DE1004664B

DE1004664B - Arrangement for the reduction of sequences of electrical impulses

Info

Publication number: DE1004664B
Application number: DEV9240A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Habil Oskar Vierling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-07-21
Filing date: 1955-07-21
Publication date: 1957-03-21

Description

DEUTSCHESGERMAN

Für viele Zwecke der modernen Elektrotechnik sind Schaltungen notwendig, die aus einer eventuell unregelmäßigen Impulsfolge jeden zweiten Impuls auslöschen bzw. nur jeden zweiten Impuls weitergeben. Es sind Anordnungen üblich, die diese Aufgabe unter Verwendung von elektromechanischen Einrichtungen (z.B. von Relais, Schrittschaltwerken), Elektronenröhren und Halbleiterelementen lösen. Die Erfindung betrifft die weitere Ausgestaltung der mit Halbleiterelementen arbeitenden Untersetzer.For many purposes of modern electrical engineering, circuits are necessary that may consist of a Erase irregular pulse sequence every second pulse or only pass on every second pulse. Arrangements are common to accomplish this task using electromechanical devices (e.g. from relays, stepping mechanisms), electron tubes and semiconductor elements. The invention relates to the further configuration of the coasters working with semiconductor elements.

Es ist bekannt, Halbleiteranordnungen mit negativer Emitterspannungs- und Emitterstromkennlinie (bistale Anordnungen) zur Untersetzung von Impulsfolgen zu verwenden. Diese Schaltungen benötigen jedoch relativ hohen Aufwand an Bauteilen, z. B. zwei Anordnungen mit negativer Kennlinie, oder leisten nicht, was in der Mehrzahl der Anwendungsfälle wünschenswert wäre, nämlich die Impulsuntersetzung unabhängig von der Impulsbreite durchzuführen. So arbeitet z. B. eine bekannte Anordnung folgendermaßen: Die zu untersetzenden Impulse werden differenziert. Die so gewonnenen Impulsspitzen bewirken eine Umschaltung der nachgeschalteten Halbleiteranordnung aus dem einen Arbeitspunkt in den anderen. Damit nicht die doppelte Impulsfrequenz (es entstehen beim Differenzieren zwei »Impulsspitzen« pro Eingangsimpuls) untersetzt wird, benutzt man die Tatsache, daß die Halbleiteranordnung nach einem Schaltvorgang eine gewisse Zeit für rückschaltende Impulse unempfindlich ist. Ein derartiges Verfahren hat ersichtlich den Nachteil, daß die zu untersetzenden Impulse eine bestimmte Form einhalten müssen. Die Anordnung nach der Erfindung enthält wie die beschriebene Anordnung eine nur einstufige Schaltung, erlaubt jedoch die Beschickung mit Impulsen beliebiger Breite. Sie bezieht sich auf eine Anordnung, bei der zur Untersetzung von Folgen elektrischer Impulse eine Halbleiteranordnung mit negativer Kennlinie und zwei stabilen Arbeitspunkten verwendet wird, an der die zu untersetzenden Impulse abwechselnd an zwei verschiedenen Elektroden wirksam werden und eine Umsteuerung von einem stabilen Arbeitspunkt in den anderen bewirken, so daß an dem durch die dritte Elektrode der Halbleiteranordnung fließenden Strom die untersetzten Impulse gewonnen werden können.It is known semiconductor arrangements with negative emitter voltage and emitter current characteristics (bistal arrangements) to use for the reduction of pulse trains. These circuits need however, a relatively high cost of components, e.g. B. two arrangements with negative characteristic, or perform not what would be desirable in the majority of applications, namely the pulse reduction to be carried out regardless of the pulse width. So z. B. a known arrangement as follows: The impulses to be reduced are differentiated. The impulse peaks obtained in this way cause a switchover of the downstream semiconductor arrangement from the one operating point to the others. So that not twice the pulse frequency (when differentiating two "pulse peaks" arise per input pulse) is reduced, one uses the fact that the semiconductor device after a Switching process is insensitive for a certain time for back-switching pulses. One such procedure obviously has the disadvantage that the pulses to be reduced must adhere to a certain shape. the The arrangement according to the invention, like the arrangement described, contains only a single-stage circuit, however, it allows impulses of any width to be fed. It refers to an arrangement at a semiconductor device with a negative characteristic curve for stepping down sequences of electrical impulses and two stable operating points are used at which the pulses to be reduced alternately two different electrodes become effective and a reversal from a stable operating point cause in the other, so that flowing through the third electrode of the semiconductor device Electricity the reduced pulses can be obtained.

Derartige Schaltungen sind an sich bekannt. Sie enthalten eine oder mehrere Dioden, die durch die in den beiden Arbeitspunkten unterschiedlichen Potentiale an den Elektroden sperrend oder leitend werden und die Potentialverteilung zusätzlich beeinflussen. Auf diese Weise werden die über eine Leitung zugeführten, zu untersetzenden Impulse abwechselnd den beiden Elektroden zugeführt. Ein Nachteil solcher Anordnung zur Untersetzung
von Folgen elektrischer ImpulseSuch circuits are known per se. They contain one or more diodes, which become blocking or conductive due to the different potentials at the two working points and also influence the potential distribution. In this way, the pulses to be reduced, which are supplied via a line, are alternately supplied to the two electrodes. A disadvantage of such an arrangement for reduction
of consequences of electrical impulses

Anmelder:Applicant:

Dr. phil. habil. Oskar Vierung,
Ebermannstadt, Pretzfeider Str. 174Dr. phil. habil. Oskar Vierung,
Ebermannstadt, Pretzfeider Str. 174

Dr. phil. habil. Oskar Vierling, Ebermannstadt,
ist als Erfinder genannt wordenDr. phil. habil. Oskar Vierling, Ebermannstadt,
has been named as the inventor

Schaltungen ist jedoch, daß sie nur in einer engen Umgebung der Temperatur, bei der sie eingestellt wurden, zufriedenstellend arbeiten. Ferner kann die Untersetzung versagen, wenn die Schaltung längere Zeit im Zustand hohen Stromes verharrte, was bei Verarbeitung langsamer Impulsfolgen nicht selten der Fall sein kann. Das Versagen der Anordnung beruht dabei auf der Temperaturabhängigkeit der Halbleiterwiderstände. Das tritt deshalb besonders in Erscheinung, weil die Temperaturabhängigkeit der Gesamtanordnung sich aus den Temperaturabhängigkeiten des bistalen Stromkreises und der Einrichtung, die die wechselweise Zuführung der Impulse auf die beiden Transistorelektroden besorgt, in komplizierter Weise zusammensetzt.Circuits is, however, that they only operate in a close environment of the temperature at which they are set have been working satisfactorily. Furthermore, the reduction can fail if the circuit is longer Time remained in the state of high current, which is not uncommon when processing slow pulse trains may be the case. The failure of the arrangement is based on the temperature dependence of the semiconductor resistors. This is particularly evident because the temperature dependency of the overall arrangement results from the temperature dependencies the bistal circuit and the device that alternately feeds the pulses to the both transistor electrodes concerned, assembled in a complicated way.

Eine wesentliche Erhöhung der Betriebssicherheit wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die feste Verkopplung von bistabilem Stromkreis und Einrichtung zur wechselseitigen Impulszuführung auf die Elektroden aufgehoben wird, und diese beiden Teile der Anordnung in an sich bekannter Weise optimal aufgebaut werden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Impulszuführungselektroden der bistabilen Halbleiteranordnung je eine Seriendiode vorgeschaltet ist, deren eine mit einer dem Stromkreis der dritten Elektrode entstammenden Spannung abwechselnd gesperrt und geöffnet wird.A substantial increase in operational safety is achieved according to the invention in that the Fixed coupling of bistable circuit and device for reciprocal pulse feed the electrodes are lifted, and these two parts of the arrangement are optimal in a manner known per se being constructed. The invention is characterized in that the two pulse supply electrodes the bistable semiconductor arrangement is preceded by a series diode, one of which is connected to a the voltage coming from the circuit of the third electrode is alternately blocked and opened.

An Hand der Zeichnung soll in einem Beispiel das Wesen der Erfindung näher erläutert werden: Die Folge zu untersetzender Impulse gelangt über die Anschlüsse 13,14 in die Schaltung. Die Diode 7 ist über die Widerstände 3., 4, 5 so vorgespannt, daß der erste zugeführte Impuls nicht über diese Diode laufen kann und somit über Kondensator 8, Diode 6 und Kondensator 10 an die Emitterelektrode des Spitzentran-With reference to the drawing, the essence of the invention will be explained in more detail in an example: The The sequence of pulses to be reduced enters the circuit via the connections 13, 14. The diode 7 is over the resistors 3, 4, 5 biased so that the first supplied pulse cannot run through this diode and thus through capacitor 8, diode 6 and capacitor 10 to the emitter electrode of the tip

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sistors 12 gelangt. (An die Stelle des Spitzentransistors können auch andere Halbleiteranordnungen treten, die einen Stromverstärkungsfaktor besitzen, der größer als 1 ist, z. B. Doppelbasisdioden, NPNP-Transistoren u. ä.) Dort bewirkt er die Umschaltung des Transistors; der Kollektorstrom steigt, und damit der Spannungsabfall am Widerstand 3. Über die Widerstände 4 und 5 gelangt dann ein solches Potential an die Diode 7, daß ihre Sperrung aufgehoben wird. Infoilgedessen wird der nächste Impuls an die Basis des Transistors 12 geleitet und bewirkt die Rückschaltung des Transistors auf geringen Kollektorstrom. Damit ist der anfangs beschriebene Zustand wieder hergestellt, so daß der nächste eintreffende (dritte) Impuls die entsprechenden Vorgänge auslöst. Die Spannung am Widerstand 3 verläuft in Form von Impulsen halber ursprünglicher Frequenz. Die Widerstände 1,2 und 3 sind in Verbindung mit den Betriebsspannungen so zu bemessen, daß die Arbeitskennlinie der Anordnung zwei genügend stabile Arbeitspunkte aufweist. Die Kondensatoren 9,10 und 11 dienen der Potential trennung. Zur Abnahme der untersetzten Impulse sind die Anschlüsse 14,15 vorgesehen, an die gegebenenfalls weitere Untersetzerstufen der vorstehend beschriebenen Art in Hintereinanderschaltung angeschlossen werden können.sistor 12 arrives. (In place of the tip transistor other semiconductor arrangements that have a current gain factor can also occur, which is greater than 1, e.g. B. Double base diodes, NPNP transistors, etc.) There it causes the switch of the transistor; the collector current increases, and with it the voltage drop across the resistor 3. Via the Resistors 4 and 5 then reach such a potential at the diode 7 that their blocking is canceled will. In addition, the next pulse is directed to the base of transistor 12 and causes the Switching the transistor back to low collector current. This is the situation described at the beginning restored, so that the next incoming (third) impulse takes the appropriate operations triggers. The voltage across the resistor 3 takes the form of pulses half the original frequency. The resistors 1, 2 and 3 are to be dimensioned in connection with the operating voltages so that the Working characteristic of the arrangement has two sufficiently stable working points. The capacitors 9,10 and 11 are used for potential separation. The connections 14, 15 are used to receive the reduced impulses provided, to the possibly further reduction stages of the type described above in series connection can be connected.

Bei der geschilderten Ausführung der Untersetzerstufe sind bistabiler Stromkreis und Einrichtung zur wechselweisen Impulsführung (Teile 4, 5 und 7) praktisch getrennt: da nämlich die den beiden Arbeitepunkten des Transistors zugeordneten Ströme durch den Widerstand 3 sehr verschieden sind, bedeutet die Ankopplung des' verhältnismäßig großen Widerstandes 4 keine merkliche Beeinflussung des Kollektorpotentials. Eine andersartige Beeinflussung der statischen Kennlinie des bistabilen Stromkreises ist auf Grund der gewählten Schaltung nicht denkbar. Diese Kennlinie kann vielmehr durch geeignete Wahl der Widerstände 1, 2 und 3, sowie der Betriebsspannungen optimal ausgebildet werden, so daß Änderungen der Transistorparameter — etwa durch Temperaturänderung hervorgerufen — und der Betriebsspannungen in gewissem Umfange ohne Einfluß auf das einwandfreie Arbeiten der Untersetzerstufe bleiben. Ferner ist es sogar möglich, den Transistor gegen ein Exemplar gleichen Typs auszuwechseln, ohne daß normale Exemplarstreuungen ein Einmessen neuer Widerstandswerte erforderlich machen.In the described version of the reduction stage are bistable circuit and device for alternating impulse guidance (parts 4, 5 and 7) practical separated: there namely the currents assigned to the two working points of the transistor through the resistance 3 are very different, means the coupling of the 'relatively large resistance 4 no noticeable influence on the collector potential. A different kind of influence on the static characteristic of the bistable circuit is not conceivable due to the selected circuit. Rather, this characteristic curve can be achieved through a suitable choice of resistors 1, 2 and 3, as well as the operating voltages be optimally designed so that changes in the transistor parameters - for example due to a change in temperature caused - and the operating voltages to a certain extent without any influence the flawless work of the coaster remains. Furthermore, it is even possible to use the transistor to be exchanged for a specimen of the same type without measuring normal specimen variations make new resistance values necessary.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Arrangement for stepping down sequences of electrical impulses through a semiconductor arrangement with negative characteristic and two stable working points at which the pulses to be reduced alternately take effect on two different electrodes and a reversal from one stable working point to the other, so that from the through the third electrode the current flowing through the semiconductor device, the reduced pulses can be obtained can, characterized in that the two pulse supply electrodes each have a series diode is connected upstream, one of which with a voltage originating from the circuit of the third electrode is alternately locked and opened.

2. Arrangement with several reduction stages according to claim 1, characterized in that these stages are connected in series.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,595,208.

1 sheet of drawings