DE1129535B

DE1129535B - Level switching

Info

Publication number: DE1129535B
Application number: DES72287A
Authority: DE
Inventors: Luigi Sarati
Original assignee: Societa Italiana Telecomunicazioni Siemens SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1960-01-30
Filing date: 1961-01-30
Publication date: 1962-05-17

Description

Pegelschaltung Die Erfindung betrifft eine Pegelschaltung, d. h. eine Schaltungsanordnung, die beim Überschreiten eines bestimmten Gleichspannungspegels ein Signal liefert, das' beim Unterschreiten eines zweiten Pegelwertes, der hier als »Abfallpegel« bezeichnet werden soll, wieder verschwindet. Der Unterschied zwischen dem Ansprechpegel und dem Abfallpegel ist bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung gemessen am Absolutwert sehr klein. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung eignet sich daher besonders zur Steuerung eines elektromagnetischen Relais.Level circuit The invention relates to a level circuit, i. H. a circuit arrangement which, when a certain DC voltage level is exceeded, supplies a signal which disappears again when a second level value is undershot, which is to be referred to here as the "drop level". The difference between the response level and the drop level is very small in the circuit arrangement according to the invention, measured in terms of the absolute value. The circuit arrangement according to the invention is therefore particularly suitable for controlling an electromagnetic relay.

Bekanntlich ist der Ansprechstrom eines elektromagnetischen Relais etwa um den Faktor 3 größer als der Abfallstrom. Elektromagnetische Relais können daher nicht verwendet werden, wenn gefordert wird, daß das Ansprechen und Abfallen innerhalb eines verhältnismäßig kleinen Signalbereiches erfolgt.It is well known that the response current of an electromagnetic relay is approximately 3 times greater than the waste current. Electromagnetic relays can therefore not be used if it is required that the response and dropout occur within a relatively small signal range.

Es sind bereits Röhrenschaltungen, z. B. der sogenannte »Schmitt-Trigger«, bekannt, deren Ansprech-bzw. Abfallgrenzen verhältnismäßig nahe beieinanderliegen; Röhren erfordern jedoch eine verhältnismäßig hohe Betriebsleistung und viel Raum und eignen sich daher schlecht für viele Zwecke.There are already tube circuits, e.g. B. the so-called »Schmitt trigger«, known whose contact or. Waste boundaries are relatively close together; However, tubes require relatively high operating power and space and are therefore ill-suited for many purposes.

Durch die Erfindung soll daher eine Schaltungsanordnung angegeben werden, die einfach im Aufbau ist, nur wenige und kleine Schaltelemente enthält, wenig Leistung benötigt und die obenerwähnten Eigenschaften besitzt. Die Schaltung kann beispielsweise als Alarmschaltung verwendet werden, sie eignet sich jedoch besonders zur Regelung bei Dämpfungsschwankungen in Funkverbindungen.The invention is therefore intended to provide a circuit arrangement which is simple in construction, contains only a few and small switching elements, requires little power and has the properties mentioned above. The circuit can for example be used as an alarm circuit, but it is suitable especially for regulating attenuation fluctuations in radio links.

Eine Schaltungsanordnung, die beim Überschreiten eines ersten Signalpegels ein Ausgangssignal liefert, das beim Unterschreiten eines im Verhältnis zum Absolutwert des Signals nur wenig vom ersten verschiedenen, zweiten Signalpegels wieder verschwindet, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das zu steuernde Signal der Serienschaltung einer Zenerdiode mit der Emitter-Basis-Strecke eines Transistors, der ein Widerstand parallel geschaltet ist, zugeführt ist und daß ein zu steuernder Verbraucher, vorzugsweise ein elektromagnetisches Relais, im Kollektorkreis des Transistors liegt.A circuit arrangement which, when a first signal level supplies an output signal which, if the value falls below a value in relation to the absolute value of the signal disappears only slightly from the first different, second signal level, is characterized according to the invention in that the signal to be controlled is the Series connection of a Zener diode with the emitter-base path of a transistor, to which a resistor is connected in parallel, is supplied and that a to be controlled Consumer, preferably an electromagnetic relay, in the collector circuit of the Transistor lies.

Die Erfindung soll nun an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es bedeutet Fig. 1 eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung und Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 in einer Funkempfangsanlage.The invention will now be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawing. 1 shows a circuit arrangement according to the invention, FIG. 2 shows another exemplary embodiment of a circuit arrangement according to the invention, and FIG. 3 shows a diagram for explaining the mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 2 in a radio receiving system.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage soll ein Melde- oder Umschaltkreis 1, im einfachsten Falle ein elektromagnetisches Relais, durch eine von einem Generator2 gelieferte Spannung V, gesteuert werden. Zwischen den Generator 2 und das elektromagnetische Relais 1 ist eine Schaltungsanordnung eingefügt, die gewährleistet, daß der Ansprechpegel und der Abfallpegel des Relais sehr nahe beieinanderliegen.In the system shown in FIG. 1 , a signaling or switching circuit 1, in the simplest case an electromagnetic relay, is to be controlled by a voltage V supplied by a generator 2. A circuit arrangement is inserted between the generator 2 and the electromagnetic relay 1 , which ensures that the response level and the drop-out level of the relay are very close to one another.

Die Schaltungsanordnung enthält einen PNP-Transistor 3, dessen Kollektor 4 mit der einen Klemme des Relais 1 verbunden ist, dessen andere Klemme an den negativen Pol einer nicht dargestellten Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist. Der Emitter 5 des Transistors 3 ist mit einer Klemme einer Zenerdiode 6 verbunden, deren andere Klemme an Masse liegt. Der positive Pol der Betriebsspannungsquelle liegt ebenfalls an Masse. Zwischen den Emitter 5 des Transistors und die Basis 7 ist ein Widerstand 8 geschaltet. Die negative Ausgangsklemme 9 des das zu steuernde Signal V, liefernden Generators 2 ist mit der Basis 7 des Transistors verbunden, die positive Ausgangsklemme 10 liegt an Masse. Die dargestellte Schaltungsanordnung arbeitet folgenderm aßen: Ist die Spannung V, kleiner als die Spannung V" bei der die Zenerdiode leitend wird, so fließt zwischen der Klemme9 und Masse praktisch kein Strom, die Signalspannung Vs fällt praktisch vollständig an der Zenerdiode ab, und der Spannungsabfall am Widerstand8, der gleichzeitig die Vorspannung der Emitter-Basis-Strecke des Transistors 3 darstellt, liegt unterhalb des Wertes Vb, der notwendig wäre, um im Kollektorkreis einen zur Betätigung des Verbrauchers 1 ausreichenden Strom zu liefern.The circuit arrangement contains a PNP transistor 3, the collector 4 of which is connected to one terminal of the relay 1 , the other terminal of which is connected to the negative pole of an operating voltage source (not shown). The emitter 5 of the transistor 3 is connected to one terminal of a Zener diode 6 , the other terminal of which is connected to ground. The positive pole of the operating voltage source is also grounded. A resistor 8 is connected between the emitter 5 of the transistor and the base 7. The negative output terminal 9 of the generator 2 supplying the signal V 1 to be controlled is connected to the base 7 of the transistor, the positive output terminal 10 is connected to ground. The circuit arrangement shown works as follows: If the voltage V, is less than the voltage V "at which the Zener diode becomes conductive, practically no current flows between terminal 9 and ground, the signal voltage Vs drops practically completely at the Zener diode, and the voltage drop at the resistor 8, which at the same time represents the bias voltage of the emitter-base path of the transistor 3 , is below the value Vb which would be necessary to supply a current sufficient to operate the consumer 1 in the collector circuit.

Wird jedoch K, größer als (Vz + Vb), so fließt im Kollektorkreis des Transistors genügend Strom, um das Relais 1 ansprechen zu lassen.However, if K i is greater than (Vz + Vb), enough current flows in the collector circuit of the transistor to allow relay 1 to respond.

Da die Spannung Vb zur Aussteuerung des Transistors 3 sehr klein gegenüber der Durchbruchsspannung V, der Zenerdiode ist, genügen sehr geringe Änderungen der zu steuernden Spannung V, um das Relais bzw. den Verbraucher 1 ansprechen bzw. abfallen zu lassen.Since the voltage Vb for modulating the transistor 3 is very small compared to the breakdown voltage V of the Zener diode, very small changes in the voltage V to be controlled are sufficient to make the relay or the consumer 1 respond or drop.

Schaltet man zwischen die Verbindung von Emitter 5 und Zenerdiode 6 und den negativen Pol der Betriebsspannungsquelle einen geeigneten Widerstand 11, wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist, so fällt an der Zenerdiode eine praktisch konstante Spannung ab. Ist die zu steuernde Spannung V, kleiner als die Zenerspanaung V" so wird dann die Basis 7 gegenüber dem Emitter 5 positiv, wodurch der PNP-Transistor 3 mit Sicherheit völlig verriegelt wird. If a suitable resistor 11 is connected between the connection of emitter 5 and Zener diode 6 and the negative pole of the operating voltage source, as shown in dashed lines in FIG. 1 , a practically constant voltage drops across the Zener diode. If the voltage to be controlled V, is less than the Zener voltage V ″, the base 7 then becomes positive with respect to the emitter 5 , as a result of which the PNP transistor 3 is completely locked with certainty.

In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung in Anwendung auf eine Schalt- oder Alarmvorrichtung einer Funkanlage dargestellt. Die Leitung 12 kann beispielsweise zur Kathode einer geregelten Röhre, beispielsweise im Zwischenfrequenzteil, eines Funkempfängers führen. Bei Funknetzen, in denen dauernd ein Träger ausgestrahlt wird, beispielsweise bei manchen Polizeifunkanlagen, wird dann ein Alarmsignal erzeugt, wenn die Empfangsfeldstärke am Ort des Empfängers, z. B. in einem Fahrzeug, unterhalb eines bestimmten Werts sinkt.In Fig. 2, a circuit arrangement according to the invention is in use shown on a switching or alarm device of a radio system. The administration 12 can, for example, be used for the cathode of a regulated tube, for example in the intermediate frequency section, of a radio receiver. In radio networks in which a carrier is continuously broadcast If, for example in some police radio systems, an alarm signal is generated, if the reception field strength at the location of the recipient, e.g. B. in a vehicle, below of a certain value decreases.

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung entspricht in Aufbau und Wirkungsweise im wesentlichen der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Einstellung des Signalpegels dient ein Potentiometer 13, das gegebenenfalls mit einem Widerstand 14 in Serie geschaltet ist. Durch diese Spannungsteilerschaltung kann der Ansprechpegel der Schaltung leicht den in der Leitung 12 fließenden Strömen angepaßt und nach Wunsch einjustiert werden. In den Kollektorkreis kann außer dem zu steuernden Relais 15 noch ein Widerstand 16 eingeschaltet sein.The circuit arrangement shown in FIG. 2 corresponds in structure and mode of operation essentially to the circuit arrangement according to FIG. 1, the same parts are provided with the same reference numerals. A potentiometer 13, which is optionally connected in series with a resistor 14, is used to set the signal level. By means of this voltage divider circuit, the response level of the circuit can easily be adapted to the currents flowing in the line 12 and adjusted as desired. In addition to the relay 15 to be controlled, a resistor 16 can also be switched on in the collector circuit.

Bei Fig. 2 findet ein NPN-Transistor Verwendung, die Betriebsspannungsquelle und die Zenerdiode sind daher umgepolt.In Fig. 2, an NPN transistor is used, the operating voltage source and the polarity of the zener diodes is reversed.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung wirkt als Steuerspannung Vs der am Schleifer 17 des Potentiometers 13 abgegriffene Teil der am Spannungsteiler 13, 14 abfallenden Spannung. Sobald die abgegriffene Spannung die Zenerspannung der Diode 6 geringfügig überschreitet, beginnt der Transistor 3' zu leiten, und das Relais 15 spricht an, wenn die Spannung am Schleifer um den Wert Vb größer ist als die Zenerspannung. Wird die Spannung am Schleifer 17 wieder kleiner und unterschreitet V", so wird der Transistor gesperrt, und das Relais fällt wieder ab. Da Vb sehr klein gegen VT ist, liegen Ansprech- und Abfallsgrenzen im Verhältnis zum Absolutwert des Signales sehr nahe beieinander.In the circuit shown in FIG. 2, the part of the voltage drop across the voltage divider 13, 14 tapped at the wiper 17 of the potentiometer 13 acts as the control voltage Vs. As soon as the tapped voltage slightly exceeds the Zener voltage of the diode 6 , the transistor 3 ' begins to conduct, and the relay 15 responds when the voltage at the wiper is greater than the Zener voltage by the value Vb. If the voltage at the wiper 17 drops again and falls below V ", the transistor is blocked and the relay drops out again. Since Vb is very small compared to VT, the response and drop limits are very close to one another in relation to the absolute value of the signal.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm eines typischen Funktionsablaufes einer Schaltung gemäß der Erfindung. Auf der Ordinate ist die Amplitude des zu steuernden Signals aufgetragen, also beispielsweise ein in der Leitung 12 fließender Strom L Auf der Abszisse ist die Zeit aufgetragen. Das Diagramm nach Fig. 3 gibt beispielsweise das Schwanken des Kataodenstromes einer geregelten Röhre als Funktion der Zeit wieder, wobei in dem zu betrachtenden Zeitraum zwischen t, bis t6 die Übertragungsdämpfung ansteigt und wieder abfällt, beis Ljelsweise infolge eines Fadings und/oder einer derung der örtlichen Verhältnisse. Der steuernde Strom I steigt zwischen t, und t3 von 11 auf 13 an und fällt dann bis zum Zeitpunkt t6 wieder auf I, ab. Wenn der Strom zur Zeit t2 den Wert 12 überschreitet, spricht das Relais 15 an und betätigt eine optische und/oder akustische Melde- oder Warnvorrichtung undfoder bewirkt eine Umschaltung im -Empfänger oder der Empfangsanlage. Wird die Ubertragungsdämpfung und damit der Strom I wieder kleiner, so fällt das Relais beim Unterschreiten des Stromwertes 15 zur Zeit t5 wieder ab. Der Abfallwert 15 ist nur wenig vom Ansprechwert 12 verschieden, so daß sich bei einer zeitlichen Betrachtung des Funktionsablaufes nur eine sehr geringe Zeitverzögerung A t beim Abfallen ergibt. Die Zeit, während der das Relais erregt ist, ist in Fig. 3 durch den schraffierten Bereich 18 dargestellt. 3 shows a diagram of a typical functional sequence of a circuit according to the invention. The amplitude of the signal to be controlled is plotted on the ordinate, that is to say, for example, a current L flowing in the line 12. The time is plotted on the abscissa. The diagram according to FIG. 3 shows, for example, the fluctuation of the cataode current of a regulated tube as a function of time, with the transmission attenuation increasing and decreasing again in the period under consideration between t to t6, for example as a result of fading and / or a change in the local conditions. The controlling current I rises from 11 to 13 between t 1 and t 3 and then falls back to I 1 by time t 6. If the current at the time t2 exceeds 12, the relay 15 is activated and operates an optical and / or acoustic alarm indicator or warning device andfor causes a change in the - receiver or the receiving system. If the transmission attenuation and thus the current I become smaller again, the relay drops out again when the current value 15 is undershot at time t5. The drop value 15 differs only slightly from the response value 12, so that when the function sequence is considered over time, there is only a very small time delay A t when the value drops. The time during which the relay is energized is shown in FIG. 3 by the hatched area 18 .

Der Abstand zwischen den Ansprech- und Abfallgrenzen des Relais hängt ausschließlich von der Steilheit der Kennlinie der Zenerdiode und von der Nennspannung, d. h. den Kennlinienwerten, des Transistors ab. Selbstverständlich kann bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung auch ein NPN-Transistor und bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung ein PNP-Transistor verwendet werden. Es müssen dann die Zenerdiode und die Polaritäten der Stromquelle umgepolt werden.The distance between the response and dropout limits of the relay depends exclusively on the steepness of the characteristic curve of the Zener diode and on the nominal voltage, i.e. H. the characteristic values, of the transistor. Of course, an NPN transistor can also be used in the circuit shown in FIG. 1 and a PNP transistor can be used in the circuit shown in FIG. The polarity of the Zener diode and the polarities of the power source must then be reversed.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung kann beispielsweise auch dazu dienen, den betreffenden Empfänger von einer Diversity-Anlage abzuschalten, wenn die Übertragungsdämpfung einen bestimmten Wert übersteigt.The circuit arrangement according to the invention can also, for example serve to switch off the relevant receiver from a diversity system, if the transmission loss exceeds a certain value.

Claims

PATENT CLAIMS 1. A circuit arrangement which, when a first signal level is exceeded, provides an output signal which disappears again when it falls below a second signal level that differs only slightly from the first, which differs from the absolute value of the signal, characterized in that the signal to be controlled (V,) der Series connection of a Zener diode (6) with the emitter-base path of a transistor (3), to which a resistor (8) is connected in parallel, is fed and that a consumer (1) to be controlled, preferably an electromagnetic relay (15), is in the collector circuit of the transistor is connected.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized by a resistor (11) which is connected between the connection point of the emitter (5) of the transistor (3) with the Zener diode (6) and the collector current source. 3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a resistor (16) is connected in series with the collector (4) and the consumer to be controlled (1, 15). 4. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the signal to be controlled is taken from a voltage divider (13, 14). 5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the signal to be controlled is removable from an adjustable tap (17) of the voltage divider (13, 14). 6. Circuit arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the voltage divider is in a line of a radio receiving device which carries a current that fluctuates depending on the received field strength or the transmission attenuation. 7. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a reporting or alarm device is connected to the relay.