DE1068756B

DE1068756B -

Info

Publication number: DE1068756B
Application number: DENDAT1068756D
Authority: DE
Priority date: 1955-06-03
Publication date: 1959-11-12
Also published as: FR1153723A; GB801453A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Oszillator, der sich besonders zur Erzeugung von Impulsen eignet und der sich beispielsewise bei Luftlandeanlagen oder ähnlichen Einrichtungen als Zeichensender eignet.

Zeichensender für Funksignale und für Lichtsignale sind bisher mit beweglichen mechanischen Bauteilen, wie beispielsweise Elektromotoren, Relais usw., gebaut worden. Derartige Bauteile sind der Abnutzung unterworfen und gegen mechanische Schwingungen empfindlich. Es ist daher wünschenswert, Bauteile nichtmechanischer Art vorzusehen, um auf diese Weise die Verwendung beweglicher Teile zu vermeiden.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Zeichensender zu bauen, die mit Induktivitäten arbeiten, deren Kerne gesättigt werden können. Diese sind jedoch nur dann brauchbar, wenn Wechselstrom zur Verfügung steht, und sie sind des weiteren verhältnismäßig groß und Schwer. Auch die Verwendung von Impulsgeneratoren mit Elektronenröhren ist bereits bekannt. Diese haben jedoch den Nachteil, daß sie einen Verbrauch an Heiz- und Anodenstrom haben und daß sie sich besonders beim Einsatz in Elektrobojen als unpraktisch erwiesen haben, wo die Batteriespannung niedrig ist und wo es hinsichtlich der begrenzten Batteriekapazität wünschenswert ist, den Stromverbrauch auf das äußerste zu beschränken.

Es ist bereits ein Signalgenerator für automatisch arbeitende Signaleinrichtungen vorgeschlagen worden, in welchem von dem erfindungsgemäßen Impulsgenerator Gebrauch gemacht wird. Dieser Impulsgenerator selbst ist jedoch nicht Gegenstand des älteren Vorschlags.

Die Erfindung hat eine elektrische Anordnung zum Gegenstand, bei der die angeführten Nachteile durch die Verwendung von Transistoren beseitigt werden. Mit einem zur Zeit zur Verfügung stehenden Hochleistungstransistor kann ein Strom von 1 A oder mehr bei einem inneren Spannungsabfall von nur etwa V2 V beherrscht werden. Ein derartiger Transistor läßt sich deshalb sehr vorteilhaft als Schaltelement für einen z. B. mit einer Lampe belasteten Stromkreis verwenden. Als Transistor kann der Typ PNP und auch NPN verwendet werden mit im allgemeinen drei Elektroden, einer Emitterelektrode, einer Basiselektrode und einer Auffangelektrode. Damit die Steuerenergie so klein wie möglich gehalten werden kann, wird gewöhnlich eine Schaltung verwendet, bei der die Emitterelektrode geerdet ist, wobei dann bei einem Transistor des Typs PNP an die Basiselektrode gegen die Emitterelektrode eine negative Spannung angelegt wird und bei einem Transistor des Typs NPN umgekehrt verfahren wird. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem der Kollektorstrom 1 A beträgt, muß man an die Basiselektrode einen Strom von etwa 0,1 A legen, um zwi-S chaltungs anordnung
zur Impulserzeugung
mit zwei komplementären Transistoren

Anmelder:
Svenska Aktiebolaget Gasaccumulator_f
Lidingö (Schweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr, 17

*· Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 3. Juni 1955

Carl-Erik Granqvist und Lars Lundahl,
Lidingö (Schweden),
sind als Erfinder genannt worden

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sehen der Auffangelektrode und der Emitterelektrode eine Spannungsdifferenz von der Größenordnung von 0,5 V zu erhalten. Wenn beispielsweise als Zeichensender für elektrische Bojen ein mit Transistoren ausgerüsteter Oszillator verwendet werden soll, stellen sich von selbst wegen des hohen erforderlichen Wirkungsgrades besondere Probleme heraus. Hierbei ist es in erster Linie notwendig, die Basiselektrode eines Hochleistungstransistors ausreichend auszusteuern, um während der einzelnen Lichtzeiten einen kleinen Spannungsabfall zu erhalten, und in zweiter Linie muß man zwischen den einzelnen Lichtzeiten einen unnötig hohen Stromverbrauch der Transistoren vermeiden,

DieErfindung besteht in einer Schaltungsanordnung zur Impulserzeugung mit zwei komplementären Transistoren, bei der die Steuerelektrode, z. B. die Basiselektrode, des zweiten Transistors mit der Ausgangselektrode des ersten verbunden ist, und in dem mit der Ausgangselektrode, z. B. dem Kollektor, des zweiten Transistors verbundenen Ausgangskreis ein Stromverbraucher liegt, und ist gekennzeichnet durch einen Rückkopplungskreis, der die Ausgangselektrode des zweiten Transistors mit der Steuerelektrode, z. B. der Basiselektrode, des ersten verbindet und so ausgebildet ist, daß er während der Anfangszeit eines dem Stromverbraucher zugeführten Impulses eine positive Rückkopplung erzeugt.

909 648/277

Claims

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt als Kippschwingungsoszillator für die Erzeugung und Aussendung von Impulsen. Der Oszillator besteht aus einem Transistor 1, der mit einem Transistor 2 in Kaskade liegt, wobei in dem gezeigten Beispiel der Transistor 1 vom Typ PNP und der Transistor 2 vom Typ NPN ist. Die Last, die in dem Beispiel aus einer Signallampe 3 besteht, liegt in der Kollektorleitung des Transistors 2. Die Emitterelektrode des Transistors 1 liegt an der positiven und die Emitterelektrode des Transistors 2 liegt an der negativen Batterieklemme. Des weiteren ist ein Spannungsrückkopplungskreis vorgesehen, der aus dem Kondensator 4 und dem Widerstand 6 besteht und der zwischen der Kollektorelektrode des Transistors 2 und der Basiselektrode des Transistors 1 liegt. Zwischen der Kollektor elektrode des Transistors 1 und der Basiselektrode des Transistors 2 liegt ein Widerstand 8, und zwischen der Basiselektrode und der Emitterelektrode des Transistors 2 liegt der Widerstand 9. In Serie mit der Lampe 3 liegt eine Drossel 11, deren Funktion nachstehend erläutert sei. Zwischen der Basiselektrode des Transistors 1 und dem negativen Pol der Batterie liegt ein Widerstand 7, dessen Funktion ebenfalls aus dem Nachfolgenden ersichtlich ist. Die elektrische Schaltung arbeitet wie folgt: Sobald an der Basiselektrode des Transistors 1 eine negative Spannungsänderung auftritt, entnimmt die Kollektorelektrode diesem einen Strom, so daß auf der Basiselektrode des Transistors 2 ein Strom auftritt. Hierdurch wird durch die Lampe 3 ein Stromfluß in Gang gesetzt, durch den der Spannungsabfall an der Lampe anzuwachsen beginnt. Hierdurch geht das Potential an der Kollektorelektrode des Transistors 2 zurück, wodurch unmittelbar hierauf die Basiselektrode des Transistors 1 wegen der Spannungsrückkopplung durch den aus dem Kondensator 4 und dem Widerstand 6 bestehenden Stromkreis noch mehr negativ wird. Auf diese Weise erreicht der Kollektorstrom des Transistors 2 sehr schnell seinen Maximalwert, der so lange aufrechterhalten wird, wie die Ladung des Kondensators 4 noch genügend groß ist, um die Basiselektrode des Transistors 1 mit Strom zu versorgen. Auf diese Weise wird die Lichtzeit im wesentlichen durch den Kondensator 4 und den Widerstand 6 bestimmt. Die Basiselektrode des Transistors 1 wirkt hinsichtlich der Emitterelektrode als eine Diode, und sie kann nur durch ein paar Zehntelvolt negativ werden. Sobald die Lampe 3 eingeschaltet ist, wird deshalb der Kondensator 4 seitens der vollen Batteriespannung entladen. Sobald der Strom in der Lampe 3 nicht mehr anwachsen kann, genügt nur noch eine kleine positive Spannungsänderung der Basiselektrodenspannung des Transistors 1, um den durch die Lampe 3 fließenden Strom beträchtlich abfallen zu lassen, wodurch die Basiselektrode des Transistors 1 eine sehr hohe positive Ladung erhält, als deren Folge beide Transistoren so lange nichtleitend werden, bis sich der Kondensator 4 über den Widerstand 7 wieder aufgeladen hat. Hierauf wiederholt sich der beschriebene Ablauf. Die Länge der Dunkelpausen werden somit im wesentlichen durch den Widerstand 7 bestimmt. Während der Dunkelpausen wird auf diese Weise der Batterie kein Strom entnommen, was ein sehr wichtiger Faktor ist. Der Kondensator wird zu der Zeit geladen, bei der die Lampe gerade eingeschaltet wird, und zu dieser Zeit ist es wegen der Zeit, die die Lampe zum Aufwärmen benötigt, bedeutungslos, ob die Energie zur Beschleunigung des Einschaltvorganges benutzt wird. Die hier angegebenen Vorteile konnten durch die Verwendung eines Paares Transistoren in Kaskadenschaltung erreicht werden. Um den Strom, der während der Lichtzeiten durch die Basiselektrode des Transistors 2 fließt, zu begrenzen, wurde der Widerstand 8 eingefügt, durch den der Strom während der Lichtzeiten auf einen praktisch konstanten Wert gehalten wird. Den Transistoren haftet jedoch die Neigung an, auch noch dann während der Dunkelzeiten einen Strom zu entnehmen, wenn die Basiselektrode gegenüber der Emitterelektrode eine sehr kleine Spannung erhält. Um dies zu vermeiden, wurde der Widerstand 9 eingelegt. Des weiteren ist der Widerstand der kalten Lampe klein und die Verstärkung der rückgeführten Spannung gering; hierdurch können bei extremer Kälte oder Wärme gewisse Schwierigkeiten beim Schwingungseinsatz entstehen. Diese Schwierigkeiten lassen sich durch die Drossel 11 umgehen, die während der Zündung des Oszillators eine verhältnismäßig hohe Impedanz darstellt. Typische Werte für die Bemessung der Bauteile eines Zeichensenders, dessen Lichtzeit 0,2 Sekunden und dessen Periode 3 Sekunden beträgt, sind nachstehend angegeben: Transistor 1 Typ 2N68 Transistor 2 Typ 2N95 Lampe 3 6 V, 1 A Widerstand 7 66kOhm Widerstand 9 IOOOhm Drossel 11 0,01 H Kondensator 4 150 Mikrofarad Widerstand 6 33 Ohm Widerstand 8 100 Ohm Die Widerstände 7 und 9 können derart temperaturabhängig sein, daß sie die Temperaturabhängigkeit der Transistoren auszugleichen vermögen. Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Impulserzeugung mit zwei komplementären Transistoren, bei der die Steuerelektrode, z. B. die Basiselektrode, des zweiten Transistors mit der Ausgangselektrode des ersten verbunden ist und in dem mit der Ausgangselektrode, z. B. dem Kollektor, des zweiten Transistors verbundenen Ausgangskreis ein Stromverbraucher liegt, gekennzeichnet durch einen Rückkopplungskreis, der die Ausgangselektrode des zweiten Transistors mit der Steuerelektrode, z. B. der Basiselektrode, des ersten verbindet und so ausgebildet ist, daß er während der Anfangszeit eines dem Stromverbraucher zugeführten Impulses eine positive Rückkopplung erzeugt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Transistor mit seinem Emitter an eine feste Spannung angeschlossen ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Spannung für den ersten Transistor von der einen Klemme und für den zweiten Transistor von der anderen Klemme einer gemeinsamen Stromquelle gebildet wird.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbraucher zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors und der mit dem ersten Transistor verbundenen Klemme der Stromquelle liegt.

5. Schaltung nach Anspruch 4 mit einem Stromverbraucher, der im kalten Zustand einen wesentlich niedrigeren Widerstand aufweist, dadurch ge-