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Gleichspannungs-gesteuerter Multivibrator
Die Erfindung betrifft einen gleichspannungs-gesteuerten Multivibrator mit zwei Verstärker-Elementen und Mitteln zur Erzielung einer linearen Abhängigkeit der Frequenz von der Steuergleichspannung.
Multivibratoren werden zur Erzeugung von Signalen mit besonderem-z. B. sägezahn-, trapez- oder rechteck-förmigem - Spannungs-Verlauf verwendet und weisen zwei Verstärker-Elemente auf, wie Elektronenröhren, Transistoren usw., deren beide Ausgänge je über ein RC-Glied mit dem Eingang des andern Verstärker-Elementes gekoppelt ist, wobei die Schwingungsfrequenz der Multivibratoren durch die Zeitkonstante der Ru-Kopplung bestimmt wird.
Die Frequenz des Multivibrators lässt sich auch mittels einer, an einer bestimmten Stelle der Schaltung angelegten Gleichspannung variieren-allerdings nicht linear mit der angelegten Gleichspannung ; dieser Nachteil macht sich besonders dann unangenehm bemerkbar, wenn solche gleichspannungs-gesteuerte Multivibratoren beispielsweise bei einer Femme#-Einrichtung zurUm- wandlung der durch eine Gleichspannung gegebenen Messwerte in proportionale Impulsfrequenzen verwendet werden.
Es ist zwar ein Multivibrator bekannt, bei welchem die von einer Gleichspannung gesteuerte Frequenz in einem bestimmten Bereich linear zu derselben verläuft ; hiezu sind jedoch mindestens ein magnetischer
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mässig teuer ist.
Bei einem weiteren bekannten Multivibrator wird ein linearer Zusammenhang zwischen Frequenz und Steuerspannung für ganz bestimmte Parameter der Multivibrator-Schaltung erzielt, bei der die Neigung der Frequenz-Steuerspannungs-Charakteristik daher auch nur sehr beschränkt ohne Verlust dieser Linearität geändert werden kann.
Nach der Erfindung werden nun bei gleichspannungs-gesteuerten Multivibratoren der eingangs beschriebenen Art diese erwähnten Nachteile dadurch vermieden, dass derAusgang des einen Verstärker-Ele- mentes über einen Kopplungswiderstand mit dem Eingang des zweiten Verstärker-Elementes sowie dessen Ausgang über einen Kopplungskondensator mit dem Eingang des ersten gekoppelt sind und in Reihe mit dem Eingang des Eingangs-Stromkreises des ersten Verstärker-Elementes eine, aus einem Vorschaltwiderstand und einem kapazitiven Netzwerk bestehende Parallelschaltung vorgesehen ist.
In der Zeichnung ist in Fig. l eine beispielsweise Schaltung des erfindungsgemässen Multivibrators mit Gleichspannungs-Steuerung sowie ein Diagramm der Fig. 2 die Schwingungsfrequenz als Funktion der angelegten Steuerspannung dargestellt.
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istTransistoren in Emitter-Schaltung, die durch die Widerstände 1) und R ergänzt wird, die sich im Kollektorkreis des Transistors T. bzw. T befinden ; zwischen einer geerdeten Klemme e und einer mit den Wi-
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c negatives Potential aufweist ; der Ausgang des Multivibrators ist an eine Klemme d geführt.
Bei geeigneter Wahl der Widerstände R bis ergibt sich zwischen den Auschlu#punkten a und b eine negative Impedanz, die durch den eingeschalteten Kopplungskondensator Cl Schwingungen hervorruft, die
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zwischen denAusgangsklemmenc und d bzw. d und eals rechteckige Impulse gleicher Polarität erscheinen und deren Impulsfolge-Frequenz annähernd umgekehrt proportional der Kapazität des Kopplungskondensa-
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nichtkapazitiven Netzwerkes mit geeignetem Kapazitätswerk an dem Widerstand die Kennlinie derFrequenzSteuergleichspannung innerhalb des Bereiches B der Steuer-Gleichspannung linearisiert wird, wie die gegestrichelt gezeichnete Kennlinie K2 in Fig. 2 zeigt.
Diese Linearisierung dürfte daraufzurückzufübren sein,
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des Widerstandes li hingegen bewirkt eine Abnahme der Schwingungsfrequenz.
Die Neigung der Frequenz-Steuerspannungs-Kennlinie kann aber mit sehr einfachen Mitteln geändert werden, ohne dadurch ihrer Linearität verlustig zu gehen.
Als Verstärker-Elemente können Transistoren, gesteuerte Elektronenröhren usw. verwendet werden ; um die beschriebene Multivibratorschalting schwingen zu lassen, müssen bei Verwendung von Transistoren. diese in Emitter-Schaltung angeordnet werden ; mit Transistoren ist überdies eine Temperatur-Kompen- sation vorzusehen, und zwar beispielsweise durch Ersatz des Kopplungswiderstandes R und/oder des Widerstandes R2 durch eine an sich bekannte Schaltung mit temperaturempfindlichen Elementen.
Als Anwendungs-Beispiel fürden erfindungsgemässen Multivibrator sei die Fernzählung der elektrischen Leistung erwähnt : hiebei wird die von einem Verbraucher aufgenommene elektrische Leistung in eine Gleichspannung umgewandelt, mittels welcher der beschriebene Multivibrator gesteuert wird, wobei die an seinem Ausgang erzengten Impulse -beispielsweise überdas elektrische Verteilungsnetz-einem an einem Messort befindlichen Impuls-Zähler zugeführt werden ;
da nun die Impulsfrequenz in einem linearen Zusammenhang zu der Steuer-Gleichspannung des Multivibrators und damit auch zu der zu messenden elek- trischen Leistung steht, bildet die pro Zeiteinheit gemessene Anzahl übertragener Impulse ein Mass für die elektrische Leistung.Ein weiteres Anwendungs-Beispiel ergibtsich bei einer Femme#-Anlage für das Flüs- sigkeits-Niveau in einem Flüssigkeits-Behälter, wobei das Niveau mittels eines auf der Flüssigkeit treibenden. und auf einen Potentiometer-Geber wirkenden Schwimmers in eine Gleichspannung umgewandelt wird, die wiederum den Multivibrator steuert; die an der Messstelle gemessene Impuls-Frequenz stellt dann ein Mass für das Flüssigkeits-Niveau dar.