DE1076177B - Selbstschwingender Rechteckwellengenerator - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen selbstschwingenden Rechteckwellengenerator, in dem vorzugsweise Halbleiterverstärkerelemente verwendet werden.

Die Entwicklung von Halbleiterelementen, wie z. B. Transistoren, hat eine entscheidende Wirkung auf dem Gebiet des elektrischen Signal- und Nachrichtenwesens gehabt. Diese bekannten Halbleiterverstärkerelemente sind im Vergleich zu den üblichen Vakuumröhren klein, benötigen keine Heizstromquelle, sind sehr dauerhaft und bestehen aus einem Material, das eine lange Lebensdauer besitzt. Deshalb ist die Verwendung von Transistoren für Oszillatoren und andere Schaltungsanordnungen in vielen Fällen besonders vorteilhaft.

Wie bekannt, lassen sich Transistoren in zwei allgemeine Klassen einteilen, die als Punktkontakttransistoren und Verbindungstransistoren bekannt sind. Weiter ist bekannt, daß jede dieser Klassen verschiedene Eigenschaften aufweist, wodurch die eine Klasse der anderen für gewisse Anwendungen vorzuziehen ist. Neue Entwicklungen zeigen jedoch, daß Verbindungstransistoren bei elektrischen Signal- und Nachrichtensystemen aller Art bevorzugt werden. Es ist offensichtlich, daß die ausschließliche Verwendung einer Transistorenart in einem Empfänger z. B. einen entschiedenen Vorteil bedeutet. Die Reparaturvorgänge sind erleichtert, wenn Transistoren ersetzt werden müssen, und verschiedene Transistoreneinheiten können normalerweise austauschbar hergestellt werden. Deshalb ist es wünschenswert, die in bekannten Oszillatoren wegen ihrer Einfachheit häufig benutzten Punktkontakttransistoren durch Verbindungstransistoren zu ersetzen.

Es ist bereits eine Schaltung für einen selbstschwingenden Generator bekannt, die zwei Transistoren, deren Emitter-Kollektor-Pfade zwischen zwei Potentialen einer Gleichspannung in Reihe geschaltet sind, und einem Transformator mit sättigungsfähigem Kern und zwei Sekundärwicklungen aufweist, von denen je eine in dem Emitter-Basis-Pfad eines der beiden Transistoren liegt.

Bei dieser bekannten Schaltung erfolgt die Rückkopplung transformatorisch von der Verbindung der beiden in Reihe geschalteten Emitter-Kollektor-Pfade und der Verbindung von zwei Gleichspannungsquellen zur einen Wicklung des einen Transformators. Dies hat den Nachteil, daß zwei Gleichspannungsquellen erforderlich sind. Dies bedeutet aber andererseits, daß beispielsweise bei Speisung der Schaltungsanordnung aus einer Gleichrichterschaltung zwei Gleichrichter oder ein Gleichrichter mit parallelliegendem Spannungsteiler versehen sein müssen. Dazu kommt noch, daß bei der Verwendung eines Spannungsteilers zusätzlich die Selbstschwingender
Rechteckwellengenerator

Anmelder:

Lear, Incorporated,

Santa Monica, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,
- Frankfurt/M., Sdmeckenhofstr. 27

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom .19. September 1956

Clyde James Norton, Sepulveda, Calif. (V. St. Α.),
ist alsErfinder-genannt worden

Leistung des Teilers, von der Stromversorgung aufgebracht werden muß. " ' '

Nachteilig ist die bekannte Schaltung: des weiteren auch bei Abnahme der Ausgangs spannung, da sodann ein weiterer Transformator erforderlich ist.

Durch die Erfindung werden die obigen Nachteile vermieden.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Primärwicklung· des Transformators mit ihrem einen Ende mit einem Potential der Gleichspannung und ihrem anderen Ende mit der Verbindung der beiden in Reihe geschalteten Emitter-Kollektor-Pfade gekoppelt ist. Dies bedeutet einen sehr geringen und somit billigen Schaltaufwand. Mit dem erfindungsgemäßenRechteckwellengenerator ist es außerdem möglieh, Halbleiterverstärkerelemente mit einem Stromverstärkungsfaktor kleiner als Eins zu benutzen.

Weiter läßt sich durch die Erfindung ein HaIbleiter-Oszillätorkreis verwirklichen, der Transistoren des Verbindungstyps aufweist, der äußerst einfach im Aufbau ist und bei dem auf eine höchst zuverlässige Weise Impulse erzeugt werden. Die Transistoren werden selbsttätig wechselseitig leitfähig gemacht, wobei die Verbindung der Kollektorelektrode des einen und die Emitterelektrode des anderen Transistors automatisch zwischen den zwei Potentialen der Gleichspannung variiert werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus-

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führungsbeispiels im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 in einem schematischen Diagramm eine verbesserte Art eines Verbindungstransistor-Oszillatorkreises gemäß der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2 a und 2 b Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Oszillators nach Fig. 1.

Mit Bezug auf Fig. 1 verwendet der erfindungsgemäße Oszillatorkreis nach der vorliegenden Erfindung ein Paar Transistoren 10 und 12 mit entsprechenden Emitterelektroden 14,16., Basiselektroden 18, 20 und Kollektorelektroden 22, 24. Die Transistoren 10, 12 sind zur Erläuterung als Verbindungstransistoren des P-N-P-Typs dargestellt, obwohl bemerkt werden soll, daß durch Umkehrung der Potentiale ebenfalls Transistoren des N-P-N-Typs verwendet werden können. Vorzugsweise gehören die Transistoren 10, 12 den als Leistungstransistoren bekannten Typen an.

Die Emitterelektrode 14 des Transistors 10 ist über eine Schutzdrossel 26 mit der positiven Klemme B + einer Gleichspannungsquelle verbunden, während die Kollektorelektrode 24 des anderen Transistors 12 mit Erdpotential verbunden ist. Die Kollektoirelektrode 22 des Transistors 10 und die Emitterelektrode 16 des Transistors 12 stehen direkt miteinander in Verbindung und haben, wie gezeigt, eine gemeinsame Verbindung 30. Demgemäß sind die Emitter-Kollektor-Pfade der Transistoren 10, 12 zwischen B+ und Erde in Reihe geschaltet.

Ein Transformator 32 mit einem sättigungsfähigen Kern weist zwei Sekundärwicklungen 34, 36 auf. Die Sekundärwicklung 34 liegt zwischen der Basiselektrode 18 und der Emitterelektrode 14 des Transistors 10, während die andere Sekundärwicklung 36 zwischen die Basiselektrode 20 und die Emitterelektrode 16 des Transistors 12 geschaltet ist. Eine Klemme 40 der Primärwicklung 38 des Transformators 32 ist direkt mit der Emitterelektrode 14 des Transistors 10 verbunden und ihre andere Klemme 42 über einen Widerstand 44 und einen Kondensator 46 mit der Emitterelektrode 16 des Transistors 12. Ein Kondensator 48 liegt zwischen der Klemme 42 der Primärwicklung 38 und Erde.

Nach Einschalten der Betriebsspannung ist die Emitterelektrode 14 des Transistors 10 augenblicklich positiver als dessen Basiselektrode 18. Dies ist die Leitfähigkeitsbedingung, wodurch der Transistor 10 wie ein geschlossener Schalter wirkt, um die Verbindung 30 auf B'+ -Potential zu bringen. Auf Grund der Eigenschaften- des sättigungsfähigen Eisentransformators 32 wird die Leitfähigkeit des Transistors 10 so lange aufrechterhalten, bis der magnetische Sättigungszustand des Kernes erreicht ist. In diesem Zeitpunkt nimmt die Kollektorspannung stark ab. Auf Grund der unmittelbaren Verbindung des Kollektors 22 des Transistors 10 mit dem Emitter 16 des Transistors 12 wird letzterer im gleichen Zeitpunkt leitend, in dem der Transistor sperrt. Gleichzeitig ist der Transistor 12 für Leitfähigkeit vorgespannt. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis eine Kernsättigung in umgekehrter Richtung erfolgt, was eine Umkehrung der obigen Wirkungsweise hervorruft, so daß der Transistor 12 sperrt und der Transistor 10 leitet. Auf diese Weise ändert sich das Potential der Verbindung 30 wechselseitig zwischen B+ und 0 Volt. Die Umkehrungen der Vorspannungen an den Transistoren treten praktisch augenblicklich auf, und die Potentialschwankungen an der Verbindung 30 sind entsprechend schnell, wie in Fig. 2 a veranschaulicht. Die Frequenz wird durch die Sättigungseigenschaften des Transformators 32 bestimmt. Mittels eines an die Verbindung 30 angeschlossenen Kondensators 50 wird die Gleichstromkomponente in üblicher Weise abgetrennt und eine bezüglich der Zeitachse symmetrische Rechteckspannung (vgl. Fig. 2 b) erhalten, deren Amplitude im wesentlichen konstant und gleich der Hälfte der Betriebsspannung ist. Diese Ausgangsspannung kann als Bezugsspannung für die Anwendung in einer Phasenvergleichsschaltung benutzt werden. Sie läßt sich auch als Bezugsspannung verwenden, die an die Bezugswicklung eines Zweiphasenmotors angelegt wird, dessen Betrieb durch Änderungen in der Phase von an seine Steuerwicklung angelegten Signalspannungen gesteuert wird.

Die Drossel 26 trägt zur Unterdrückung von S tor spannungen bei, die sonst von dem Kreis zur Gleichspannungsquelle geleitet würden. Wenn gewünscht, können andere oder zusätzliche in der Technik bekannte Störspannungsdämpfungsmittel verwendet werden. Der Kondensator 46 bewirkt, daß keine Gleichspannung an die Sekundärwicklung 36 gelangt.

Mit Hilfe der aus dem Widerstand 44 und dem Kondensator 48 bestehenden Tiefpaßfilteranordnung werden Hochfrequenzstörspannungen ausgesiebt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Selbstschwingender Rechteckgenerator mit zwei Transistoren, insbesondere Verbindungstransistoren, deren Emitter-Kollektor-Pfade zwischen zwei Potentialen einer Gleichspannung in Reihe geschaltet sind, sowie einem Transformator mit sättigungsfähigem Kern und zwei Sekundärwicklungen, von denen je eine in dem Emitter-Basis-Pfad eines der beiden Transistoren liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Transformators mit ihrem einen Ende mit einem Potential der Gleichspannung und ihrem anderen Ende mit der Verbindung der beiden in Reihe geschalteten Emitter-Kollektor-Pfade gekoppelt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen an die Verbindung der beiden in Reihe geschalteten Emitter-Kollektor-Pfade angeschlossenen Kondensator zur Abnahme einer gleichstromfreien Impulsausgangsspannung.

3. Anordnung nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen zwischen dem einen Ende der Primärwicklung des Transformators und der Verbindung der beiden in Reihe geschalteten Emitter-Kollektor-Pfade angeordneten Kondensator (46).

4. Anordnung nach Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Tiefpaßfilter zwischen zumindest einem Ende der Primärwicklung des Transformators und einem Punkt des Gleichspannungspotentials.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 129 507.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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