DE2337825C3 - Spannungsgesteuerter Impulsgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen spannungsgesteuerten Impulsgenerator, der mit zwei Transistoren entgegengesetzten Typs aufgebaute und an eine Stromquelle angeschlossene Verstärkerstufen enthält, wobei zwischen den Ausgangskreis einer der Verstärkerstufen und die Steuerstufe eine durch induktive Kopplung eine positive Rückkopplung bewirkende Wicklung eines Transformators geschaltet ist Sie betrifft insbesondere einen zweistelligen spannungsgesteuerten Impulsgenerator, der bei einer bestimmten Eingangsspannung eine Impulsreihe konstanter Frequenz erzeugt.

Zur Betätigung eines zweistelligen Schrittmotors ist ein Stromkreis nötig, der bei einem bestimmten Wert einer steigenden Eingangsspannung eine Impulsreihe konstanter Frequenz abgibt. Zur Steuerung von gesteuerten Dioden, z. B. Thyristoren, ist ein ähnlicher Stromkreis nötig. In diesem Fall erzeugt der Steuerstromkreis Zündimpülse. Zu diesem Zweck wird im allgemeinen ein Impulsgenerator verwendet, dessen Signale durch ein Gatter geführt werden, und dieses Gatter wird durch die Eingangsspannung gesteuert.

Die bekannten Lösungen haben den Nachteil, daß der Schaitpegel unbestimmt ist, weshalb die Impulse — falls sich das Steuersignal dem öffnungswert nähert in gesperrter Lage des Gatters hindurchgelangen können. Störspannungen, die dem Steuersignal unvermeidbar überlagert sein werden, verursachen die Unbestimmtheit des Schaltpegels. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird das Gatter nicht unmittelbar durch das Steuersignal gesteuert, sondern mittels einer bistabilen Kippschaltung.

Die Betätigung der bistabilen Kippschaltung erfordert im allgemeinen eine große Steuerspannung, die aber nicht zur Verfugung steht: Die Steuerspannung muß daher verstärkt werden. Die sich ergebenden Stromkreise sind verwickelt und kostspielig.

Zie" der Erfindung ist es, eine zweistellige Schaltungsanordnung zu schaffen, die aus nur zwei Verstärkerstufen besteht, deren Ausgangssignal eine Impulsreihe ist, wobei ihre Wirkungsweise bistabil ist und ihre E^:ngangsempfindlichkeit größer ist als die der üblichen bistabilen Kippschaltungen.

Dieses Ziel wird mit einem Impulsgenerator der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen die Ausgangselektrode der ersten Verstärkerstufe und die Stromquelle ein Spannungsteiler geschaltet ist, die Steuerelektrode der ersten Verstärkerstufe mit dem Ausgangspunkt eines an sich bekannten Additionskreises mit zwei Eingängen verbunden ist, zwischen die Ausgangselektrode der zweiten Verstärkerstufe und die Stromquelle die Primärwicklung des Transformators geschaltet ist, die Steuerelektrode der zweiten Verstärkerstufe über die Reihenschaltung eines Kondensators, der Sekundärwicklung des Transformators, einer Diode und einer Spannungsquelle konstanter Spannung mit der Ausgangselektrode der ersten Verstärkerstufe verbunden ist, der Kondensator über Widerstände zu dem Abgriff des Spannungsteiler, und die Ausgangselektrode der zweiten Verstärkerstufe über die Reihenschaltung eines an sich bekannten Gleichtrichters und eines an sich bekannten Integrierkreises auf einen Eingang des Additionskreises geschaltet ist, auf dessen anderen Eingang eine Eingangsspannungsquelle geschaltet ist.

Zweckmäßige Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt.

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Impulsgenerators,

F i g. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Impulsgenerators und

F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Impulsgenerators.

In der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 sind zwei Verstärkerstufen, die aus in Emitterschaltung geschalteten Transistoren 3 und 4 entgegengesetzten Typs (npn-pnp) bestehen, mit entsprechender Polarität auf eine Stromquelle 2 geschaltet. Der Arbeitswiderstand des Transistors 3 bildet einen Spannungsteiler 5, und derjenige des Transistors 4 wird von der Primärwick-

lung eines Transformators 7 gebildet. Zwischen den Kollektor des Transistors 3 und die Basis des Transistors 4 sind eine Spannungsquellc 10 mit konstanter Spannung (z.B. eine Zener-Diode), eine Diode 9, die Sekundärwicklung des Transformators 7 und ein Kondensator 8 in Reihe geschaltet. Die zwei Pole des Kondensators 8 sina über Widerstände 11 bzw. 12 mit dem Abgriff des Spannungsteilers 5 verbunder Der Ausgang eines Additionskreises 6 ist mit der Basis des Transistors 3, einer seiner Eingänge ist über einen Integrierkreis 14 und einen Gleichrichter 13 mit dem Kollektor des Transistors 4, und sein anderer Eingang ist mit einer Eingangsspannungsquelle 1 verbunden. Ein Belastungswiderstand 15 liegt an einer getrennten Wicklung dec Transformators 7.

Die als Beispiel dargestellte erfindungsgemäße Schaltung arbeitet wie folgt:

Falls die Spannung der Eingangsspannungsquelle 1 unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, fließt durch den Spannungsteiler 5 und durch den Transistor 4 nur ein geringer Strom. Ein Steigern der Spannung der Eingangsspannungsquelle 1 wird die Spannung auch am Spannungsteiler 5 ändern, wodurch ein Basisstrom über den Widerstand 11 zu dem Transistor 4 fließt. Hierdurch wird der Transistor 4 aus dem gesperrten Zustand zu einem Arbeitspunkt gebracht, in dem er verstärken kann. Wenn man die Spannung weiter vergrößert, wird die Spannung an dem .Spannungsteiler 5 den Spannungswert der Spannungsquelle 10 erreichen, wodurch die Diode 9 leitend wird. Der Basisstrom des Transistors 4 steigt und in der Wicklung des Transformators 7 eine Spannung entsteht, die den Basisstrom noch weiter erhöht. So wird der Basisstronv der Transistors 4 lawinenartig auf das Maximum erhöht.

Wegen der Induktivität des in dem Kollektorkreis des Transistors 4 liegenden Transformators kann der Kollektorstrom seinen durch den Basisstrom bestimmten Wert nur etwas verzögert annehmen. Wenn der Kollektorstrom diesen Wert erreicht hat, wird sich die Kollektorspannung des Transistors 4 erhöhen, und der Kollektorstrom desselben vermindern, der sich selbst durch den Transformator 7 lawinenartig beseitigt. Inzwischen wurde der Kondensator 8 von dem Basisstrom auf eine Spannung geladen, die größer ist als die Spannung am Abgriff des Spannungsteilers; damit wird die Spannung des Kondensators 8 den Transistor 4 gesperrt halten, bis er über die Widerstände 11 und 12 so entladen ist, daß der Basisstrom wieder fließen kann.

Die am Kollektor des Transistors 4 in eingeschaltetem Zustand des Impulsgenerators auftretende Spannung erzeugt nach Gleichrichtung durch den Gleichrichter 13 und Glättung durch den Integrierkreis 14 über den Additionskreis 6 einen Strom in dem Basis-Emitter-Kreis des Transistors 3. Dieser Strom wird den durch die Eingangsspannungsquelle 1 erzeugten Strom überlagern. Wenn sich so die Spannung der Spannungsquelle 1 vermindert, erfolgt die Abschaltung bei einem kleineren Wert als die Einschaltung, die Schaltung hat also eine Hysterese.

F i g 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen spannungsgesteuerten Impulsgenerators. Es unterscheidet sich von dem in F i g. 1 gezeigten darin, daß der Belastungswiderstand 15 nicht an eine getrennte Wicklung des Transformators 7, sondern an den Kollektor des Transistors 4 angeschlossen ist.

F i g. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen spannungsgesteuerten Impulsgenerators, das sich von dem oben erwähnten Beispiel darin unterscheidet, daß der den Hysterese-Effekt erzeugende Strom von einer getrennten Wicklung des Transformators 7 abgenommen wird.

Der erfindungsgemäße spannungsgesteuerte Impulsgenerator beansprucht nur geringen Aufwand, da er die gestellte Aufgabe mit nur zwei Verstärkerstufen löst, und er hat auch eine große Eingangsempfindlichkeit. In gesperrtem Zustand ist die Schaltung gegen Störsignale unempfindlich, und die Störspannungen verursachen keine Unsicherheit bei der Umschaltung.

Kurz zusammengefaßt umfaßt die Erfindung einen spannungsgesteuerten Impulsgenerator, an dessen Ausgang bei einer bestimmten Eingangsspannung eine Impulsreihe konstanter Frequenz erscheint. Der erfindungsgemäße Impulsgenerator enthält zwei, aus Transistoren entgegengesetzten Typs aufgebaute Verstärkerstufen. Der Arbeitswiderstand einer der Verstärkerstufen ist ein Spannungsteiler, auf die Steuerelektrode derselben Verstärkerstufe ist ein Additionskreis geschaltet, ihre Ausgangselektrode ist über eine Reihenschaltung von der Sekundärwicklung eines Transformators, einer Spannungsquelle konstanter Spannung, einer Diode und eines Kondensators mit der Steuerelektrode der anderen Verstärkerstufe verbunden. Die dem Ausgangssignal proportionale erzeugte Gleichspannung wird in dem Additionskreis zu der Eingangsspannung addiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spannungsgesteuerter Impulsgenerator, der mit zwei Transistoren entgegengesetzten Typs S (npn-pnp) aufgebaute und an eine Stromquelle angeschlossene Verstärkerstufen enthält, wobei zwischen den Ausgangskreis einer der Verstärkerstufen und die Steuerstufe eine durch induktive Kopplung eine positive Rückkopplung bewirkende Wick- ίο hing eines Transformators geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Ausgangselektrode der ersten Verstärkerstüfe (3) und die Stromquelle (2) ein Spannungsteiler (5) geschaltet ist, die Steuerelektrode der ersten Verstärkerstjife (3) mit dem Ausgangspunkt eines an sieh bekannten Additionskreises (6) mit zwei Eingängen verbunden ist, zwischen die Ausgangselektrode der zweiten Verstärkerstufe (4) und die Stromquelle (2) die Primärwicklung des Transformators (7) geschaltet ist, die Steuerelektrode der zweiten Verstärkerstufe (4) über die Reihenschaltung eines Kondensators (8), der Sekundärwicklung des Transformators (7), einer Diode (9) und einer Spannungsquelle (10) konstanter Spannung mit der Ausgangselektrode der ersten Verstärkerstufe (3) verbunden ist, der Kondensator (8) über Widerstände (U, 12) zu dem Abgriff des Spannungsteilers (5) und die Ausgangselektrode der zweiten Verstärkerstufe (4) über die Reihenschaltung eines an sich bekannten Gleichrichters (13) und eines an sich bekannten Integrierkreises (14) auf einen Eingang des Additionskreises (6) geschaltet ist, auf dessen anderen Eingang eine Eingangsspannungsquelle (1) geschaltet ist.

2. Spannungsgesteuerter Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an eine getrennte Wicklung des Transformators (7) ein Belastungswiderstand (15) angeschlossen ist.

3. Spannungsgesteuerter Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgangselektrode der zweiten Verstärkerstufe (4) ein Belastungswiderstand (15) angeschlossen ist.

4. Spannungsgesteuerter Impulsgenerator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (13) nicht an die Ausgangselektrode der zweiten Verstärkerstufe (4), sondern an eine getrennte Sekundärwicklung des Transformators (7) angeschlossen ist.

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