DE1096413B

DE1096413B - Bistable multivibrator circuit

Info

Publication number: DE1096413B
Application number: DES61338A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Hans Neuss
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-01-16
Filing date: 1959-01-16
Publication date: 1961-01-05

Description

DEUTSCHESGERMAN

Es ist bekannt, zur Erzeugung von Impulsen bistabile Kippschaltungen, die z. B. aus Transistoren aufgebaut sind, zu verwenden. Bei diesen bekannten Kippschaltungen können die gewünschten Impulse unter Zuhilfenahme von Kondensatoren aus den im wesentlichen nur ohmisch belasteten Ausgangsstromkreisen ausgekoppelt werden. Es liegen also im Ausgangsstromkreis immer Lastwiderstand und Arbeitswiderstand parallel zueinander, so daß an dem Lastwiderstand nur dann ein Impuls großer Leistung abgenommen werden kann, wenn der Arbeitswiderstand gegenüber dem Lastwiderstand groß ist, d. h., daß nur ein kleiner Teil des durch den Transistor fließenden Stromes über den Arbeitswiderstand und der größere Teil des Stromes über den Lastwiderstand fließt.It is known to generate pulses bistable flip-flops which, for. B. constructed from transistors are to be used. With these known multivibrators, the desired pulses can be generated with the aid of decoupled by capacitors from the output circuits, which are essentially only ohmically loaded will. So there are always load resistance and working resistance parallel to each other in the output circuit, so that a pulse of high power can only be picked up at the load resistor when the Working resistance is large compared to the load resistance, d. i.e. that only a small part of that is passed through the transistor The current flowing through the load resistor and the greater part of the current flows through the load resistor.

Bei einer Kippschaltung mit Transistoren fließt aber über den Arbeitswiderstand des einen Transistors auch der Eingangsstrom, beispielsweise Basisstrom, des anderen Transistors, so daß durch einen großen Arbeitswiderstand der Strom des Eingangsstromkreises klein gehalten wird. Dies hat zur Folge, daß der leitende Transistor nicht in seinem Sättigungsgebiet betrieben werden kann und daher die Kippschaltung keine stabilen Ruhelagen hat. Aus diesen Gründen ist die Impulsleistung, die eine Kippschaltung abgeben kann, nicht sehr groß, weil der Arbeitswiderstand entsprechend seiner Anordnung in dem Eingangs- und Ausgangsstromkreis eine bestimmte Größe nicht überschreiten darf.In the case of a multivibrator with transistors, however, the load resistance of one transistor also flows the input current, for example base current, of the other transistor, so that through a large working resistance the current of the input circuit is kept small. This has the consequence that the conductive transistor is not in its saturation area can be operated and therefore the flip-flop has no stable rest positions. the end For these reasons, the pulse power that a flip-flop can deliver is not very large, because of the working resistance a certain size according to its arrangement in the input and output circuit must not exceed.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bistabile Kippschaltung zu schaffen, die die geschilderten Nachteile nicht aufweist und es ermöglicht, aus dem Ausgangsstromkreis Impulse erhöhter Leistung auszukoppeln. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die in den Ausgangsstromkreisen angeordneten Induktivitäten in ihrer verzögernden Wirkung der Dauer des abzugebenden Impulses angepaßt sind und bei Leitendwerden des einen Transistors die zugeordnete Drossel durch ihre Induktion den Kollektorstrom zum größten Teil über den Ausgangsstromkreis fließen läßt, während die dem anderen Transistor zugeordnete Drossel den ersten Transistor durch ihre Ausschaltspannung in der Impulsabgabe unterstützt, und daß Kondensatoren vorgesehen sind, die den auszukoppelnden Impuls an den Ausgangsstromkreis weiterleiten.In contrast, the invention is based on the object to provide a bistable trigger circuit that the does not have the disadvantages described and it enables pulses of increased power from the output circuit decoupling. According to the invention, this object is achieved in that the arranged in the output circuits Inductivities are adapted in their delaying effect of the duration of the pulse to be delivered and When one transistor becomes conductive, the associated choke, through its induction, feeds the collector current allows the largest part to flow through the output circuit, while the choke assigned to the other transistor the first transistor supports the pulse output by its switch-off voltage, and that capacitors are provided, which forward the pulse to be decoupled to the output circuit.

Auf diese Weise ist es gemäß der Erfindung erreichbar, aus den Ausgangsstromkreisen Impulse erhöhter Leistung auszukoppeln und gleichzeitig den während der Impulspausen im Ausgangsstromkreis fließenden Ruhestrom klein zu halten, da eine Induktivität kurz nach dem Entsperren des Transistors dem im Ausgangsstromkreis fließenden Strom einen großen Widerstand auf Grund ihrer Induktionsspannung entgegenstellt und nach Ablauf einer bestimmten Zeit, beispielsweise der Impulsdauer, nur mehr einen kleinen Widerstand, nämlich ihren ohmschen Widerstand, besitzt.In this way it can be achieved according to the invention, pulses of increased power from the output circuits and at the same time the quiescent current flowing in the output circuit during the pulse pauses to keep small, because an inductance shortly after the transistor has been unlocked in the output circuit flowing current opposes a large resistance due to its induction voltage and after expiration a certain time, for example the pulse duration, only a small resistance, namely its ohmic Resistance, possesses.

Bistabile MultivibratorschaltungBistable multivibrator circuit

Anmelder:Applicant:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Phys. Hans Neuss, München,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Hans Neuss, Munich,
has been named as the inventor

Es ist zwar für aus Transistoren aufgebaute Kippschaltungen auch bekannt, in den Ausgangsstromkreisen ganz oder teilweise die Wicklungen einer oder mehrerer kippfähiger Drosseln mit rechteckiger Magnetisierungskurve anzuordnen, aber diese Drosseln haben nur die Aufgabe, die zeitliche Folge der Steuerimpulse zu regeln, d. h. die Kippfrequenz der Schaltung zu bestimmen. Auf Grund ihrer rechteckförmigen Magnetisierungskurve sind diese Drosseln aber nicht in der Lage, die Leistungsabgabe der Transistoren zu unterstützen.It is also known for flip-flops made up of transistors, in the output circuits to completely or partially arrange the windings of one or more tiltable chokes with a rectangular magnetization curve, but these chokes only have the task of to regulate the timing of the control pulses, d. H. to determine the sweep frequency of the circuit. Because of However, due to their rectangular magnetization curve, these chokes are not able to control the power output of the Support transistors.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem an Hand der Figur beschriebenen Ausführungsbeispiel hervor.Details of the invention emerge from the embodiment described with reference to the figure.

In der Figur ist eine aus den Transistoren Tl und T 2 aufgebaute bistabile Kippschaltung dargestellt. Sie erhält an der mit + UB bezeichneten Klemme die Basisspannung, an der mit + UE bezeichneten Klemme die Emitterspannung, und an den Punkten U3 und C/4 können die ausgekoppelten Impulse großer Leistung abgenommen werden: Die Basisspannung + UB ist größer als die Emitterspannung +UE. In the figure, composed of the transistors Tl and T 2 flip-flop is shown. It receives the base voltage at the terminal marked + UB , the emitter voltage at the terminal marked + UE , and the decoupled high-power pulses can be picked up at points U3 and C / 4: The base voltage + UB is greater than the emitter voltage + UE.

Gemäß der Erfindung sind in den Ausgangsstromkreisen, in diesem Beispiel in den Kollektorstromkreisen, der beiden Transistoren Tl und T2 je eine Induktivität Ll und £2 sowie die beiden Arbeitswiderstände Rl und R2 angeordnet. Die gewünschten Impulse selbst werden über die Kondensatoren Cl und C 2 an den Punkten Ul und t/2 an die nicht dargestellten Lastwiderstände ausgekoppelt. According to the invention, in the output circuits, in this example in the collector circuits, of the two transistors T1 and T2 each have an inductance L1 and £ 2 and the two load resistors R1 and R2 . The desired pulses themselves are coupled out via the capacitors C1 and C2 at the points Ul and t / 2 to the load resistors (not shown).

Die Wirkungsweise der Schaltung ist im einzelnen wie folgt:The mode of operation of the circuit is as follows:

Es wird zunächst angenommen, daß der Transistor Tl leitet und der Transistor T2 sperrt. In diesem Fall liegt an dem Punkt Ul praktisch die Spannung +UE, und an dem aus den Widerständen R3 und R6 gebildeten Spannungsteiler, der von den Spannungen +UB und + UE gespeist wird, wird auf jeden Fall eine Spannung abgegriffen, die größer als +UE ist, da die SpannungIt is initially assumed that the transistor T1 conducts and the transistor T2 blocks. In this case, the voltage + UE is practically at the point Ul , and a voltage that is greater than + is tapped off at the voltage divider formed from the resistors R3 and R6 and fed by the voltages + UB and + UE UE is there the tension

009 697/360009 697/360

— UB ihrerseits größer als die Spannung + UE ist. Die Basisspannung des Transistors T2 ist also größer als die Emitterspanming, und dieser Transistor bleibt gesperrt.- UB in turn is greater than the voltage + UE . The base voltage of the transistor T2 is therefore greater than the emitter voltage, and this transistor remains blocked.

Dagegen fließt über die Emitterbasisstrecke des Transistors Tl sowie die Widerstände 2?4, R2 und die Induktivität L 2 ein Steuerstrom. Der Transistor Tl leitet also, und es fließt auch ein Emitter-Kollektor-Strom (+UE₁Tl, 221,11,0).In contrast, a control current flows through the emitter base path of the transistor Tl and the resistors 2-4, R2 and the inductance L 2. The transistor Tl therefore conducts, and an emitter-collector current also flows (+ UE ₁ Tl, 221,11,0).

Soll nun die bistabile Kippschaltung in ihre andere Lage umgesteuert werden, so kann dies entweder durch einen positiven Impuls auf die Basis des Transistors Tl oder durch einen negativen Impuls auf die Basis des Transistors T2 herbeigeführt werden.If the bistable multivibrator is now to be reversed into its other position, this can be brought about either by a positive pulse on the base of the transistor T1 or by a negative pulse on the base of the transistor T2.

Durch diese Umsteuerung steigt der Strom im Kollektorstromkreis des Transistors T2 sprunghaft an. Da aber die Induktivität L 2 zunächst mit ihrer durch die Stromänderung entstehenden Gegenspannung den Kollektorstrom klein hält, fließt zunächst der durch den Transistor T2 durchfließende Strom fast ausschließlich in den Kondensator C2, wodurch ein Impuls erhöhter Leistung aus dem Kollektorstromkreis ausgekoppelt wird.As a result of this reversal, the current in the collector circuit of the transistor T2 increases by leaps and bounds. Since, however, the inductance L 2 initially keeps the collector current small with its counter voltage resulting from the change in current, the current flowing through the transistor T2 initially flows almost exclusively into the capacitor C2, whereby a pulse of increased power is decoupled from the collector circuit.

Nach dem Auskoppeln des Impulses ist bei geeigneter Dimensionierung die Induktionsspannung der Induktivität L2 abgeklungen, und es ist in dem Kollektorstromkreis nur noch der reine Gleichstromwiderstand der Induktivität L 2 wirksam, so daß nunmehr der Kollektorstrom über die Induktivität L2 und den Widerstand R2 fließt.After the pulse has been decoupled, the induction voltage of inductance L2 has decayed with suitable dimensioning, and only the pure direct current resistance of inductance L 2 is effective in the collector circuit, so that the collector current now flows through inductance L2 and resistor R2.

Das Einsetzen des Kollektorstromes durch den Transistor T2 wurde beim Umsteuern der Kippschaltung noch durch die Induktionsspannung der Induktivität L1 insofern unterstützt, als diese Spannung kurzzeitig eine Vergrößerung des Steuerstromes von Γ2 bewirkte und somit für die Dauer des auszukoppelnden Impulses diesen Transistor T2 im Sättigungsgebiet hält.The onset of the collector current through transistor T2 was supported by the induction voltage of inductance L1 when reversing the trigger circuit, as this voltage briefly increased the control current by Γ2 and thus keeps transistor T2 in the saturation area for the duration of the pulse to be decoupled.

Da der Strom durch den Kondensator C 2 und die äußere, in diesem Beispiel nicht dargestellte ohmsche Last sprunghaft ansteigt und danach exponentiell bis auf den Wert Null absinkt, der Strom durch den Widerstand R2 und die Induktivität L2 jedoch exponentiell nach Maßgabe der Zeitkonstanten ansteigt, kann bei geeigneter Wahl der Zeitkonstanten die Summe aus Ruhestrom und ausgekoppeltem Strom kleiner sein als bei den bisher bekannten Schaltungen, und trotzdem kann ein Impuls größerer Leistung ausgekoppelt werden. Vorzugsweise kann die Schaltung so dimensioniert sein, daß der am Kollektor vom Transistor Tl bzw. vom Transistor T2 wirkende Gesamtwiderstand keine Blindanteile enthält.Since the current through the capacitor C 2 and the external ohmic load, not shown in this example, increases suddenly and then decreases exponentially to the value zero, the current through the resistor R2 and the inductance L2, however, increases exponentially in accordance with the time constant With a suitable choice of the time constants, the sum of the quiescent current and the decoupled current can be smaller than in the previously known circuits, and nevertheless a pulse of greater power can be decoupled. The circuit can preferably be dimensioned in such a way that the total resistance acting at the collector of transistor T1 or transistor T2 does not contain any reactive components.

Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn C 2 · R_Last = L2/R2 ist. Dieselbe Überlegung gilt auch für die andere Seite der Kippschaltung.This is the case, for example, when C 2 * R _load = L2 / R2 . The same consideration applies to the other side of the toggle switch.

Die vorliegende Erfindung ist nicht allein auf die Anwendung in bistabilen Kippschaltungen beschränkt, sondern kann in vollem Umfang auch bei monostabilen bzw. astabilen Kippschaltungen angewendet werden. Ebenso kann im Rahmen der Erfindung die beschriebene Schaltung nicht nur aus Transistoren, sondern auch aus Röhren aufgebaut werden.The present invention is not limited solely to use in bistable multivibrators, but rather can also be used in full with monostable or astable multivibrators. as well can within the scope of the invention, the circuit described not only from transistors, but also from tubes being constructed.

Claims

Patent claims:

1. Bistable multivibrator circuit with two transistors and inductances arranged in the output circuits, characterized in that the delaying effect of the inductances arranged in the output circuits are adapted to the duration of the pulse to be emitted and, when one transistor (Γ1) becomes conductive, the associated choke (L 1 ) allows the collector current to flow for the most part via the output circuit (Cl) through its induction, while the choke (L 2) assigned to the other transistor (Γ2) supports the first transistor (Tl) with its switch-off voltage in the pulse output, and that capacitors are provided that forward the pulse to be decoupled to the output circuit.

2. Bistable multivibrator circuit according to claim 1, characterized in that the inductance (Ll, L2) in the output circuit and the capacitance (Cl, C2) in the decoupling circuit are dimensioned so that the collector of the transistor (Tl, T2) is preferably only ohmic is burdened.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 040 598, 1 036 920;
German Patent No. 755 254;
U.S. Patent No. 2,782,309.

1 sheet of drawings