DE1100691B - Vielfachstabile Kippschaltung - Google Patents

Vielfachstabile Kippschaltung

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DE1100691B
DE1100691B DEP23623A DEP0023623A DE1100691B DE 1100691 B DE1100691 B DE 1100691B DE P23623 A DEP23623 A DE P23623A DE P0023623 A DEP0023623 A DE P0023623A DE 1100691 B DE1100691 B DE 1100691B
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transistor
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Dipl-Ing Gottfried Grunwaldt
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
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Philips Patentverwaltung GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
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    • H03K3/281—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
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    • H03K3/2893—Bistables with hysteresis, e.g. Schmitt trigger

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Description

DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf eine vielfachstabile Kippschaltung. Es ist bereits ein dreifachstabiler Schwellenschalter mit drei Transistoren bekannt, bei dem die Basen zweier Transistoren durch Gleichspannungen ansteuerbar sind und die Emitter aller Transistoren miteinander verbunden sind. In manchen Anwendungsfällen ist es nun erwünscht, z. B. in der Regeltechnik, eine stetig veränderliche Meßgröße so auszuwerten, daß dadurch eine diskrete Anzahl von konstanten Steuerwirkungen ausgelöst wird, und zwar im allgemeinen mehr als drei. Hier sei das ziffernmäßige Auswerten von Analogwerten erwähnt.
Der bekannte dreifachstabile Schwellenschalter ließe sich zwar im Prinzip auch zu einem mehrfachstabilen Schalter ausbauen. Einfacher und vorteilhafter ist es jedoch, wenn gemäß der Erfindung die hinter dem in Emitterschaltung betriebenen Ansteuertransistor in Kaskade geschalteten Transistoren über den Emitter des vorangehenden mit der Basis des folgenden Transistors direkt verbunden sind, der Emitter des Ansteuertransistors mit dem an einem Widerstand liegenden Emitter des letzten Kaskadentransistors verbunden ist und zu jeder Basis-Emitter-Strecke der restlichen Kaskadentransistoren ein vorzugsweise in seinem Wert unterschiedlicher Widerstand parallel liegt, von dessen Enden weitere Widerstände zum Minuspol der Betriebsspannung führen.
Der Vorteil der neuen vielfachstabilen Kippschaltung liegt darin, daß die Anzahl der stabilen Zustände, die mit der Anzahl der verwendeten Transistoren übereinstimmt, ohne größeren Schaltaufwand nach Wahl vergrößert oder verkleinert werden kann.
Die Figur der Zeichnung stellt die Schaltung eines Ausführungsbeispiels für den vielfachstabilen Kippschalter dar. 1 bezeichnet den Ansteuertransistor, 2 bis 4 die in Kaskade geschalteten Transistoren, bei denen der Emitter des einen jeweils mit der Basis des anderen Transistors galvanisch verbunden ist. Die Basis des Transistors 4 ist über eine Hilfsspannung an den Kollektor des Ansteuertransistors 1 angeschlossen. Die Emitter der Transistoren 1 und 2 sind über einen Widerstand 5 verbunden, und am Emitter des Transistors 2 liegt ein veränderbarer Widerstand 6. Jeder der Transistoren 2 bis 4 besitzt einen gesonderten Kollektorwiderstand 7 bis 9, während die Basis-Emitter-Strecke der Transistoren 3 und 4 jeweils zu Widerstand 10 bzw. 11 mit vorzugsweise unterschiedlichem Wert parallel geschaltet ist. 12 bis 14 stellen die Basiswiderstände dar. Die Hilfsspannungsquelle 15 am Kollektor des Transistors 1 sorgt dafür, daß dieser immer eine Kollektor-Emitter-Spannung erhält, wodurch sich seine Stromverstärkung immer auswirken kann.
Bei den bisher bekannten Transistorkippschaltun-
Vielfachstabile Kippschaltung
Anmelder:
Philips Patentverwaltung G.m.b.H.,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7
Dipl.-Ing. Gottfried Grunwaldt, Hamburg,
ist als Erfinder genannt worden
gen sind die beteiligten Transistoren immer entweder ganz gesperrt oder so stark leitend, daß ihre Kollektorströme nur durch den Außenwiderstand bestimmt sind und ihre Kollektor-Emitter-Spannungen auf den Sättigungswert gesunken sind (Kniespannung). Das ist bei der neuen Schaltung nur bei den Transistoren 2 bis 4 der Fall. Der Ansteuertransistor 1, dessen Ansteuerspannung Ust an die Basis 1' gelegt wird, leitet in den verschiedenen Schaltzuständen verschieden starke Ströme und ist dabei keineswegs so stark leitend, daß sein Kollektorstrom durch den Außenwiderstand bestimmt ist. Je nach dem Schaltzustand sind entweder die Transistoren 2 bis 4 gesperrt, oder es leiten die Transistoren 2, 2 und 3 oder 2 bis 4.
Charakteristisch für die vielfachstabile Kippschaltung ist, daß die Transistoren 2 bis 4, die, wie erwähnt, auch in größerer Zahl vorhanden sein können, in Kaskadenschaltung miteinander verbunden sind,
d. h., daß die Basis des einen an den Emitter des anderen Transistors angeschlossen ist.
Wenn man einmal vom Einfluß des Transistors 1 absieht, dann erhält jeder der Transistoren als Basisstrom mindestens den Strom, der über die Widerstände 12 bis 14 zufließt. Dieser Strom ist größer als der zum Erreichen der Kniespannung des Transistors erforderliche Mindestbasisstrom.
Es sei angenommen, daß die Basis des Ansteuertransistors 1 auf dem Potential des Betriebsspannungspluspols sei. Transistor 1 ist dann gesperrt, und die drei Tranistoren 2 bis 4 sind innerhalb der Kniespannung leitend. Beim Transistor 1 sorgt die HilfsSpannung 15 dafür, daß dieser immer eine Kollektor-Emitter-Spannung erhält.
Wenn die Basis des Transistors 1 negativer wird bzw. wenn die Ansteuerspannung £7si ansteigt, dann leitet der Transistor 1 Kollektorstrom. Dieser Kollektorstrom geht dem Transistor 4 als Basisstrom verloren. In dem Augenblick, wo Transistor 4 aus
109 52W503
dem Gebiet der Kniespannung herauskommt und seine Stromverstärkung wirksam wird, wird er durch die Rückkopplung auf Transistor 1 über die Widerstände 5 und 6 schnell in den Sperrzustand umgeschaltet. Die Rückkopplung muß zweckmäßigerweise mit dem Einstellwiderstand so stark eingestellt werden, daß die beim Schalten über sie bewirkte Basisstromänderung mindestens dem Basisstrom entspricht, der erforderlich ist, um den Transistor 4 so stark leitend zu machen, daß sein Kollektorstrom durch den Außenwiderstand bestimmt ist und seine Kollektor-Emitter-Spannung den Sättigungswert erreicht hat.
Wird die Ansteuerspannung Ust weiter erhöht, dann beginnt Transistor 1 über Widerstand 11 auch dem Transistor 3 Basisstrom wegzunehmen, wodurch schließlich auch dieser Transistor und danach über Widerstand 10 Transistor 2 sprungartig in den Sperrzustand umgeschaltet werden. Beim Verkleinern der
UB = 12 V
Transistor 1: OC 71
Widerstände 7 bis 9 = 25 Ohm
Widerstand 10 = 560 0hm
Widerstände < 680 0hm
Ans teuer spannung Ust verlaufen die Schaltvorgänge in umgekehrter Richtung, nur sind die Ansteuerspannungen, bei denen das Zurückkippen erfolgt, etwas kleiner als die Spannungswerte für das Vorwärtstriggern.
Der Quellwiderstand der Ansteuerspannungsquelle sollte niedrig gegen den auf der Basisseite von Transistor 1 transformierten Widerstand 5 sein, damit die Schalterrückkopplung sich erfolgreich auswirken kann.
Die beschriebene Kippschaltung kann selbstverständlich, wie erwähnt, auch auf mehr als vier stabile Zustände erweitert werden. In diesem Falle wird dem Transistor 4 ein oder mehrere weitere Transistoren in gleicher Weise vorgeschaltet, wie z. B. beim Ausführungsbeispiel der Transistor 4 dem Transistor 3.
Nachstehend sei ein Dimensionierungsbeispiel für eine praktisch erprobte Schaltung angegeben:
Spannung 15 = 6 V
Transistoren 2 bis 4: OC 76
Widerstände 12 bis 14 je 4,7 kOhm
Widerstandll = 470 0hm
Widerstands = 100 Ohm

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Vielfachstabile Kippschaltung mit einem Ansteuertransistor und mehreren Schalttransistoren, bei der durch Anlegen einer veränderlichen Steuerspannung an den Steuereingang mehrere stabile Zustände erzielbar sind, deren Anzahl der Anzahl der Schalttransistoren entspricht, und bei der alle Transistoren gesonderte Kollektorwiderstände besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die hinter dem in Emitterschaltung betriebenen Ansteuertransistor in Kaskade geschalteten Transistoren über den Emitter der vorangehenden mit der Basis des folgenden Transistors direkt verbunden sind, der Emitter des Ansteuertransistors mit dem an einem Widerstand liegenden Emitter des letzten Kaskadentransistors verbunden ist und jeder Basis-Emitter-Strecke der restlichen Kaskadentransistoren ein Widerstand parallel liegt, von dessen Enden Widerstände zum Minuspol der Betriebsspannung geführt sind.
2. Kippschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansteuertransistor am Kollektor eine Hilfsspannung zur ständigen Aufrechterhaltung der Kollektor-Emitter-Spannung erhält.
3. Kippschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitterwiderstand des letzten Kaskadentransistors einstellbar ist und die damit eingestellte Rückkopplung so stark ist, daß die beim Schalten hervorgerufene Basisstromänderung beim jeweiligen Kaskadentransistor mindestens dem zum Leitendwerden dieses Transistors erforderlichen Mindestbasisstrom entspricht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 109 528/503 2.61
DEP23623A 1959-10-02 1959-10-02 Vielfachstabile Kippschaltung Pending DE1100691B (de)

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DEP23623A DE1100691B (de) 1959-10-02 1959-10-02 Vielfachstabile Kippschaltung
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US3068368A (en) 1962-12-11
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