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Schaltungsanordnung zur Verkürzung der Einstellzeit einer Torschaltung
für Impulse Es sind Torschaltungen mit einem in Reihe mit einem Kondensator liegenden
richtungenabhängigen Schaltmitteln bekannt, bei welchem am Ausgang nur der gesteuerte
Impuls, nicht aber die steuernde Spannung wirksam wird. Die Steuerspannung wird
hierbei an den Verbindungspunkt zwischen den Kondensator und das richtungsabhängige
Schaltmittel angelegt und durch dieses richtungsabhängige Schaltmittel von dem Ausgang
ferngehalten. Die Einstellzeit einer solchen Torschaltung hängt von der Größe des
Kondensators und der Größe des Widerstandes ab, über den die Steuerspannung angelegt
wird. Eine Verkleinerung der Lade- bzw. Entladezeit des Kondensators und damit der
Einstellzeit der Torschaltung ist nur begrenzt möglich, da der Vorschaltwiderstand
für den Nutzimpuls einen zusätzlichen Verbraucher darstellt und durch Verkleinerung
des Kapazitätswertes des Kondensators auch die zeitliche Dauer des Nutzimpulses
verkürzt wird.
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Die Erfindung ermöglicht eine Verkürzung der Einstellzeit von Torschaltungen
mit einem in Reihe mit einem Kondensator liegenden richtungsabhängigen Schaltmittel,
bei der das die Amplitude der durchzuschaltenden Impulse übersteigende Steuerpotential
für das richtungsabhängige Schaltmittel über einen Widerstand dem Verbindungspunkt
zwischen Kondensator und richtungsabhängiges Schaltmittel zugeführt wird, dadurch,
daß dem erwähnten Widerstand, der an dein erwähnten Verbindungspunkt zwischen dem
Kondensator und dem richtungsabhängigen Schaltmittel angeschlossen ist, ein weiteres
richtungsabhängiges Schaltmittel parallel geschaltet ist. Über das zusätzliche richtungsabhängige
Schaltmittel kann der Kondensator der Torschaltung schnell entladen werden, so daß
nach Wegnahme der Steuerspannung die Torschaltung sofort wieder durchlässig wird.
Die Ladezeit des Kondensators wird durch die Maßnahme nach der Erfindung nicht beeinflußt.
Wählt man die Impulsamplitude jedoch kleiner als die Steuerspannung, dann wird die
Torschaltung bereits bei unvollständig geladenem Kondensator, also vor Beendigung
der Ladezeit praktisch gesperrt.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine bekannte Torschaltung, Fig. 2 eine Torschaltung nach der Erfindung,
Fig. 3 die Schaltung einer bistabilen Kippschaltung nach der Erfindung.
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Fig.4 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der bekannten
Torschaltung nach Fig. 1, F ig. 5 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise
der neuen Torschaltung nach Fig. 2. Bei der Anordnung der Fig. 1 liegt zwischen
dem Eingang E und dem Ausgang A ein Kondensator C und ein Gleichrichter D 1 in Reihe.
Der Verbindungspunkt von Kondensator C und Gleichrichter D 1 liegt über einen Widerstand
R 1 an einem Schalter x beliebiger Bauart, welcher entweder Potential 0 oder Steuerspannung
- U an den Verbindungspunkt zu legen vermag. Legt der Schalter die Steuerspannung
- U an den Gleichrichter D 1, so ist dieser gesperrt und läßt einen
an dem Eingang E auftretenden Impuls nicht zu dem Ausgang A durch. Bei jedem Umlegen
des Schalters x wird der Kondensator C geladen oder entladen. Ladezeit und Entladezeit
sind bestimmt durch die Größe des Kondensators C und des Widerstandes R 1. Ist die
Impulsamplitude gleich dem Steuerpotential, dann tritt eine Sperrung der Torschaltung
erst ein, wenn der Kondensator vollständig geladen ist. Wie aus Fig. 4 ersichtlich,
wird ein Impuls, der im Zeitpunkt t2, kurz nachdem im Zeitpunkt t 1 die Steuerspannung
- U angelegt worden war, am Eingang E auftritt, mit seinem das Potential
O übersteigenden positiven Teil zum Ausgang A übertragen. Erst nach vollständiger
Ladung im Zeitpunkt t3 reicht die Impulsamplitude nur noch an das Potential 0 heran
und vermag daher die Sperrung der Diode D 1 nicht aufzuheben. Bei Wegnahme der Steuerspannung
- U und Entladung des Kondensators E wird die Torschaltung naturgemäß schneller
durchlässig.
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Wird die Impulsamplitude kleiner gewählt als das Steuerpotential -
U, dann tritt die Sperrwirkung bei der Ladung des Kondensators C bereits früher
ein. Wie das Zeitdiagramm Fig.5 zeigt, erreicht bereits kurz nach Beginn der Ladung
im Zeitpunkt t2 der kleinere Impuls nur den Spannungspegel 0 und wird
daher
von der Diode D 1 aufgehalten. Die Verkleinerung der Impulsamplitude hat aber zwangläufig
zur Folge, daß bei einer Anordnung nach Fig. 1 nach Wegnahme der Steuerspannung
- U die Torschaltung nicht so schnell wieder durchlässig wird, da der Impuls kleinerer
Amplitude erst nach praktisch voller Entladung des Kondensators C die Diode D 1
zu entsperren vermag.
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Die in Fig.2 dargestellte Schaltung nach der Erfindung schafft hier
Abhilfe. Dem Widerstand R 1 liegt nun eine Diode D2 in Reihe mit einem Widerstand
D3 parallel. Über diese Diode D2 kann die Ladung des Kondensators C schnell abfließen,
sobald der Schalter x- die Spannung O anschaltet. Die Entladezeit wird daher erheblich
verkürzt. Bereits im Zeitpunkt t5 (Fig. 5) ist der Kondensator praktisch entladen,
und ein Impuls kleiner Amplitude wird an den Ausgang übertragen. Ist beispielsweise
der Kondensator C mit 2 nF und der Widerstand R 1 mit l0kOhm bemessen, dann ergibt
die Anordnung nach Fig. 1 eine Ladezeit und Entladezeit von je 100 Mikrosekunden
(us). Bei gleichen Werten des Kondensators C und des Widerstandes R 1 und bei einer
Bemessung des Widerstandes R3 mit 800 Ohm ergibt die Anordnung der Fig. 2 eine Entladezeit
von nur 8 Mikrosekunden ([,s) bei einer Impulsamplitude von 0,33 U.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Anwendungsbeispiel steuern die beiden
Kollektorpotentiale einer bistabilen Kippschaltung mit zwei Transistoren
T 1 und T 2 zwei Impulstore, die aus der Diode D 11 und dem Kondensator
C 1 einerseits und der Diode D 12 und dem Kondensator C2 andererseits gebildet sind.
Durch die Kollektorspannung des Transistors T 1 wird die Torschaltung C2-D12 durchlässig,
so daß ein positiver Impuls am Eingang E der Basis des vorher durchlässigen Transistors
T2 zugeführt wird. Dadurch kippt die bistabile Kippschaltung in den entgegengesetzten
Zustand. Dadurch wird die Torschaltung C 1-D 11 durchlässig und die Torschaltung
C 2-D 12
gesperrt, und ein positiver Impuls am Eingang E wirkt auf die Basis
des Transistors T 1, so daß die bistabile Kippschaltung wieder umkippt. Die bistabile
Kippschaltung spricht in der in Fig.3 dargestellten Schaltung auf zwei Impulse mit
einem zeitlichen Abstand von etwa 8 Mikrosekunden (#ts) an, während vorher 100 [s
notwendig waren.
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Die dargestellten Schaltungen gelten bei umgekehrten Dioden auch für
Spannungen entgegengesetzter Polarität. In diesem Fall sind in Fig.3 NPN-Transistoren
zu verwenden.