DE1958085C

DE1958085C - Elektronischer Schalter mit Sprungverhalten

Info

Publication number: DE1958085C
Application number: DE19691958085
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing.; Schramm Karl; 8500 Nürnberg Schaub
Original assignee: Gebr. Bühler Nachfolger GmbH, 8500 Nürnberg
Filing date: 1969-11-19
Publication date: 1973-07-12

Description

änderung vorzeitig gesperrt wird. Die Größe der Potentialänderung kann durch die Bemessung der Induktivität des Schaltkerns festgelegt werden.

Die nach dem Sperren des Transistors 14 folgende Pausenzeit des astabilen Multivibrators 10 ist wie bei einem unbelasteten Multivibrator vorwiegend durch die Zeitkonstante des vom Widerstand 20 und dem Kondensator 16 gebildeten ÄC-GIieds bestimmt.

Sobald die in der Induktivität 26 induzierte Spannung einen von der Schwellstufe 11 und den in der Schaltung verwendeten Widerständen abhängigen Grenzwert unterschreitet, kann sie den astabilen Multivibrator 10 nicht mehr vorzeitig in den Ausgangszustand zurückkippen, und der astabile Multivibrator schwingt mit der durch seine Bauteile bestimmten spezifischen Frequenz. Oberhalb dieses Grenzwertes wird jedoch durch die induzierte Spannung die Kippfrequenz des astabilen Multivibrators auf eine höhere Frequenz verändert, wobei der Frequenzübergang sowohl in der einen als auch in der anderen Richtung sprungartig erfolgt. Mit dem Frequenzsprung ergibt sich eine sprunghafte Änderung der an der Ausgangsklemme 29 auftretenden Gleichspannung. Die Gleichspannüngsänderung wird mittels des Kondensators 33 gesiebt. Dabei ergeben sich in der Schaltung folgende Besonderheiten:

Die im Schaltkern induzierte Spannung wird weniger stark gedämpft. Der parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 15 des astabilen Multivibrators liegende Wechselstromwiderstand der Schaltung nimmt mit kleiner werdender Induktivität ab, die durch eine Verstellung des Permanentmagneten 30 verändert werden kann. Bei einer solchen Verstellung nimmt das Potential des Anschlußpunktes 22 des Multivibrators einen kleineren positiven Wert an, wodurch die Umladiingszeit des Kondensators 16 verkürzt und damit die Kippfrequenz des Multivibrators vergrößert wird. Durch eine Verkleinerung der Induktivität des Schaltkernes 26 kann also die Kippfrequenz des astabilen Multivibrators vergrößert werden. Der elektronische Schalter gemäß der Erfindung stellt also auch eine Einrichtung zur sprunghaften und veränderlichen Beeinflussung der Kippfrequenz eines astabilen Multivibrators dar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch- dungsgegenstandes dargestellt ist. Im einzelnen zeigt
F i g. 1 eine Blockschaltdärstellung des elektronischen Schalters,
F i g. 2 das elektrische Schaltbild eines erfin-
Elektronischer Schalter mit einem Oszillator 5 dungsgemäß ausgebildeten Schalters, mit einer durch ein verstellbares Objekt veränder- D^er in ^der Zeichnung dargestellte elektronische
liehen Induktivität, gekennzeichnet durch Schalter besteht aus einem astabilen Multivibrator 10, einen astabilen Multivibrator (10), der über eine ^einer Schwellstufe 11, einer Induktivität 12 und zweckdurch eine Transistorstufe gebildete Schwellstufe ^mäßi8 ^einem nachgeschalteten Verstärker 13. Wie im (11) durch die Induktivität (12) belastet ist, die i» Blockschaltbild der F i g. 1 durch Pfeile dargestellt einen Schaltkern (26) aufweist, der unter dem ^lst> besteht eine gegenseitige Beeinflussung zwischen veränderlichen Einfluß eines Permanentmagneten ^{den drei} Stufen 10 bis 12.
(30) steht, und die über die Emitter-Kollektor- F ι g. 2 zeigt die drei Stufen 10 bis 12 des elek-
Strecke eines Transistors (23) der Transistorstufe . tromschen Schalters im elektrischen Schaltbild. Der und einen Widerstand (25) gespeist ist. *5 Multivibrator 10 ist aus den beiden Transistoren 14
und 15, den Kopplungskondensatoren 16 und 17 und den Widerständen 18,19, 20 und 21 nach bekannter Bauart gebildet. Seine durch den Verbindungspunkt des Kollektors des Transistors 15 mit dem ao Kopplungskondensator 16 und dem Widerstand 19 gebildete Anschlußstelle 22 ist mit der Basis eines
Transistors 23 verbunden, der zusammen mit einem
zwischen seinen Kollektor und den Pluspol 24 einer Gleichspannungsquelle geschalteten Widerstand 25 die 25 Schwellstufe 11 des elektronischen Schalters bildet.
Die induktive Stufe 12 wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen sogenannten Schalt-
Die Erfindung betrifft einen elektronischen Schal- kern 26 gebildet, der einen Ringkern 28 aufweist, ter mit einem Oszillator mit einer durch ein verstell- der mit einer Wicklung 27 versehen ist, deren eines bares Objekt veränderlichen Induktivität. Ihr liegt ₃₀ Ende mit dem Emitter des Transistors 23 der Schwelldie Aufgabe zugrunde, ein sprunghaftes Schalten stufe 11 verbunden ist. Das andere Ende der Wickeiner Transistorstufe zu ermöglichen, lung 27 ist an eine Ausgangsklemme 29 gelegt, an Ein bekannter Näherungsschalter weist einen LC- welche der in F i g. 1 angedeutete Verstärker
13 Oszillator auf, der in der Nähe seines Ausschalt- angeschlossen wird. Die Induktivität des Schaltpunktes nicht übersteuert betrieben und eine Sinus- ₃₅ kernes 26 kann durch einen in nicht näher dargestellter schwingung abgibt. Der lineare LC-Oszillator weist Weise verstellbar angeordneten Permanentmagnet 30 als frequenzbestimmendes Glied eine Induktivität beeinflußt werden.

auf, durch deren Beeinflussung die Dämpfung eines Zwischen die Ausgangsklemme 29 und den Minus-

Schwingkreises bewirkt wird. Dieser bekannte Nähe- pol 31 der Gleichstromquelle sind ein Belastungsrungsschalter hat — wie auch andere Näherungs- ₄„ widerstand 32 und parallel dazu ein Siebkondensator schalter — den Nachteil, daß er kein ausgeprägtes 33 gelegt.
Sprungverhalten aufweist. Die Wirkungsweise des elektronischen Schalters

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit ist folgende:

einem elektronischen Schalter der eingangs genannten Nach dem Durchschalten des Transistors 14 des

Art dadurch gelöst, daß er einen astabilen Multivi- ₄₅ astabilen Multivibrators 10 wird der Kopplungskonbrator aufweist, der über eine durch eine Transistor- densator 16 über den Transistor 14 und über den stufe gebildete Schwellstufe durch die Induktivität Widerstand 19 entladen. Dabei wird der Transistor belastet ist, und daß die Induktivität einen Schaltkern 14 über den Widerstand 20, der zwischen die Basis aufweist, der unter dem veränderlichen Einfluß eines dieses Transistors und den Pluspol 24 der Gleich-Permanentmagneten steht, und daß die Induktivität ₅„ stromquelle gelegt ist, leitend gehalten. In dieser Schaltüber die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors stellung des Multivibrators 10 liegt an der Basis des der Transistorstufe und einen Widerstand gespeist ist Transistors 23 der Schwellstufe 11 eine positive Span-Durch das Schalten des Multivibrators tritt an der nung, so daß dieser Transistor leitend wird und ein Induktivität eine Selbstinduktionsspannung auf, die Stromfluß durch die Windung 27 des Schaltkernes 26 ab einer bestimmten Größe die Kippfrequenz des 55 erfolgt. Die beim Einschalten dieses Stromes auftre-Multivibrators beeinflußt. Sie bewirkt, daß der Multi- tende Flußänderung erzeugt am Schaltkern in bevibrator nicht mehr mit der ihm eigenen, sondern mit kannter Weise eine Selbstinduktionsspannung, die an einer höheren Frequenz schwingt. Mit dieser Fre- der Anschlußstelle 22 des Multivibrators wirksam quenzänderung wird auch das Verhältnis der Ein- wird. Durch den Anstieg der ersten positiven Halbschaltzeit zur Impulslückenzeit des Multivibrators 60 welle dieser Induktionsspannung wird der Kondenverändert. Erfindungswesentlich ist, daß der Frequenz- sator 16 des astabilen Multivibrators 10 auf einen bewechsel des Multivibrators sprunghaft erfolgt und stimmten Maximalwert aufgeladen. Beim Abklingen eine sprunghafte Gleichspannungsänderung nach sich der ersten Halbwelle verändert sich das Potential an zieht, die zum schlagartigen Schalten einer Transistor- der Anschlußstelle 22 des astabilen Multivibrators stufe verwendet werden kann. 65 von diesem Maximalwert aus in negativer Richtung.

Näheres über die Erfindung ergibt sich aus der Diese Potentialänderung wirkt über den Kondensanachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der tor 16 auf die Basis des Transistors 14, der dadurch Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfin- nach Erreichen einer ausreichend großen Potential-