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Verzögerungsschaltung
Die Erfindung betrifft Verzögerungsschaltungen, besonders verbesserte transistorisierte Verzögerungsschaltungen, deren Verzögerungsdauer genau eingehalten werden soll, unabhängig von Transistorparametern und Lastbedingungen. Die erfindungsgemässe Verzögerungsschaltung ist mit einem ersten Verstärker versehen, an dessen Eingang ein auf einen physikalischen Vorgang ansprechender z. B. photoelektrischer Wandler anschliessbar ist, ferner mit einem Speichemetzwerk zur Einführung einer bestimmten Zeitkonstante in die Verzögerungsschaltung und mit einem zweiten Verstärker, an dessen Ausgang ein Verbraucher liegt.
Bei einer solchen Schaltungsanordnung ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des ersten Verstärkers einerseits über zwei nur in einer Richtung leitende Schaltungselemente, die in Reihe zwischen den Ausgang des ersten Verstärkers und das Speichernetzwerk geschaltet sind, mit dem Speichernetzwerk, und anderseits nur über das erste der nur in einer Richtung leitenden schaltungselemente mit dem Eingang des zweiten Verstärkers verbunden ist, wobei die beiden nur in einer Richtung leitenden Schaltungselemente so geschaltet sind, dass sie aufhören zu leiten, wenn sich eingangsseitig der physikalische Vorgang in einer bestimmten Richtung ändert, und wobei der zweite Verstärker den Verbraucher auch nach der Änderung des physikalischen Vorganges speisen kann und dass das zweite der nur in einer Richtung leitenden Schaltungselemente eine bestimmte,
von der Zeitkonstante des Speichemetzwerkes abhängige Zeitspanne nach Änderung des eingangsseitigen physikalischen Vorganges wieder leitend wird und verursacht, dass der zweite Verstärker den Verbraucher abschaltet, wobei der Eingang des zweiten Verstärkers an einen Punkt zwischen den beiden Schaltungselementen angeschlossen ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
Ein Wandler 9, beispielsweise ein Photoleiter und ein Widerstand 11 sind in Reihe zwischen Ausgangsklemmen 13,15 einer Gleichspannungsquelle geschaltet. Ein Verbindungspunkt 17 der Reihenschaltung aus Photoleiter 9 und Widerstand 11 ist über einen Widerstand 21 an die Basis eines Transistors 19 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 19 ist über einen Widerstand 25 mit dem Emitter eines Transistors 23 und über einen Widerstand 27 mit der Klemme 15 verbunden. Die Basis des Transistors 23 ist über einen Widerstand 29 an die Klemme 13 und über einen Widerstand 31 an den Kollektor des Transistors 19 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 23 steht über einen Widerstand 33 mit der Basis des Transistors 19 und über einen Widerstand 35 mit der Klemme 15 in Verbindung.
Ein Widerstand 38 und in Reihe geschaltete Dioden 37,39 verbinden den Kollektor des Transistors 23 über eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 41 und einem einstellbaren Widerstand 43 mit der Klemme 15. Die gemeinsame Klemme der in Reihe geschalteten Dioden 37,39 ist über einen Widerstand 45 mit der Basis eines Transistors 47 verbunden. Die Basis eines Transistors 49 ist an den Kollektor des Transistors 47 über einen Widerstand 51 und an die Klemme 13 der Gleichspannungsquelle über einen Widerstand 53 angeschlossen.
Der Emitter des Transistors 49 ist über eine Leitung 55 mit dem Emitter des Transistors 23. und über einen Widerstand 57 mit der Klemme 13 verbunden. Der Emitter des Transistors 47 ist an den Verbindungspunkt
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cherkreis 63 mit der Klemme 15 und über einen Widerstand 65 mit der Basis des Transistors 47 verbunden.
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Im Betrieb sind die Transistoren 19 und 23 gesperrt, wenn der Photoleiter 9 dunkel ist. Die Transistoren 47, 49 sind ebenfalis gesperrt und der Verbraucherkreis 63 bleibt stromlos. Wenn der Photoleiter 9 beleuchtet wird, beginnt Strom von der Klemme 13 durch den Widerstand 21 zur Basis des Transistors 19 zu fliessen. Diese Erhöhung des Basisstromes bewirkt, dass ein stärkerer Kollektorstrom durch die Widerstände 29,31 fliesst, so dass der Transistor 23 stark zu leiten beginnt. Der Spannungsanstieg am Kollektor. des Transistors 23 hat einen verstärkten Stromfluss durch den Widerstand 33 zur Basis des Transistors 19 zur Folge. Diese Stromerhöhung bewirkt, dass die Transistoren 19,23 noch stärker leiten. Durch diese Rückkopplung baut sich der Strom weiter auf, bis der Transistor 23 gesättigt ist. Die Kollektorspannung des Transistors 23 bleibt dann auf ihrem Maximalwert.
In dem Augenblick, in dem sich der Strom in den Transistoren 19,23 aufzubauen beginnt, fängt ein Strom an durch den Widerstand 38 und die Diode 39 in den Eingang des Transistors 47 zu fliessen. Ausserdem beginnt ein Strom durch den Widerstand 38 und die Dioden 37,39 in den zweitbestimmenden Kreis mit dem Widerstand 43 und dem Kondensator 41 zu fliessen. Der die Transistoren 47,49 durchfliessende Strom baut sich in der in Verbindung mit den Transistoren 19, 23 beschriebenen Weise laufend weiter auf, bis der Transistor49 seinen Sättigungszustand erreicht. In den Emitterkreisen der Transistoren 23,49 ist ein kleiner Widerstand 57 vorgesehen, um den Stromfluss zu begrenzen und eine Vorspannung für die Transistoren zu erzeugen, wenn diese im Sättigungszustand arbeiten.
Wenn also der Photoleiter 9 beleuchtet wird, steigt die Kollektorspannung des Transistors 23 auf ihren Maximalwert an. Die angestiegene Spannung lädt den zeitbestimmenden Kreis mit dem Kondensa t tor41 und dem Widerstand43 auf und löst den die Transistoren 47,49 enthaltenden Regenerativverstärker aus. Der sich dadurch ergebende Sättigungsstrom im Transistor 49 dient zur Speisung des Verbraucherkreises 63. Die Spannung, auf die sich der Kondensator 41 auflädt, ist praktisch gleich der Spannung zwi- schen den Klemmen 13,15 der Stromversorgung. Die Schaltungsanordnung verbleibt in diesem Sättigungszustand, solange der Photoleiter 9 beleuchtet ist.
Wenn die Beleuchtung des Photoleiters 9 wieder aufhört, reicht der der Basis des Transistors 19 über den Widerstand 21 zugeführte Strom nicht länger aus, im Transistor 23 einen Sättigungsstrom aufrechtzuerhalten. Wenn der Strom im Transistor 23 abfällt, wird auch der der Basis des Transistors 19 über den Widerstand 33 zugeführte Strom kleiner und der für die Basis des Transistors 19 verfügbare Strom sinkt weiter ab. Der Strom in den Transistoren 19,23 fällt durch diese Rückkopplungswirkung laufend weiter ab, bis der Strom im Transistor 23 praktisch Null geworden ist.
Wenn die Spannung am Kollektor des Transistors 23 etwas unter ihren Maximalwert abfällt, hören die Dioden 37, 39 auf zu leiten. Der zeitbestimmende Kreis aus Kondensator 41 und Widerstand 43 wird dadurch von der übrigen Schaltungsanordnung abgetrennt. Der Strom, der durch den Widerstand 65 in die Basis des Transistors 47 fliesst, reicht aus, den Transistor 49 im Sättigungszustand zu halten.
Der Verbraucherkreis 63 bleibt nach Beendigung der Beleuchtung des Photoleiterelementes 9 so lange noch angeschaltet, bis die Spannung am Kondensator 41 auf einen Wert abgefallen ist, der etwa gleich der Basisspannung des Transistors 47 ist. Diese Spannung wird durch den aus den Widerständen 59,61 bestehenden Spannungsteiler bestimmt. Wenn die Spannung am Kondensator 41 annähernd die Basisspannung des Transistors 47 erreicht hat, wird die Diode 37 in Flussrichtung vorgespannt. Die Diode 37 leitet dann einen Teil des den Widerstand 65 durchfliessenden Stromes über die Widerstände 43,45 zur Klemme 15 ab. Der den Widerstand 45 durchfliessende Strom verringert dann also den Basisstrom des Transistors 47 auf einen Wert, der nicht mehr ausreicht, den Transistor 49 im Sättigungszustand zu halten.
Wenn der Strom im Transistor 49 absinkt, wird auch der Basisstrom für den Transistor 47 kleiner, wodurch der Strom im Transistor 47 weiter verringert wird. Der Strom im Transistor 49 sinkt durch diese Rückkopplungswirkung kontinuierlich bis auf Null ab, wodurch der Verbraucherkreis 63 stromlos wird. Die Länge des Zeitintervalles, während dessen der Verbraucherkreis 63 nach Aufhören der Beleuchtung des Photoleiterelementes9 noch mit Energie versorgt wird, hängt also von der Zeitkonstante des Widerstandes 43 und des Kondensators 41 ab.
Die Schaltungsanordnung kann auch so aufgebaut sein, dass der Verbraucherkreis 63 bei unbeleuchtetem Photoleiter 9 in Betrieb ist. Hiefür werden der Photoleiter 9 und der Widerstand 11 vertauscht. Der Verbraucherkreis 63 wird dann ein bestimmtes Zeitintervall nach Beginn einer Beleuchtung des Photoleiters 9 abgeschaltet.
Die Verzögerungsschaltung gemäss der Erfindung kann also so aufgebaut sein, dass sie eine genaue Verzögerungsdauer entweder nach einer Beleuchtung oder nach einer Verdunklung des lichtempfindlichen Elementes einführt. Da der zeitbestimmende Kreis mit dem Widerstand und Kondensator während des kritischen Betriebsintervalles isoliert ist, wird die sich ergebende Verzögerungsdauer weder durch Transistor-
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parameter noch durch Änderungen im Verbraucherkreis beeinflusst, Ausserdem ist der den Verbraucherkreis 63 steuernde Regenerativverstärker spannungsempfindlich geschaltet, so dass das resultierende Zeitintervall unabhängig von der Stromverstärkung des gesteuerten Transistors ist.