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Schaltungsanordnung zum Erkennen von Spannungsdifferenzen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Erkennen von Spannungsdifferenzen und vorzugsweise zum Schalten einer Vergleichsschaltung, z. B. in einer Laufbildkamera, insbesondere für getaktete Motorsteuerung, mit einer an einen Differenzverstärker angeschlossenen. Schaltstufe.
Es ist bekannt, zum Erkennen einer Spannungsdifferenz Vergleichsschaltungen zu verwenden, die in Form einer Wheatstone Ischen Brücke oder auch einen Differenzverstärker gebildet sein können. Der- artige Schaltungen sind häufig in Kameras zur Blendensteuerung, aber auch in andern Geräten vorgesehen. AmAusgang dieser Vergleichsschaltungen liegt für gewöhnlich ein Motor, der von der Vergleichsschaltung gesteuert wird. Die Ansteuerung des Motors kann dabei - für den Fall, dass es sich um einen Läufermotor handelt-über eine Schaltstufe erfolgen. Nachteilig an derartigen Schaltungen ist, dass auch im abgeglichenen Zustand der Vergleichsschaltung ein Ruhestrom auftritt, der praktisch verloren ist. Dieser Ruhestrom ist besonders hoch bei getakteten Schaltungen.
In diesem letzteren Fall kann der Strom sogar höher sein als bei laufendem Motor. Dies ist gerade bei tragbaren Geräten, wie Kameras, wegen der dadurch bedingten geringen Lebensdauer der Batterien unangenehm. Es ist zwar bereits eine Vergleichsschaltung zur Blendensteuerung in einer Laufbildkamera bekannt, bei der bei abgeglichener Vergleichsschaltung der Motor stromlos ist (vgl. Kinotechnik Nr. 4 [1963], S. 113ff). Bei dieser Schaltungsanordnung war jedoch die Vergleichsschaltung vom Motorstromkreis getrennt, wobei in der Diagonale der als Wheatstone'schen Brücke ausgebildeten Vergleichsschaltung ein Relais zur Steuerung des Motors vorgesehen war.
Diese Schaltung hatte mehrere Nachteile : einerseits blieb nämlich der die Vergleichsschaltung enthaltende Stromkreis auch bei abgeglichener Brücke geschlossen, so dass die zugehörige Batterie weiter entleertwurde. Anderseits verursacht überdies bekanntermassen ein Relais einen verhältnismässig hohen Stromverbrauch, Mit einer solchen Anordnung konnte daher dem oben geschilderten Übelstand nicht abgeholfen werden.
Dies gelingt jedoch durch eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung, indem zwischen Differenzverstärker und Schaltstufe eine mit beiden Ausgängen des Differenzverstärkers verbundene Oder-Verknüpfung vorgesehen ist, die die von den beiden Ausgängen stammenden, jedoch relativ zueinander invertierten Signale erhält und damit die Schaltstufe steuert und die gegebenenfalls von den Emitterdioden der Eingangstransistoren selbst gebildet ist. Auf diese Weise werden Relais vermieden, und es wird eine kontaktlos arbeitende Schaltung geschaffen, die für die verschiedensten Zwecke anwendbar ist, insbesondere zum Ab- oder Anschalten verschiedenster Stromkreise. DieseStromkreise müssen nicht von einer Vergleichsschaltung gebildet sein, es genügt, wenn eine solche in Form des Differenzverstärkers vorhanden ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Fig. 1 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung. Fig. 2 veranschaulicht das Schaltverhalten einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung. Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel.
Ein Blendensteuerkreis in einer Laufbildkamera weist vier Brückenwiderstände, nämlich einen Pho- towiderstand --1-- und verstellbare Widerstände""R-, R., Rg-"auf. Die eine Diagonale der Brücke
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liegt einerseits am positiven Pol einer nicht dargestellten Gleichspannungsquelle, anderseits an Masse, Die andere Diagonale führt von der einen Seite über eine Differenzierstufe --4-- zu einer Vergleichs- schaltung-5-. Die Diofferenzierstufe --4-- besteht im wesentlichen aus einem Verstärker mit Ein- ganstransistor --T1--, Emitterfolger -T2-- und Ausgangstransistor --T3--, und mit RC-Gliedern in Gegenkopplung,
wobei alternativ die mit vollen Linien dargestellte Schaltung oder die strichliert dar- gestellte Schaltung unter Weglassung des dargestellten Kondensators-C-möglich ist. Im letzteren Fall wird die bei Laufbildkameras mit Spiegelverschluss auftretende Tatsache, dass der Photowiderstand - -1-- Wechsellicht erhält, für die getaktete Steuerung eines Motors --3-- ausgenutzt. Der dargestellte Verstärker arbeitet als astabiler Multivibrator mit verhältnismässig geringer Gleichspannungsverstärkung und hoher Wechselstrom verstärkung. Ein Kondensator --C2-- dient dazu, bei hohen Frequenzen die Verstärkung nicht zu gross werden zu lassen. Dieser Kondensator kann gewünschtenfalls auch weggelassen werden.
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--4-- nachgeschaltete Vergleichsschaltung --5-- weistden.
Das Kurzschliessen des Motors --3-- bewirkt eine kürzere Auslaufzeit und erleichtert dadurch die
Dimensionierung der vorgeschalteten Differenzierstufe --4--.
In dieser Vergleichsschaltung --5-- tritt nun besonders bei getakteter Steuerung des Motors--3-- ein hoher Ruhestrom auf. Dies soll durch die erfindungsgemässe Einrichtung verhindert werden. Die Ein- richtung besteht hiebei im wesentlichen aus einem Differenzverstärker-8-, der an die Eingangsklem- men --6,7--der Vergleichsschaltung --5-- angeschaltet ist, und die dort auftretenden Spannungen ab- fühlt. An Ausgangsklemmen --9,10-- des Differenzverstärkers --8-- ist ein Oder-Gatter --11-- angeschlossen, das also sowohl das Ausgangssignal des Differenzverstärkers --8-- als auch das invertierte Ausgangssignal empfängt und zu gleichsinnigen Signalen umwandelt.
Am Ausgang der Oder-Verknüpfung - liegt eine Steuerstufe --12-- mit einem Transistor --T13--, dessen Ausgang wieder einer als
Konstantstromquelle --13-- ausgebildeten Schaltstufe mit einem Transistor-T-über einen Widerstand --R16--zugeführt wird. Entsteht also infolge eines Brückenungleichgewichtes an einer der Klemmen --9 bzw. 10-- ein Ausgangssignal, so wird, gesteuert durch die Steuerstufe --12--, der Transi- stor-T,--leitend und schaltet die Eingangstransistoren --T2,T9-- der Vergleichsschaltung --5-- an Masse. Damit ist dann die Transistorbrücke --T4 bis T7-- stromlos.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Eingangstransistoren --T8,T9-- der Vergleichsschaltung --5-- einen Differenzverstärker. Es wäre nun möglich, den zusätzlichen Differenzverstärker - einzusparen und die Oder-Verknüpfung-11-- an den bereits vorhandenenDifferenzverstärker anzuschliessen. In diesem Falle wäre es zweckmässig, den Ausgang der Steuertransistoren-T, T -an die Dioden der Oder-Verknüpfung anzuschliessen. Der Ausgang dieser Oder-Verknüpfung wird dann über entsprechende Steuer- und Schaltstufen zur Abschaltung des Stromes in der Transistorbrücke benutzt.
Das Schaltverhalten der erfindungsgemässenSchaltungsanordnung ist aus Fig. 2 ersichtlich. Es sei angenommen, dass am einen Eingang der Oder-Verknüpfung sich eine Spannung --U1-- ergibt, hingegen am andern Eingang eine Spannung --U2-- gleicher Grösse, jedoch entgegengesetzter Polarität. Der Schwellwert der beiden Dioden der Oder-Verknüpfung ist mit der strichlierten Linie --S-- angedeutet.
Als Ausgangsspannung ergibt sich die mit stark ausgezogenen Linien dargestellte Spannung --U3--, die, wie ersichtlich, eine Symmetrieachse --UM-- aufweist. Für gewisse Anwendungen mag es zweckmässig sein, wenn die Ausgangsspannung-U.- gerade entgegengesetzt verläuft, d. h. bei Ansteigen der Ein- gangsspannungen-U ,U- über den Schwellwert ausgeschaltet wird, und umgekehrt. Selbstverständlich lässt sich auch ein solches Schaltverhalten erzielen. Die dargestellte Symmetrieachse --UM-- kann gewünschtenfalls dadurch verschoben werden, dass an die Basis eines der Eingangstransistoren des Diffe- renzverstärkers-8-ein Spannungsteiler gelegt wird, der gegebenenfalls auch verstellbar ist.
Durch einen verstellbar ausgebildeten Emitterwiderstand für die beiden den Differenzverstärker --8-- bildenden Transistoren kann ferner die Breite der sich ergebenden Stufe der Ausgangsspannung --U3-- eingestellt werden. Hiebei ergibt sich der besondere Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung, dass sie eine genauere und wesentlich schmälere Schaltbreite zulässt. Schliesslich aber ist es auch nicht erforderlich, dass die Schaltstufe der Ausgangsspanmmg --U3-- tatsächlich symmetrisch zur Symmetrieachse --UM--
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ist. Gewünschtenfalls können nämlich die Widerstände --R, R-verstellbar ausgeführt sein, so dass auch eine Verschiebung in bezug auf die Symmetrieachse --UM-- einstellbar ist.
Für höhere Anforderungen ist es vorteilhaft, den an die Transistoren des Differenzverstärkers --8-- angeschlossenen Emitterwiderstand als Konstantstromquelle auszubilden.
Im Rahmen der Erfindung ist auch eine gegenüber der in Fig. l dargestellten Ausbildung vereinfachte Ausführungsform möglich, bei der die Dioden der Oder-Verknüpfung von den Emitterdioden am Ausgang des Differenzverstärkers selbst gebildet sind. Eine solche Ausführungsform zeigt Fig. 3. Hiebei sind an die Eingangsklemmen --6,7--Transistoren--T14,T15--angeschlossen, die einerseits einen Differenzverstärker bilden, und deren Emitterdioden anderseits die Oder-Verknüpfung ergeben. Dement-
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tet und über einen Bassisspannungsteiler--R17--einem Eingangstransistor--T16--eines Schmitt-Triggers zugeführt. Am Kollektor des Eingangstransistors --T16 -- des Schmitt-Triggers liegt ein Ausgangs-
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--11-- verbunden ist.hochohmig.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführung ist zwar schaltungstechnisch einfacher als die Variante gemäss Fig. l, jedoch mag als nachteilig empfunden werden, dass infolge der Abnahme des Ausgangssignals von den Emittern der Transistoren-T , T-die Möglichkeit einer Verstärkung verloren geht. Es ist daher für solche Fälle, in denen eine Verstärkung gewünscht ist, der Anschluss der Oder-Verknüpfung an die Kollektorausgänge des Differenzverstärkers vorzuziehen. Auch bei einer solchen Ausführung ist es selbstverständlich möglich, die am Ausgang der Schaltungsanordnung liegende Schaltstufe als SchmittTrigger auszubilden, wobei gegebenenfalls der Transistor--T--der Konstantstromquelle gleichzeitig Ausgangstransistor des Schmitt-Triggers sein kann. Die in Fig. 3 dargestellte Mitkopplung über den
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derstand verstellbar ausgebildet sein kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zum Erkennen von Spannungsdifferenzen und vorzugsweise zum Schalten einer Vergleichsschaltung, z. B. in einer Laufbildkamera, insbesondere für getaktete Motorsteuerung, mit einer an einen Differenzverstärker angeschlossenen Schaltstufe, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Differenzverstärker und Schaltstufe eine mit beiden Ausgängen des Differenzverstärkers verbundene Oder-Verknüpfung vorgesehen ist, die die von den beiden Ausgängen stammenden, jedoch relativ zueinander invertierten Signale erhält und damit die Schaltstufe steuert und die gegebenenfalls von den Emitterdioden der Eingangstransistoren selbst gebildet ist.
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