DE1127395B - Multivibrator for generating a low-frequency pulse train with an extremely large pulse duty factor - Google Patents
Multivibrator for generating a low-frequency pulse train with an extremely large pulse duty factorInfo
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Description
Multivibrator zur Erzeugung einer niederfrequenten Impulsfolge mit einem extrem großen ImpulstastverhäItnis Es sind Rechteckwellengeneratoren bekannt, deren jeweilige Impuls- und/oder Pausenzeit durch einen Kondensator bestimmt wird und welche es gestatten, das Impulstastverhältnis zu ändern, während die Frequenz konstant bleibt. Die Erfindung bezweckt, eine niederfrequente Impulsfolge mit einem extrem großen Impulstastverhältnis mittels eines Multivibrators zu erzeugen. Die Verwendung der Ladezeitkonstanten oder der Entladezeitkonstanten eines Kondensators zur Bestimmung der Dauer der Impulsperiode des Multivibratörs stößt bei extrem großem Impulstastverhältnis auf Schwierigkeiten, da ein entsprechend hochohmiger Widerstand vorgesehen sein müßte, welcher den Stromfluß zu Beginn der Umschaltung des Multivibrators. derart schwächen würde, daß die Umschaltung nicht sicher erfolgt. Die Erfindung behebt diese Schwierigkeit dadurch, daß bei einem Multivibrator mit zwei Transistoren, deren Basen über je eine Kondensatorwiderstandsanordnung mit dem Kollektor des jeweils anderen Transistors verbunden sind, zur Erzeugung einer niederfrequenten Impulsfolge mit einem extrem großen Impulstastverhältnis die Basis, des einen Transistors über einen hochohmigen Widerstand an Spannung liegt und der Emitter dieses Transistors in an sich bekannter Weise mit der Basis eines zusätzlichen Schalttransistors verbunden ist, welcher im Sperrzustand einen extrem hohen Eingangswiderstand besitzt, so daß die Zeitkonstante der die Basis dieses Transistors mit dem Kollektor des anderen Transistors -koppelnden Kondensatorwiderstandsanordnung im wesentlichen durch den mit ihr in Reihe liegenden hochohmigen Widerstand bestimmt ist und der bei Beginn der Umschaltung über den hohen Widerstand fließende schwache Strom in der Kaskadenschaltung der Transistoren in einem Ausmaße verstärkt wird; daß die Umschaltung sicher vollzogen wird. Die Kaskadenschaltung von Transistoren nach der Erfindung verstärkt. den schwachen, zu Beginn einer Umschaltung fließenden Strom. Dadurch wird die Beeinflussung des Transistors der anderen Seite des Multivibrators -gewährleistet und somit die Umschaltung- sicher bewirkt.Multivibrator for generating a low-frequency pulse train with an extremely large pulse duty factor. Square wave generators are known whose respective pulse and / or pause time is determined by a capacitor and which allow the duty cycle to change while the frequency remains constant. The invention aims to provide a low frequency pulse train with a to generate an extremely large pulse duty factor by means of a multivibrator. the Use of the charge time constants or the discharge time constants of a capacitor to determine the duration of the pulse period of the multivibrator comes across at extremely large Pulse duty cycle on difficulties, since a correspondingly high resistance would have to be provided which the current flow at the beginning of the switching of the multivibrator. would weaken in such a way that the switchover does not take place safely. The invention overcomes this problem by using a multivibrator with two transistors, whose bases each have a capacitor resistor arrangement with the collector of each other transistor are connected to generate a low-frequency pulse train with an extremely large pulse duty factor, the base of one transistor across a high resistance is connected to voltage and the emitter of this transistor connected in a manner known per se to the base of an additional switching transistor is, which has an extremely high input resistance in the blocking state, so that the time constant of the base of this transistor to the collector of the other Transistor -coupling capacitor resistor arrangement essentially through the with it lying in series high-ohmic resistance is determined and that at the beginning the switching over the high resistance flowing weak current in the cascade circuit the transistor is amplified to an extent; that the switchover has been carried out safely will. The cascade connection of transistors according to the invention is amplified. the weak current flowing at the beginning of a switchover. This prevents the Transistor on the other side of the multivibrator -guaranteed and thus the switchover- sure causes.
Es ist häufig auch erforderlich,. daß neben der durch- einen Rechteckwellengenerator abgegebenen Impulsfolge auch eine hierzu inverse Impulsfolge zur Verfügung gestellt wird. Ein diese Forderung erfüllender Rechteckwellengenerator wird dann zu einem Gegentakt-Rechteckwellengenerator, an dessen Ausgängen zwei verschiedene Impulsfolgen, die sich lediglich darin unterscheiden, daß- die Pausenzeit der einen Folge gleich der Impulszeit der anderen Folge ist und umgekehrt, auftreten. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann ein solcher Gegentakt-Rechteckwellengenerator in einfacher Weise dadurch geschaffen werden, daß das die Impulszeit bestimmende Einstellglied sehr niederohmig gemacht wird und daß die dadurch erzeugten sehr kurzen Impulse auf einen -an sich bekannten bistabilen Kippkreis in der Weise einwirken, daß durch jeden dieser kurzen Impulse das an den beiden Ausgängen des Kippkreises herrschende Potential fortlaufend in einander entgegengesetztem Sinne geändert wird. Um eine voneinander unabhängige Einregulierung der jeweiligen Pausen- und Impulszeit zu gewährleisten; ist ferner vorgesehen, daß jedem der beiden Ausgänge des bistabilen Kippkreises je ein Kondensator mit einem entsprechenden, die .Aufladezeit bestimmenden Einstellwiderstand sowie einem diesem parallel geschalteten Gleichrichter zugeordnet sind und daß beideKondensatoren mit den ihnen beigegebenen Schaltelementen abwechselnd zur Fest-: legung der jeweiligen Pausen- oder Impulszeit benutzt werden.It is also often required. that in addition to the by- a square wave generator given pulse sequence is also provided a pulse sequence that is inverse to this will. A square wave generator that fulfills this requirement then becomes one Push-pull square wave generator with two different pulse trains at the outputs, which differ only in that - the pause time is the same as the one episode is the pulse time of the other sequence and vice versa. According to a further training According to the invention, such a push-pull square wave generator can be implemented in a simple manner be created by the fact that the setting member determining the pulse time very much is made low resistance and that the very short pulses generated thereby on a -Are known bistable tilting circle in such a way that by each of these short impulses the potential prevailing at the two outputs of the tilting circuit is continuously changed in opposite directions. To one from each other to ensure independent adjustment of the respective pause and pulse times; it is also provided that each of the two outputs of the bistable trigger circuit one capacitor each with a corresponding setting resistor that determines the charging time and a rectifier connected in parallel to this and that both capacitors with the switching elements supplied with them alternately to determine the respective Pause or pulse time can be used.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig.1 die Schaltungsanordnung eines Rechteckwellengenerators, Fig.2 ein Diagramm der von einer Anordnung nach Fig. 1 abgegebenen Impulsfolge, Fig.3 einen Gegentakt-Rechteckwellengenerätor mit teilweise schematischer Darstellung und Fig. 4 die an verschiedenen Punkten der Anordnung nach Fig. 3 auftretenden Spannungsänderungen und Impulsfolgen.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows Fig.1 the circuit arrangement of a square wave generator, Fig.2 a Diagram of the pulse sequence emitted by an arrangement according to FIG. 1, Fig. 3 a push-pull square wave generator with a partially schematic representation and FIG. 4 shows the voltage changes occurring at various points in the arrangement according to FIG and pulse trains.
Der Rechteckwellengenerator nach Fig. 1 besitzt einen Kondensator C 1 in der Größenordnung von einigen icF, zwei einstellbare Widerstände R 1 und R 2 zur Festlegung der -jeweiligen' -Impuls- und/oder Pausenzeit, drei Transistoren T :t, T 2 und T 3, weitere Widerstände R 3 bis R 7; ein aus einem Kondensator C 2 sowie den Widerständen R 5 und R 6 gebildetes Verzögerungsglied und eine Zenerdiode Z6. Zur Ingangsetzung des Rechteckwellengenerators wird an die Stromversorgungsleitung a eine Spannung Uo von beispielsweise -12 V angelegt, während an der Leitung b Nullpotential herrscht. Um einen sehr hohen Sperrwiderstand zu sichern, wird als Transistor 1, vorzugsweise ein Siliziumtransistor; dem ein sehr hoher Sperrwiderstand eigen ist, verwendet.The square wave generator according to FIG. 1 has a capacitor C 1 in the order of magnitude of a few icF, two adjustable resistors R 1 and R 2 to define the -pulse-pulse and / or pause time, three transistors T : t, T 2 and T 3, further resistors R 3 to R 7; a delay element formed from a capacitor C 2 and the resistors R 5 and R 6 and a Zener diode Z6. To start the square wave generator, a voltage Uo of -12 V, for example, is applied to the power supply line a , while there is zero potential on the line b. In order to ensure a very high blocking resistance, the transistor 1, preferably a silicon transistor; which has a very high blocking resistance.
Wird eine Spannung von beispielsweise -12 V an die Leitung a angeschaltet; so lädt sich der Kondensator C 1 einerseits über den Einstellwiderstand R 1 und andererseits über die Zenerdiode Z6 sowie die durchlässige Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T3 auf. Am Punkt C steigt die Spannung nach einer e-Funktion -an. Sobald die Zenerspannung erreicht wird, öffnet der Transistor T1, so daß sein Emitterstrom in die Basis des Transistors T2 fließen kann, der ebenfalls öffnet. Am Widerstand R 3 entsteht auf diese Weise ein Spannungsabfall, der über das aus den Widerständen R 5 und R 6 sowie den Kondensator C2 gebildete Verzögerungsnetzwerk der Basis des Transistors T3 mitgeteilt wird, der nun sperrt und damit das Potential am Punkt D negativer werden läßt. Es entsteht am Ausgang D eine Spannungsänderung von der Zenerspannung zur Betriebsspannung, die als Spannungsabfall am Widerstand R 7 abgenommen werden kann.If a voltage of, for example, -12 V is connected to line a; so the capacitor C 1 charges on the one hand via the setting resistor R 1 and on the other hand via the Zener diode Z6 and the permeable emitter-collector path of the transistor T3. At point C the voltage increases according to an exponential function. As soon as the Zener voltage is reached, the transistor T1 opens, so that its emitter current can flow into the base of transistor T2, which also opens. At the resistance In this way, R 3 creates a voltage drop that is generated by the resistors R 5 and R 6 as well as the capacitor C2 formed the delay network of the base of the Transistor T3 is communicated, which now blocks and thus the potential at the point D becomes more negative. A voltage change occurs at output D from the Zener voltage to the operating voltage, which is taken off as a voltage drop across the resistor R 7 can be.
Nach Erreichen der Zenerspannung durch die Ladespannung des Kondensators C 1 entlädt sich dieser einerseits über den Widerstand R 1 und - andererseits über die Widerstände R2 und R7: Die Dauer der Entladung und damit die jeweilige Impulszeit kann mittels des Widerstandes: R 2 eingestellt werden, während die Dauer der Ladung und damit die Pausenzeit durch die Widerstände R 1 und R 2 gemeinsam bestimmt wird. Zur Einstellung der verschiedenen Schaltzeiten ist es deshalb erforderlich, zuerst die Impulszeit mittels des Widerstandes R 2 und dann die jeweils gewünschte Pausenzeit mittels des Widerstandes R 1 festzulegen.After reaching the Zener voltage through the charging voltage of the capacitor C 1 this discharges on the one hand through the resistor R 1 and - on the other hand over the resistors R2 and R7: The duration of the discharge and thus the respective pulse time can be adjusted by means of the resistor: R 2, while the duration of the charge and thus the pause time is determined jointly by the resistors R 1 and R 2. It is therefore necessary to set the various switching times first the pulse time by means of the resistor R 2 and then the pause time required in each case set by means of the resistor R 1.
Es ist nicht unbedingt notwendig, zur Festlegung einer bestimmten Bezugsspannung eine Zenerdiode zu verwenden. An deren Stelle kann auch ein ohmscher Widerstand treten, wobei die beiden Transistoren T 1 und T 2 über diesen Widerstand miteinander verkoppelt sind. Bei der Verwendung dieser Maßnahme wird der Wechsel von dem einen in den anderen Zustand beschleunigt; so däß sich sehr steile Impulsflanken ergeben.It is not absolutely necessary to use a zener diode to establish a specific reference voltage. An ohmic resistor can also be used instead, the two transistors T 1 and T 2 being coupled to one another via this resistor. When using this measure, the change from one state to the other is accelerated; so that very steep pulse edges result.
Die von der Vorrichtung nach Fig:1 an der Klemme D abnehmbaren Spannungsveränderungen haben etwa die in Fig. 2 dargestellte Form.The voltage changes that can be removed from the device according to FIG have approximately the shape shown in FIG.
Will man zu der durch die in Fig. 1 beschriebene Kippschaltung erzeugten Impulsfolge auch die dazu inverse Impulsfolge erzeugen, so wird eine Schaltung. nach Fig. 3 verwendet, die außer der in Fig. 1 dargestellten Kippschaltung, die in dieser Figur mit KS bezeichnet ist, noch eine bistabile Kippschaltung FL enthält. Die Schaltungsanordnung dieser Kippschaltung FL ist nicht näher dargestellt, da derartige Schaltungen allgemein bekannt sind. An der Stelle KS in Fig. 3 ist die Anordnung nach Fig. 1 einzufügen, wobei aber die in Fig. 1 gestrichelt gezeichneten Verbindungen weggelassen sind und durch die in Fig. 3 angegebenen Verbindungen und Bauteile ersetzt werden.If one wants to be generated by the trigger circuit described in FIG Pulse train also generate the inverse pulse train, so it becomes a circuit. used according to Fig. 3, the except for the flip-flop shown in Fig. 1, the denoted by KS in this figure, still contains a bistable multivibrator FL. The circuit arrangement of this flip-flop FL is not shown in detail because such circuits are well known. At the point KS in Fig. 3 is the Insert the arrangement according to FIG. 1, but with the dashed lines in FIG. 1 Connections are omitted and by the connections indicated in Fig. 3 and Components are replaced.
Die beiden Ausgänge E und F der Kippschaltung FL führen wechselweise Potential, das entweder 0 oder -12 V beträgt. Wird angenommen, daß an der Klemme E ein Potential von -12 V anliegt, während an der Klemme F Nullpotential herrscht, so wird der Kondensator C 1 in Fig. 3 über die Widerstände R 1 und R3; von denen R 1 einstellbar ist, geladen, da die Diode D 3 in ihrer Sperrichtung beansprucht wird. Die Spannung am Punkt A steigt nach einer e-Funktion an, und zwar so länge, bis sie die Zenerspannung Uz erreicht. An diesem Zeitpunkt wird in der Kippschaltung KS der Transistor T3 (Fig. 1) gesperrt, so daß an der Klemme D ein Spannungssprung, der den Beginn eines Impulses kennzeichnet, auftritt und der dem Kippkreis FL mitgeteilt wird. Dieser kippt in seine zweite stabile Lage um, in der an der Klemme E Nullpotential und an der Klemme F Potential von -12V herrscht.The two outputs E and F of the flip-flop FL alternately carry potential that is either 0 or -12 V. If it is assumed that a potential of -12 V is present at terminal E, while there is zero potential at terminal F, then the capacitor C 1 in FIG. 3 via the resistors R 1 and R3; of which R 1 is adjustable, loaded because the diode D 3 is claimed in its reverse direction. The voltage at point A increases according to an exponential function, namely until it reaches the Zener voltage Uz. At this point in time, the transistor T3 (FIG. 1) in the flip-flop circuit KS is blocked, so that a voltage jump, which marks the beginning of a pulse, occurs at the terminal D and is communicated to the flip-flop circuit FL. This tips over into its second stable position, in which there is zero potential at terminal E and a potential of -12V at terminal F.
Der Kondensator C l entlädt sich sofort über die nunmehr geöffnete Diode D 3, so daß der auf den Eingang D gegebene Impuls nur sehr kurz in der Größenordnung von etwa 1 msec ist. Da nun an der Klemme F eine Spannung von -12 V herrscht, lädt sich der Kondensator C 2 über die Widerstände R 2 und R 4 auf, und zwar so lange, bis wiederum an der Klemme B in analoger Weise zu der vorigen Potentialänderung an. der Klemme A die Spannung Uz erreicht wird. Die Multivibrator-Kippschaltung KS (Fig. 1) spricht deshalb erneut an und kippt die bistabile Kippschaltung zurück, so daß nunmehr der Kondensator C 2 über die Diode D 4 entladen wird und das Spiel von neuem beginnen kann.The capacitor C1 discharges immediately through the diode D3, which is now open, so that the pulse given to the input D is only very briefly in the order of magnitude of about 1 msec. Since there is now a voltage of -12 V at terminal F, the capacitor C 2 charges through the resistors R 2 and R 4 until it is again applied to terminal B in a manner analogous to the previous change in potential. the voltage Uz is reached at terminal A. The multivibrator flip-flop KS (Fig. 1) responds again and flips the bistable flip-flop back so that now the capacitor C 2 is discharged through the diode D 4 and the game can start again.
Es werden also abwechselnd die Kondensatoren C 1 und C 2 geladen. Mit dem Widerstand R 1 läßt sich die Pausenzeit unabhängig von der Impulszeit einstellen; da für die letztere ausschließlich die Widerstände R 2 und R 4, von denen der erstere einstellbar ist, maßgeblich sind. Der Flip-Flop-Kreis FL gibt an seinen beiden Ausgängen zueinander inverse Rechteckimpulse ab.The capacitors C 1 and C 2 are charged alternately. With the resistor R 1 the pause time can be set independently of the pulse time; since for the latter only the resistors R 2 and R 4, of which the former is adjustable, are decisive. The flip-flop circuit FL is at its two outputs mutually inverse square-wave pulses.
In Fig. 4 sind die an verschiedenen Punkten der Schaltung von Fig.3 auftretenden Spannungsänderungen dargestellt. Die an den Punkten A und B auftretenden Impulsfolgen überlagern sich am Punkt C in der aus der Fig. 4 ersichtlichen Weise, wobei Dioden D 1 und D 2 dafür sorgen, daß die Punkte A und B gegeneinander entkoppelt sind. Die amPunkt D auftretenden, sehr kurzen Impulse steuern den bistabilen Kippkreis FL in Fig. 3 jeweils so um, daß an dessen Ausgängen E und F die aus Fig. 4 ersichtlichen Impulsfolgen, die zueinander invers sind, auftreten.FIG. 4 shows the voltage changes occurring at various points in the circuit of FIG. The pulse sequences occurring at points A and B are superimposed at point C in the manner shown in FIG. 4, with diodes D 1 and D 2 ensuring that points A and B are decoupled from one another. The very short pulses occurring at point D reverse the bistable trigger circuit FL in FIG. 3 in such a way that the pulse sequences shown in FIG. 4, which are inverse to one another, appear at its outputs E and F.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEM39850A DE1127395B (en) | 1958-12-05 | 1958-12-05 | Multivibrator for generating a low-frequency pulse train with an extremely large pulse duty factor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DEM39850A DE1127395B (en) | 1958-12-05 | 1958-12-05 | Multivibrator for generating a low-frequency pulse train with an extremely large pulse duty factor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1127395B true DE1127395B (en) | 1962-04-12 |
Family
ID=7303519
Family Applications (1)
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| DEM39850A Pending DE1127395B (en) | 1958-12-05 | 1958-12-05 | Multivibrator for generating a low-frequency pulse train with an extremely large pulse duty factor |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE1127395B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1295634B (en) * | 1967-08-31 | 1969-05-22 | Starkstrom Anlagenbau Veb K | Pulse generator for pulses of constant amplitude with variable duty cycle |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH230975A (en) * | 1942-02-27 | 1944-02-15 | Philips Nv | Multivibrator circuit. |
| US2469031A (en) * | 1945-09-06 | 1949-05-03 | Rca Corp | Electronic counter circuit |
-
1958
- 1958-12-05 DE DEM39850A patent/DE1127395B/en active Pending
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