DE1059961B

DE1059961B - Bistable flip-flop for the formation of a relay-like device

Info

Publication number: DE1059961B
Application number: DES47052A
Authority: DE
Inventors: Otto Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-01-13
Filing date: 1956-01-13
Publication date: 1959-06-25

Description

DEUTSCHESGERMAN

In der Hauptpatentanmeldung S 46365 VIII a /21 a ¹ ist bei einer bistabilen Kippschaltung für die Bildung einer relaisartig arbeitenden Einrichtung, welche zwei Transistoren enthält, von denen der eine mit seiner Kollektorelektrode unmittelbar oder über einen Widerstand mit der Basiselektrode des anderen Transistors verbunden und die Kollektorelektrode dieses Transistors über einen Widerstand mit der Basiselektrode des ersten Transistors rückgekoppelt ist, die neuartige Schaltung vorgeschlagen worden, wonach die Emitterelektroden beider Transistoren miteinander galvanisch verbunden sind, die Steuerspannung der Anordnung über einen Reihenwiderstand an die Emitter-Basis-Strecke des ersten Transistors angelegt ist und die Ausgangsspannung an einem Schaltungsglied über die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors abgenommen wird.In the main patent application S 46365 VIII a / 21 a ¹ is a bistable trigger circuit for the formation of a relay-like operating device which contains two transistors, one of which is connected to its collector electrode directly or via a resistor to the base electrode of the other transistor and the The collector electrode of this transistor is fed back via a resistor to the base electrode of the first transistor, the novel circuit has been proposed, according to which the emitter electrodes of both transistors are galvanically connected to one another, the control voltage of the arrangement is applied to the emitter-base path of the first transistor via a series resistor and the output voltage is taken from a circuit element via the emitter-collector path of the second transistor.

Bei dieser Anordnung wird der zweite Transistor, der für die Speisung des Verbrauchers bestimmend ist, bei einem bestimmten oberen Wert der Eingangs-Steuerspannung der Anordnung gesperrt und bei einem bestimmten unteren Wert der Eingangssteuerspannung geöffnet. Es ist also jeweils je eine entsprechende Veränderung der Eingangssteuerspannung für die Erreichung der Steuerung des zweiten Transistors für Durchgang bzw. Sperrung erforderlich. Eine solche Anordnung läßt sich vorteilhaft dadurch weiterbilden, daß erfindungsgemäß parallel zu dem Widerstand, welcher den zusätzlichen Steuerstrom über die Steuerstrecke des ersten Transistors begrenzt, ein Kondensator geeigneter Größe parallel geschaltet wird. Wird dieser in bestimmter Weise bemessen, so wird erreicht, daß bei einem bestimmten Wert der Eingangssteuersp.annung der zweite Transistor nach einem bestimmten Zeitwert geöffnet und dann anschließend selbsttätig nach einem zweiten Zeitwert wieder gesperrt wird. Das Verhältnis der beiden Zeitwerte bis zum öffnen des zweiten Transistors und bis zu seiner nachfolgenden Sperrung läßt sich, wie sich durch Versuche ergeben hat, auf einfache Weise durch eine Veränderung der Eingangssteuerspannung des Systems verändern. Diese Abhängigkeit ist z. B. derart, daß, wenn die Eingangssteuerspannung vergrößert wird, der Zeitwert für den geöffneten Zustand des zweiten Transistors verkleinert wird, während die Zeit für die.45 Sperrung dieses Transistors praktisch unverändert bleibt.In this arrangement, the second transistor, which is used to power the consumer, is the determining factor is blocked at a certain upper value of the input control voltage of the arrangement and at a certain lower value of the input control voltage opened. So there is always a corresponding change the input control voltage for achieving control of the second transistor for Passage or blocking required. Such an arrangement can advantageously be developed further by that according to the invention parallel to the resistor, which the additional control current over the control path of the first transistor limited, a capacitor of suitable size is connected in parallel. Will If this is measured in a certain way, it is achieved that at a certain value of the input control voltage the second transistor opens after a certain time value and then automatically afterwards is blocked again after a second time value. The ratio of the two time values up to opening of the second transistor and up to its subsequent blocking can, as can be seen through experiments can easily be changed by changing the input control voltage of the system. This dependency is e.g. B. such that when the input control voltage is increased, the Time value for the open state of the second transistor is reduced, while the time for the .45 Blocking this transistor remains practically unchanged.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung" wird auf das Ausführungsbeispiel nach der Zeichnung Bezug genommen. In dieser bezeichnen 1 bzw. 2 den ersten bzw. den zweiten Transistor. In Reihe mit jedem der Transistoren liegt ein Widerstand 3 bzw. 4. Der Widerstand 4 kann in der Anordnung z. B. der Verbraucherwiderstand sein. Ein Verbraucher kann aber Bistabile Kippschaltung für die Bildung
einer relaisartig arbeitenden EinrichtungFor a more detailed explanation of the invention, reference is made to the exemplary embodiment according to the drawing. In these, 1 and 2 designate the first and the second transistor. A resistor 3 or 4 is connected in series with each of the transistors the arrangement can be, for example, the consumer resistance
a relay-like device

Zusatz zur Patentanmeldung S 46365 VIII a /21 a¹
(Auslegeschrift 1 035 204)Addition to patent application S 46365 VIII a / 21 a ¹
(Auslegeschrift 1 035 204)

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Otto Werner, Berlin-Siemensstadt,
ist als Erfinder genannt wordenOtto Werner, Berlin-Siemensstadt,
has been named as the inventor

auch seinerseits an den Ausgang des Transistors 2 bzw. an den Widerstand 4 als Spannungsquelle angeschlossen sein. Die Anordnung wird gespeist von der Gleichspannungsquelle, die an den Klemmen 5 und 6 liegt. An den Klemmen 7 und 8 liegt die Eingangssteuerspannung U_st des Systems, Die. Speisung der Steuerstrecke des Transistors 1 erfolgt über einen Reihenwiderstand 9. Zwischen der Steuerelektrode 1 b des ersten Transistors 1; und der Ausgangselektrode des zweiten Transistors 2 c ist der Widerstand 10 eingeschaltet, welcher für die Führung eines zusätzlichen Steuerstromes über die Steuerstrecke am Transistor 1 bestimmend ist und diesen Strom nach oben begrenzt. Parallel zu diesem Begrenzungswiderstand 10 für den zusätzlichen Steuerstrom des ersten Transistors ist erfindungsgemäß der Kondensator 12 geschaltet. Die Steuerstrecke des Transistors 2 wird im Falle dieses Ausführungsbeispieles gespeist über, den Widerstand in Form des Ventil 11. Auch diesem Ventil Il kariii ein besonderer Kondensator, wie z. B. 13, parallel geschaltet sein. Die Wirkungsweise der Anordnung ist, wird zunächst von dem Ventil 11 mit dem Parallelkondensator. 13 abgesehen und eine einfache durchgehende Leitung ohne Ventil angenommen, die folgende.also in turn be connected to the output of the transistor 2 or to the resistor 4 as a voltage source. The arrangement is fed by the DC voltage source which is applied to terminals 5 and 6. The input control voltage U _{st of} the system, Die, is applied to terminals 7 and 8. The control path of the transistor 1 is fed via a series resistor 9. Between the control electrode 1b of the first transistor 1; and the output electrode of the second transistor 2 c , the resistor 10 is switched on, which is decisive for the conduct of an additional control current over the control path at the transistor 1 and limits this current upwards. According to the invention, the capacitor 12 is connected in parallel with this limiting resistor 10 for the additional control current of the first transistor. The control path of the transistor 2 is in the case of this embodiment, fed via the resistance in the form of the valve 11. Also this valve Il kariii a special capacitor such. B. 13, be connected in parallel. The mode of operation of the arrangement is initially controlled by the valve 11 with the parallel capacitor. 13 and a simple continuous line without a valve assumed, the following.

Der zusätzliche Steuerstrom für den Transistor-1 setzt sich zusammen aus einem Strom über den Widerstand 10 und dem Lade- bzw. Entladestrom des Kondensators 12. Bei einer bestimmten Höhe der Steuerspannung Ust würde z. B., solange der Ladestrom des Kondensators 12 von 5 über 1 a-1 b, denThe additional control current for the transistor 1 is composed of a current through the resistor 10 and the charging or discharging current of the capacitor 12. At a certain level of the control voltage Ust , z. B., as long as the charging current of the capacitor 12 of 5 over 1 a-1 b, the

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Kondensator 12 und den Widerstand 4 nach der Klemme 6 fließt, der Transistor 1 voll geöffnet und dementsprechend der Transistor 2 gesperrt sein. Ist der Kondensator 12 geladen, so reicht der nun allein durch den/Widerstand 10 bestimmte zusätzliche Steuerstrom nicht aus, um· den Transistor 1 im voll geöffneten Zustand zu; halten. Der Transistor 2 wird daher etwas geöffnet, was zur Folge hat, daß der Kondensator 12 sich in einem. Tejlstrom über den Widerstand 9, die Steuerspannungsquelle 7, 8 und den Transistor 2 entlädt. Ein weiterer .Teilentladestrom fließt über den Widerstand 10. '''Durch' den Entladestrom "über den Widerstand 9 wird, aber der Transistor 1 wegen des an seiner Basiselektrode 1 b entstehenden positiven Potentials ganz gesperrt, so daß Transistor 2 „voll öffnet. Ist der Kondensator 12 entladen, so fließt über den Transistor 1 der volle durch die S teuer spannung U_st und den Widerstand 9 gegebene Steuerstrom. Dadurch verringert sich die Steuerspannung für den Transistor 2, was wieder eine Potentialverschiebung am Punkt 2 c im Sinne einer Erhöhung der Spannung au den Elektroden 2 a, 2 c zur Folge hat. Der Kondensator 12 wird daher wieder aufgeladen, und das geschilderte Spiel beginnt von neuem. ,Capacitor 12 and resistor 4 flow to terminal 6, transistor 1 is fully open and, accordingly, transistor 2 is blocked. If the capacitor 12 is charged, the additional control current determined by the resistor 10 alone is not sufficient to switch the transistor 1 on in the fully open state; keep. The transistor 2 is therefore opened somewhat, with the result that the capacitor 12 is in one. Partial current through the resistor 9, the control voltage source 7, 8 and the transistor 2 is discharged. Another .Teilentladestrom flows via the resistor 10 '''through' the discharge current "through the resistor 9, but the transistor 1 completely blocked due to the at its base electrode 1 b resulting positive potential so that transistor 2 is" fully opened. Is the capacitor 12 discharges, the full control current given by the expensive voltage U _st and the resistor 9 flows through the transistor 1. This reduces the control voltage for the transistor 2, which again results in a potential shift at point 2c in the sense of an increase in the Voltage on the electrodes 2 a, 2 c . The capacitor 12 is therefore charged again and the game described begins again.,

Eine Änderung der S teuer spannung U_st hat nun insbesondere eine Änderung der Entladezeit des Kondensators 12 zur Folge. Eine Erhöhung der Steuerspannung U_st verringert die Entladezeit, also die Zeit, während der der Transistor 2 geöffnet ist; eine kleinere Steuerspannung Ust vergrößert diese Zeit. Durch Änderung der Steuerspannung [7_Si ist es auf diese Weise möglich, das Verhältnis von Öffnungszu Sperrzeit des Transistors 2 stetig zu verändern. Bei einem unteren Steuerspannungswert U_st bleibt der Transistor 2 dauernd voll geöffnet und bei einem oberen Steuerspannungswert dauernd voll gesperrt, während bei Steuerspannungswerten, die zwischen diesen Grenzwerten liegen, öffnungs- und Sperrzeiten einander ablösen.A change in the expensive voltage U _st now results in a change in the discharge time of the capacitor 12 in particular. An increase in the control voltage U _st reduces the discharge time, that is to say the time during which the transistor 2 is open; a lower control voltage Ust increases this time. By changing the control voltage [7 _Si , it is possible in this way to change the ratio of opening to blocking time of transistor 2 continuously. In the case of a lower control voltage value U _st , the transistor 2 remains permanently fully open and in the case of an upper control voltage value is permanently fully blocked, while in the case of control voltage values which lie between these limit values, opening and blocking times alternate.

Wie bereits in der Patentanmeldung S 47051/21 a¹ vorgeschlagen, wird das Verhalten einer solchen Kippschaltung verbessert, wenn in den Steuerkreis des Transistors 2 eine Gegenspannung bzw. ein Widerstand mit Schwellwert, wie z. B. ein Trockengleichrichter, eingefügt wird. In dem Ausführungsbeispiel ist hierfür das bereits erwähnte Trockengleichrichterventil 11 vorgesehen.As already proposed in the patent application S 47051/21 a ¹ , the behavior of such a flip-flop is improved if a counter voltage or a resistor with a threshold value, such as. B. a dry rectifier is inserted. In the exemplary embodiment, the already mentioned dry rectifier valve 11 is provided for this purpose.

Dieses Ventil bedingt infolge seiner nichtlinearen spannungsabhängigen Stromspannungskennlinie, daß in dem Steuerkreis eine Mindestspannung wirksam sein muß, damit ein nennenswerter Strom im Steuerkreis des Transistors 2 fließen kann. Bei geringer Überschreitung dieser Mindestspannung erhöht sich dagegen der Steuerstrom erheblich, wie es zur Umsteuerung des Transistors 2 vom Zustand der Sperrung in denjenigen der vollen Durchlässigkeit erwünscht ist. Weiterhin hat die Einfügung einer solchen Gegenspannung bzw. eines Widerstandes mit Schwellwert in den Steuerkreis zu'r Folge, daß wegen der größeren Mindeststeuerspannung der größte Steuerstrom im Transistor 1 einen kleineren Wert besitzen darf als ohne eine solche Hilfseinrichtung. Der zusätzliche Steuerstrom über den Widerstand 10 darf daher für die vollständige Sperrung des Transistors 2 kleiner sein.Due to its non-linear voltage-dependent current-voltage characteristic, this valve requires that A minimum voltage must be effective in the control circuit so that there is a significant current in the control circuit of the transistor 2 can flow. If this minimum voltage is exceeded slightly, it increases on the other hand, the control current is considerable, as is the case for reversing the transistor 2 from the state of the Blocking in those of full permeability is desired. Furthermore, the insertion of a such a counter voltage or a resistance with a threshold value in the control circuit result in that because of the greater minimum control voltage, the largest control current in transistor 1 have a smaller value may be considered without such an auxiliary device. The additional control current via resistor 10 is allowed therefore be smaller for the complete blocking of the transistor 2.

Es hat sich nun gezeigt, daß eine weitere Verbesserung durch die Parallelschaltung eines Kondensators 13 zum Ventil 11 erreicht wird. Der Lade- bzw. Entladestrom dieses Kondensators beschleunigt die Umsteuerung des Transitors 2 vom geöffneten zum gesperrten Zustand, und umgekehrt.It has now been shown that a further improvement is achieved by connecting a capacitor in parallel 13 to valve 11 is reached. The charging or discharging current of this capacitor accelerates the Reversal of the transistor 2 from the open to the locked state, and vice versa.

Wie bereits erwähnt, ist die Zeitdauer für den gesperrten Zustand des Transistors 2 praktisch durch die Ladezeit des Kondensators 12 bestimmt, während die Entladezeit des Kondensators 12, die durch die Steuerspannung verändert werden kann, die Zeitdauer für den geöffneten Zustand des Transistors 2 bestimmt. Die absolute Zeitdauer der Ladung bei gegebenen Widerstandswerten ist abhängig von der Größe des Kondensators und läßt sich durch dessen Einstellung somit verändern.As already mentioned, the period of time for the blocked state of the transistor 2 is practically through the charging time of the capacitor 12 is determined, while the discharging time of the capacitor 12, which is determined by the Control voltage can be changed, the duration for the open state of the transistor 2 is determined. The absolute duration of the charge at given resistance values depends on the Size of the capacitor and can therefore be changed by setting it.

Claims

Patent claims:

1. Bistable multivibrator for the formation of a relay-like device, which contains two transistors, one of which is connected to its collector electrode directly or via a resistor to the base electrode of the other transistor and the collector electrode of this transistor via a resistor to the base electrode of the first transistor is fed back and the emitter electrodes of both transistors are galvanically connected to one another and the control voltage of the arrangement is applied to the emitter-base path of the first transistor via a series resistor, according to patent application S 46365 VIII a / 21 a ¹ , characterized in that parallel to the A capacitor is connected between the base of the first transistor and the collector electrode of the second transistor for the additional control current, which by its charge from the supply voltage source of the arrangement and its discharge, the passage and the Blocking of the second transistor in a certain rhythm depending on the control input voltage of the arrangement controls.

2. Feedback circuit according to claim 1, characterized in that when the Control path of the second transistor ■ from the output of the first transistor via a counter voltage element or a resistance element with threshold value character is also connected in parallel to this switching element, a capacitor.

3. Feedback circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the capacitors are adjustable in their value.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings