DE1279078C2 - Impulsgenerator mit einem durch ein zeitbestimmendes Glied an seiner Basis angesteuerten Transistor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Impulsgenerator mit einem durch ein zeitbestimmendes Glied an seiner Basis angesteuerten Transistor.

Gerade von Impulsgeneratoren werden vielfach Eigenschaften gefordert, die mit herkömmlichen Schaltungen oft überhaupt nicht oder nur unzulänglich erfüllt werden. Bei vielen dieser Schaltungen ist beispielsweise die Impulsfolgefrequenz sehr stark von der Höhe der Batteriespannung abhängig. Dieses macht dann beim Einsatz derartiger Generatoren in batteriegespeisten Geräten aufwendige schaltungstechnische Gegenmaßnahmen nötig. Außerdem erfordern der größte Teil dieser Impulsgeneratoren sehr eng tolerierte Bauelemente, da sich Streuungen der Kennwerte dieser Bauelemente unmittelbar auf die Impulsfrequenz auswirken.

Um das Frequenzverhalten von Impulsgeneratoren zu verbessern, wurde nun bereits vorgeschlagen, einen derartigen Generator so auszubilden, daß die Batterie während der Impulsdauer von dem zeitbestimmenden Glied abgetrennt ist und dieses Glied von einem während der Impulspause aufgeladenen Kondensator betrieben wird. Diese in ihrem Aufbau relativ aufwendige Schaltung verhindert jedoch nur, daß der ansteigende Innenwiderstand einer alternden Batterie eine Veränderung der Impulsfolgefrequenz verursacht. Änderungen der Versorgungsspannunj! selbst und Streuungen der Kennwerte der Bauelemente, insbesondere der Transistoren, gehen auch bei dieser Schaltung voll in die Impulsfrequenz ein.

Es sind bereits Schaltungen bekannt, bei denen in der Emitterzuleitung eines Transistors ein Widerstand liegt, der zugleich Bestandteil eines Spannungsteilers ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen vorteilhaften Impulsgenerator anzugeben, der die angeführten Nachteile bekannter Impulsgeneratoren nicht aufweist und der aus einem durch ein zeitbestimmendes Glied an seiner Basis angesteuerten Transistor und mindestens einem weiteren Transistor besteht, der in seinem Stromweg parallel zum ersten Transistor Hegt und gleichzeitig mit dem ersten Transistor geöffnet oder geschlossen ist. Dieser Impulsgenerator ist erfindungsgemäß so aufgebaut,

daß die Ströme den beiden Transistoren in an sich bekannter Weise über einen gemeinsamen Widerstand zugeführt werden, daB der an seiner Basis durch das zeitbestimmende ÄC-Glied angesteuerte Transistor einen Emitterwiderstand aufweist, der gleichfalls in an sich bekannter Welse Bestandteil eines diesem Transistor parallelliegenden und mit Widerständen aufgebauten Spannungsteilers ist, und daß die Widerstände so dimensioniert sind, daß die Spannung am Emitterwiderstand beim öffnen der «> beiden Transistoren zusammenbricht, so daß die volle Kondensatorspannung des zeitbestimmenden Gliedes als Steuerspannung wirksam wird und sich der Basisstrom durch den angesteuerten Transistor nochmals wesentlich erhöht

Es ist zwar bereits eine Schaltung für einen Impulsgenerator hergestellt worden, bei der den beiden Transistoren die Ströme über einen gemeinsamen Widerstand zugeführt werden. Bei dieser Schaltung weist der an seiner Basis durch das zeitbestimmende «> RC-Glied angesteuerte Transistor gleichfalls einen Widerstand auf, der zugleich Bestandteil eines diesem Transistor parallelliegenden und mit Widerständen aufgebauten Spannungsteilers ist Bei dieser Schaltung ist jedoch der Emitterwiderstand mit a$ einem Elektrolytkondensator überbrückt Außerdem liegt parallel zu dem Spannungsteiler ein zusätzlicher Kondensator. Beide Kondensatoren verhindern, daß die Spannung am Emitterwiderstand beim Offnen der beiden Transistoren zusammenbricht

Dagegen sind bei der erfindungsgemäßen Schaltung die Widerstände so dimensioniert, daß beim öffnen der beiden Transistoren die Spannung am Emitterwiderstand zusammenbricht, so daß die volle Kollektorspannung des RC-Gliedes als Steuerspannung wirksam wird, wodurch sich der Basisstrom durch den angesteuerten Transistor wesentlich erhöht. Daraus resultiert eine Erhöhung der Flankensteilheit der Impulse.

Die besonderen Vorteile dieses Generators bestehen nun darin, daß er einmal eine sehr geringe Stromaufnahme besitzt, da er nur in einer Impulsphase der Spannungsquelle Strom entnimmt, was ihn für den Einsatz in batteriebetriebenen Geräten, wie beispielsweisf Warnblinkanlagen aller Art, besonders *5 geeignet macht. Andererseits liefert er infolge der vom Spannungsteiler an den Emitter zurückgeführten Signalspannung Impulse mit sehr steilen Flanken und ist mit seiner Impulsfolgefrequenz wegen dieser signalabhängigen Vorspannung am Emitter von der Basis-Emitter-Schwellspannung des vom zeitbestimmenden Glied angesteuerten Transistors unabhängig.

Es empfiehlt sich, für den ersten und den zweiten Transistor komplementäre Transistoren einzusetzen.

An Hand der F i g. 1 bis 4 soll nun der Aufbau und die Wirkungsweise dieses Generators näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt einen Impulsgenerator mit den beiden Transistoren Tl und T2, wobei für Tl ein Transistor vom npn-Typ und für Tl einer vom pnp-Typ gewählt ist. In dem für beide Transistoren gemeinsamen Stromweg ist der Arbeitswiderstand R1 vorgesehen. Der Transistor Tl besitzt in diesem Ausführungsbeispiel neben einem Kollektorwiderstand R 2 auch einen Emitterwiderstand R 3, der zusam- 6s men mit dem Widerstand R 4 einen Spannungsteiler zwischen den Schaltungspunkten α und b bildet. Über diesen Spannungsteiler wird ein Teil der zwischen diesen Punkten liegenden Spannung V₁ als signalabhängige Vorspannung an den Emitter des Transistors Tl gelegt Der Transistor Γ2 ist mit seiner Basis direkt an den Kollektor des Transistors Tl angeschlossen. Das zeitbestimmende ÄC-Glied kann an sich beliebig ausgeführt sein. Für dieses Beispiel wurde jedoch ein Kondensator C₁ in Serie mit einem Widerstand RS vorgesehen. Der Entladungsweg dieses Kondensators führt dann über den Basiswiderstand R 6, die Basis-Emitter-Strecke von Tl und den Emitterwiderstand R 3. Für ein einwandfreies Arbeiten der Schaltung ist allerdings zweckmäßig, wenn der Ladewiderstand R S groß gegenüber dem Widerstand der genannten Entladestrecke ist Läßt sich dieses aus irgendwelchen Gründen nicht realisieren, so wird vorteilhafterweise, wie F i g. 2 zeigt, in Serie mit dem Ladewiderstand R 5 eine Diode D1 so angeordnet daß sie zwar eine Aufladung des Kondensators über R 5 erlaubt, jedoch seine Entladung über diesen Widerstand verhindert. Selbstverständlich könnte bei diesen Beispielen die Polarität der Transistoren auch vertauscht sein, wobei dann allerdings sowohl die Batterie als auch gegebenenfalls die Diode Dl eine andere Polung aufweisen müßten. Die Arbeitsweise der Schaltung läßt sich nun folgendermaßen erklären:

Der Kondensator C1 sei bis auf einen geringen Spannungsrest so weit entladen, daß der Transistor Tl und mit diesem auch der Transistor T 2 gesperrt sind. An den Punkten α und b steht dann etwa die volle Batteriespannung, die den Kondensator C1 über den Widerstand R 5 auflädt. Erreicht die Kondensatorspannung nun einen Wert, der etwa der Summe aus Emitter-Basis-Schwellspannung von Tl und der Spannung am Teilerwiderstand R 3 entspricht, so öffnet der Transistor Tl und mit ihm der Transistor T2. Infolge des hohen Stromes, der jetzt durch den gemeinsamen Arbeitswiderstand R 1 fließt, bricht die Spannung V₁ zusammen und mit ihr die Spannung am Widerstand R 3. Damit wird nun die volle Kondensatorspannung als Steuerspannung wirksam, wodurch sich der Basisstrom durch Tl nochmals wesentlich erhöht und der Transistor mit Sicherheit vollständig durchgesteuert wird. Beide Transistoren verbleiben dann im leitenden Zustand, bis sich der Kondensator so weit entladen hat. daß der Entladungsstrom zu Null wird.

Anschließend gehen dann beide Transistoren in den gesperrten Zustand über, wodurch die Spannung V_t dann wieder nahezu den Wert der Batteriespannung erreicht. Damit stellt sich auch am Teilerwiderstand R 3 eine Vorspannung ein, die den Sperrvorgang von Tl und T2 unterstützt und den gesperrten Zustand dieser Transistoren so lange aufrechterhält, bis der Kondensator, wie bereits beschrieben, so weit aufgeladen ist, daß er sich über die Basis-Emitter-Strecke von T1 entladen kann.

Ein weiteres Beispiel für den erfindungsgemäßen Generator ist in F i g. 3 gezeigt. In dieser Schaltung ist zwischen den Transistoren Tl und T 2 ein Treibertransistor T3 vorgesehen. Der Treibertransistor hat dabei die gleiche Polarität wie der Transistor T 2. Als Arbeitswiderstand ist im Stromweg von T 3 der Emitterwiderstand Ä7 vorgesehen. Die Basis des Treibertransistors T3 ist mit dem Kollektor von Tl verbunden, während die Basis von T2 ihr Signal vom Emitter des Transistors T 3 erhält Im übrigen unterscheidet sich diese Schaltung im Aufbau und

nicht von den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnungen. '

Es bleibt noch zu erwärmen, daß bei all diesen Schaltungen parallel zum Emitterwiderstand R 3 ein Kondensator C 2 vorgesehen sein kann, der verhindert, daß der Batteriespannung überlagerte Störungen eine Fehlsynchronisation des Oszillators verursachen. Andererseits können jedoch bewußt negative Impulse dem Emitter von Tl zugeführt werden, um den Generator mit einem äußeren Signal zu synchronisieren.

Während bei diesen Beispielen der vom Generator angesteuerte Verbraucher direkt den gemeinsamen Arbeitswiderstand darstellen kann, ist in der F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem dieser Verbraucher R 8 in Serie mit einem eigenen Schalttransistor 74 direkt zwischen den Klemmen der Bat-

S teriespannung liegt. Die übrige Schaltung entspricht der aus F i g. 1 bekannten Anordnung, allerdings mit der Änderung, daß der Transistor Tl einen Kollektorwiderstand R 9 besitzt. Auch in dieser Schaltung ist es wieder denkbar, daß in Serie mit dem

ίο Ladewiderstand R S eine Diode angeordnet ist oder daß zur Verhinderung von Fchlsynchronisation parallel zum Emitterwiderstand R 3 ein Kondensator liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Impulsgenerator mit einem durch ein zeitbestimmendes ÄC-Glied an seiner Basis angesteuerten Transistor und mindestens einem weiteren Transistor, der in seinem Stromweg parallel zum ersten Transistor liegt und gleichzeitig mit dem ersten Transistor geöffnet oder ge- ίο schlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme der beiden Transistoren in bekannter Weise über einen gemeinsamen Widerstand zugeführt werden, daß der an seiner Basis durch das zeitbestimmende ÄC-Glied angesteuerte Transistor einen Emitterwidersiand aufweist, der gleichfalls in bekaanter Weise Bestandteil eines diesem Transistor parallelliegenden und mit Widerständen aufgebauten Spannungsteilers ist, und daß die Widerstände so di- ao mensioniert sind, daß die Spannung am Emitterwiderstand beim öffnen der beiden Transistoren zusammenbricht, so daß die volle Kondensatorspannung des zeitbestimmenden Gliedes als Steuerspannung wirksam wird und sich der Ba- as sisstrom durch den angesteuerten Transistor nochmals wesentlich erhöht.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Transistor zueinander komplementär sind.

3. Impulsgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er als Rechteckgenerator arbeitet.

4. Impulsgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im KoHektorkreis des ersten Transistors ein Arbeitswiderstand vorgesehen ist und daß der Kollektor des ersten Transistors mit der Basis des zweiten Transistors verbunden ist.

5. Impulsgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für das zeitbestimmende Glied ein Kondensator vorgesehen ist, in dessen Entladungsweg über die Basis-Emitter-Strecke des ersten Transistors ein Widerstand unmittelbar vor der Basis vorgesehen ist, und daß der Kondensator außerdem in Serie mit einem Ladewiderstand den Stromwegen durch die beiden Transistoren parallel geschaltet ist.

6. Impulsgenerator nach Anspruch S₁ dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit dem Ladewiderstand eine Diode liegt und daß diese Diode so gepolt ist, daß sie eine Entladung des zeitbestimmenden Kondensators verhindert.

7. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jj zur Synchronisierung des Generators mit einem lußeren Signal am Emitter des ersten Transistors negative Synchronisierimpulse eingespeistwerden.

8. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Transistor und dem zweiten Transistor ein dritter Transistor als Treiber geschaltet ist, der die gleiche Polarität wie der zweite Transistor besitzt und ebenfalls einen Emitterwiderstand hat, und daß die Basis dieses e₃ dritten Transistors mit dem Kollektor vom ersten und der Emitter des dritten Transistors mit der Basis vom zweiten verbunden ist.

9. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Emitterwiderstand des eisten Transistors ein Kondensator parallel geschaltet ist

10. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher gleichzeitig der Arbeitswiderstand ist

11. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zu schaltende Last in Serie mit einem Ausgangstransistor direkt zwischen den Klemmen der Spannungsversorgung liegt

12. Impulsgenerator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß dieser,Ausgangstransistor die gleiche Polarität wie der erste aufweist und daß die Basis dieses Ausgangstransistors mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist