AT333340B - Impulsgenerator - Google Patents

Description

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 mittransistor. 



   Auf verschiedenen Gebieten der elektronischen Technik, besonders der Messtechnik, wie z. B. bei Lichtblitzstroboskopen, besteht der Bedarf nach Impulsgeneratoren mit hoher Genauigkeit der   Impulsabstände   (unter   1%)   und Unbeeinflussbarkeit durch Störimpulse, besonders bei Übermittlung von durch Impulsfolgen dargestellten Messgrössen auch über grosse Entfernungen. Darüber hinaus ist es wünschenswert, über eine linear geteilte Einstellung für verschiedene Impulsfolgefrequenzen zu verfügen. 



   In der deutschen Auslegeschrift 1 277 326 ist ein Rechteckgenerator beschrieben, der aus einer bistabilen Kippschaltung in Verbindung mit zeitbestimmenden Baugruppen Miller-Integrator und RC-Glied besteht, wobei der Millerintegrator die kurzen und das RC-Glied die langen Schaltzeiten bestimmt. Ein Unijunktiontransistor dient bei dieser Schaltung zum Entladen des Kondensators des RC-Gliedes, sobald dessen Ladespannung einengewissenwert erreicht hat. Aufgabe der in dieser deutschen Auslegeschrift genauer beschriebenen Schaltung ist es, Impulse mit sehr hoher Impulsfrequenz und mit steilflankigen Impulsen zu liefern. 



   Ein in der brit. Patentschrift Nr. 1, 285, 030 beschriebener Impulsgenerator ist mit Thyristoren bestückt, wobei zum Verbessern der Arbeitsgenauigkeit einUnijunktionstransistor zur Steuerung der Thyristoren verwendet wird. 



   Die USA-Patentschrift Nr.   3, 579, 144   beschreibt einen Relaxationsoszillator mit   RC-Glied,   bei dem ein Unijunktionstransistor zur Steuerung des RC-Gliedes verwendet wird, mit dem Ziele, Verzögerungen zwischen Ein- und Ausgangssignal zu vermeiden. 



   Schliesslich ist in der USA - Patentschrift Nr.   3, 593, 185   ein Impulsgenerator geoffenbart, bei dem ein RC-Glied durch eine Schaltung, die zwei Unijuktionstransistoren enthält, gesteuert wird. 



   Die eingangs gestellten Aufgaben werden bei einem Impulsgenerator der einleitend genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an den Eingang der in an sich bekannter Weise spannungsgesteuertausgebildeten Kppschaltung zwei Kondensatoren angeschlossen sind, von denen der eine an die Steuerspannungsquelle und der andere mit dem Verbindungspunkteiner an eine weitere Spannungsquelle angeschlossenen, aus einem 
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 des Schalters an die Ausgangselektrode des Unijunktionstransistors angelegt ist. 



   Wie nachstehend noch ersichtlich sein wird, herrscht eine lineare Beziehung zwischen der Steuerspannung der Kippschaltung und der Impulsfolgefrequenz, d. h. die Änderung derselben erfolgt nicht durch Änderung der Zeitkonstanten, sondern durch Änderung der Steuerspannung. 



   Es ist daher möglich, gemäss weiterer Erfindungsmerkmale, die Steuerspannung   selbstveränderbar   auszubilden, bzw. die Steuerspannungsquelle als eine an eine Konstantspannungsquelle angeschlossene Potentiometeranordnung auszubilden, wodurch auf einfachste Weise ein linear geteiltes Einstellglied für die Impulsfolgefrequenz gewonnen wird. 



   Weiters ist vorgesehen, dass der   Unijunktionstransistor   dem Ausgang der Kippschaltung parallelgeschaltet ist, wodurch die Auskopplung der erzeugten Impulse niederohmig erfolgt, so dass die Übertragung der Impulse über lange Leitungen störspannungssicher möglich ist. 



   Weitere erfindungsgemässe Einzelheiten werden aus der nun folgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles hervorgehen. Es zeigen Fig. 1 das Gesamtschaltbild eines erfindungsgemässen Impulsgenerators, die Fig. 2 und 3 verschiedene Eingangsschaltungen desselben und Fig. 4 ein die Wirkungsweise veranschaulichendes Diagramm. 



   An die Betriebsspannungsquelle-+ Ub,--sind über   Widerstände-R, Rg und R -drei   Transistoren 
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    Ti, Ttrajisistor-Tg-mit   seiner Quellen-Senkenstrecke-b    b -angeschlossen.   



   Die Basis des   Transistors -T1- ist üb er   einen Kondensator-Ci-und über die Serienschaltung eines Widerstandes-Ri-und eine   Steuerspannungsquelle-USt-mit dem"-"Pol   der Betriebsspannungsquelle (also mit "Masse") verbunden. Ein zweiter   Kondensator-C-verbindet   die Basis dieses Transistors mit dem Kollektor des Transistors -T4-.-C1 und R1-bilden den Zeitkreis der Kippschaltung. 



   Der Kollektor des Transistors -Ti-ist an die Basis des   Transistors -T 2- angeschlossen,   dessen Emitter einerseits über   einenwiderstand-R-mit   Masse anderseits unmittelbar mit der   Senke -b1 - des   
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   Transistors-T-und   eine weitere Verbindung zum Ausgang-A-des Generators. 



   DerErmitte--e--desUnijunktiontransistors--T3--istübereineKondensator--C3--anMasseund über einen weiteren   Widerstand -Ra- an   den Kollektor des   Transistors -T2 - angelegt,   Die Widerstände   - R g, Rg-und   der   Kondensator 43bilden   einen Zeitkreis für den Unijunktiontransistor. 



   Die Fig. 2 zeigt als Steuerspannungsquelle die an die Betriebsspannungsquelle angeschlossene Serien- 

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 schaltung einesWiderstandes-Rg-, eines   Potentiometers-B ;-und   eines weiteren Wiederstandes --R10--. 



  Die Steuerspannung-St-wird vom Schleifer des Potentiometers abgenommen. 



   Die Fig. 3 zeigt für die Gewinnung der Steuerspannung die an die Betriebsspannungsquelle angeschlossene Serienschaltung der Kollektor-Emitterstrecke eines   Transistors-T5-,   eines   Potentiometers -P1- und     einesWiderstandes-R. Mit   dem Potentiometer erfolgt eine Voreinstellung der   Steuerspannung-USt-,   die dann durch den Zustand des Transistors verändert werden kann. 



    Zur Erklärung der Funktionsweise des in Fig. 1 dargestellten Generators wird von der Phase ausgegangen,    in   der -T1- zwar   gesperrt ist, aber kurz vor dem Kippen In den leitenden Zustand steht   sei   vorerst eine Spannungsteileranordnung (Fig. 2). 



     Da -T1- gesperrt   ist, stellt sich bei den übrigen Transistoren automatisch folgender Zustand ein : 
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 tenden Zustand und sperrt dabei Die Sperrung von --R2-- bewirkt. dass --T4-- ebenfalls sperrt, wodurch die eine Belaghälfte   von --C2- nun   plötzlich   über-R-an   die positive Betriebsspannung gelangt.   - -C2- beginnt - ausgehend   von einer Anfangsladung, die aus der Schwellspannung   von -T1- resultiert-   sich   tuber-rund   die Emitter-Basis-Strecke   von -T1- aufzuladen.   Gleichzeitig beginnt aber der Zeitkreis   (Rg   + R8, C3) des UJT seine Wirkung.

   Sobald die spannung an-C3-- die Höhe der Emitter-Höcker- Spannung erreicht,   wird-T 3-leitend   und erzeugt einen steilen positiven Impuls an --R4--. dieser Impuls   steuert-T4-bis   zur Sättigung aus,   wodurch-crin   seinem Ladevorgang unterbrochen wird und jetzt wieder parallel   zu --C 1- liegt.   Die Ladung   vos-zist   aber derjenigen von-Ci-entgegengesetzt gerichtet. Es findet daher ein Ladungsausgleich statt. Bei entsprechender Dimensionierung Ist die verbleibende Restladung in beiden Kondensatoren Null. Durch diesen Vorgang wird --Ti-- gleichzeitig gesperrt und 
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   -T2- leitendsteuerns von --T2-- rückkippt, sollen --R3 und   Re-so   gehalten werden, dass sie den Senkenstrom des UJT nicht liefern können. Es beginnt wieder die Ladung von   und C 2-bis   zur Schwellspannung. Vorausgesetzt wird jetzt folgendes :
1) nach dem Ladungsausgleich herrscht an der Basis   von -T1- ein   Potential nahe Null
2) die   Ladedauer von-Cg-bis   zum Erreichen von-Uep-ist genügend klein gegenüber der kleinsten, gewünschtenImpulsdauer( < 1%)
3) der Innenwiderstand von-Ust-ist klein gegenüber-Ri-
4)-Ust-und die Zeitkonstante R1. (C1 + C2) = T sind so gewählt, dass die Schwellspannung-Usnoch Im linearen Teil der exponentiellen Ladekurve erreicht wird, also höchstens nach der Zeitdauer   0, 1 T   
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 Dauer der Ausgangsimpulse). 



   Wenn diese Voraussetzungen erfüllt sind, herrscht eine lineare Beziehung zwischen-Ust-und der Impulsfolgefrequenz (Fig. 4). Die Frequenzvariationerfolgt nicht durch Änderung der Zeitkonstante, sondern durch Ändern   von-Ust-.   Daraus ergibt sich, dass diese Schaltung als Analog-Digital-Wandler mit dem Vorteilhoher Genauigkeit für die verschiedensten Mess-, Steuer- und Regelungsaufgaben eingesetzt werden kann. 



   Als Steuerspannungsquellen können auch Elemente Verwendung finden, die physikalische Grössen analog in elektrische Werte umsetzen. Weiters können diese Eingangsgrössen miteinander logisch verknüpft werden (als Beispiel diene Fig. 3, bei der die dem Potentiometer zugeführte positive Spannung von dem Zustand des Transistors --T5-- abhähgig ist). Die Auskopplung der Impulse erfolgt niederohmig, so dass die Übertragung der Impulse über lange Leitungen störspannungssicher erfolgt. Eine Synchronisation, z. B. mit der Netzfrequenzkannvorgenommenwerden. --R1--istdanninzweiSerien-Widerständezuzerlegen.Inihrengemeinsamen Verbindungspunkt wird das Synchron-Signal eingespeist. 



   Eine andere Anwendung besteht im Einsatz als genauer, freilaufender Impulsgenerator, wobei folgender Vorteil auftritt : Im Gegensatz zu üblichen RC-Multivibratoren ist der Skalenverlauf linear, da bei Einsatz eines genauen, linearen Potentiometers --P2--, Fig. 2 der Drehwinkel in einer proportionalen Beziehung zur Impulsfolgefrequenz steht. Der Bereichsanfang kann mit-Rio-vorgegeben werden. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Impulsgenerator mit einem durch eine Kippschaltung gesteuerten Unijunktiontransistor, d a d u r c h gekennzeichnet, dass an den Eingang der in an sich bekannter Weise spannungsgesteuert ausgebildeten <Desc/Clms Page number 3> Kippschaltung (Ut, Ti'T2) zwei Kondensatoren (Ci, C2) angeschlossen sind, von denen der eine (C1) an die Steuerspannungsquelle (Ust) und der andere (C2) mit dem Verbindungspunkt einer an eine weitere Spannungsquelle (ut ) angeschlossen, aus einem Widerstand (Ry) und einem steuerbaren Schalter (Tbestehenden Serienschaltung verbunden ist, und der Steuereingang des Schalters (T4) an die Ausgangselektrode des Unijunktiontransistors (T 3) angelegt ist.

   2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspannungsquelle (Ust) veränderbar ausgebildet ist.

   3. Impulsgenerator nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Steuerspannungsquelle (Ust) als eine an eine Konstantspannungsquelle (Ui ) angeschlossene Potentiometeranordnung (P10, P2, P9) ausgebildet ist. EMI3.1 glied (R1) eingeschaltet ist.

   6. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unijunktiontransistor (T 3) dem Ausgang der Kippschaltung (Ti, T2) parallelgeschaltet ist.

   7. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbaren Schalter von Transistoren (T, Tg) gebildet sind.

   8. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitkreis (R8, C3) des Unijunktionstransistors (T 3) veränderbar ist.