DE2907231C2

DE2907231C2 - Monostabiler Multivibrator

Info

Publication number: DE2907231C2
Application number: DE2907231A
Authority: DE
Inventors: Tsuneo Tokyo Yamada
Original assignee: Trio Kk Tokyo Jp
Current assignee: Trio Kk Tokyo Jp
Priority date: 1978-03-15
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE2908065C2; JPS5915527B2; JPS54122076A; JPS54122077A; JPS54122074A; JPS5915528B2; DE2907231A1; DE2908065A1; JPS5915526B2; US4293781A

Description

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Die Erzielung betrifft einen monostabilen Multivibrator nach dc<n Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein derartiger bekannter morostabiler Multivibrator (»TTL Application Manual with Data Book«, Texas instruments Asia Ltd, Tokio, Japan. 1976, Seite 7. Fig. 1 - 32) ist in F i g. 1 dargestellt Wie aus F i g. 1 hervorgeht, sind die Torschaltung (z. B. eine ODER-Schaltung) 1, die Steuerschaltung 3 mit einem Sättigungstransistorschaltkreis bestehend aus einem Transistor 2, die Differenzierschaltung 6 aus einem Kondensator 4 und einem Widerstand 5 und die Spannungsvergleichsschaltung (beispielsweise eine Umkehrstufe) / zu der Kaskadenschaltung verbunden. Das Ausgangsfignal der jpannu .gsvergleichschaltung 7 ist zu einer Eingangsklen.me der Torschaltung 1 rückgekoppelt. Das Eingangssigna wird an die andere Eingangsklemme der Torschaltung 1 angelegt und von der Ausgangsklemme der Spannungsvergleichsschaltung 7 wird ein mit dem Eingangssignal synchronisierter Ausgangsimpuls abgeleitet.

Wenn diese Schaltung als integrierte Schaltung ausgeführt wird, fließt, da die Steuerschaltung 3 aus einem Sättigungstransistorschaltkreis besteht, Wechselstrom zum Substrat der integrierten Schaltung, wodurch anomale Phänomene entstehen. Um dies zu vermeiden, müssen alle Schaltungen nichtsättigende Schaltungen sein, wobei auch die Steuerschaltung für die Differenzierschaltung einen nichtsättigenden Transistorschaltkreis enthalten muß.

Solch ein nichtsättigender Transistorschaltkreis enthält beispielsweise einen Differenzverstärker gemiß Fig. 2. der mit dem aus den miteinander verbundenen Emittern von Transistoren 8 und 9 bestehenden Emitter gekoppelt ist. Der gemeinsame Verbindungspunkt ist über eine Konstantstromquelle 10 an Erde gelegt; der Kollektor des Transistors 8 ist über einen testwiderstand 12 und der Kollektor des Transistors 9 unmittelbar mit einer Stromquelle B verbunden.

Zwar wird das Ausgangssignal der Steuerschaltung über den Kollektor des Transistors 8 zugeführt, doch kann es auch vom Transistor 9 eingespeist werden.

Bei Verwendung eines vorstehend beschriebenen emittergekoppelten Differenzverstärkers als Steuerschaltung besteht jedoch folgender Nachteil: zwar hängt der obere Pegel des Ausgangssignals der Steuerschaltung von der Kennlinie der Stromquelle ab und stellt kein Problem dar. doch ist der untere Pegel von den Rauschktirven der Konstantstromquelle abhängig; dadurch schwankt der untere Pegel des Ausgangssignals der Steuerschaltung, und somit auch seine Amplitude, in Abhängigkeit vom Rauschpegel,

Bekanntlich bedingt eine Schwankung der Amplitude des Ausgangssignals der Steuerschaltung eine Schwankung der Breite des Ausgangsimpulses des monostabilen Multivibrators. Ist also als Steuerschaltung zum Betreiben der Differenzierschaltung ein emittergekoppelter Differenzverstärker mit einer Konstantstromquelle gemäß Fig.2 vorgesehen, dann rchwankt die Breite des Auygangsimpulses des monostabilen Multivibrators aufgrund des Rauschpegels der Konstantstromquelle.

Ein weiterer bekannter monostabiler Multivibrator (DE-AS 17 62 290) besteht ebenfalls aus einer von einer Steuerschaltung, einer Differenzierschaltung und einer Spannungsvergleichsschaltung gebildeten Kaskadenschaltung, wobei das Ausgangssignal der Spannungsvergleichsschaltung zu der Eingangsklemme der Steuerschaltung rückgekoppelt ist Außerdem weist dieser bekannte Multivibrator eine zwischen die Differenzierschaltung und die Spannungsvergleichsschaltung geschaltete, von einer Diode und einem Widerstand gebildete Anklammerungsschaltung auf. durch die die Ladung des in der Differenzierschaltung vorgesehenen Kondensators auf einen bestimmten Wert begrenzt wird. Auch in diesem Fall ist jedoch die Steuerschaltung durch einen Sä'*igungstransistorsrf«altkreis gebildet.

Ein bekannter monostabiler Multivibrator anderer Gattung (US-PS 36 80 003) besteht aus einem in ECL-Technik als nichtsättigende Schaltung aufgebauten ODER-Glied, Jessen einer Eingang an eine Bezugsspannung angeschlossen ist und an dessen anderen Eingang, dem die Triggerimpulse zugeleitet werden, außerdem das am Ausgang des ODER-Gliedes auftretend«: Ausgangssignal über einen Kondensator und einen Widerstand rückgekoppelt ist. Ferner ist bei diesem bekannten Multivibrator die an dem Verbindungspunkt dieses Widerstandes und Kondensators anliegende Ladespannung durch eine Klemmdiode auf einen bestimmten Klemmpegei 'estgt-icgt.

Schließlich ist ein weiterer monusiabiler Multivibrator mit ECL-Gatter aus Electronics. September 18.1967. Seite 109 bis 110 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen monostabilen Multivibrator der eingangs genannten Art unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile dera^rt auszubilden, daß bei einer Ausführung als integrierte Schaltung Schwankungen der Breite des Ausgangsimpulses des mor.ostabilen Multivibrators vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die bei dem erfinduigsgemäßen monostabilen Multivibrator vorgesehenen nichtsättigenden Schaltungen, in denen jeder Transistor im ungesättigten Zustand betrieben wird, können leicht in einen integrierten Stromkreis eingebaut werden. In diesem Fall fließt praktisch kein Wechselstrom zum Substrat, zur Stromversorgungsleitung oder zur Masseleitiing der integrierten Schaltung, so daß keine wechselstrom bedingten anomalen Erscheinungen auftreten.

Da ferner mittels der Clipperschaltung der Pegel des die Differenzierschaltung antreibenden Signals auf der infolge von Rauschen schwankenden Seite geklappt wird, sind rauschbedingte Schwankungen der Breite des Ausgangsimpulses des monostabilen Multivibrators ausgeschaltet.

Der erfindungsgem^e monostabil Multivibrator kann vorteilhaft in einem FM-Empfänger mit einem Impulszähl-FM-Demodulator eingesetzt werden, wobei sich dann dieser Empfänger durch ein erheblich verbessertes Rauschverhältnis auszeichnet.

In der folgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die S Zeichnung näher erläutert Hieri'.i zeigt

F i g. 1 einen Blockschaltplan eines bekannten monostabilen Multivibrators,

! F i g. 2 einen ScUaltplan einer aus einer nichtsättigenden Trsnsistorschaltung bestehenden Steuerschaltung,

F i g. j einen Schaltplan des monostabilen Multivibrators gemäii der Erfindung und

Fig.4 verschiedene Kennlinien von Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise des monostabilen Multivibrators gemäß F i g. 3.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, weist ein monostabüer Multivibrator eine Torschaltung 11 auf. Eine Steuerschaltung 3' besteht aus einem Differenzverstärker, der mit dem aus den miteinander verbundenen Emittern von Transistoren 8 und 9 bestehenden Emitter gekoppelt ist Der gemeinsame Verbindungspunki ist über eine Konstantstromquelle 10 an Erde gelegt; der Ko»ektor des Transistors 8 ist über einen Lastwiderstand 1? und der Kollektor des Transistors 9 unmittelbar mit einer Stromquelle + B verbunden. Die Steuerschaltung 3' enthält weiterhin eine Emitterfolgeschaltung bestehend aus einem Transistor 13, dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors 8 verbunden ist und aus einer Konstantstromquelle IS. Die Basis des Transistors 8 ist mit der Ausgangsklemme der Torschaltung 11 verbunden und die Spannung der Stromquelle + B ist durch reihengeschaltete Widerstände 19 und 20 geteilt so daß die den Widerstand 20 beaufschlagende Spannung an der Basis des Transistors 9 anliegt. Die Emitterfolgeschaltung soll durch Verringern der Ausgangsimpedanz die Steuerkraft der Steuerschaltung 3' erhöhen.

Weiterhin ist eine Clipperschaltung 18 vorgesehen, die aus einem Transistor 14 besteht dessen Emitter mit dem Transistor 13 der Emitterfolgeschaltung verbunden ist und aus einer Vorspannungsquelle 16. Die Emitterfolgeschaltung und die Clipperschaltung 18 bilden einen Differenzverstärker. Die Vorspannungsquelle 16 kann auch durch einen an die Stromquelle + B angeschlossenen Spannungsteiler gebildet sein.

Eine Differenzierschaltung 6 besteht aus einem Kondensator 4 und einem Widerstand 4. Der Ausgang der Differenzierschaltung 6 speist eine Spannungsvergleichsschaltung 17. deren Ausgang wiederum eicie Eingangsklemme der Torschaltung 11 speist.

Darüber hinaus sind die Torschaltung 11, die Steuerschaltung 18 und die Spannungsvergleichsschaltung 17 als nichtsättigende Schaltungen ausgelegt.

Wenn bei der Schaltung gemäß Fig. 3 das bei (a) in F i g. 4 dargestellte Eingangssignal die andere Eingangsklemme der Torschaltung 11 beaufschlagt verwendet die Steuerschaltung 3' das bei (b) in F i g. 4 dargestellte Ausg^ngssignal der Torschaltung 11 als Eingangssignal und verstärkt es unter Umkehrung vermittels des emittergekoppelten Differenzverstärkers bestehend aus Hen Transistoren 8 und 9, wobei das Ausgangssignal dann über die Emitterfolgeschaltung wieder abgenommen wird.

ίο Die Wellenform des Ausgangssignals der Steuerschaltung 3' hat die durch eine gestrichelte Linie gemäß (c) in F i g. 4 dargestellte Form mit einem unteren Pegel (Vb-I\Ri-Vbe\)· Hierbei ist Vb die Spannung der Stromquelle + B, I\ der Strom der Konstantstromquelle 10, R\ der Widerstandswert des Lastwiderstandes 12, und VflFi der Spannungsabfall in Durchlaßrichtung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 13. Die Clipperschaltung 18 wird mit dem Ausgangssignal der Steuerschaltung 3' gemäß der bei (c) in F i g. 4 gezeigten gestrichelten Linie beaufschlagt und dessen unterer Pegel wird durch den Transistor 14 bei einer Spannung E der Vorspannungsquell' 16 gekappt wodurch eine Wellenform mit einem unteren Pegel (E- Vbei) entsprechend der durchgezogenen Linie bei

(c) in F i g. 4 auftritt Dabei ist Vbei der Spannungsabfall zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors i4. Folglich hat das Niederpegel-Steuersignal der Differenzierschaltung 6 konstante Spannung (E- Vbe2)·
Anschließend wird die bei (c) in Fig.4 durch die durchgezogene Linie dargestellte Wellenform vermittels der Differenzierschaltung 6 differenziert und das Ausgangssignal der Differenzierschaltung 6 gemäß (d) in Fig.4 in die Spannungsvergleichsschaltung 17 als Eingangssignal eingespeist wodurch man an der Ausgangsklemme AUS den Ausgangsimpuls gemäß (e) in F i g. 4 erhält

Die in F i g. 3 gezeigte Steuerschaltung 3' enthält NPN-Transistoren. Bei PNP-Transistoren ändert sich der obere Pegel der Wellenform des Ausgangssignals.

Folglich wird der obere Pegel gekappt indem man atK:h die Clipperschaltung 18 mit einem PNP-Transistor versieht.

Bezugszeichenaufstellung

1 und 11	Torschaltung
2,8,9,13,14	Transistoren
3.3'	Steuerschaltung
4	Kondensator
50 5	Widerstand
6	Differenzierschaltung
7,17	Spannungsvergleichsschaltungen
10.15	Konstantstromquellen
16	Vorspannungsquelle
55 18	Clipperschaltung

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Monostabiler Multivibrator bestehend aus einer Kaskadenschaltung aus einer Torschaltung, einer Steuerschaltung, einer Differenzierschaltung und einer Spannungsvergleichsschaltung, wobei das Ausgangssignal der Spannungsvergleichsschaltung zu einer Eingangsklemme der Torschaltung rückgekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß¹⁰ jede Schaltung (11, 3', 17) mit Ausnahme der Differenzierschaltung (6) eine nichtsättigende Schaltung mit einer Konstantstromquelle ist, daß zwischen die Steuerschaltung (3') und die Differenzierschaltung (6) eine Clipperschaltung (18) geschaltet ist