DE1090713B - Multivibratorschaltung mit Transistoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Multivibratorschaltung mit Transistoren, deren Kollektorelektroden und Basiselektroden kreuzweise über Kondensatoren miteinander gekoppelt sind, während ihre Emitterelektroden gemeinsam mit einem ersten Pol einer Spannungsquelle und die Kondensatorplatten je über einen getrennten Widerstand mit dem zweiten Pol dieser Spannungsquelle verbunden sind.

Ein solcher Multivibrator ist z. B. aus einem Artikel von A. E. Jackets, »Multivibrator circuits using junction transistors«, aus der Zeitschrift »Electronic Engineering«, Mai 1956, S. 184 bis 189, bekannt. Ein Nachteil des dort beschriebenen Multivibrators ist, daß an einem Transistor in gesperrtem Zustand zwischen der Emitterelektrode und der Basiselektrode eine Spannung auftritt, die nahezu die Größe der Spannung des Kondensators besitzt, der an die Basiselektrode angeschaltet ist. Die Größe dieses Spannungssprunges wird somit durch die zulässige Spannung der Emitterelektrode und der Basiselektrode des Transistors beschränkt.

Dieser Nachteil wird bei astabilen Multivibratoren gemäß der Erfindung beseitigt, indem die Basiselektrode jedes Transistors über einen ersten Gleichrichter mit dem Kondensator verbunden ist, der sie mit der Kollektorelektrode des anderen Transistors koppelt, ferner über einen Widerstand mit einer ersten Gegenspannungsquelle gegenüber seinem Emitterpotential und über einen zweiten Gleichrichter mit einer zweiten geringeren Gegenspannungsquelle, wobei die Gleichrichter gegenüber dem Emitterbasisstrom des entsprechenden Transistors in der Durchlaßrichtung geschaltet sind.

Außerdem ergibt sich durch den Zusatz eines dritten Transistors in die Multivibratorschaltung eine Anordnung, die sich besonders zur Anwendung in Empfängern und Rückkopplungsübertragern für Signale in einem Start-Stop-Kode eignet, wie im nachfolgenden noch näher erklärt wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Multivibratorschaltung nach der Erfindung;

Fig. 2 stellt die Potentiale an verschiedenen Punkten der Multivibratorschaltung als Funktion der Zeit dar; Fig. 1 ist für pnp-Transistoren dargestellt.

Die eigentliche Multivibratorschaltung enthält die Transistoren Tl und Γ2. Die Basiselektrode des Transistors Γ2 ist über einen Kopplungspunkt &2, einen Gleichrichter D 4 und einen Kondensator Cl mit der Kollektorelektrode des Transistors Ti gekoppelt. Die Basiselektrode des Transistors Tl ist über einen Kopplungspunkt 61, einen Gleichrichter D 3'und einen Kondensator C2 mit der Kollektorelektrode des Transistors Γ2 gekoppelt. Die Spannung des einen Poles einer Spannungsquelle Vl beträgt 0 Volt, und die Spannung des zweiten Multivibratorschaltung mit Transistoren

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 4. Mai 1957

Antonie Snijders, Den Haag,
ist als Erfinder genannt worden

Pols beträgt — 36 Volt. Zwischen den beiden Polen liegen in Reihe die Widerstände 53, 56, R13 und RIO. Die Emitterelektroden el und e2 der Transistoren Tl und T 2 sind mit dem Kopplungspunkt zwischen den Widerständen 56 und R13 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors Tl ist über einen Widerstand 59 mit dem negativen Pol der Spannungsquelle Vl und die Kollektorelektrode des Transistors T2 ist über einen Widerstand 511 mit diesem Pol verbunden. Der Kopplungspunkt k 2 des Kondensators Cl und des Gleichrichters .D 4 ist über einen Widerstand 2? 12, eine Anzapfung am Widerstand 510 und den unteren Teil des Widerstandes RIO mit diesem Pol verbunden, und der Kopplungspunkt kl des Kondensators C2 und des Gleichrichters D3 ist über einen Widerstand R8, dieselbe Anzapfung am Widerstand 510 und den unteren Teil des Widerstandes 510 mit diesem Pol verbunden. Die Basiselektrode des Transistors Tl ist über einen Widerstand 52 mit dem geerdeten Pol der Spannungsquelle Vl und über einen Gleichrichter Dl mit dem Kopplungspunkt der Widerstände 53 und 56 verbunden. Die Basiselektrode des Transistors Γ2 ist über einen Widerstand 54 mit dem geerdeten Pol der Spannungsquelle Vl und über einen Gleichrichter D 2 mit dem Kopplungspunkt der Widerstände 53 und 56 verbunden. Zur Glättung von Spannungsänderungen ist ein Kondensator C 3 parallel zu den Widerständen 513 und 510 gelegt. Die Kollektorelektrode eines dritten Transistors Γ3 ist mit dem Kopplungspunkt kl verbunden. Seine Emitterelektrode ist mit dem geerdetenPol der Spannungs-

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quelle Vl verbunden, der gleichzeitig den geerdeten Pol des Transistors Tl dem Potential des Kopplungspunktes

der Spannungsquelle V2 darstellt. Der zweite Pol der kl. Ist das Basispotential gleich dem Potential der

letzteren Spannungsquelle hat eine Spannung von Emitterelektrode geworden, also — 18 Volt, so fängt der

+ 24 Volt. Zwischen dem positiven Pol der Spannungs- Transistor Π an stromführend zu werden. Sein Kollek-

quelle V2 und dem negativen Pol der Spannungsquelle Vl 5 torpotential ändert sich von — 36 in — 18 Volt. Dieser

liegen in Reihe die Widerstände 221, R5 und 127. Die Spannungssprung wird über den Kondensator C1 auf den

Basiselektrode des Transistors T3 ist mit dem Kopplungs- Kopplungspunkt k2 übertragen, so daß der Transistor Γ2

punkt 63 der Widerstände Rl und i?5 verbunden. Die gesperrt wird. Sobald das Potential dieses Kopplungs-

Eingangsklemme i der ganzen Schaltung ist mit dem punktes — 16 Volt übersteigt, fängt der Gleichrichter £>4

Kopplungspunkt der Widerstände 125 und R7 verbunden. i° zu sperren an, und der Gleichrichter Ό2 wird strom-

Die Ausgangsklemmen ul und u2 liegen an den Kollektor- führend. Das Basispotential des Transistors T2 bleibt

elektroden der Transistoren Tl und T2. somit —16 Volt, obzwar das Potential des Kopplungs-

Das Verhältnis zwischen dem Widerstand von 121 und punktes k2 bis 0 Volt erhöht wird. Das Kollektorpotential

dem von R5 + R7 ist derart gewählt, daß bei einer des Transistors Γ2 wird über den Aufladestrom für den

nichtgesteuerten Eingangsklemme i die Basiselektrode 15 Kondensator C 2 durch den Widerstand R11 schnell auf

des Transistors Γ3 negativ und der Transistor T3 — 36VoIt gebracht. Der Kondensator Cl entlädt sich

stromführend ist. Die Einstellung ist derart, daß der dann über den Widerstand 2212 und den unteren Teil

Kollektorstrom nicht seinen Höchstwert besitzt; das des Widerstandes RIO. Sobald der Kopplungspunkt k2

Kollektorpotential ist somit etwa 0 Volt. ein Potential von —16 Volt erreicht hat, wird der Gleich-

Weiterhin sind im vorliegenden Beispiel die Wider- 20 richter D 4 stromführend, und der Gleichrichter D 2 fängt stände 2?3, R6, R13 und 1210 derart gewählt, daß das zu sperren an. Beim weiteren Entladen des Kondensators Potential der Emitterelektroden el und e2 der Tran- Cl folgt das Basispotential des Transistors Γ2 dem sistoren Tl und Γ2 —18 Volt und das Potential des Potential des Kopplungspunktes k2. Ist das Basis-Kopplungspunktes der Widerstände R 3 und R 6 —16 Volt potential gleich dem Potential der Emitterelektrode beträgt. Da die Basiselektrode des Transistors Tl über 25 geworden, also —18 Volt, so wird der Transistor Γ2 den Gleichrichter D 3 mit einem Potential von etwa 0 Volt wieder stromführend. Sein Kollektorpotential ändert sich und über den Gleichrichter Dl mit einem Potential von von —36 in —18 Volt. Dieser Spannungssprung wird — 16 Volt verbunden ist, beträgt das Basispotential, d.h. über den Kondensator C2 auf den Kopplungspunkt kl das Potential des Kopplungspunktes öl, etwa —16VoIt, übertragen, so daß der Transistor Tl wieder gesperrt also die Spannung zwischen der Basiselektrode und der 30 wird usw.

Emitterelektrode ist nur gering. Der Gleichrichter DS In Fig. 2 tritt bei fortschreitender Zeit t bei A der

sperrt, und der Transistor Tl ist gesperrt. Das Augenblick ein, in dem der Transistor T3 gesperrt wird.

Kollektorpotential des Transistors Tl, d. h. das Potential Das Potential des Punktes kl nimmt ab, von —16 Volt

der Ausgangsklemme ul, beträgt — 36 Volt. ab folgt der Punkt 61 dem Potentialverlauf des Punktes

Das Verhältnis zwischen dem Widerstand von 124 und 35 kl. Bei —18 Volt, d. h. dem Potential der Emitterdem von i?12 plus dem unteren Teil von 1210 ist derart elektroden el und s2, wird der Transistor Tl stromgewählt, daß der Transistor Γ2 stromführend ist. Der führend, und das Potential des Punktes ul nimmt dabei Basisstrom fließt durch den Gleichrichter D 4. Die Ein- plötzlich bis — 18 Volt zu und demnach das Potential des stellung ist wieder derart, daß der Kollektorstrom des Punktes k2 bis 0 Volt, während das Potential des Transistors T2 nicht seinen Höchstwert besitzt; die 40 Punktes 62 nicht weiter als —16 Volt erhöht wird. Der Kollektor-, Emitter- und Basispotentiale sind also nahezu Transistor Γ2 wird daher gesperrt, und das Potential einander gleich und betragen zwar—18 Volt.'Der Gleich- von u2 nimmt bis — 36VoIt ab. Das Potential des richter D2 sperrt. Punktes k2 nimmt wieder ab, und von — 16VoIt ab

Im beschriebenen Ruhezustand des Multivibrators folgt der Punkt 62 dem Potentialverlauf des Punktes k2.

haben die linke Platte des Kondensators C2 und auch 45 Bei —18 Volt wird der Transistor T2 wieder strom-

der Punkt kl also ein Potential von 0 Volt; die rechte führend usw.

Platte und auch die Ausgangsklemme u2 haben ein Man sieht, daß durch die Entkopplungswirkung der Potential von —18 Volt. Die linke Platte des Konden- Gleichrichter der Spannungssprung der Kondensatoren sators Cl und auch die Ausgangsklemme ul haben ein groß gewählt werden kann, während in gesperrtem ZuPotential von — 36 Volt, und die rechte Platte und auch 5° stand eines Transistors dennoch eine nur geringe Spannung Punkt k2 haben ein Potential von —18 Volt. zwischen seiner Emitterelektrode und Basiselektrode

Dies ist in Fig. 2 veranschaulicht. Bei a, 6, c und d ist steht. Es ist weiterhin dafür gesorgt, daß der Transistor hier untereinander der Potentialverlauf an den Punkten in einem günstigen Augenblick, nämlich bereits lange vor kl und 61, ul, 62 und k2 und u2 dargestellt. Ganz links dem Ende der Entladung des Kondensators, stromsind die Potentiale im Ruhezustand des Multivibrators, 55 führend wird. Die Dauer der Entladeperiode und d.h.: kl OVoIt, 61 -16VoIt, ul — 36VoIt, 62 und somit die Frequenz des Multivibrators ist hierdurch k2 -18VoIt, «2 -18VoIt. scharf bedingt. Durchgeringe Verschiebung der Anzapfung

Will man den Multivibrator in Betrieb setzen, so muß am Widerstand i210 können kleine Korrektionen der

der Transistor Γ3 in den gesperrten Zustand geführt Frequenz durchgeführt werden. Die Frequnez ist im

werden. Dies erfolgt durch das Anlegen eines positiven 60 wesentlichen durch die Wahl der Kondensatoren bedingt.

Potentials an die Basiselektrode. Das Potential der Für die Widerstände sollen niedrige Werte gewählt

Eingangsklemme i wird dazu z. B. auf O Volt gebracht. werden, damit die Kriechströme gesperrter Transistoren

Da der Kollektorstrom des Transistors Γ3 dann zu nur geringen Einfluß haben. Bekanntlich nehmen bei

fließen aufhört, entlädt sich der Kondensator C 2 über höherer Temperatur die Kollektorströme der Transistoren

den Widerstand RS und den unteren Teil des Wider- 65 in. gesperrtem Zustand zu. Für die Transistoren Tl und

Standes 1210. Das Potential des Kopplungspunktes kl T2 werden diese größeren Kriechströme die Frequenz des

nimmt ab, und nachdem dieses Potential —16 Volt Multivibrators steigern, da, wie bereits erwähnt, die geworden ist, wird der Gleichrichter D 3 stromführend, und Kondensatoren dann wegen des Spannungsabfalls in den der Gleichrichter Dl fängt zu sperren an. Beim weiteren Widerständen 129 und 1211 weniger hoch aufgeladen Entladen des Kondensators C2 folgt das Basispotential 70 werden. Der gleichfalls zunehmende Kriechstrom des

ι uyu /ιό

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 10 Transistors T 3 hat dann eine ausgleichende Wirkung. Im Betrieb des Multivibrators fließt dieser Kriechstrom durch den "Widerstand 228 und den unteren Teil des Widerstandes 2210. Je größer dieser Kriechstrom, um so größer ist auch die Entladezeit des Kondensators C 2 bis zum Punkt, in dem das Potential des Punktes Al —18 Volt beträgt, und um so kleiner ist die Frequenz des Multivibrators. In der Praxis kann so erreicht werden, daß bei einer Temperaturänderung von 300C die Frequenzänderung !deiner als 0,3% ist. Der Zusatz des Transistors T3 zur Schaltung bewirkt außerdem, daß der erste Wechsel des Leitungszustandes der Transistoren erst auftritt, eine halbe Periode nachdem die Spannung an der Eingangsklemme i zum Inbetriebsetzen des Multivibrators geändert wurde. Die Schaltung eignet sich daher besonders zur Anwendung in Empfängern und Rückkopplungsübertragern für Signale in einem Start-Stop-Kode, denn kurzzeitige Störungen werden den Multivibrator nicht in Betrieb setzen. Dadurch, daß das Verhältnis der Widerstände von 22 3 und 22 6 zu denen von 2213 und 2210 größer oder kleiner gewählt wird, mit anderen Worten durch Herabsetzung oder Erhöhung des Potentials der Emitterelektroden el und e2, kann die Verzögerung im Auftreten des ersten Wechsels des Leitungszustandes der Transistoren außerdem noch vergrößert oder verkleinert werden. Bei der Wahl der von der Spannungsquelle Fl gelieferten Spannung ist die Spannung zu berücksichtigen, die bei den verwendeten Transistoren an der Kollektorelektrode zulässig ist. Es bedarf keiner Erwähnung, daß die Multivibratorschaltung auch mit Hilfe von npn-Transistoren aufgebaut werden kann. Die Pole der Spannungsquellen müssen dann umgetauscht werden, und die Gleichrichter müssen mit ihrer Durchlaßrichtung umgekehrt stehen. 35

1. Astabiler Multivibrator mit zwei Transistoren (Ti und T 2), deren Kollektorelektroden und Basiselektroden kreuzweise über Kondensatoren (Cl und C 2) gekoppelt sind, während ihre Emitterelektroden gemeinsam mit einem ersten Pol (OVoIt) einer Spannungsquelle (Fl) verbunden sind und die Kondensatorplatten je über einen getrennten Widerstand (229 und 2212/2210 bzw. 2211 und 228/2210) mit dem zweiten Pol (— 36 Volt) dieser Spannungsquelle (Fl) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektrode jedes Transistors (Tl und Γ2) über einen ersten Gleichrichter (D 3 bzw. 2)4) mit dem Kondensator (C 2 bzw. Cl) verbunden ist, der sie mit der Kollektorelektrode des anderen Transistors (T2 bzw. Tl) koppelt, ferner über einen Widerstand (222 bzw. 224) mit einem ersten Punkt (0 Volt) mit einem Gegenpotential gegenüber seinem Emitterpotential und über einen zweiten Gleichrichter (Dl bzw. 232) mit einem zweiten Punkt (223, 226) mit einem geringeren Gegenpotential, wobei die Gleichrichter (Dl, D3 bzw. D2, D4) gegenüber dem Emitter-Basis-Strom des entsprechenden Transistors (Tl bzw. T2) in der Durchlaßrichtung geschaltet sind.

2. Multivibrator nach Anspruch 1 mit einem Steuertransistor (T3) für seine In- und Außerbetriebsetzung in Abhängigkeit eines an die Basiselektrode dieses Steuertransistors (Γ3) gelegten Steuerpotentials (i), durch das der Steuertransistor (T3) gesperrt bzw. entsperrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektrode des Steuertransistors (T3) mit der von der Basiselektrode abgekehrten Seite des ersten Gleichrichters (D 3) eines (Tl) der zuerst genannten Transistoren (Tl und Γ2) verbunden ist, während die Emitterelektrode dieses Steuertransistors (T3) mit dem ersten Pol (0 Volt) der Spannungsquelle (Fl) verbunden ist.

3. Multivibrator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kollektorkreisen des Steuertransistors (T3) und der beiden zuerstgenannten Transistoren (Tl und T2) liegenden Widerstände (228/2210 bzw. 229 und 2211) derart bemessen sind, daß die Einflüsse der mit der Temperatur veränderlichen Leckströme der beiden zuerstgenannten Transistoren (Tl und T2) und des dritten Transistors (Γ3) auf die Frequenz der von der Schaltung erzeugten Impulse einander nahezu ausgleichen.

4. Multivibrator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential der Emitterelektroden der beiden zuerstgenannten Transistoren (Tl und T2) derart gewählt ist, daß bei Sperrung des Steuertransistors (T3) der erste Wechsel des Leitungszustandes der beiden zuerstgenannten Transistoren (Tl und T2) erst nach einem vorbestimmten Zeitintervall erfolgt, indem derjenige Transistor (Tl) stromführend wird, dessen Basiselektrode über einen der zuerstgenannten Gleichrichter (D 3) mit der Kollektorelektrode des Steuertransistors (T3) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 627/284 10.