DE2048038A1 - Temperature-stabilized controllable multivibrator - Google Patents
Temperature-stabilized controllable multivibratorInfo
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Description
Temperaturstabilisierter steuerbarer Multivibrator Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Temperaturstabilisierung und zum Anpassen des Prequenzbereichs an vorgeschriebene Grenzwerte eines steuerbaren Multivibrators, bei dem die Zeitkonstante seiner Koppelglieder durch Variation seiner beiden Basiswiderstände steuerbar ist und bei dem beide Basiswiderstände gemeinsam aus der Emitter-Kollektor-Strecke eines durch einen Steuerstrom steuerbaren, als Eonstantstromquelle wirkenden Steuertransistors bestehen. Temperature stabilized controllable multivibrator The invention relates to a circuit arrangement for temperature stabilization and adaptation the frequency range to prescribed limit values of a controllable multivibrator, in which the time constant of its coupling elements by varying its two base resistances is controllable and in which both base resistors together from the emitter-collector path a control transistor which can be controlled by a control current and acts as a constant current source exist.
Die Schwingfrequenz der bekannten astabilen Multivibratoren mit Transistoren wird durch die Zeitkonstante der zwischen den gegenseitigen Kollektor- und Basisanschlüssen der beiden Transistoren angeordneten Koppelglieder bestimmt. Jedes Koppelglied besteht aus einem Koppelkondensator und einem Basiswiderstand. Vorzugsweise durch Änderung der Basiswiderstände ist die Frequenz des Multivibrators steuerbar.The oscillation frequency of the known astable multivibrators with transistors is determined by the time constant between the mutual collector and base connections of the two transistors arranged coupling elements determined. Each coupling link consists from a coupling capacitor and a base resistor. Preferably The frequency of the multivibrator can be controlled by changing the base resistances.
In dem Heft "Nachrichtentechnische Fachberichte", Band 27, 1963, ist auf Seite 72 eine Mutivibratorschaltung gezeigt, bei der die Basisanschlüsse der beiden Transistoren iiber entkoppelnde Richtleiterstrecken an einen gemeinsamen Basiswiderstand angeschlossen sind, der aus der Eaitter-Koliektor-Strecke eines Steuertransistors besteht, so dass die Frequenz des Multivibrators durch Steuerung des Steuertransistors in weiten Grenzen beeinflussbar ist. Der Steuertransistor ist in Basis schaltung betrieben und hat daher eine Konstantstrom-Kennlinie. Hierdurch verläuft die Entladung der loppelkondensatoren des Multivibrators nicht wie üblich exponentiell, sondern linear und es besteht weitgehend lineare Abhängigkeit zwischen dem steuernden Gleichstrom und der Frequenz des Mhltivibrators. Es lassen sich, insbesondere durch ausgesuchte Zenerdioden, die parallel zu den Koppelkondensatoren geschaltet sind, und durch kritischo Einstellung der Betriebsspannung Frequenzvariationen bis über 1:1000 erreichen.In the booklet "Nachrichtenentechnische Fachberichte", Volume 27, 1963, is on page 72 a mutivibrator circuit is shown in which the base connections of the two transistors via decoupling directional lines to a common one Base resistance are connected, the one from the Eaitter-Koliektor route Control transistor is made so that the frequency of the multivibrator through control of the control transistor can be influenced within wide limits. The control transistor is operated in the basic circuit and therefore has a constant current characteristic. Through this The discharge of the coupling capacitors of the multivibrator does not proceed as usual exponential but linear and there is largely linear dependency between the controlling direct current and the frequency of the millivibrator. It can be in particular through selected Zener diodes that are parallel to the coupling capacitors are switched, and by critical adjustment of the operating voltage frequency variations can reach over 1: 1000.
Allerdings hat diese bekannte steuerbare Multivibratorschaltung den Nachteil, dass die eingestellte Frequenz in starkem Masse abhängig ist von der Umgebungstemperatur. Es sind jedoch in Geräten der Nachrichten- und der Digitaltechnik nur Oszillator-Schaltungen brauchbar, deren Frequenzänderungen infolge von Umwelt schwankungen innerhalb vorgeschriebener Grenzen bleiben.However, this known controllable multivibrator circuit has the Disadvantage that the set frequency depends to a large extent on the ambient temperature. However, there are only oscillator circuits in devices used in communications and digital technology useful whose frequency changes as a result of Environmental fluctuations stay within prescribed limits.
Schwankungen der Betriebs Spannungen können durch die bekannten Spannungsstabilisierungsgeräte wirksam verhindert werden. Gegen den Einfluss von Temperaturschwankungen in Halbleiterschaltungen werden vielfach Stabilisierungseinrichtungen, die Widerstände mit negativem oder positivem Temperaturkoeffizienten, also sogenannte EXeiss- oder Kaltleiter enthalten, verwendet.Fluctuations in the operating voltages can be caused by the known voltage stabilization devices effectively prevented. Against the influence of temperature fluctuations in semiconductor circuits are often stabilization devices, the resistors with a negative or positive temperature coefficient, i.e. contain so-called EXeiss or PTC thermistors, used.
Es ist auch schon in der Deutschen Auslegeschrift 1 297 659 ein temperaturstabilisierter astabiler Multivibrator beschrieben, dessen Eigenfrequenz durch Veränderung der den Ladewiderständen der Kondensatoren zugeführten Gleichspannung gesteuert wird, wobei die steuerndo Gleichspannung über einen Transistorverstärker zugeführt wird, dessen Halbleiterbauelemente das gleiche Temperaturverhalten aufweisen wie die Bauelemente des Multivibrators selbst. Hierdurch wird die Schwellspannung des Multivibrators und die steuernde Gleichspannung bei einer Temperaturänderung im gleichen Sinne verändert.It is also a temperature-stabilized one in German Auslegeschrift 1 297 659 described astable multivibrator, its natural frequency by changing the DC voltage fed to the charging resistors of the capacitors is controlled, where the controlling DC voltage is supplied via a transistor amplifier, whose semiconductor components have the same temperature behavior as the components of the multivibrator itself. This sets the threshold voltage of the multivibrator and the controlling DC voltage in the event of a temperature change in the same sense changes.
Bei diescr bekannten Multivibratorschaltung soll eine Frequenzvariatlnll von t:1,6 und eine maximale Frequenzabweichung von 4% bei 400 C Übertemperatur erreichbar sein.In this known multivibrator circuit, a frequency variator should be used of t: 1.6 and a maximum frequency deviation of 4% can be achieved at 400 C overtemperature be.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Multivibrator, des an Frequenzbereich in einem beispielsweise für Vocodersynthes@ von Sprachsignalen brauchbaren Verhältnis von ungefähr i:10 steuerbar ist, die erforderliche Temperaturståbilisierung zu erreichen. Es ist dabei die Festlegung und die Anpassung des Frequenzbereiches an ein vorgegebenes Verhältnis der Eingangssteuerspannungen erforderlich, so dass den Anfang- und Endwerten der Steuerspannung in linearem Verhältnis die Anfangs-und Endwerte des Frequenzbereiches zugeordnet werden können.The invention is based on the object in a multivibrator, des an frequency range in an example for vocoder synthesis @ of speech signals usable ratio of about i: 10 is controllable, the required To achieve temperature stabilization. It is the definition and the adaptation of the frequency range to a given ratio of the input control voltages required so that the start and end values of the control voltage in a linear relationship the start and end values of the frequency range can be assigned.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Emitteranschluss des Steuertransistors sowohl über einen die höchste Schwingfrequenz des Multivibrators bestimmenden ersten Anpassungswiderstand mit einem Vorstufentransistor, als auch über einen die niedrigste Schwingfrequenz des Multivibrators bestimmenden zweiten Anpassungswiderstand mit der Betriebsspannung, als auch über eine einen entgegengesetzten Temperaturstrom liefernde Kompensationseinrichtung mit einer dem Speisepotential entgegengesetzt gepolten Spannungsquelle verbunden ist.The invention is characterized in that the emitter connection of the control transistor and one of the highest oscillation frequency of the multivibrator determining the first matching resistor with a pre-stage transistor, as well via a second which determines the lowest oscillation frequency of the multivibrator Adaptation resistance with the operating voltage, as well as via an opposite one Compensation device delivering temperature current with a supply potential oppositely polarized voltage source is connected.
Bei einer technischen Ausbildung der Erfindung besteht die dn Temperaturetrom liefernde Kompensationseinrichtung aus der Serienschaltung eines die Temperaturstabilisierung bei hohen Temperaturen beeinflussenden Widerstandes mit der Parallelschaltung eines Widerstandes mit negativem Temperaturkoeffizienten mit einem die Temperaturstabilisierung linearisierenden und bei niedrigen Temperaturen beeinflussenden Widerstand.In a technical embodiment of the invention, there is the dn temperature drift supplying compensation device from the series connection of the temperature stabilization at high temperatures influencing resistance with the parallel connection of a Resistance with a negative temperature coefficient with a temperature stabilization linearizing and influencing resistance at low temperatures.
Hierdurch werden die Vorteile erzielt, dass durch abwechselnden Abgleich zweier Einstellwiderstände beim Umschalten der Steuerspannung zwischen den beiden Endwerten die Grenzen des Frequenzbereiches einregelbar sind. Der Frequenzverlauf zwischen den beidenGrenzwerten ist weitgehend linear abhängig von der angelegten Steuerspannung. Diese Anpassung des Frequenzbereiches wird vorzugsweise bei der Normaltemperatur 250 C vorgenommen. Es ist dann, die Temperaturkomensation für Unter- und, Übertemperaturen an den beiden Einstellwiderständen des Temperaturkompensationsgliedes einstellbar. Bei Anwendung einer spannungsstabilisierenden Speisequelle entspricht die Frequenzgenauigkeit und die Einstellbarkeit den in elektronischen digitalen Anlagen üblichen Ansprüchen.This has the advantages that alternating balancing two setting resistors when switching the control voltage between the two End values the limits of the frequency range can be adjusted. The frequency curve between the two limit values is largely linear depending on the applied Control voltage. This adaptation of the frequency range is preferably used in the Normal temperature 250 C made. It is then, the temperature compensation for under- and, overtemperature at the two setting resistors of the temperature compensation element adjustable. When using a voltage-stabilizing supply source the frequency accuracy and the adjustability in electronic digital Facilities usual claims.
Die Erfindung wird an Abbildungen erklärt.The invention is explained using illustrations.
Figur 1 zeigt das Schaltbild eines steuerbaren Multivibrators mit der erfindungsgemassen Anpassungs- und Stabilisierungsschaltung.Figure 1 shows the circuit diagram of a controllable multivibrator the matching and stabilizing circuit according to the invention.
Figur 2 zeigt schematisch den Linearbereich des Temperaturkompensationszweiges.Figure 2 shows schematically the linear range of the temperature compensation branch.
In Figur 3 ist die Abhanggkeit der Frequenz von der Steuerspannung ohne und mit Temperaturstabilisierung dargestellt.In FIG. 3, the frequency is dependent on the control voltage shown with and without temperature stabilization.
Der in Figur i dargestellte Multivibrator besteht aus den Transistoren Tl, T2, deren gegenseitige Kollektor-Basisschlüsse Jeweils über einen mittels einer Zenerdiode Zt, Z2 spannungsabhängig überbrückten Kondensator Cl, C2 miteinander verkoppelt sind. Die Kollektoranschlüsse sind ausserdem über die Widerstände Rt, R2 an die spannungsstabilisierte Speisequelle -U, die Emitteranschlüsse unmittelbar an das Bezugspotential angeschlossen. Als gemeinsamer Basisableitwiderstand für beide Transistoren Tt, T2 dient der Transistor T3, dessen Kollektoranschluss über Je eine die Basisanschlüsse untereinander entkoppelnde Gleichrichterstrecke Dt1 D2 angeschaltet ist.The multivibrator shown in Figure i consists of the transistors Tl, T2, the mutual collector base connections each via one by means of a Zener diode Zt, Z2 voltage-dependent bridged capacitors Cl, C2 with one another are coupled. The collector connections are also via the resistors Rt, R2 to the voltage-stabilized supply source -U, the emitter connections directly connected to the reference potential. As a common base leakage resistance for Both transistors Tt, T2 are used by the transistor T3, whose collector connection is via One rectifier path Dt1 each decoupling the base connections from one another D2 is turned on.
Der Basisanschluss des Transistors T3 ist über die eine Schwellspannung liefernde Gleichrichterstrecke D3 an das Bezugspotential angeschlossen. Der Transistor T3 ist daher als Konstantstromquelle wirksam. Die Grösse des Konstantstromes ist von dem am Punkt S wirkenden Steuerstrom abhängig. Es besteht dabei in einem weiten Bereich eine lineare Abhängigkeit der Schwingfrequenz des Multivibrators T1, T2 von dem am Punkt S wirkenden Steuerstrom.The base connection of the transistor T3 is above a threshold voltage supplying rectifier path D3 connected to the reference potential. The transistor T3 is therefore effective as a constant current source. The size of the constant current is depends on the control current acting at point S. There is a broad one Area shows a linear dependence of the oscillation frequency of the multivibrator T1, T2 of the control current acting at point S.
Dieser Steuerstrom Is besteht aus drei veränderlichen Anteilen.This control current Is consists of three variable components.
Diese Anteile bestehen aus dem eigentlichen, über den Vortransistor T4 und die Widerstände R6, R7 gelieferten Steuerstrom I1, einem Vorstrom I2 gleicher Richtung über die Widerstände R4, R5 und einem entgegengesetzt fliessenden Temperaturstrom 13.These parts consist of the actual, via the pre-transistor T4 and the resistors R6, R7 supplied control current I1, a bias current I2 equal Direction via resistors R4, R5 and one flowing in the opposite direction Temperature current 13.
Der über den Vortransistor T4 gelieferte Steuerstrom lt ist gegenüber der Steuerspannung Ust durch den Vorstufentransistor T4 entkoppelt. Der Einsteliwiderstand R7 dient zur Ein regulierung der höchsten Frequenz bei voll aufgesteuerten Transistor T4. Der Vorstrom I2 wird in gleicher Polarität von der Speisespannungsquelle -U geliefert und ist durch den Regler R5 für die niedrigste Frequenz bei zugesteuertem Transistor T4 veränderbar. Der Temperaturstrom 13, der von einer gegenüber der Speisespannungsquelle -U entgegengesetzt gepolten Spannungsquelle +U geliefert wird, ist in seiner Grösse durch den Heissleiter R 10, den dazu parallel geschalteten Widerstand R 8 und den Serienwiderstand R 9 bestimmt.The control current lt supplied via the pre-transistor T4 is opposite the control voltage Ust is decoupled by the pre-stage transistor T4. The adjustment resistance R7 is used to regulate the highest frequency when the transistor is fully open T4. The bias current I2 is supplied in the same polarity from the supply voltage source -U and is supplied by the controller R5 for the lowest frequency at the closed Transistor T4 changeable. The temperature current 13, which is opposite to the supply voltage source -U is supplied with opposite polarity voltage source + U is in its size through the heat conductor R 10, the resistor R 8 connected in parallel and the Series resistance R 9 is determined.
Derartige Heissieiterkombinationen sind an sich bekannt. Es gilt für sie die Regel, dass der Querstrom keine ins Gewicht fallende Eigenerwärmung des Heissleiters, eines sogenannten NTC-Widerstandes, bewirken darf. Obwohl ein Heissleiter in Abhängigkeit von der Temperatur einen exponentiellen Verlauf seiner Widerstandskennlinie hat, kann, wie aus Figur 2 ersichtlich ist, durch Parallelschalten des Widerstandes R 8 über einen gewissen Temperaturbereich Linearität erreicht werden. Ausserdem ist in Serie zu der Parallelschaltung des Widerstandes R 8 und des Heissleiters R 10 der Widerstand R 9 geschaltet. Der resultierende Widerstand ist bei tiefen Temperaturen, da der Heissleiter R10 sehr hochohmig ist, durch den Parallelwiderstand R8, bei hohen Temperaturen dagegen, da der Heissleiter sehr niederohmig ist, durch den Serienwiderstand R9 bestimmt. Zur Einregelung des richtigen Temperaturverhaltens sind die Widerstände R8, R9 als Einstellregler ausgebildet.Such hot-tube combinations are known per se. It applies to they rule that the cross flow does not cause any significant self-heating of the Hot conductor, a so-called NTC resistor. Although a hot conductor an exponential course of its resistance characteristic curve as a function of the temperature can, as can be seen from Figure 2, by connecting the resistor in parallel R 8 linearity can be achieved over a certain temperature range. Besides that is in series with the parallel connection of the resistor R 8 and the hot conductor R 10 is the resistor R 9 switched. The resulting resistance is at low temperatures, because the R10 thermistor has a very high resistance, through the Parallel resistor R8, but at high temperatures because the hot conductor has a very low resistance is determined by the series resistor R9. To regulate the correct temperature behavior the resistors R8, R9 are designed as regulators.
Die Steuerkennlinie in Figur 3 veranschaulicht die allgemeine Arbeitsweise der Einstellregler R5, R7, R8, R9. Die Punkte niedrigster und höchster Frequenz, fmin bzw. fmax, sind bei der Steuerspannung Ustmin und Ustmax durch die Regler R5, R7 einstellbar, wobei die Steigung der Steuerkennlinie verändert wird.The control characteristic in Figure 3 illustrates the general mode of operation the adjustment knobs R5, R7, R8, R9. The points of lowest and highest frequency, fmin and fmax, are for the control voltage Ustmin and Ustmax by the controller R5, R7 adjustable, whereby the slope of the control characteristic is changed.
Der Temperatureinfluss auf die Schaltung wirkt so, als würde ein geänderter Konstantstrom die zeitbestimmenden Kapazitten C1, C2 entladen, was annähernd eine Parallelverschiebung der Steuerkennlinie bei höheren Temperaturen nach höheren Frequen-, s- -zen zu und bei niedrigeren Temperaturen nach tieferen Frequenzen hin bedeutet und durch eine Änderung des Gesamtsteuerstromes Is wieder ausgleichbar ist. Hierzu ist für niedrigere Temperaturen der Regler R8 und für höhere Temperaturen der Regler R9 einzupegeln.The temperature influence on the circuit acts as if it were changed Constant current discharges the time-determining capacitors C1, C2, which is approximately a Parallel shift of the control characteristic at higher temperatures towards higher frequencies, s- -zen to and at lower temperatures to lower frequencies and can be compensated for again by changing the total control current Is. For this is the controller R8 for lower temperatures and the controller for higher temperatures R9 to be leveled.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19702048038 DE2048038A1 (en) | 1970-09-30 | 1970-09-30 | Temperature-stabilized controllable multivibrator |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702048038 DE2048038A1 (en) | 1970-09-30 | 1970-09-30 | Temperature-stabilized controllable multivibrator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE2048038A1 true DE2048038A1 (en) | 1972-04-06 |
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| DE19702048038 Pending DE2048038A1 (en) | 1970-09-30 | 1970-09-30 | Temperature-stabilized controllable multivibrator |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE2048038A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0412573A2 (en) * | 1989-08-11 | 1991-02-13 | Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH | Analog signal to frequency converter |
-
1970
- 1970-09-30 DE DE19702048038 patent/DE2048038A1/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0412573A2 (en) * | 1989-08-11 | 1991-02-13 | Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH | Analog signal to frequency converter |
| EP0412573A3 (en) * | 1989-08-11 | 1991-07-24 | Bodenseewerk Geraetetechnik Gmbh | Analog signal to frequency converter |
| US5119096A (en) * | 1989-08-11 | 1992-06-02 | Klaus Marschall | Analog to frequency converter with balancing compensation cycles |
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