DE1132971B

DE1132971B - Circuit arrangement for transistor switch

Info

Publication number: DE1132971B
Application number: DES73868A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Max Mayer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-05-08
Filing date: 1961-05-08
Publication date: 1962-07-12

Description

Schaltungsanordnung C für Transistorschalter Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für Transistorschalter, insbesondere Transistorkippstufen, in deren Eingangsleitungen durch das Kollektorpotential der Transistoren mit einer bestimmten Vorspannung versehene Eingangsdioden vorgesehen sind.Circuit arrangement C for transistor switches The invention relates to a circuit arrangement for transistor switches, in particular transistor flip-flops, in the input lines of which there are input diodes provided with a specific bias voltage due to the collector potential of the transistors.

Es ist für Transistorverstärker und auch Transistorkippstufen, in deren Eingangsleitungen Dioden angeordnet sind, bekannt, die Eingangsdioden durch das Kollektorpotential des zu steuernden Transistorkreises oder eines anderen Transistorkreises in Durchlaßrichtung vorzubereiten, d. h. die Eingangsdioden bereits vor dem Eintreffen des eigentlichen Steuerimpulses zu öffnen. Die Eingangsdioden sind bei diesen Schaltungen dann praktisch ohne eine Vorspannung und demzufol e auch für eventuell über die C 9 Eingangsleitung eintreffende Störimpulse in der Größenordnung von nur Zehntelvolt bereits durchlässig. Solche Störimpulse können dann ungehindert auf die Schaltung einwirken und ein ungewolltes Umkippen herbeiführen. Ebenfalls kann das Prellen eines im Steuerstromkreis angeordneten Kontaktes zu einem ungewollten Hin- und Herkippen der Schaltung führen.It is known for transistor amplifiers and also transistor flip-flops, in the input lines of which diodes are arranged, to prepare the input diodes in the forward direction by the collector potential of the transistor circuit to be controlled or of another transistor circuit . H. to open the input diodes before the actual control pulse arrives. In these circuits, the input diodes are then practically without a bias voltage and consequently also permeable to interference pulses of the order of magnitude of only tenths of a volt that may arrive via the C 9 input line. Such interference pulses can then act unhindered on the circuit and cause an unwanted overturning. Likewise, the bouncing of a contact arranged in the control circuit can lead to an unwanted back and forth tilting of the circuit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transistorschalter zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mit dem Kollektorstromkreis ein aus komplexen Widerständen aufgebauter Spannungsteiler verbunden ist und von dem Spannungsteiler eine sich zeitlich innerhalb eines bestimmten Bereiches ändernde Vorspannung für die Eingangsdioden abgegriffen wird.The invention is based on the object of a transistor switch to create that does not have these disadvantages. According to the invention, this The object is achieved in that the collector circuit is made up of complex resistors built-up voltage divider is connected and from the voltage divider a Bias voltage for the input diodes that changes over time within a certain range is tapped.

Auf diese Weise ist es gemäß der Erfindung erreichbar, durch eine zeitlich begrenzte und während dieser Zeit sich langsam ändernde Vorspannung die Eingangsdioden vorübergehend zu sperren. Dies hat den Vorteil, wenn die Vorspannung während einer Zeit vorhanden ist, in der mit Sicherheit mit dem Eintreffen von Störimpulsen zu rechnen ist, daß die Amplitude der Steuerimpulse nicht unnötig groß zu sein braucht, um enie hohe Vorspannung überwinden zu können.In this way it is achievable according to the invention, by a time-limited and slowly changing bias during this time Temporarily block input diodes. This has the advantage when the bias is present during a time in which certainly with the arrival of glitches it is to be expected that the amplitude of the control pulses need not be unnecessarily large, in order to be able to overcome a high preload.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen hervor. In der Zeichnung zeigt Fig. 1. eine gemäß der Erfindung aufgebaute bistabile Kippstufe mit zwei Eingangsdioden, für die jeweils durch ein Integrierglied eine sich zeitlich ändernde Vorspannung von einem aus komplexen Widerständen aufgebauten Spannungsteiler. abgegriffen wird, Fig. 2 eine gemäß der Erfindung aufgebaute bistabile Kippstufe mit zwei Eingangsdioden, bei der nur für die eine Eingangsdiode durch ein Integrierglied eine sich zeitlich ändernde Vorspannung von einem aus komplexen Widerständen aufgebauten Spannungsteiler abgegriffen wird, und Fig. 3 eine gemäß der Erfindung aufgebaute bistabile Kippstufe mit zwei Eingangsdioden, für die jeweils durch ein Differenzierglied von einem aus komplexen Widerständen aufgebauten Spannungsteller eine sich zeitlich ändernde Vorspannuno, abge griffen wird.Details of the invention emerge from the exemplary embodiments described with reference to the drawing. In the drawing, FIG. 1 shows a bistable multivibrator constructed according to the invention with two input diodes, for each of which an integrating element is used to provide a time-changing bias voltage from a voltage divider composed of complex resistors. Fig. 2 shows a bistable multivibrator constructed according to the invention with two input diodes, in which a time-changing bias voltage is picked up from a voltage divider made up of complex resistors only for one input diode by an integrating element, and Fig. 3 shows a voltage divider according to the invention built-up bistable multivibrator with two input diodes, for each of which a bias voltage that changes over time is picked up by a differentiating element of a voltage regulator made up of complex resistors.

In der Fig. 1 ist eine aus den Transistoren T 1 und T2 aufgebaute bistabile Kippschaltung dargestellt. Sie wird durch Steuerimpulse, die über die Eingangsleitung E ankommen, jeweils in den gewünschten Schaltzustand umgesteuert. Die Steuerimpulse gelangen über den Kondensator C 1 und die Diode Dl bzw. den Kondensator C2 und die Diode D 2 auf die Basen der Transistoren T 1 bzw. T 2. 1 shows a bistable multivibrator made up of the transistors T 1 and T2. It is switched to the desired switching state by control pulses that arrive via the input line E. The control pulses reach the bases of the transistors T 1 and T 2 via the capacitor C 1 and the diode Dl or the capacitor C2 and the diode D 2.

Gemäß der Erfindung wird durch den mit dem Kollektorstromkreis verbundenen und aus dem komplexen Widerstand des KondensatorsC3 bzw. C4 sowie den Widerständen R3 bzw. R4 gebildeten Spannungsteiler nur ein Teil des Kollektorpotentials abgegriffen und als Vorbereitungspotential an die Diode D 1 bzw. D 2 angelegt. Entsprechend der Auf-bzw. Entladezeit der Kondensatoren C3 und C4 ändert sich das Vorbereitungspotential der Dioden DI und D2 innerhalb eines bestimmten festgelegten Bereiches.According to the invention, only part of the collector potential is tapped by the voltage divider, which is connected to the collector circuit and formed from the complex resistance of the capacitor C3 or C4 and the resistors R3 or R4, and is applied as a preparatory potential to the diode D 1 or D 2. According to the on or. Discharge time of the capacitors C3 and C4 changes the preparation potential of the diodes DI and D2 within a certain fixed range.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist im einzelnen wie folgt: Im Ruhezustand ist angenommen, daß der Transistor T 1 leitend und der Transistor T 2 gesperrt ist. Dadurch liegt am Kollektor vom Transistor T 1 praktisch das Emitter#otential, das über die WiderständeR1 und R3 als Vorbereitungspotential auch an der EingangsdiodeD1 liegt und diese so vorbereitet, daß sie durch einen Steuerimpuls geöffnet werden kann. Der Kondensator C 3 ist dabei auf das Differenzpotential von der Spannungsquelle U3 und dem Kollektorpotential aufgeladen.The mode of operation of the circuit is as follows: In the idle state it is assumed that the transistor T 1 is conductive and the transistor T 2 is blocked. As a result, the emitter potential is practically at the collector of the transistor T 1 , which is also applied as a preparation potential to the input diode D1 via the resistors R1 and R3 and prepares it in such a way that it can be opened by a control pulse. The capacitor C 3 is charged to the differential potential between the voltage source U3 and the collector potential.

Trifft über die Eingangsleitung E ein Steuerimpuls ein, so gelangt er über den Kondensator C 1 und die Diode Dl auf die Basis des Transistors Tl und steuert die Schaltung um, d.h., der TransistorT1 wird gesperrt, und der TransistorT2 wird leitend. Nach der Umsteuerung wird an die DiodeD2 das Vorbereitungspotential verzögert nach Maßgabe der sich aus dem Kondensator C4 und dem WiderstandR4 ergebenden Zeitkonstanten angelegt. Dies hat zur Folge, daß eventuell auf den ersten Steuerimpuls folgende Störimpulse, die z.B. durch Kontaktprellungen hervorgerufen würden, die EingangsdiodeD2 nicht passieren und die Schaltung auch nicht umsteuern können.If a control pulse arrives via the input line E , it reaches the base of the transistor Tl via the capacitor C 1 and the diode Dl and reverses the circuit, ie the transistor T1 is blocked and the transistor T2 becomes conductive. After the reversal, the preparation potential is applied to the diode D2 with a delay in accordance with the time constants resulting from the capacitor C4 and the resistor R4. As a result, interference pulses possibly following the first control pulse, which would be caused by contact bouncing, for example, do not pass through the input diode D2 and cannot reverse the circuit either.

Im Rahmen der Erfindung könnte, um den Eingangsdioden auch vor dem Eintreffen des Steuerimpulses noch eine Vorspannung zu geben, an Stelle des Widerstandes RK im Kollektorstromkreis ein Spannungsteiler angeordnet und der Widerstand R 3 an den Abgriff dieses Spannungsteilers angeschaltet sein. Die von dem Spannungsteiler abgegriffene Spannung könnte dann auch noch stabilisiert sein, z. B. durch eine Zehnerdiode.In order to give the input diodes a bias before the arrival of the control pulse, a voltage divider could be arranged in the collector circuit instead of the resistor RK and the resistor R 3 connected to the tap of this voltage divider. The voltage tapped off by the voltage divider could then also be stabilized, e.g. B. by a Zener diode.

In der Fig. 2 ist eine weitere bistabile Kippstufe dargestellt, die sich analog zu der in der Fig. 1 dargestellten aufgebaut ist, aber bei ihr ist nur eine Eingangsdiode über ein integrierendes Schaltmittel C 2, R 2 sowie die Diode D 3 an den Kollektorstromkreis angeschlossen. Mit dieser Anordnung ist es erreichbar, mit einem Taktpuls konstanter Frequenz die Kippstufe so zu schalten, daß sie z. B. immer jeweils eine Periode lang in der einen und zwei Perioden lang in der anderen stabilen Lage verbleibt. Zu diesem Zweck sind die Kondensatoren C4 und der Widerstand R 4 so dimensioniert, daß die von ihnen für die Eingangsdiode D 2 gelieferte Vorspannung so verzögert wird, daß jeweils der nächste eintreffende Schaltimpuls noch unwirksam ist und erst der übernächste Schaltimpuls wieder wirksam wird. Die Diode D 3 dient in diesem Fall zu einer raschen Entladung des integrierenden Kondensators C 4. Im Rahmen der Erfindung könnten durch entsprechende Werte von C4 und R4 auch andere gewünschte Teilverhältnisse festgelegt werden.In FIG. 2, another bistable multivibrator is shown, which is constructed analogously to that shown in FIG. 1 , but with it only one input diode is connected to the collector circuit via an integrating switching means C 2, R 2 and the diode D 3 connected. With this arrangement, it is possible to switch the flip-flop with a clock pulse of constant frequency so that it z. B. always remains for one period in one and two periods in the other stable position. For this purpose, the capacitors C4 and the resistor R 4 are dimensioned so that the bias voltage supplied by them for the input diode D 2 is delayed so that the next incoming switching pulse is still ineffective and only the next but one switching pulse becomes effective again. In this case, the diode D 3 serves to rapidly discharge the integrating capacitor C 4. In the context of the invention, other desired partial ratios could also be established by corresponding values of C4 and R4.

In Fig. 3 ist eine weitere bistabile Kippstufe dargestellt, bei der die Eingangsdioden D 1, D 2 über einen differenzierenden KondensatorC5 bzw. C6 vorbereitet werden. Mit dieser Anordnung ist es z. B. möglich, bei einem Taktpuls konstanter Frequenz das Fehlen eines einzelnen Impulses festzustellen. Zu diesem Zweck ist es lediglich erforderlich, die Kondensatoren C 5 und C 6 und die Widerstände R 5 und R 6 so zu dimensionieren, daß die Vorbereitungsspannung jeweils nur bis zum Eintreffen des nächsten regulären Steuerimpulses aufrechterhalten bleibt. Fehlt ein Steuerimpuls, so wird von hier ab die Kippstufe nicht mehr hin- und hergeschaltet, sondern sie bleibt in einer ihrer beiden stabilen Lagen stehen und kann durch das Verbleiben in dieser Lage das Fehlen eines Steuerimpulses weitermelden.FIG. 3 shows a further bistable multivibrator in which the input diodes D 1, D 2 are prepared via a differentiating capacitor C5 and C6, respectively. With this arrangement it is z. B. possible to determine the absence of a single pulse with a clock pulse of constant frequency. For this purpose it is only necessary to dimension the capacitors C 5 and C 6 and the resistors R 5 and R 6 so that the preparation voltage is only maintained until the next regular control pulse arrives. If a control pulse is missing, the flip-flop is no longer switched back and forth from here onwards, but remains in one of its two stable positions and by remaining in this position it can report the absence of a control pulse.

Im Rahmen der Erfindung könnten an Stelle der aus Kondensatoren aufgebauten Spannungsteiler auch welche verwendet werden, die Induktivitäten, z. B. eine Relais- oder eine übertragerwicklung enthalten. Ebenfalls könnte im Rahmen der Erfindung zu dem für den Transistor erforderlichen Kollektorwiderstand ein eigener Spannungsteiler zum Ableiten des gewünschten Teilpotentials parallel geschaltet sein, der gegen den Kollektorwiderstand durch Gleichrichter entkoppelt ist.Within the scope of the invention, instead of the one built up from capacitors Voltage dividers also which are used, the inductances, z. B. a relay or contain a transfer winding. It could also be within the scope of the invention a separate voltage divider for the collector resistance required for the transistor be connected in parallel to derive the desired partial potential, which against the collector resistance is decoupled by a rectifier.

Die Erfindung ist nicht allein auf das angegebene Beispiel einer bistabflen Kippstufe mit pnp-Transistoren beschränkt, sondern könnte auch auf monostabile Kippstufen angewendet werden. Ebenfalls könnte der gemäß der Erfindung vorgeschlagene Störschutz für Eingangsschaltungen auf Schalt- und Verstärkertransistoren Anwendung finden. Darüber hinaus ist die Erfindung auch für Schaltungen mit npn-Transistoren anwendbar. i The invention is not limited solely to the specified example of a bistable multivibrator with pnp transistors, but could also be applied to monostable multivibrators. The interference protection proposed according to the invention for input circuits could also be applied to switching and amplifier transistors. In addition, the invention can also be used for circuits with npn transistors. i

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for transistor switches, in particular transistor flip-flops, in the input lines of which there are input diodes provided with a certain bias voltage due to the collector potential of the transistors, since. characterized in that a voltage divider composed of complex resistors (R 3, C 3, R 4, C 4) is connected to each collector circuit and a bias voltage for the input diodes (D 1, D 2 that changes over time within a certain range) from the voltage divider ) is tapped.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the voltage divider composed of complex resistors contains an integrating switching means. 3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2 for bistable multivibrators, characterized in that only the input diode (D 2) of a transistor from the voltage divider containing an integrating switching means and constructed from complex resistors is fed with a bias voltage which changes over time. 4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the voltage divider composed of complex resistors contains a differentiating switching means. 5. Circuit arrangement according spoke 1 and 4, characterized in that the differentiating and integrating switching means are constructed from resistors and capacitors. 6. Circuit arrangement according spoke 1, characterized in that the differentiating and integrating switching means are constructed from resistors and relay windings. 7. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the time-changing bias voltage is superimposed on a certain preparation voltage which can only be overcome by the voltage of the control pulse itself.