DE1068756B - - Google Patents

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DE1068756B DENDAT1068756D DE1068756DA DE1068756B DE 1068756 B DE1068756 B DE 1068756B DE NDAT1068756 D DENDAT1068756 D DE NDAT1068756D DE 1068756D A DE1068756D A DE 1068756DA DE 1068756 B DE1068756 B DE 1068756B
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    • H03K3/282—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator astable
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    • H03K3/2828—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator astable using two active transistors of the complementary type in an asymmetrical circuit configuration

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Oszillator, der sich besonders zur Erzeugung von Impulsen eignet und der sich beispielsewise bei Luftlandeanlagen oder ähnlichen Einrichtungen als Zeichensender eignet.The invention relates to an oscillator which is particularly suitable for generating pulses and which is suitable, for example, as a signal transmitter in air landing facilities or similar facilities.

Zeichensender für Funksignale und für Lichtsignale sind bisher mit beweglichen mechanischen Bauteilen, wie beispielsweise Elektromotoren, Relais usw., gebaut worden. Derartige Bauteile sind der Abnutzung unterworfen und gegen mechanische Schwingungen empfindlich. Es ist daher wünschenswert, Bauteile nichtmechanischer Art vorzusehen, um auf diese Weise die Verwendung beweglicher Teile zu vermeiden.Signal transmitters for radio signals and for light signals have so far been made with movable mechanical components, such as electric motors, relays, etc., have been built. Such components are subject to wear and tear subject and sensitive to mechanical vibrations. It is therefore desirable to have components of a non-mechanical nature, in order to avoid the use of moving parts.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Zeichensender zu bauen, die mit Induktivitäten arbeiten, deren Kerne gesättigt werden können. Diese sind jedoch nur dann brauchbar, wenn Wechselstrom zur Verfügung steht, und sie sind des weiteren verhältnismäßig groß und Schwer. Auch die Verwendung von Impulsgeneratoren mit Elektronenröhren ist bereits bekannt. Diese haben jedoch den Nachteil, daß sie einen Verbrauch an Heiz- und Anodenstrom haben und daß sie sich besonders beim Einsatz in Elektrobojen als unpraktisch erwiesen haben, wo die Batteriespannung niedrig ist und wo es hinsichtlich der begrenzten Batteriekapazität wünschenswert ist, den Stromverbrauch auf das äußerste zu beschränken.It has already been proposed to build character transmitters that work with inductors, their cores can be saturated. However, these can only be used if alternating current is available, and they are also relatively large and heavy. Also the use of pulse generators with electron tubes is already known. However, these have the disadvantage that they consume heating and anode current and that they have proven impractical, especially when used in electric buoys where the battery voltage is low and where it is desirable in terms of limited battery capacity is to limit the power consumption to the utmost.

Es ist bereits ein Signalgenerator für automatisch arbeitende Signaleinrichtungen vorgeschlagen worden, in welchem von dem erfindungsgemäßen Impulsgenerator Gebrauch gemacht wird. Dieser Impulsgenerator selbst ist jedoch nicht Gegenstand des älteren Vorschlags. A signal generator for automatically operating signal devices has already been proposed, in which use is made of the pulse generator according to the invention. This pulse generator however, itself is not the subject of the earlier proposal.

Die Erfindung hat eine elektrische Anordnung zum Gegenstand, bei der die angeführten Nachteile durch die Verwendung von Transistoren beseitigt werden. Mit einem zur Zeit zur Verfügung stehenden Hochleistungstransistor kann ein Strom von 1 A oder mehr bei einem inneren Spannungsabfall von nur etwa V2 V beherrscht werden. Ein derartiger Transistor läßt sich deshalb sehr vorteilhaft als Schaltelement für einen z. B. mit einer Lampe belasteten Stromkreis verwenden. Als Transistor kann der Typ PNP und auch NPN verwendet werden mit im allgemeinen drei Elektroden, einer Emitterelektrode, einer Basiselektrode und einer Auffangelektrode. Damit die Steuerenergie so klein wie möglich gehalten werden kann, wird gewöhnlich eine Schaltung verwendet, bei der die Emitterelektrode geerdet ist, wobei dann bei einem Transistor des Typs PNP an die Basiselektrode gegen die Emitterelektrode eine negative Spannung angelegt wird und bei einem Transistor des Typs NPN umgekehrt verfahren wird. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem der Kollektorstrom 1 A beträgt, muß man an die Basiselektrode einen Strom von etwa 0,1 A legen, um zwi-S chaltungs anordnung
zur Impulserzeugung
mit zwei komplementären TransistorenThe subject of the invention is an electrical arrangement in which the stated disadvantages are eliminated through the use of transistors. With a high-power transistor currently available, a current of 1 A or more can be controlled with an internal voltage drop of only about V2 V. Such a transistor can therefore be very advantageous as a switching element for a z. B. use a circuit loaded with a lamp. The transistor type PNP and also NPN can be used with generally three electrodes, an emitter electrode, a base electrode and a collecting electrode. In order to keep the control energy as small as possible, a circuit is usually used in which the emitter electrode is grounded, in which case a negative voltage is applied to the base electrode against the emitter electrode for a transistor of the PNP type and a negative voltage for a transistor of the NPN type the reverse is done. In an embodiment in which the collector current is 1 A, a current of about 0.1 A must be applied to the base electrode in order to switch between circuitry
for pulse generation
with two complementary transistors

Anmelder:
Svenska Aktiebolaget Gasaccumulatorf
Lidingö (Schweden)Applicant:
Svenska Aktiebolaget Gasaccumulator f
Lidingö (Sweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr, 17Representative: Dipl.-Ing. W. Mouths, patent attorney,
Frankfurt / M., Börsenstr, 17

*· Beanspruchte Priorität:* Claimed priority:

Schweden vom 3. Juni 1955Sweden June 3, 1955

Carl-Erik Granqvist und Lars Lundahl,
Lidingö (Schweden),
sind als Erfinder genannt wordenCarl-Erik Granqvist and Lars Lundahl,
Lidingö (Sweden),
have been named as inventors

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sehen der Auffangelektrode und der Emitterelektrode eine Spannungsdifferenz von der Größenordnung von 0,5 V zu erhalten. Wenn beispielsweise als Zeichensender für elektrische Bojen ein mit Transistoren ausgerüsteter Oszillator verwendet werden soll, stellen sich von selbst wegen des hohen erforderlichen Wirkungsgrades besondere Probleme heraus. Hierbei ist es in erster Linie notwendig, die Basiselektrode eines Hochleistungstransistors ausreichend auszusteuern, um während der einzelnen Lichtzeiten einen kleinen Spannungsabfall zu erhalten, und in zweiter Linie muß man zwischen den einzelnen Lichtzeiten einen unnötig hohen Stromverbrauch der Transistoren vermeiden, see a voltage difference of the order of magnitude of the collecting electrode and the emitter electrode 0.5V. If, for example, a signal transmitter for electric buoys is equipped with transistors Oscillator to be used make themselves because of the high required efficiency particular problems. Here it is primarily necessary to use the base electrode of a To control high-performance transistor sufficiently to generate a small one during the individual light times To get voltage drop, and in the second place one has to have one between the individual light times avoid unnecessarily high power consumption of the transistors,

DieErfindung besteht in einer Schaltungsanordnung zur Impulserzeugung mit zwei komplementären Transistoren, bei der die Steuerelektrode, z. B. die Basiselektrode, des zweiten Transistors mit der Ausgangselektrode des ersten verbunden ist, und in dem mit der Ausgangselektrode, z. B. dem Kollektor, des zweiten Transistors verbundenen Ausgangskreis ein Stromverbraucher liegt, und ist gekennzeichnet durch einen Rückkopplungskreis, der die Ausgangselektrode des zweiten Transistors mit der Steuerelektrode, z. B. der Basiselektrode, des ersten verbindet und so ausgebildet ist, daß er während der Anfangszeit eines dem Stromverbraucher zugeführten Impulses eine positive Rückkopplung erzeugt.The invention consists in a circuit arrangement for pulse generation with two complementary transistors, in which the control electrode, e.g. B. the base electrode of the second transistor with the output electrode of the first is connected, and in which with the output electrode, e.g. B. the collector, the second Transistor connected output circuit is a power consumer, and is characterized by a Feedback circuit connecting the output electrode of the second transistor to the control electrode, e.g. B. the Base electrode, the first connects and is designed so that it is the power consumer during the initial period of one applied pulse generates a positive feedback.

909 648/277909 648/277

Claims (5)

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt als Kippschwingungsoszillator für die Erzeugung und Aussendung von Impulsen. Der Oszillator besteht aus einem Transistor 1, der mit einem Transistor 2 in Kaskade liegt, wobei in dem gezeigten Beispiel der Transistor 1 vom Typ PNP und der Transistor 2 vom Typ NPN ist. Die Last, die in dem Beispiel aus einer Signallampe 3 besteht, liegt in der Kollektorleitung des Transistors 2. Die Emitterelektrode des Transistors 1 liegt an der positiven und die Emitterelektrode des Transistors 2 liegt an der negativen Batterieklemme. Des weiteren ist ein Spannungsrückkopplungskreis vorgesehen, der aus dem Kondensator 4 und dem Widerstand 6 besteht und der zwischen der Kollektorelektrode des Transistors 2 und der Basiselektrode des Transistors 1 liegt. Zwischen der Kollektor elektrode des Transistors 1 und der Basiselektrode des Transistors 2 liegt ein Widerstand 8, und zwischen der Basiselektrode und der Emitterelektrode des Transistors 2 liegt der Widerstand 9. In Serie mit der Lampe 3 liegt eine Drossel 11, deren Funktion nachstehend erläutert sei. Zwischen der Basiselektrode des Transistors 1 und dem negativen Pol der Batterie liegt ein Widerstand 7, dessen Funktion ebenfalls aus dem Nachfolgenden ersichtlich ist. Die elektrische Schaltung arbeitet wie folgt: Sobald an der Basiselektrode des Transistors 1 eine negative Spannungsänderung auftritt, entnimmt die Kollektorelektrode diesem einen Strom, so daß auf der Basiselektrode des Transistors 2 ein Strom auftritt. Hierdurch wird durch die Lampe 3 ein Stromfluß in Gang gesetzt, durch den der Spannungsabfall an der Lampe anzuwachsen beginnt. Hierdurch geht das Potential an der Kollektorelektrode des Transistors 2 zurück, wodurch unmittelbar hierauf die Basiselektrode des Transistors 1 wegen der Spannungsrückkopplung durch den aus dem Kondensator 4 und dem Widerstand 6 bestehenden Stromkreis noch mehr negativ wird. Auf diese Weise erreicht der Kollektorstrom des Transistors 2 sehr schnell seinen Maximalwert, der so lange aufrechterhalten wird, wie die Ladung des Kondensators 4 noch genügend groß ist, um die Basiselektrode des Transistors 1 mit Strom zu versorgen. Auf diese Weise wird die Lichtzeit im wesentlichen durch den Kondensator 4 und den Widerstand 6 bestimmt. Die Basiselektrode des Transistors 1 wirkt hinsichtlich der Emitterelektrode als eine Diode, und sie kann nur durch ein paar Zehntelvolt negativ werden. Sobald die Lampe 3 eingeschaltet ist, wird deshalb der Kondensator 4 seitens der vollen Batteriespannung entladen. Sobald der Strom in der Lampe 3 nicht mehr anwachsen kann, genügt nur noch eine kleine positive Spannungsänderung der Basiselektrodenspannung des Transistors 1, um den durch die Lampe 3 fließenden Strom beträchtlich abfallen zu lassen, wodurch die Basiselektrode des Transistors 1 eine sehr hohe positive Ladung erhält, als deren Folge beide Transistoren so lange nichtleitend werden, bis sich der Kondensator 4 über den Widerstand 7 wieder aufgeladen hat. Hierauf wiederholt sich der beschriebene Ablauf. Die Länge der Dunkelpausen werden somit im wesentlichen durch den Widerstand 7 bestimmt. Während der Dunkelpausen wird auf diese Weise der Batterie kein Strom entnommen, was ein sehr wichtiger Faktor ist. Der Kondensator wird zu der Zeit geladen, bei der die Lampe gerade eingeschaltet wird, und zu dieser Zeit ist es wegen der Zeit, die die Lampe zum Aufwärmen benötigt, bedeutungslos, ob die Energie zur Beschleunigung des Einschaltvorganges benutzt wird. Die hier angegebenen Vorteile konnten durch die Verwendung eines Paares Transistoren in Kaskadenschaltung erreicht werden. Um den Strom, der während der Lichtzeiten durch die Basiselektrode des Transistors 2 fließt, zu begrenzen, wurde der Widerstand 8 eingefügt, durch den der Strom während der Lichtzeiten auf einen praktisch konstanten Wert gehalten wird. Den Transistoren haftet jedoch die Neigung an, auch noch dann während der Dunkelzeiten einen Strom zu entnehmen, wenn die Basiselektrode gegenüber der Emitterelektrode eine sehr kleine Spannung erhält. Um dies zu vermeiden, wurde der Widerstand 9 eingelegt. Des weiteren ist der Widerstand der kalten Lampe klein und die Verstärkung der rückgeführten Spannung gering; hierdurch können bei extremer Kälte oder Wärme gewisse Schwierigkeiten beim Schwingungseinsatz entstehen. Diese Schwierigkeiten lassen sich durch die Drossel 11 umgehen, die während der Zündung des Oszillators eine verhältnismäßig hohe Impedanz darstellt. Typische Werte für die Bemessung der Bauteile eines Zeichensenders, dessen Lichtzeit 0,2 Sekunden und dessen Periode 3 Sekunden beträgt, sind nachstehend angegeben: Transistor 1 Typ 2N68 Transistor 2 Typ 2N95 Lampe 3 6 V, 1 A Widerstand 7 66kOhm Widerstand 9 IOOOhm Drossel 11 0,01 H Kondensator 4 150 Mikrofarad Widerstand 6 33 Ohm Widerstand 8 100 Ohm Die Widerstände 7 und 9 können derart temperaturabhängig sein, daß sie die Temperaturabhängigkeit der Transistoren auszugleichen vermögen. Patentansprüche:In the drawing, an embodiment of the invention is shown as a relaxation oscillator for the generation and transmission of pulses. The oscillator consists of a transistor 1 which is cascaded with a transistor 2, the transistor 1 being of the PNP type and the transistor 2 of the NPN type in the example shown. The load, which in the example consists of a signal lamp 3, is in the collector line of transistor 2. The emitter electrode of transistor 1 is connected to the positive and the emitter electrode of transistor 2 is connected to the negative battery terminal. Furthermore, a voltage feedback circuit is provided which consists of the capacitor 4 and the resistor 6 and which is located between the collector electrode of the transistor 2 and the base electrode of the transistor 1. Between the collector electrode of the transistor 1 and the base electrode of the transistor 2 is a resistor 8, and between the base electrode and the emitter electrode of the transistor 2 is the resistor 9. In series with the lamp 3 is a choke 11, the function of which will be explained below. Between the base electrode of the transistor 1 and the negative pole of the battery there is a resistor 7, the function of which can also be seen below. The electrical circuit works as follows: As soon as a negative voltage change occurs at the base electrode of the transistor 1, the collector electrode draws a current from it, so that a current occurs on the base electrode of the transistor 2. As a result, a current flow is set in motion through the lamp 3, as a result of which the voltage drop across the lamp begins to increase. As a result, the potential at the collector electrode of the transistor 2 goes back, whereby the base electrode of the transistor 1 becomes even more negative immediately because of the voltage feedback through the circuit consisting of the capacitor 4 and the resistor 6. In this way, the collector current of the transistor 2 very quickly reaches its maximum value, which is maintained as long as the charge on the capacitor 4 is still large enough to supply the base electrode of the transistor 1 with current. In this way, the light time is essentially determined by the capacitor 4 and the resistor 6. The base electrode of transistor 1 acts as a diode with respect to the emitter electrode, and it can only go negative by a few tenths of a volt. As soon as the lamp 3 is switched on, the capacitor 4 is therefore discharged from the full battery voltage. As soon as the current in the lamp 3 can no longer increase, only a small positive voltage change in the base electrode voltage of the transistor 1 is sufficient to let the current flowing through the lamp 3 drop considerably, whereby the base electrode of the transistor 1 receives a very high positive charge , as a result of which both transistors become non-conductive until the capacitor 4 has recharged via the resistor 7. The sequence described is then repeated. The length of the dark pauses are thus essentially determined by the resistor 7. In this way, no power is drawn from the battery during the dark breaks, which is a very important factor. The capacitor is charged at the time the lamp is being switched on, at which time it is irrelevant whether the energy is used to speed up the switch-on process because of the time it takes for the lamp to warm up. The advantages given here could be achieved by using a pair of transistors in cascade connection. In order to limit the current which flows through the base electrode of the transistor 2 during the light times, the resistor 8 was inserted, by means of which the current is kept at a practically constant value during the light times. The transistors, however, have a tendency to draw a current even during the dark periods when the base electrode receives a very low voltage in relation to the emitter electrode. In order to avoid this, the resistor 9 was inserted. Furthermore, the resistance of the cold lamp is small and the amplification of the returned voltage is small; this can cause certain difficulties in using vibrations in extreme cold or heat. These difficulties can be avoided by the choke 11, which represents a relatively high impedance during the ignition of the oscillator. Typical values for the dimensioning of the components of a signal transmitter with a light time of 0.2 seconds and a period of 3 seconds are given below: Transistor 1 Type 2N68 Transistor 2 Type 2N95 Lamp 3 6 V, 1 A Resistor 7 66kOhm Resistor 9 IOOOhm Choke 11 0.01 H capacitor 4 150 microfarads resistor 6 33 ohms resistor 8 100 ohms The resistors 7 and 9 can be temperature-dependent in such a way that they are able to compensate for the temperature dependence of the transistors. Patent claims: 1. Schaltungsanordnung zur Impulserzeugung mit zwei komplementären Transistoren, bei der die Steuerelektrode, z. B. die Basiselektrode, des zweiten Transistors mit der Ausgangselektrode des ersten verbunden ist und in dem mit der Ausgangselektrode, z. B. dem Kollektor, des zweiten Transistors verbundenen Ausgangskreis ein Stromverbraucher liegt, gekennzeichnet durch einen Rückkopplungskreis, der die Ausgangselektrode des zweiten Transistors mit der Steuerelektrode, z. B. der Basiselektrode, des ersten verbindet und so ausgebildet ist, daß er während der Anfangszeit eines dem Stromverbraucher zugeführten Impulses eine positive Rückkopplung erzeugt.1. Circuit arrangement for pulse generation with two complementary transistors, in which the Control electrode, e.g. B. the base electrode of the second transistor with the output electrode of the first is connected and in which with the output electrode, e.g. B. the collector, the second Output circuit connected to the transistor is a power consumer, characterized by a feedback circuit, which connects the output electrode of the second transistor to the control electrode, e.g. B. of the base electrode, connects the first and is designed to be used during the initial period a pulse supplied to the power consumer generates positive feedback. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Transistor mit seinem Emitter an eine feste Spannung angeschlossen ist.2. Circuit according to claim 1, characterized in that each transistor with its emitter is connected to a fixed voltage. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Spannung für den ersten Transistor von der einen Klemme und für den zweiten Transistor von der anderen Klemme einer gemeinsamen Stromquelle gebildet wird.3. A circuit according to claim 2, characterized in that the fixed voltage for the first Transistor from one terminal and one for the second transistor from the other terminal common power source is formed. 4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbraucher zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors und der mit dem ersten Transistor verbundenen Klemme der Stromquelle liegt.4. A circuit according to claim 3, characterized in that the power consumer between the Collector of the second transistor and the terminal of the current source connected to the first transistor lies. 5. Schaltung nach Anspruch 4 mit einem Stromverbraucher, der im kalten Zustand einen wesentlich niedrigeren Widerstand aufweist, dadurch ge-5. A circuit according to claim 4 with a power consumer, which is a substantially in the cold state has lower resistance, thereby
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