. In dieser Patentschrift ist von einem in weiten Grenzen varüerbaren Halteverhältnis die Rede, das auch kleiner als 1, 05 bzw., laut einer andern Textstelle,"extrem klein"sein könne.
Die Erfindung betrifft eine in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise besonders zweckmässige und übersichtliche Schaltung dieser Art, die entsprechend dem eingangs Gesagten vor allem zur Erzielung eines vom
Wert 1 beträchtlich abweichenden Halteverhältnisses, d. h. zur Erzielung einer aus den eingangs angegebenen
Gründen erwünschten beträchtlichen Hysterese dienen kann.
Gegenstand der Erfindung ist nämlich eine mit Transistoren und Widerständen arbeitende Relais- bzw.
Triggerschaltung mit einem ersten, vom Eingangssignal gesteuerten Transistor, einem von diesem gesteuerten zweiten Transistor und mit drei, gegebenenfalls veränderlichen, durch ihr Ohmwertverhältnis den Ansprechwert und das Halteverhältnis der Schaltung massgeblich bestimmenden Widerständen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuerstrecke (Basis-Emitter) des ersten Transistors einerseits an das Eingangspotential und anderseits an einen Verbindungspunkt zweier der genannten Widerstände angeschlossen ist, die mit dem zweiten Transistor in
Reihe an der Speisespannung liegen, und dass je nach dem, ob die Basis (Fig. 1 und 3) oder der Emitter (Fig.
5 und 7) des ersten Transistors am genannten Verbindungspunkt liegt, der dritte Widerstand dem zweiten Transistor parallelgeschaltet oder aber dem ersten Transistor kollektorseitig in Reihe geschaltet ist, wobei im ersten Fall die beiden Transistoren gleichzeitig und im zweiten Fall abwechselnd sperren und leiten.
Durch ein eingangseitig angeordnetes, entsprechend bemessenes Siebglied bzw. Siebkette können dem
Eingangsignal anhaftende, z. B. eingestreute Störspannungen herabgesetzt werden, wodurch die an die Transistorschaltung zu stellenden Anforderungen hinsichtlich Störspannungssicherheit vermindert werden.
Die Steuerung des ersten Transistors durch das (gesiebte) Eingangsignal erfolgt vorzugsweise nur mittelbar, indem die zur Steuerung herangezogene Elektrode des Transistors, z. B. sein Emitter, über einen Widerstand an die bzw. an eine Spannungsquelle und zugleich über eine das Eingangsignal sperrende und den über den Widerstand fliessenden Strom durchlassende Diode an die Eingangsspannung bzw. die gesiebte Eingangspannung angeschlossen ist. Durch die eben genannte Diode wird bei dieser Schaltung verhindert, dass der Steuerelektrode (dem Emitter) des ersten Transistors von der Eingangseite her, z. B. aus dem letzten Kondensator der Siebkette, ein den Transistor gefährdender Stromstoss aufgedrückt wird.
Den zur Steuerung herangezogenen Elektrode (Emitter) des ersten Transistors kann eine den Strom dieser Elektrode durchlassende, verkehrt gerichtete Spannungen sperrende Diode vorgeschaltet werden. Diese Diode verhindert eine sonst eventuell auftretende, den Transistor gefährdende höhere, z. B. 5 V übersteigende vorübergehende Sperrspannungsbeanspruchung der Steuerstrecke des Transistors (Emitter-Basis-Strecke).
Die Bemessung der erfindungsgemässen, mit Hysterese arbeitenden Relais-bzw. Triggerschaltung erfolgt mit besonderem Vorteil so, dass das Ansprechen bei etwa zwei Drittel der vollen Signalspannung und der Rückgang bei etwa einem Drittel der vollen Signalspannung stattfindet. Man hat so einerseits für das Ansprechen eine ausreichende Spannungsreserve von einem Drittel der vollen Spannung und zugleich ein ausreichendes, ebenfalls ein Drittel der vollen Spannung betragendes Intervall zwischen Ansprechen und Rückgang. Dieses Intervall bewirkt z.
B., dass ein schädliches, durch (restliche) Störspannungen herbeigeführtes wiederholtes Ansprechen und Rückgehen der Schaltung noch vermieden wird, wenn die Eingangspannung bei ihrem wegen eines vorgeschalteten Filters nur allmählichen Anstieg von Null auf den vollen Wert gerade die Hälfte des letzteren erreicht und ihr dabei eine Störwechselspannung mit einer ein Sechstel der vollen Spannung betragenden Amplitude überlagert ist.
Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Relais- bzw.
Triggerschaltung und in Fig. 2 ein dazugehöriges Arbeitsdiagramm. Weitere Ausführungsbeispiele samt zugehörigen Diagrammen zeigen die Fig. 3, 4 ; 5,6 und 7,8.
Die mittels zweier Längswiderstände und je eines zugehörigen Querkondensators gefilterte, z. B. aus der Versorgungsspannung U abgeleitete Eingangsspannung--UE--ist über die sie sperrende, Stossentladungen des zweiten Filterkondensators verhindernde Diode--Damit der einen Klemme eines Widerstandes--R-- verbunden, der mit dem andern Anschluss an der Versorgungsspannung--U--liegt. Die erste Klemme des Widerstandes--R--, deren Potential durch die Spannung--Up--plus der Brennspannung der Diode
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angenommen, über ein Ventil abgenommen wird, die vertikale Achse. Vor dem Ansprechen gilt U= U = U. Rg/ (Ri + R2 + R3), nach dem Ansprechen UA = O.
Auf der horizontalen Achse sind die oben definierten Eingangsspannungswerte --UK1 und UK2-- eingetragen, u.zw. ist dabei angenommen, dass die Schaltung jene besonders vorteilhafte Bemessung aufweist, bei der gilt : UK1 = 2/3 U und UK2 = 1/3 U. Zu diesem Zweck müssen sich, wie man sich leicht überzeugt, die Widerstände --R1, R2, R3-- verhalten wie 2 zu 1 zu 3. Ist z. B. U = 24 V, so ergeben sich für--UKI und UK2--16 V bzw. 8 V.
Der vom ansprechenden ersten Transistor-Tj-gesteuerte zweite Transistor-T-dient erfindungsgemäss dazu, die Bedingung für den Rückgang der Schaltung in den Ausgangzustand gegenüber derjenigen für das Ansprechen abzuändern. Dies kann natürlich auch auf eine andere Weise als bei der Schaltung nach Fig. l geschehen. Der zweite Transistor kann z. B. mit dem ersten so verbunden sein, dass er, wenn dieser leitend wird, nicht auf-sondern abgesteuert wird. Bei Verwendung einer Spannungsteilerschaltung, wie in Fig. l, müsste er dann den Widerstand--Ri--überbrücken oder eventuell in Reihe zu diesem liegen. An Stelle einer einfachen Spannungsteilerschaltung könnte zur Veränderung der Basisspannung bzw.
Ansprechspannung des ersten Transistors auch eine andere, die gesteuerte Strecke (Emitter-Kollektor-Strecke) des zweiten Transistors enthaltende Schaltung, z. B. eine Verstärkerstufe oder eine Brückenschaltung dienen.
Bei der Schaltungsvariante nach Fig. 3 mit Diagramm nach Fig. 4 gelten für das Ansprechen im einen und im andern Sinne, wie man sich leicht überzeugt, die Ansprechwerte UK1 U. RtRi+R) und UK2=U.R1/ (R1+R2+R3).
Soll wieder UK1 = 2U/3 und UK2 = U/3 sein, so ergibt sich, dass sich dann die Widerstände --R1, R2, R3-- wieder, wie für den gleichen Sonderfall bei Fig. l, verhalten müssen wie 2 zu 1 zu 3. Für den Spannungswert --UA-- ergibt sich im Gegensatz zum Diagramm nach Fig. 2 der Grenzwert UA - U.
Die in Fig. 5 dargestellte weitere Variante arbeitet nach demselben Diagramm wie die Schaltung nach Fig. 3,
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komplementäre Transistoren (pnp-npn) und daher umgekehrte Polung der Speisespannung vorgesehen sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mit Transistoren und Widerständen arbeitende Relais- bzw. Triggerschaltung mit einem ersten, vom Eingangsignal gesteuerten Transistor, einem von diesem gesteuerten zweiten Transistor und mit drei, gegebenenfalls veränderlichen, durch ihr Ohmwertverhältnis den Ansprechwert und das Halteverhältnis der
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R(T) in Reihe an der Speisespannung liegen, und dass, je nachdem, ob die Basis (Fig. 1 und 3) oder der Emitter (Fig. 5 und 7) des ersten Transistors am genannten Verbindungspunkt liegt, der dritte Widerstand (R3) dem zweiten Transistor parallelgeschaltet oder aber dem ersten Transistor kollektorseitig in Reihe geschaltet ist, wobei im ersten Fall die beiden Transistoren (Ti. T ) gleichzeitig und im zweiten Fall abwechselnd sperren und leiten.