CS216786B1

CS216786B1 - Connection of low-frequency RC oscillator with transistors

Info

Publication number: CS216786B1
Application number: CS434081A
Authority: CS
Inventors: Bohumil Kulisek
Original assignee: Bohumil Kulisek
Priority date: 1981-06-10
Filing date: 1981-06-10
Publication date: 1982-11-26

Abstract

Nízkofrekvenční oscilátor RC s tranzistory, u něhož báze prvního tranzistoru typu PNP je připojena jednak mezi druhým odporem a třetím odporem tvořícím referenční dělič a jednak ke kolektoru druhého tran - zistpru typu NPN, jehož báze je připojena ke kolektoru prvního tranzistoru, jehož emitor je připojen mezi kondenzátor a první odpor, jehož druhý konec je připojen k anodě první diody, jejíž katoda je připojena do série k druhému odporu referenčního odporového děliče, přičemž jak kondenzátor a třetí odpor, tak emitor druhého tranzistoru jsou uzemněny, přičemž mezi dolní konec třetího odporu referenčního odporového děliče a zem a bázi druhého tranzistoru je zapojen vazební čtyřpól. Vazební Styřpól je stejnoměrně vázaný zesilovač se dvěma tranzistory typu NPN a dvěma odpory.Mezi bází a emitorem třetího tranzistoru je za~ pojen čtvrtý odpor. Kolektor třetího tranzistoru je připojen jednak přes pátý odpor ke zdroji kladného napájecího napětí a ! jednak k bázi čtvrtého tranzistoru, jehož . kolektor je připojen k bázi druhého tranzistoru, jehož emitor je uzemněn. Mezi anodu první diody a uzel tvořený prvním odporem a zdrojem kladného napájecího napětí je zapojen dvoupól, který tvoří druhá dioda, jejíž katoda je připojena k anodě první diody a jejíž anoda je připojena ke zdroji kladného napájecího napětí.A low-frequency RC oscillator with transistors, in which the base of the first PNP transistor is connected between the second resistor and the third resistor forming a reference divider and to the collector of the second NPN transistor, the base of which is connected to the collector of the first transistor, the emitter of which is connected between the capacitor and the first resistor, the other end of which is connected to the anode of the first diode, the cathode of which is connected in series to the second resistor of the reference resistor divider, both the capacitor and the third resistor and the emitter of the second transistor are grounded, and a coupling quadrupole is connected between the lower end of the third resistor of the reference resistor divider and ground and the base of the second transistor. The coupling quadrupole is a uniformly coupled amplifier with two NPN transistors and two resistors. A fourth resistor is connected between the base and the emitter of the third transistor. The collector of the third transistor is connected through the fifth resistor to a source of positive supply voltage and to the base of the fourth transistor, the . The collector is connected to the base of the second transistor, whose emitter is grounded. Between the anode of the first diode and the node formed by the first resistor and the positive supply voltage source, a bipolar junction is connected, which is formed by a second diode, whose cathode is connected to the anode of the first diode and whose anode is connected to the positive supply voltage source.

Description

Vynález se týká zapojení nízkofrekvenčního oscilátoru RC s tranzistory, u něhož báze prvního tranzistoru typu PNP je připojena jednak mezi druhým odporem a třetím odporem tvořícím odporový dělič a jednak ke kolektoru druhého tranzistoru typu NPN, jehož báze je připojena ke kolektoru prvního tranzistoru, jehož emitor je připojen mezi kondenzátor a první odpor, jehož druhý konec je připojen k anodě první diody, jejíž katoda je připojena do série lc druhému odporu referenčního odporového děliče, přičemž jak kondenzátor a třetí odpor,tak emitor druhého tranzistoru jsou uzemněny.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-frequency RC oscillator with transistors in which the base of a first PNP transistor is connected between a second resistor and a third resistor forming a resistive divider and a collector of a second NPN transistor. connected between the capacitor and the first resistor, the other end of which is connected to the anode of the first diode, the cathode of which is connected in series 1c to the second resistor of the reference resistive divider, both capacitor and third resistor and emitter of the second transistor being grounded.

Nízkofrekvenční oscilátor RC s tranzistory tohoto známého druhu má velmi vysokou elektrické energie a jeho schopnost kmitat závisí ve značné míře na zesilovacích činitelích použitých tranzistorů, přičemž může zaujmout i stabilní stav bez možnosti rozkmitání (obr.l).The low frequency RC oscillator with transistors of this known type has very high electrical energy and its ability to oscillate depends largely on the amplification factors of the transistors used, and can also assume a stable state without the possibility of oscillation (Fig. 1).

Tyto nevýhody odstraňuje zapojení nízkofrekvenčního oscilátoru RC s tranzistory podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi dolní konec třetího odporu referenčního děliče a zem a bázi druhého tranzistoru je zapojen vazební čtyřpól a mezi anodu první diody a uzel tvořený prvním odporem a zdrojem kladného napájecího napětí je zapojen dvoupól. Vazební čtyřpól je stejnosměrně vázaný zesilovač se dvěma tranzistory typu NPN a dvěma odpory,přičemž mezi bází a emitorem třetího tranzistoru je zapojen Čtvrtý odpor a kolektor třetího tranzistoru je připojen jednak přes pátý odpor ke kladnému napětí a jednak k bázi čtvrtého tranzistoru, jehož kolektor je připojen k bázi druhého tranzistoru a jehož emitor je uzemněn, a dvoupól tvoří druhá dioda, jejíž katoda je připojena k anodě první diody a jejíž anoda je připojena ke zdroji kladného napájecího napětí.These disadvantages are overcome by the connection of the RC oscillator with transistors according to the invention, which consists in that a coupling quadrupole is connected between the lower end of the third resistor of the reference divider and the ground and the base of the second transistor and between the anode of the first diode. voltage is connected two-pole. The coupler quadrupole is a DC-coupled amplifier with two NPNs and two resistors, with a fourth resistor connected between the base and the emitter of the third transistor and the collector of the third transistor connected to the positive voltage via the fifth resistor. to the base of the second transistor and whose emitter is grounded, and the bipolar is a second diode whose cathode is connected to the anode of the first diode and whose anode is connected to the positive supply voltage source.

Výhodou zapojení nízkofrekvenčního oscilátoru RC s tranzistory podle vynálezu je jeho velmi nízká spotřeba elektrické energie, která je téměř desetkrát nižěí než u známého zapojení. Další výhodou je schopnost kmitat bez možnosti ustálení ve stabilním stavu.The advantage of connecting a low frequency RC oscillator with transistors according to the invention is its very low power consumption, which is almost ten times lower than that of the known circuit. Another advantage is the ability to oscillate without the possibility of stabilization in a stable state.

Vynález bude nyní blíže vysvětlen pomocí výkresu, na kterém obr.l představuje doposud známé zapojení a obr.2 a 3 zapojení podle vynálezu nízkofrekvenčního oscilátoru RC s tran zistory.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, in which FIG. 1 represents a prior art circuit and FIGS.

Doposud známé zapojení nízkofrekvenčního oscilátoru RC s tranzistory podle obr.l sestává z prvního tranzistoru TI typu PNP a druhého tranzistoru T2 typu NPN, přičemž emitor prvního tranzistoru TI je připojen přes první odpor Rl ke zdroji kladného napájecího napětí +Uz ' a jednak přes kondenzátor C k emitoru druhého tranzistoru 12 a jednak k referenčnímu odporovému děliči tvořeného prvním odporem Rl a třetím odporem R^, který je v sérii připojen ke katodě první diody Dl, jejíž anoda je rovněž připojena ke zdroji kladného napájecího napětí +Uz. Báze prvního tranzistoru TI je připojena ke kolektoru druhého tranzistoru T2, jehož báze je připojena ke kolektoru prvního tranzistoru TI.The prior art connection of the low-frequency oscillator RC with the transistors of FIG. 1 consists of a first PNP transistor T1 and a second NPN T2 transistor, the emitter of the first transistor T1 being connected via a first resistor R1 to a positive supply voltage + Uz 'and a capacitor C to the emitter of the second transistor 12 and to the reference resistive divider formed by the first resistor R1 and the third resistor R1 which is connected in series to the cathode of the first diode D1, the anode of which is also connected to the positive supply voltage + Uz. The base of the first transistor T1 is connected to the collector of the second transistor T2, the base of which is connected to the collector of the first transistor T1.

V zapojení podle vynálezu nízkofrekvenčního oscilátoru RC s tranzistory je mezi dolní koneo třetího odporu R3 referenčního odporového děliče a zem a bázi druhého tranzistoru T2 zapojen vazební čtyřpól A a mezi anodu první diody Dl a uzel tvořený prvním odporem Rl a zdrojem kladného napájecího napětí +Uz zapojen dvoupól B.In the circuit according to the invention of the low-frequency oscillator RC with transistors, a coupling quadrupole A is connected between the lower resistor R3 of the reference resistor R3 and ground and the base of the second transistor T2 and between the anode of the first diode D1 and the node dvoupól B.

V praktickém provedení nízkofrekvenčního oscilátoru RC s tranzistory podle vynálezu vazební čtyřpól A sestává ze dvou tranzistorů typu NPN, to je třetího tranzistoru T^ a čtvrtého tranzistoru T£ a ze dvou odporů, to je čtvrtého odporu R4 a pátého odporu R5 podle zapojení, obr.3, a dvoupól B tvoří druhá dioda D2.In a practical embodiment of the low-frequency oscillator RC with transistors according to the invention, the coupling quadrupole A consists of two NPNs, i.e. a third transistor T4 and a fourth transistor T6 and two resistors, i.e. a fourth resistor R4 and a fifth resistor R5 according to the circuit. 3, and the two-pole B forms the second diode D2.

Celkové příkladné zapojení nízkofrekvenčního oscilátoru RC s tranzistory podle vynálezu obr.3 je následujicíi Emitor prvního tranzistoru TI je spojen s jedním koncem prvního odporu Rl a s kondensátorem C. Báze prvního tranzistoru TI je spojena s kolektorem druhého tranzistoru T2 a s jedním koncem druhého odporu R2 a třetího odporu R3« Kolektor prvního tran zistoru TI je spojen s bází druhého tranzistoru T2 a s kolektorem čtvrtého tranzistoru T£. Emitor druhého tranzistoru T2, třetího tranzistoru T^ a čtvrtého tranzistoru T£, druhý koneo kondenzátoru C a jeden koneo čtvrtého odporu R£ jsou spojeny se zemí. Báze čtvrtého tranzistoru T4 je spojena s kolektorem třetího tranzistoru T3 a s jedním konoem pátého odporu R5. Báze třetího tranzistoru TJ3 je spojena s druhým konoem třetího odporu R3 a čtvrtého, odporu R£. Druhý konec druhého odporu R2 je spojen s katodou první diody Dl.Anoda první diody Dl je spojena s katodou druhé diody D2.Anoda druhé diody D2 je spojena s druhým konoem prvního3 shows the following: The emitter of the first transistor T1 is connected to one end of the first resistor R1 and to the capacitor C. The base of the first transistor T1 is connected to the collector of the second transistor T2 and to one end of the second resistor R2 and the third resistor. The collector of the first transistor T1 is coupled to the base of the second transistor T2 and to the collector of the fourth transistor T6. The emitter of the second transistor T2, the third transistor T1 and the fourth transistor T6, the second cone of the capacitor C and one cone of the fourth resistor R1 are connected to ground. The base of the fourth transistor T4 is connected to the collector of the third transistor T3 and to one connector of the fifth resistor R5. The base of the third transistor TJ3 is connected to the second terminal of the third resistor R3 and the fourth resistor R1. The other end of the second resistor R2 is connected to the cathode of the first diode D1. The anode of the first diode D1 is connected to the cathode of the second diode D2. The anode of the second diode D2 is connected to the second connector of the first diode D1.

216 786 odporu Rl, pátého odporu R£ a se zdrojem kladného napětí +Uz.216,786 of resistor R1, fifth resistor R1 and positive voltage source + Uz.

Popis dynamické funkce vychází ze stavu, kdy napětí na kondenzátoru C je nulové. První tranzistor TJ a druhý tranzistor T2 jsou bez předpětí a neprotéká jimi žádný proud. Třetí tranzistor T3 3® plně vybuzen proudem tekoucím do jeho báze přes první diodu Dl a druhou diodu D2. druhým odporem R2 a třetím odporem R3, takže napětí ha jeho kolektoru je menší než 0,3 V a řtvrtým tranzistorem T£ tudíž neprotéká žádný proud.Napětí na kondenzzátoru C stoupá s exponenciální časovou závislostí až do hodnoty, která vybudí proud prvním tranzistorem Tl a tím i druhým tranzistorem T2, Nárůst proudu je lavinovitý s velkou strmostí.Napětí na kolektoru druhého tranzistoru T2 je nyní menší než 0,3 V, takže třetím tranzistorem 22 »yní neteče žádný proud, kondenzátor C je vybit na napětí přechodu báze-emitor prvního tranzistoru TJ a čtvrtý tranzistor T4 je plně vybuzen proudem tekouoím do jeho báze přes pátý odpor Rg. Tím je však přerušeno buzení druhého tranzistoru T2 a oscilátor se dostává do výchozího stavu tím, Že výchozí napětí na kondenzátoru C není nulové, ale má velikost napětí přechodu báze-emitor prvního tranzistoru Tl, což na principu funkce nic nemění.The description of the dynamic function is based on a state where the voltage at capacitor C is zero. The first transistor TJ and the second transistor T2 are biased and no current flows through them. The third transistor T3 3® is fully excited by the current flowing into its base through the first diode D1 and the second diode D2. the second resistor R2 and the third resistor R3, so that the voltage h of its collector is less than 0.3 V, and therefore no current flows through the fourth transistor T6. The voltage at the collector of the second transistor T2 is now less than 0.3 V, so that no current flows through the third transistor 22, the capacitor C is discharged at the base-emitter transition voltage of the first of transistor TJ and the fourth transistor T4 is fully excited by a current flow to its base via the fifth resistor Rg. This, however, interrupts the excitation of the second transistor T2 and the oscillator returns to its initial state by the fact that the initial voltage at capacitor C is not zero but has a base-emitter voltage level of the first transistor T1, which in principle does not change.

Činnost oscilátoru je tedy charakterizována dvěma stavy a to nabíjení kondenzátoru C přes první odpor Rl_nze zdroje kladného napětí +Vz a průchod uzavíracího impulzu na bázi druhého tranzistoru T2. Časové trvání prvního stavu je dané velikostí kondenzátoru C, prvního odporu Rl a dělicím poměrem druhého odporu R2, třetího odporu R3 a čtvrtého odporu R4 první diody Dl a druhé diody D2. Časové trvání druhého stavu je dané difuzními a parazitními kapacitami a saturačními zpožděními třetího tranzistoru T3 a čtvrtého tranzistoru T4. Teplotní závislost přechodu báze-einitor prvního tranzistoru Tl a třetího tranzistoru T3 kompenzují první dioda D3. a druhá dioda D2.The operation of the oscillator is thus characterized by two states, namely the charging of the capacitor C through the first resistor R1 _n from the positive voltage source + Vz and the passage of the closing pulse based on the second transistor T2. The duration of the first state is given by the size of the capacitor C, the first resistor R1 and the dividing ratio of the second resistor R2, the third resistor R3 and the fourth resistor R4 of the first diode D1 and the second diode D2. The duration of the second state is given by the diffusion and parasitic capacities and saturation delays of the third transistor T3 and the fourth transistor T4. The temperature dependence of the base-einitor transition of the first transistor T1 and the third transistor T3 is compensated by the first diode D3. and a second diode D2.

Oscilátor RC s tranzistory dle vynálezu je vhodný pro použití v integrované či hybridní formě jako zdroj nízkofrekvenčního kmitočtu v miniaturních zařízeních především číslicových, u kterých jsou požadavky na minimální spotřebu elektrické energie bez nutnosti stabilisace napájecího napětí.The RC oscillator with transistors according to the invention is suitable for use in integrated or hybrid form as a source of low frequency frequency in miniature devices, especially digital ones, which require minimum power consumption without the need to stabilize the supply voltage.

Claims

1. Connection of RC low-frequency oscillator with transistors, in which the base of the first PNP transistor is connected between the second resistor and the third resistor forming the reference resistive divider and secondly to the collector of the second NPN transistor whose base is connected to the collector connected between a capacitor and a first resistor, the other end of which is connected to the anode of a first diode, the cathode of which is connected in series to the second resistor of the reference resistive divider, both capacitor and third resistor and emitter of the second transistor being grounded; the end of the third resistor (R3) of the reference resistive divider and the ground and base of the second transistor (T2) is coupled to the quadrupole pole (A) and between the anode of the first diode (D1) and the node formed by the first resistor (R1) and positive supply voltage (+ Uz) double-pole (B) is connected.

2. The connection of the RC oscillator with transistors according to claim 1, characterized in that the coupling quadrupole (A) is a DC coupled amplifier with two typu and two resistors, with a fourth resistor (R4) connected between the base and the emitter of the third transistor (T3). ) and the collector of the third transistor (T3) is connected via the fifth resistor (R5) to the positive voltage supply (+ Uz) and to the base of the fourth transistor (T4), whose collector is connected to the base of the second transistor (T2) grounded, and the bipolar (B) forms a second diode (D2) whose cathode is connected to the anode of the first diode (D1) and whose anode is connected to the positive supply voltage source (+ Uz).