DE1152439B - Astable pulse generator with a pulse relay - Google Patents
Astable pulse generator with a pulse relayInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen astabilen Impulsgenerator mit einem Impulsrelais.The invention relates to an astable pulse generator with a pulse relay.
Impulsgeneratoren finden für verschiedene Zwecke Anwendung, beispielsweise in der industriellen Steuerungstechnik und Automation, im Nachrichtenwesen und für Maschinen der Datenverarbeitung. Teils werden die Generatoren zur Erzeugung von Zeitgeberimpulsen benutzt, die eine große Frequenzgenauigkeit aufweisen müssen, teils zur Erzeugung von Antriebsimpulsen, die eine ausreichende Stärke haben müssen. Von den Generatoren wird weiter verlangt, daß sie leicht und billig herzustellen sind und einen möglichst geringen Platz beanspruchen.Pulse generators are used for various purposes, for example in industrial applications Control technology and automation, in communications and for data processing machines. In part, the generators are used to generate timing pulses with a high level of frequency accuracy must have, partly to generate drive pulses, which are of sufficient strength need to have. The generators are also required to be easy and inexpensive to manufacture and take up as little space as possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbstschwingenden Impulsgenerator zu schaffen, der den vorstehend genannten Forderungen entspricht, d. h. leicht und billig herzustellen ist, einen geringen Platzbedarf hat, eine große Frequenzgenauigkeit aufweist, eine genaue Einstellung der Frequenz, der Impulszeit und der impulslosen Zeit ermöglicht, Impulse ausreichender Stärke erzeugt und eine lange Lebensdauer hat. Der Impulsgenerator nach der Erfindung enthält in an sich bekannter Weise ein durch einen elektronischen Schalter, insbesondere Transistor, im Verein mit einem Ladekondensator gesteuertes Impulsrelais. The invention is based on the object of providing a self-oscillating pulse generator which meets the above requirements, d. H. is easy and cheap to manufacture, a small one Requires space, has a high frequency accuracy, an exact setting of the frequency, the pulse time and the impulse-free time enables impulses of sufficient strength and a long life span to be generated Has. The pulse generator according to the invention contains in a manner known per se by a electronic switch, in particular transistor, pulse relay controlled in conjunction with a charging capacitor.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß bei nichtleitendem elektronischem Schalter der Kondensator über einen Ruhekontakt des Impulsrelais aufgeladen wird und bei Erreichung eines bestimmten Potentials den elektronischen Schalter stromleitend macht, wobei durch das Relais ein Arbeitskontakt betätigt wird, der einerseits den Ausgangssignalkreis steuert und andererseits die Steuerspannung eines Hilfstransistors derart beeinflußt, daß der Kondensator über den Hilfstransistor entladen wird.The essence of the invention is that in the case of a non-conductive electronic switch, the capacitor is charged via a normally closed contact of the pulse relay and when a certain value is reached Potential makes the electronic switch conductive, with a normally open contact through the relay is actuated, which on the one hand controls the output signal circuit and on the other hand the control voltage of a Auxiliary transistor influenced in such a way that the capacitor is discharged through the auxiliary transistor.
Es ist bereits eine elektronische Schalteinrichtung mit Auslöseverzögerung bekannt, bei der eine Schaltröhre von der Aufladung eines Kondensators gesteuert wird und in deren Anodenkreis sich ein Relais befindet. Diese Anordnung ist jedoch im Gegensatz zur Erfindung nicht selbstschwingend.An electronic switching device with a release delay is already known in which a switching tube is controlled by the charging of a capacitor and in the anode circuit there is a relay is located. In contrast to the invention, however, this arrangement is not self-oscillating.
Dadurch, daß ein Relais mit nur einem Anker, einem Ruhekontakt und einem Arbeitskontakt zur Anwendung gelangt, welches sowohl die Impulsgabe als auch die Ladung und Entladung des Kondensators steuert, wird es möglich, hierfür ein Schaltröhrenrelais (Schutzrohrankerkontaktrelais) mit quecksilberbenetzten Kontakten zu verwenden, welches sich durch eine sichere Kontaktgabe und eine fast unbegrenzte Lebensdauer auszeichnet.The fact that a relay with only one armature, a normally closed contact and a normally open contact for Applies which both the impulse generation and the charging and discharging of the capacitor controls, it is possible to use an interrupter relay (protective tube armature contact relay) with mercury-wetted To use contacts, which is characterized by a secure contact and an almost unlimited Service life.
Die Erregerwicklung des Impulsrelais liegt in Reihe Astabiler Impulsgenerator
mit einem ImpulsrelaisThe excitation winding of the pulse relay is in series Astable pulse generator
with a pulse relay
Anmelder:Applicant:
C. P. Clare & Company,
Chicago, 111. (V. St. A.)CP Clare & Company,
Chicago, 111. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. G. W. Schmidt, Patentanwalt,
München 5, Buttermelcherstr. 19Representative: Dipl.-Ing. GW Schmidt, patent attorney,
Munich 5, Buttermelcherstr. 19th
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. Mai 1961 (Nr. 109 543)Claimed priority:
V. St. v. America, May 12, 1961 (No. 109 543)
Wyman L. Deeg, Glenveiw, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt wordenWyman L. Deeg, Glenveiw, 111. (V. St. Α.),
has been named as the inventor
mit dem Emitter-Kollektor-Kreis· eines ersten Transistors an einer Stromquelle. Die Basis dieses Transistors liegt an der einen Klemme des Kondensators; der Kondensator ist über einen Regelwiderstand und den normalerweise geschlossenen Kontakt des Impulsrelais an die Stromquelle angelegt. Dieser Kontakt liegt gleichzeitig im Stromkreis eines Spannungsteilers, durch den der erste Transistor und ein zweiter oder Hilfstransistor, dessen Emitter-Kollektor-Kreis an den Kondensator angelegt ist, eine mit der Stellung des Impulsrelais veränderliche Emittervorspannung erhält. Wenn die Aufladung des Kondensators einen bestimmten Wert erreicht hat, wird der erste Transistor leitend, so daß das Impulsrelais anspricht, wobei der normalerweise geschlossene Kontakt geöffnet und der normalerweise geöffnete Kontakt geschlossen wird.with the emitter-collector circuit · of a first transistor at a power source. The base of this transistor is connected to one terminal of the capacitor; the capacitor is via a variable resistor and the normally closed contact of the pulse relay applied to the power source. This contact is also in the circuit of a voltage divider, through which the first transistor and a second or auxiliary transistor, its emitter-collector circuit is applied to the capacitor, a variable emitter bias voltage with the position of the pulse relay receives. When the charge on the capacitor has reached a certain level, it becomes the first Transistor conductive, so that the pulse relay responds, the normally closed contact being opened and the normally open contact is closed.
Das Öffnen des ersten Kontaktes unterbricht den Ladestromkreis für den Kondensator, der sich über den leitenden ersten Transistor zu entladen beginnt; es ändert ferner die Emittervorspannungen der beiden Transistoren. Das Schließen des zweiten Kontaktes betätigt ein Ausgangsrelais und legt ferner eine Vorspannung derart an die Basis des zweiten Transistors an, daß dieser leitend wird und einen zweiten, gesteuerten Entladungsweg für den Kondensator bildet. Wenn der Kondensator bis zu einemOpening the first contact interrupts the charging circuit for the capacitor, which is over the conductive first transistor begins to discharge; it also changes the emitter biases of the two Transistors. Closing the second contact actuates an output relay and also sets a bias voltage to the base of the second transistor so that it becomes conductive and one forms second, controlled discharge path for the capacitor. If the capacitor is up to one
309 650/208309 650/208
bestimmten Wert entladen ist, wird der erste Transistor wieder nichtleitend, so daß das Impulsrelais abfällt, was bewirkt, daß das Ausgangsrelais abfällt und daß der zweite Transistor nichtleitend wird.certain value is discharged, the first transistor becomes again non-conductive, so that the pulse relay drops out, which causes the output relay to drop out and that the second transistor becomes non-conductive.
Durch Änderung der Größe eines Regelwiderstandes im Ladestromkreis des Kondensators wird die stromlose Periode des Impulsrelais auf den gewünschten Wert eingestellt. Durch Änderung der Größe des an die Basis des zweiten Transistors angelegten Potentials wird der Emitter-Kollektor-Widerstand des zweiten Transistors geändert und damit die Entladezeit des Kondensators auf den gewünschten Wert eingestellt. Hierdurch wird gleichzeitig die Länge der Zeit eingestellt, während welcher das Impulsrelais stromführend ist. Da der zweite Kontakt des Impulsrelais den Stromkreis für die Vorspannungen des zweiten Transistors steuert, wird das Impulsrelais zwangläufig in Phase mit dem ersten Transistor gehalten, so daß zeitlich genau bemessene Ausgangssignale erzielt werden. Da das Impulsrelais nur einen einzigen Arbeitskontakt und einen einzigen Ruhekontakt hat, kann ein Sehaltröhrenrelais (Schutzrohrkontaktrelais) mit quecksilberbenetzten Kontakten zur Anwendung gelangen, welches eine hohe Empfindlichkeit und eine fast unbegrenzte Lebensdauer aufweist.By changing the size of a variable resistor in the charging circuit of the capacitor, the currentless period of the pulse relay set to the desired value. By changing the size of the potential applied to the base of the second transistor becomes the emitter-collector resistance of the second transistor changed and thus the discharge time of the capacitor to the desired value set. This also sets the length of time during which the pulse relay is live. Since the second contact of the pulse relay is the circuit for the bias voltages of the controls the second transistor, the pulse relay is inevitably kept in phase with the first transistor, so that precisely timed output signals are achieved. Since the pulse relay only has one has a single normally open contact and a single normally closed contact, a tube relay (protective tube contact relay) with mercury-wetted contacts are used, which is highly sensitive and has an almost unlimited lifespan.
Ein Ausführungsbeispiel des Impulsgenerators ist in der Zeichnung veranschaulicht.An embodiment of the pulse generator is illustrated in the drawing.
Der Impulsgenerator ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnet. Er enthält zwei Transistoren 12 und 14, welche das Impulsrelais steuern, das mit dem allgemeinen Bezugszeichen 16 bezeichnet ist. Wird der Transistor 14 leitend, so spricht das Relais 16 an, was bewirkt, daß das Ausgangsrelais 18 Strom erhält und der Transistor 12 leitend wird. Wird der Transistor 12 leitend, so wird ein Kondensator entladen, was bewirkt, daß der Transistor 14 nach einiger Zeit nichtleitend wird und daß die Relais 16 und 18 abfallen. Wenn das Relais 16 stromlos wird, wird der Transistor 12 wieder nichtleitend.The pulse generator is given the general reference number 10 designated. It contains two transistors 12 and 14, which control the pulse relay, the is denoted by the general reference numeral 16. If the transistor 14 becomes conductive, the relay speaks 16 on, which causes the output relay 18 to receive current and the transistor 12 to become conductive. Will the Transistor 12 conducts, so a capacitor is discharged, which causes transistor 14 to turn on some time is non-conductive and that the relays 16 and 18 drop out. If the relay 16 is de-energized, the transistor 12 becomes non-conductive again.
Das Relais 16 enthält eine Steuerwicklung 20, einen normalerweise geschlossenen Kontakt 22 und einen normalerweise geöffneten Kontakt 24. Die Wicklung 20 liegt in Reihe mit dem Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 14 und einem Widerstand 26 an einer geeigneten Stromquelle, beispielsweise einer Batterie 28. Der Ladekondensator 30 ist mit der positiven Klemme der Batterie und der Basis des Transistors 14 verbunden. Der letztgenannte Punkt ist über einen Regelwiderstand 32 und den normalerweise geschlossenen Kontakt 22 des Impulsrelais an die negative Batterieklemme angelegt.The relay 16 includes a control winding 20, a normally closed contact 22 and a normally open contact 24. The winding 20 is in series with the emitter-collector circuit of transistor 14 and a resistor 26 to a suitable power source, for example a battery 28. The charging capacitor 30 is connected to the positive terminal of the battery and the base of the Transistor 14 connected. The latter point is about a variable resistor 32 and that normally closed contact 22 of the pulse relay is applied to the negative battery terminal.
Die Emitter der Transistoren 12 und 14 werden über einen Spannungsteiler mit einer Vorspannung versorgt. Der Spannungsteiler enthält den Widerstand 26 sowie die Widerstände 34, 36 und 38. Die Widerstände 34 und 26 sind in Reihe geschaltet und mit der Batterie 28 verbunden. Der Verbindungspunkt der Widerstände 34 und 26 ist außerdem über die in Reihe geschalteten Widerstände 36 und 38 an den Pluspol der Batterie angelegt. Der Verbindungspunkt der Widerstände 34 und 26 liegt am Emitter des Transistors 14, der Verbindungspunkt der Widerstände 36 und 38 am Emitter des Transistors 12. Befindet das Impulsrelais 16 sich in der in der Zeichnung gezeigten Stellung, in welcher der Kontakt 22 geschlossen ist, so liegt der Widerstand 40 über die Diode 42 parallel zum Widerstand 34. Da der Widerstand 40 wesentlich kleiner ist als der Widerstand 34, ist der letztere in diesem Falle praktisch wirkungslos. Wenn der Kontakt 22 geschlossen ist, erhält der Emitter des Transistors 14 eine Vorspannung von beispielsweise etwa 80% der Batteriespannung.The emitters of the transistors 12 and 14 are biased via a voltage divider provided. The voltage divider includes resistor 26 and resistors 34, 36 and 38. The Resistors 34 and 26 are connected in series and connected to battery 28. The junction of resistors 34 and 26 is also across the series connected resistors 36 and 38 are applied to the positive terminal of the battery. The connection point of the resistors 34 and 26 is at the emitter of transistor 14, the junction of resistors 36 and 38 at the emitter of transistor 12. If the pulse relay 16 is in the position shown in the drawing, in which the contact 22 is closed, the resistor 40 is parallel to the resistor 34 via the diode 42. Since the resistor 40 is much smaller than the resistor 34, the latter is practically ineffective in this case. When contact 22 is closed, the emitter of transistor 14 is biased by for example about 80% of the battery voltage.
Die Ladung des Kondensators 30 erfolgt über den Kontakt 22 und den Regelwiderstand 32. Wenn die Ladung des Kondensators einen Wert erreicht hat, bei dem die Basis des Transistors 14 negativ gegenüber seinem Emitter wird, wird der Transistor 14 leitend, so daß die Wicklung 20 des Impulsrelais Strom erhält. Das Relais 16 spricht daher an, wobei der Kontakt 22 geöffnet und der Kontakt 24 geschlossen wird. Wenn der Kontakt 22 öffnet, wird der Ladestromkreis für den Kondensator 30 unterbrochen, so daß dieser sich über den leitenden Transistor 14 zu entladen beginnt. An der Diode 42 liegt jetzt eine entgegengesetzte Spannung, so daß der Kondensator 30 nicht von der Batterie aus über die Widerstände 34, 40 und 32 geladen werden kann. Durch das Öffnen des Kontaktes 22 wird gleichzeitig die Parallelschaltung des Widerstandes 40 zum Widerstand 34 aufgehoben, so daß jetzt nur der größere Widerstand 34 im Spannungsteiler liegt und das Potential der Emitter dadurch herabgesetzt wird. Die Vorspannung des Emitters des Transistors 14 beträgt jetzt beispielsweise etwa 50% der Batteriespannung. Das Schließen des Kontaktes 24 bewirkt ein Ausgangssignal, welches bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform dazu dient, ein Hilfsrelais 18 zu betätigen. Dieses Relais hat eine Erregerwicklung 44, zu der eine Diode 46 parallel geschaltet ist; die Wicklung 44 liegt in Reihe mit dem Kontakt 24 an Batterie. Wenn die Wicklung 44 Strom erhält, wird der normalerweise geschlossene Kontakt 48 geöffnet und der normalerweise geöffnete Kontakt 50 geschlossen. Die Kontakte des Relais 18 sind mit dem Ausgangskreis verbunden. Statt dessen kann bei Fortfall des Hilfsrelais 18 der Ausgangskreis direkt an die Klemmen angelegt werden, mit denen die Spule 44 verbunden ist.The capacitor 30 is charged via the contact 22 and the variable resistor 32. If the Charge of the capacitor has reached a value at which the base of the transistor 14 is negative with respect to its emitter, the transistor 14 is conductive, so that the winding 20 of the pulse relay Receives electricity. The relay 16 responds, with the contact 22 open and the contact 24 closed will. When contact 22 opens, the charging circuit for capacitor 30 is interrupted, so that it begins to discharge via the conductive transistor 14. At the diode 42 is now an opposite voltage so that the capacitor 30 does not come from the battery through the resistors 34, 40 and 32 can be loaded. By opening the contact 22 is at the same time Parallel connection of the resistor 40 to the resistor 34 canceled, so that now only the larger Resistor 34 is in the voltage divider and the potential of the emitter is thereby reduced. the The bias of the emitter of transistor 14 is now, for example, about 50% of the battery voltage. The closing of the contact 24 causes an output signal, which in the case of the one shown in the drawing Embodiment serves to actuate an auxiliary relay 18. This relay has an excitation winding 44, to which a diode 46 is connected in parallel; winding 44 is in series with the contact 24 to battery. When winding 44 receives power, normally closed contact 48 is opened and normally open contact 50 closed. The contacts of the relay 18 are with the Output circuit connected. Instead, if the auxiliary relay 18 is omitted, the output circuit can be sent directly to the Terminals are applied to which the coil 44 is connected.
Durch den Kontakt 24 wird darüber hinaus ein Stromkreis geschlossen, der die Länge der Zeit bestimmt, während welcher der Transistor 14 leitend ist.Contact 24 also closes a circuit that determines the length of time during which transistor 14 is conductive.
Dies geschieht folgendermaßen: Der Kontakt 24 schließt einen Stromkreis von der Batterie 28 über den Widerstand 52, den Regelwiderstand 54 und den Widerstand 56. Der Verbindungspunkt der Widerstände 54 und 56 ist mit der Basis des Transistors 12 verbunden. Hierdurch wird die Basis des Transistors 12 negativ gegenüber ihrem Emitter, so daß der Transistor 12 leitend wird und einen Stromkreis schließt, über welchen sich der Kondensator 30 entlädt. Durch Änderung des Regelwiderstandes 54 wird die positive Vorspannung des Emitters des Transistors 12 gegenüber seiner Basis geändert, so daß der Emitter-Kollektor-Widerstand des Transistors 12 und damit die Entladezeit des Kondensators 30 geändert wird.This is done as follows: The contact 24 closes a circuit from the battery 28 the resistor 52, the variable resistor 54 and the resistor 56. The connection point of the resistors 54 and 56 is connected to the base of transistor 12. This becomes the base of the transistor 12 negative with respect to its emitter, so that the transistor 12 is conductive and a circuit closes, through which the capacitor 30 discharges. By changing the rheostat 54 is the positive bias of the emitter of transistor 12 with respect to its base changed, so that the emitter-collector resistance of the transistor 12 and thus the discharge time of the capacitor 30 is changed.
Wenn der Kondensator 30 so weit entladen ist, daß die Basis des Transistors 14 nicht mehr negativ gegenüber ihrem Emitter ist, wird der Transistor 14 nichtleitend, so daß das Relais 16 stromlos wird, wobei der Kontakt 22 geschlossen und der Kontakt 24 geöffnet wird. Wenn der Kontakt 24 öffnet, wird das Relais 18 stromlos; gleichzeitig wird der Transistor 12 nichtleitend, so daß die Entladung des Kondensators 30 beendet wird. Wenn der Kontakt 22 schließt,When the capacitor 30 is discharged so far that the base of the transistor 14 is no longer negative is its emitter, the transistor 14 is non-conductive, so that the relay 16 is de-energized, wherein the contact 22 is closed and the contact 24 is opened. When contact 24 opens, it will Relay 18 de-energized; at the same time the transistor 12 is non-conductive, so that the discharge of the capacitor 30 is ended. When contact 22 closes,
steigen die negativen Vorspannungen der Emitter der Transistoren 12 und 14 an, und der Ladestromkreis für den Kondensator 30 wird wieder geschlossen. Durch den regelbaren Widerstand 32 wird diejenige Zeitspanne auf den gewünschten Wert eingestellt, die erforderlich ist, um den Kondensator 30 so weit zu laden, daß die Basis des Transistors 14 wieder negativ gegenüber ihrem Emitter wird. Durch den regelbaren Widerstand 32 kann die Zeitspanne, während welcher das Relais 16 stromlos ist, auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Wird der Transistor 14 wieder leitend, so sprechen die Relais 16 und 18 in der beschriebenen Weise an.the negative bias voltages of the emitters of transistors 12 and 14 rise, and so does the charging circuit for the capacitor 30 is closed again. The adjustable resistor 32 is that Period of time set to the desired value, which is necessary to the capacitor 30 so far load that the base of the transistor 14 is again negative with respect to its emitter. The adjustable Resistor 32 can adjust the length of time during which the relay 16 is de-energized to the desired Value can be set. When the transistor 14 becomes conductive again, the relays 16 and 18 speak in FIG in the manner described.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, enthält der Impulsgenerator 10 Mittel zur genauen Einstellung der Arbeitsweise des Relais 16. wobei durch die Tatsache, daß die durch das Relais 16 gesteuerten Kontakte 22 und 24 auch den Transistor 12 steuern, die Arbeitsweise des Relais 16 mit der des Haupttransistors 14 synchronisiert wird. Da ferner das Relais 16 nur einen Ruhekontakt und einen Arbeitskontakt hat, kann ein Schaltröhrenrelais mit quecksilberbenetzten Kontakten zur Anwendung gelangen, welches ein starkes Ausgangssignal über eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer hin erzeugt.As can be seen from the above description, the pulse generator 10 includes means for accurate Adjustment of the operation of the relay 16. being by the fact that the relay 16 controlled contacts 22 and 24 also control the transistor 12, the operation of the relay 16 with the of the main transistor 14 is synchronized. Furthermore, since the relay 16 has only a normally closed contact and one Has a normally open contact, a tube relay with mercury-wetted contacts can be used, which generates a strong output signal over a practically unlimited service life.
Bei einem ausgeführten Impulsgenerator nach der Erfindung waren die Relais 16 und 18 Schaltröhrenrelais mit quecksilberbenetzten Kontakten. Die einzelnen Teile der Schaltung hatten dabei die folgenden Werte, obwohl natürlich auch andere Werte zur Anwendung gelangen können:In one embodiment of the pulse generator according to the invention, the relays 16 and 18 were switch tube relays with mercury-wetted contacts. The individual parts of the circuit had the following Values, although other values can of course also be used:
Kondensator 30 8 MikrofaradCapacitor 30 8 microfarads
Widerstände 36, 52 und 56 ... 10 KiloohmResistors 36, 52 and 56 ... 10 kiloohms
Widerstände 26, 34 und 38 ... 1 KiloohmResistors 26, 34 and 38 ... 1 kiloohm
Widerstand 40 270 OhmResistance 40 270 ohms
Potentiometer 32 100 KiloohmPotentiometer 32 100 kilohms
Potentiometer 54 500 KiloohmPotentiometer 54 500 kilohms
Transistoren 12 und 14 Typ 2 N1373Transistors 12 and 14 type 2 N1373
Dioden 42 und 46 Typ 1N1763Diodes 42 and 46 type 1N1763
Claims (5)
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 078 609.Considered publications:
German interpretative document No. 1 078 609.
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