DE1163377B - Vorrichtung zum Vergleich elektrischer Spannungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 03 k

Deutsche Kl.: 21 al-36/18

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

E 23705 VIII a/21 al
18. Oktober 1962
20. Februar 1964

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vergleich zweier Spannungssignale, mittels deren in jedem beliebigen Zeitpunkt festgestelt werden kann, welches der beiden Signale den größeren Betrag besitzt; die Erfindung betrifft ferner auch elektrische Vorrichtungen, welche eine derartige Spannungsvergleichsvorrichtung aufweisen.

Die Vorrichtung zum Vergleich elektrischer Spannungen kennzeichnet sich gemäß der Erfindung durch zwei gleichartige Transistoren, deren Emitter-Kollektor-Kreise parallel zueinander liegen und die einen gemeinsamen Emitterlastwiderstand haben, durch je eine jedem der beiden Transistoren zugeordnete positive Rückkopplungsvorrichtung, mit Hilfe deren Energie aus dem Kollektorkreis in den Emitterkreis in solchem Sinne rückgekoppelt werden kann, daß jede Änderung des Kollektorstromes beschleunigt wird, wobei jede der beiden Rückkopplungsvorrichtungen einen Ausgangskreis besitzt, welcher ein Ausgangssignal liefert, wenn der Strom im Kollektorkreis des zugehörigen Transistors seinen Wert ändert, durch Eingangskreise, mittels deren den beiden Basis-Emitter-Kreisen der beiden Transistoren zwei Gleichspannungssignale zum Vergleich zugeführt werden können, sowie durch eine Hilfsschaltung, welche die Verbindungsstelle des gemeinsamen Emitterlastwiderstandes und der beiden Transistor-Emitter-Kreise mit einer Vorspannungsquelle verbindet und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Spannungsimpulsen aufweist, mittels deren das Potential der genannten Verbindungsstelle vorübergehend stufenartig veränderbar ist, derart, daß derjenige Transistor, dessen Basis-Potential näher an das Vorspannungspotential der Vorspannungsstromquelle heranreicht, schnell von seinem nichtleitenden Zustand in den leitenden Zustand übergeht, wenn der Transistor aus einer geeigneten Gleichstromquelle gespeist ist.

Die Erfindung betrifft nach einer Ausführungsforrn auch ©ine Vorrichtung, mittels deren festgestellt werden kann, ob in einer dem Eingang zugeführten Impulsfolge ein Eingangsspannungsimpuls anliegt oder nicht, unter Verwendung einer Spannungsvergleichsvorrichtung gemäß der Erfindung; die genannte Vorrichtung kennzeichnet sich durch eine bistabile elektrische Anordnung, welche nach Maßgäbe entsprechender Signale, welche entsprechenden »Einstell«- und »Rückstelk-Eingangskreisen von den entsprechenden Ausgangskreisen der Rückkopplungsvorrichtungen zugeführt werden, »Wahre«- und »Komplement«-Ausgangssignale erzeugt, durch eine Vorrichtung mittels deren die dem Eingang zugeführte Folge von Spannungsimpulsen dem Basis-Vorrichtung zum Vergleich
elektrischer Spannungen

Anmelder:

The English Electric Company Limited, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt,

München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:

Reginald Hugh Allmark, Kidsgrove,

Stoke-on-Trent, Staffordshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 20. Oktober 1961
(Nr. 37 791)

Emitter-Kreis eines der beiden Transistoren zugeführt wird, durch eine Vorrichtung, welche den Basis-Emitter-Kreis des anderen Transistors auf ein Potential vorspannt, dessen Betrag kleiner ist als der des Potentials der Eingangsspannungsimpulse, sowie durch eine Vorrichtung, welche auf die genannte Folge von Eingangsimpulsen anspricht und die Spannungserzeugungsvorrichtung zur Induktion von Impulsen in der Hilfsschaltung veranlaßt, wobei diese letztgenannten Impulse um einen vorgegebenen Betrag gegenüber den Eingangsimpulsen verzögert sind. Nach einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Prüfung des elektrischen Verhaltens von Transistoren, unter Verwendung einer Spannungsvergleichsvorrichtung gemäß der Erfindung; diese Vorrichtung kennzeichnet sich durch eine bistabile elektrische Anordnung, welche nach Maßgabe entsprechender Signale, welche einem »Einstell«- bzw. einem »Rückstelk-Eingangskreis von den entsprechenden Ausgangskreisen der beiden Rückkopplungsvorrichtungen zugeführt werden, ein »Wahres«- bzw. ein »Komplement«-Ausgangssignal erzeugt, durch eine zweite Impulsgeneratorvorrichtung, welche Stromimpulse im Emitter-Kollektor-Kreis eines zu prüfenden Transistors hervorruft, durch eine einstellbare Vorrichtung zur Kontrolle des Basisstromes in dem untersuchten Transistor, durch eine Vorrichtung mittels deren die Emitter-Kollektor-Potentialdifferenz des unter-

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suchten Transistors dem Basis-Emitter-Kreis des einen der beiden Transistoren zugeführt wird, durch eine einstellbare Vorspannungsvorrichtung, welche ein einstellbares Basis-Emitter-Potential für den anderen der beiden Transistoren liefert, sowie eine einstellbare Verzögerungsvorrichtung, welche auf die Ausgangsimpulse der zweiten Impulsgeneratorvorrichtung anspricht und in Abhängigkeit hiervon die erste Spannungsimpulserzeugervorrichtung zur Induktion von Impulsen in der Hilfsschaltung veranlaßt, welche gegenüber den dem Emitter-Kollektor-Kreis des untersuchten Transistors zugeführten Eingangsspannungsimpulsen um einen einstellbaren Betrag verzögert sind.

Jede der Rückkopplungsvorrichtungen kann einen Transformator aufweisen, dessen Primärwicklung im Kollektorkreis des zugeordneten Transistors und dessen Sekundärwicklung im Emitterkreis des zugeordneten Transistors liegt und der ferner eine Tertiärwicklung besitzt, welche den Ausgangskreis der Gesamtanordnung bildet und ein Ausgangssignal liefert, wenn der Strom im Kollektorkreis des zugeordneten Transistors seinen Wert ändert.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einer Spannungs-Vergleichsvorrichtung gemäß der Erfindung sowie dreier verschiedener elektrischer Geräte mit einer derartigen Spannungsvergleichsvorrichtung; die Beschreibung erfolgt an Hand der Zeichnung; in dieser zeigt

F i g. 1 ein Schaltschema der Spannungsvergleichsvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 das Schaltschema einer elektrischen Vorrichtung, welche ein erstes oder ein zweites elektrisches Äusgangssignal erzeugt, je nachdem, ob in einem gegebenen Zeitpunkt ein Eingangsspannungsimpuls anliegt oder nicht,

F i g. 3 die zeitliche Beziehung zwischen zwei Impulsen in einer elektrischen Vorrichtung zum Auslesen bzw. Ausspeichern (»reading out«) des Speicherinhalts eines Ferritkernspeichers,

F i g. 4 das Schaltschema einer elektrischen Vorrichtung zur Bestimmung der Größe der Sättigungsstromverstärkung eines Transistors.

Die in F i g. 1 dargestellte Spannungsvergleichsvorrichtung gemäß der Erfindung weist zwei gleichartige pnp-Transistoren 13,14 auf, deren Emitter-Kollektor-Kreise 11,12 parallel zueinander geschaltet sind und die einen gemeinsamen Emitterlastwiderstand 10 besitzen. Den beiden Transistoren sind positive Rückkopplungs- (Mitkopplungs-) Transformatoren 17,18 zugeordnet, welche jeweils Energie aus den Kollektorkreisen in die Emitterkreise der beiden Transistoren in solchem Sinn zurückkoppeln, daß hierdurch jede Änderung der Transistorkollektorströme beschleunigt wird. Die Rückkopplungstransformatoren weisen Primärwicklungen 15,16, welche in den Kollektorkreisen der Transistoren liegen, Sekundärwicklungen 20, 22, welche in den Emitterkreisen liegen, sowie Tertiär- oder Ausgangswicklungen 19, 21 auf, welche Ausgangsspannungssignale liefern, sobald die Kollektorströme der Transistoren ihre Größe ändern.

Mit der Verbindungsstelle des Emitterlastwiderstandes 10 und der parallelliegenden Emitter-Kollektorkreise 11 und 12 ist eine Hilfsschaltung 23 mit ihrem einen Ende verbunden. Die Hilfsschaltung 23 weist die Sekundärwicklung 24 eines Impulstransformators 25 sowie eine Diode 26 auf; die Diode 26 liegt an der genannten Verbindungsstelle des Emitterwiderstandes 10 mit den Emitter-Kollektor-Kreisen 11,12 und ist so gepolt, daß sie einen Stromfluß aus der Hilfsschaltung zu der genannten Verbindungsstelle verhindert.

Zur Erzielung der gewünschten Wirkungsweise der Schaltung ist eine Anschlußklemme 27 des Widerstandes 10 mit der + 5-Volt-Anzapfung einer Gleichstromquelle verbunden; ein Anschluß 28 am gegenüberliegenden Ende der Emitter-Kollektor-Kreise ist mit der — 10-Volt-Anzapfung der Stromquelle verbunden; und schließlich ist eine Klemme 29 der Hilfsschaltung 23 mit einer — 2-Volt-Anzapfung der Stromquelle verbunden. Das diesem Anschluß 29 zuzuführende negative Potential ist so gewählt, daß es gerade den Betrag der zu vergleichenden Spannungen übersteigt; diese werden in negativem Sinn an die Basisanschlüsse 30, 31 der Transistoren gelegt.

Um die an den Primärwicklungen der Rückkopplungstransformatoren auftretenden Spannungen zu begrenzen, sind die Kollektoren der Transistoren über Dioden 32 und 33 mit der genannten — 2-Volt-Anzapfung der Stromquelle verbunden.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der genannten Schaltung beschrieben. Wird der Primärwicklung 34 des Impulstransformators 25 kein Signal zugeführt, so fließt zwischen den Klemmen 27 und 29 ein Strom durch den Widerstand 10 und die Hilfsschaltung 23. In diesem Falle ist der Spannungsabfall in der Hilfsschaltung 23 sehr klein, derart, daß die Emitterpotentiale der beiden Transistoren dem Potential der — 2-Volt-Anzapfung sehr nahe kommen und daher negativ gegenüber den Basispotentialen der Transistoren sind. Da die Basiskreise der Transistoren somit positives Potential gegenüber den jeweiligen Emittern besitzen, fließt in keinem der Parallelkreise 11,12 Strom, und an keiner der Tertiärwicklungen 19, 21 der Rückkopplungstransformatoren tritt eine Ausgangsspannung auf.

Um festzustellen, welche von den zur Zeit gerade an den Basisanschlüssen 30, 31 anliegenden Spannungen die größere ist, wird der Primärwicklung 34 des Impulstransformators 25 ein Spannungsimpuls in solchem Sinne zugeführt, daß sich der Stromfluß in der Hilfsschaltung verringert und damit das Potential der Verbindungsstelle der Hilfsschaltung mit den parallel geschalteten Kreisen, und d. h. das den Emittern der Transistoren zugeführte Potential, erhöht.

Sobald dieses Emitterpotential über das Potential desjenigen Basisanschlusses, welcher das größere negative Potential besitzt, ansteigt, beginnen in diesem Transistor sogleich Basis- und Kollektorströme zu fließen. Dieser Stromfluß durch den Emitterlastwiderstand 10 verhindert jede weitere Zunahme des Potentials der genannten Verbindungsstelle. Die Diode 26 wird sodann durch den in der Sekundärwicklung 24 des Impulstransformators auftretenden Spannungsimpuls in den nichtleitenden Zustand gebracht, sobald das Kathodenpotential der Diode positiver wird als das Potential, auf welchem die Anode der Diode nunmehr gehalten wird. Da die positive Änderung des Potentials der genannten Verbindungsstelle sogleich aufhört, sobald der Transistor mit dem negativeren Basispotential zu leiten beginnt, ist die Tendenz des anderen Transistors leitend zu werden, weitgehend herabgesetzt. Weittr wird der Übergang dieses ande-

ren Transistors in den leitenden Zustand auch noch durch die Induktion einer Beschleunigungsspannung in der Sekundärwicklung 20 bzw. 22 des zugeordneten Rückkopplungstransformators als Folge der Zunahme des Kollektorstromes in der zugehörigen Primärwicklung 15 bzw. 16 ausgeschlossen. Diese Beschleunigungsspannung wirkt in solchem Sinne, daß das Emitterpotential des leitenden Transistors zunimmt, das des anderen Transistors hingegen abnimmt.

Je größer die Anstiegsgeschwindigkeit des Kollektorstromes ist, desto größer ist die in der Rückkopplungs-Sekundärwicklung induzierte elektromotorische Kraft, welche das genannte Emitterpotential

anzeigt, welche von den beiden den Basisanschlüssen 30 und 31 zugeführten Spannungen die größere ist, selbst wenn zwischen diesen beiden Spannungen nur kleine Unterschiede bestehen.

Für die Transistoren 13 und 14 können auch Transistoren vom npn-Typ verwendet werden, sofern nur die der Schaltung zugeführten Potentiale geeignet umgekehrt werden.

In Fig. 2 ist eine elektrische Vorrichtung dargestellt, welche eine Spannungsvergleichsvorrichtung der vorstehend an Hand von Fig. 1 beschriebenen Art aufweist; die Vergleichsvorrichtung ist in F i g. 2 durch den Block 35 angedeutet, an welchem die Ausgangswicklungen 19 und 21 der Rückkopplungstransf d d

und den Kollektorstrom noch weiter zunehmen läßt. 15 formatorenl7 und 18, die Primärwicklung 34 des

Sobald daher in einem der Transistoren ein Kollektorstrom einmal zu fließen begonnen hat, vollzieht sich der weitere Aufbau dieses Stromes mit einer sehr großen Geschwindigkeit, und als Folge hiervon wird

Impulstransformators 25 und die Basisanschlüsse 30 und 31 eingezeichnet sind.

Eine bistabile Vorrichtung 36 besitzt eine »Wahre«- und eine »Komplement«-Ausgangsleitung 37 bzw. 38;

in der Ausgangstertiärwicklung 19 bzw. 21 des züge- 20 ferner hat sie eine »Einstelk-Eingangsleitung 39, ordneten Rückkopplungstransformators eine Aus- welche mit der Ausgangswicklung des Transformagangsspannung induziert, deren Auftreten anzeigt,
daß von den beiden Basisspannungen das der Basis

des zugehörigen Transistors zugeführte Spannungsd

tors 17 verbunden ist, sowie eine »Rückstell«-Eingangsleitung 40, welche mit der Ausgangswicklung 21 des Transformators 18 verbunden ist. Die bistabile

signal das größere ist. 25 Vorrichtung 36 wirkt in der Weise, daß sie ein

Dieser Vorgang hält so lange an, als zwischen »Wahres«-Ausgangssignal an der Leitung 37 bei ErEmitter und Kollektor des leitenden Transistors noch regung ihrer »Einstelk-Eingangsleitung 39 durch den eine ausreichende Spannung zur Beschleunigung bzw. Transformator 17 erzeugt, wobei dieses »Wahre«- Erhöhung des Kollektorstromes vorhanden ist. Im Ausgangssignal bestehenbleibt, bis nachfolgend die Hinblick hierauf wird der der Primärwicklung 34 des 30 »Rückstelk-Leitung 40 durch den Transformator 18 Impulstransformators 25 zugeführte Spannungsimpuls
beendet, sobald der Kolfektorstrom seinen normalen
stationären Wert, wie er durch das zwischen den
Klemmen 27 und 28 anliegende Potential gegeben ist,
erreicht, d. h. bevor die Beschleunigungsspannung auf 35
Null abfällt.

Mit Beendigung des der Primärwicklung 34 zugeführten Spannungsimpulses kehrt die Schaltung in
ihren früheren Ruhezustand zurück, in welchen Strom
durch den Emitterlastwiderstand 10 in die Hilfsschal- 40 artigen Ausgangsimpulses wird der Anschluß 30 tung23 fließt und die Transistoren sich im nicht- durch die Impulserzeugungsvorrichtung 41 auf einem

Potential gehalten, das der Null-Anzapfung der Stromversorgung der Spannungsvergleichsvorrichtung

erregt wird. Bei Erregung der »Rückstell«-Leitung 40 wird an der Leitung 38 ein »KomplemenU-Ausgangssignal erzeugt, das fortdauert, bis darauffolgend die »Einstelk-Eingangsleitung erregt wird.

Weiter ist eine Vorrichtung 41 zur Erzeugung von Spannungshnpulsen vorgesehen, deren Ausgangsimpulse nachgewiesen werden sollen; die Ausgangsleitung dieser Vorrichtung 41 ist mit dem Basisanschluß 30 verbunden. Bei Abwesenheit eines der-

gg pggg 35 entspricht; bei Erzeugung eines derartigen Ausi d Bhlß 3

leitenden Zustand befinden.

Die beiden miteinander zu vergleichenden Span-

nungssignale an den Klemmen 30 und 31 sollen stets p gg

positiver als das der Klemme 29 der Hilf sschaltung 23 45 gangsimpulses hingegen wirkt der Basisanschluß 30 geführte Potential sein, da andernfalls in Abwesen- vorübergehend negativ gegenüber der genannten NuIlheit eines Spannungsimpulses in der Hilfsschaltung Anzapfung.

Ströme durch die Transistoren 13 und 14 statt durch Ferner ist ein Impulsgenerator 42 vorgesehen,

die Hilfsschaltung 23 fließen würden. welcher Spannungsimpulse mit einer vorgegebenen

In der Beschreibung wurde angenommen, daß die 50 Folgegeschwindigkeit der Primärwicklung 34 des Imzu vergleichenden Spannungssignale an den Klem- pulstransformators 25 in solchen Sinne zuführt, als men 30 und 31 negative Polarität besitzen; sie kön- erforderlich ist, um die Vergleichsvorrichtung 35 zu nen jedoch auch positiv sein (oder eine von ihnen der oben beschriebenen Wirkungsweise zu verankann positiv und die andere negativ sein), sofern sie lassen. Der Impulsgenerator ist derart synchron mit nur innerhalb des Bereichs liegen, welcher als untere 55 der Impulserzeugungsvorrichtung 41 gesteuert, daß Grenze das der Klemme 29 zugeführte negative Poten- die Impulse des Generators gegenüber den Zeitpunktial und als obere Grenze das Maximalpotential der
Kathode der Diode 26 besitzt, wenn dem Impulstransformator 25 ein Spannungsimpuls zugeführt
wird. Welche Polarität die Spannungssignale auch 60
immer haben, die Schaltung arbeitet in der Weise,

daß der Transistor mit dem negativeren Basispotential leitend wird und ein Ausgangssignal in der Tertiärwicklung des zugehörigen Rückkopplungstransformators erzeugt.

Die beschriebeneSohaltanordnung wirkt somit in der Weise, daß sie beim Anlegen eines Spannungsimpulses an den Impulstransformator mit hoher Genauigkeit

ten, in welchen die Impulserzeugungsvorrichtung 41 Ausgangsimpulse abgibt, um einige Millimikrosekunden verzögert sind.

Der Basisanschluß 31 der Spannungsvergleichsvorrichtung ist mit einer geeigneten negativen Anzapfung einer Batterie verbunden, welche als Stromquelle für die Spannungsvergleichsvorrichtung 35 dient; der Betrag dieses negativen Potentials ist etwa die Hälfte des Betrags der Impulse, die an dem Basisanschluß 30 nachgewiesen werden sollen.

Diese Vorrichtung wirkt in der beschriebenen Weise derart, daß sie jedesmal, wenn der Impuls-

impulses mit dem Momentanwert der dem Anschluß 31 zugeführten Vergleichsspannung; man erkennt, daß der Zeitpunkt, in welchem der Generatorimpuls eingeleitet und damit der Zeitpunkt, in welchem der 5 Spannungsvergleich vorgenommen wird, innerhalb ziemlich weiter Grenzen variiert werden kann, ohne daß der Betrag der im Augenblick des Vergleichs an dem Anschluß 30 anliegenden Ablesespannung sich nennenswert verringert.

In Fällen, wo der Ablesekreis 14 AbleseimpuJse von beiderlei Polarität erzeugt, kann die Spannungsvergleichsvorrichtung 35 zur Verarbeitung derartiger Ableseimpulse dadurch angepaßt werden, daß man parallel zu den beiden Zweigen 11 und 12 einen drit-

generator 42 einen Ausgangsimpuls abgibt, nachweist, welcher von den beiden Transistoren 13 bzw. 14 der Spannungsvergleichsvorrichtung das größere negative Basispotential besitzt. Liegt an dem Basisanschluß 30 kein Spannungsimpuls an, wenn der Impulsgenerator dem Transformator 25 einen Impuls zuführt, so wird der Transistor 14 leitend, und der »Rückstelk-Leitung 40 der bistabilen Vorrichtung 36 wird ein Ausgangssignal zugeführt, derart, daß an der »Komplement«- Ausgangsleitung 38 ein Ausgangssignal je nachdem io erzeugt bzw. aufrechterhalten wird.

Legt andererseits an dem Basisanschluß 30 ein
Spannungsimpuls an, wenn der Generator 42 einen
Impuls erzeugt, so wird der Transistor 13 leitend; der
»Einstelk-Leitung 39 der bistabilen Vorrichtung 36 15 ten Parallelkreis vorsieht. Dieser dritte Parallelkreis wird dann ein Ausgangssignal zugeführt, das bewirkt, weist einen Transistor und einen Rückkopplungsdaß an der »Wahren«-Ausgangsleitung 37 ein Aus- transformator von gleicher Art wie in den beiden gangssignal je nachdem erzeugt oder aufrechterhalten Zweigen 11 und 12 und zur gleichen Wirkungsweise wird. auf. Der dritte Rückkopplungstransformator besitzt

Die Vorrichtung liefert daher ein »Wahres«-Aus- 20 eine Ausgangswicklung, welche mit einem Eingangsgangssignal, solange dem Basisanschluß 30 Span- kreis eines ODER-Gatters verbunden ist, dessen annungsimpulse zugeführt werden, hingegen ein »Korn- derer Eingang mit der Ausgangswicklung 19 des plement«-Ausgangssignal, falls an dem Anschluß 30 Rückkopplungstransformators 17 verbunden ist; der kein Spannungsimpuls anliegt. Ausgangskreis des Gatters ist mit der »Einstell«-

Die an Hand von F i g. 2 beschriebene Vorrichtung 25 Leitung der bistabilen Vorrichtung 36 verbunden, kann zur Ablesung einer Ferritkernspeichervorrich- Der Transistor des dritten Parallelkreises weist

tung dienen; die Vorrichtung 41 zur Impulssignal- einen Basissteuerkreis auf, welcher auf Spannungserzeugung kann in diesem Fall der Ablesekreis der impulse anspricht, die dem Basisanschluß 30 zuge-Speichervorrichtung sein. führt werden und bei einem Spannungsimpuls nega-

Beim Ablesen eines Wertes »Null« aus der Spei- 30 tiver Polarität (der also den Transistor 13 in den chervorrichtung wird im Ablesekreis kein Impuls er- leitenden Zustand bringt und ein Ausgangssignal an zeugt, so daß bei Zufuhr eines Impulses zu dem der Wicklung 19 erzeugt) die Basis des dritten Tran-Impulstranformator 25, der »Rückstelk-Leitung 40 sistors positiv werden läßt, derart, daß dieser dritte der bistabilen Vorrichtung 36 ein Ausgangssignal zu- Transistor im nichtleitenden Zustand gehalten wird, geführt wird, welche als Folge hiervon in der »Korn- 35 Wird andererseits dem Anschluß 30 ein Spannungsplement«-Ausgangsleitung 38 ein Ausgangssignal er- impuls der entgegengesetzten Polarität zugeführt, so zeugt bzw. aufrechterhält. wird die Basis des Transistors 13 positiv in bezug auf

Wird andererseits aus der Speichervorrichtung eine seinen Emitter, und der Transistor 13 wird somit im »Eins« abgelesen, so wird in dem Ablesekreis ein nichtleitenden Zustand gehalten; die Basis des dritten Impuls erzeugt; der bistabilen Vorrichtung wird da- 40 Transistors wird negativ gegenüber dessen Emitter, her ein »Einstelk-Signal zugeführt, so daß diese an was einen Strom im Kollektorkreis dieses Transistors ihrer Ausgangsleitung 37 ein »Wahres«-Ausgangssignal erzeugt bzw. aufrechterhält.

Bei dieser Ablesevorrichtung ist vorgesehen, daß
der Impulsgenerator 42 seine Impulse gegenüber den 45
Impulsen des Ablesekreises um ein Zeitintervall verzögert, das ausreicht, um sicherzustellen, daß die Vergleichsvorrichtung 35 in einem Zeitpunkt betätigt
wird, in welchem jeweils jeder Ableseimpuls im
wesentlichen seinen Scheitelwert erreicht hat. Dies 50 dem Rückkopplungstransformator 17 statt in einem wird dadurch ermöglicht, daß die Spannungsver- eigenen dritten Rückkopplungstransformator hervorgleichsvorrichtung nur sehr kurze Zeit benötigt, um ruft.

die beiden Basispotentiale zu vergleichen und ein Rauschimpulse, welche in den Intervallen zwischen

Ausgangssignal an einer der Wicklungen 19 bzw. 21 den dem Impulstransistor zugeführten Impulsen aufzu erzeugen, so oft dem Impulstransformator 25 ein 55 treten, können keine Störung des Betriebs bewirken, Impuls zugeführt wird; infolge dieser sehr schnellen sofern sie das dem Anschluß 29 der Hilfsschaltung Wirkungsweise erfolgt der Vergleich der Basisspan- zugeführte negative Potential nicht überschreiten, nungen tatsächlich in einem sehr präzisen Zeitpunkt. In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung

Es ist daher nicht erforderlich, daß die Generator- der Größe der Sättigungsstromverstärkung eines impulse ganz innerhalb der Ableseimpulse fallen, die 60 Transistors gezeigt, bei welcher eine Spannungsver-Breite der Generatorimpulse ist nicht wesentlich. Es gleichsvorrichtung gemäß der Erfindung der in F i g. 1 können daher breitere Generatorimpulse verwendet beschriebenen Art Anwendung findet. Die Spannungswerden als bei den derzeit üblichen Ablesekreisen. Vergleichsvorrichtung gemäß der Erfindung ist in In F i g. 3 ist der von dem Ablesekreis 41 erzeugte F i g. 4 durch den Block 43 angedeutet; in diesem Spannungsimpuls durch die vollausgezogene Linie 65 sind die Ausgangswicklungen 19 und 21 der Rück

hervorruft und zu einem Ausgangssignal in der Ausgangswicklung des dritten Rückkopplungstransformators führt.

Alternativ kann die Anordnung bei dieser abgeänderten Ablesevorrichtung auch so getroffen werden, daß der dritte Transistor parallel zu dem Transistor 13 liegt, wobei der dritte Transistor in der vorstehend beschriebenen Weise arbeitet und einen Strom in

»A«, der entsprechende Generatorimpuls durch die
gestrichelte Linie »ß« dargestellt. Die Vergleichsvorrichtung 35 vergleicht den Momentanwert des Ablese-

kopplungstransformatoren 17 und 18, die Eingangswicklung 34 des Impulstransformators 25 und die Basisanschlüsse 30 und 31 eingezeichnet. Die Aus-

gangswicklungen 19 und 21 sind mit »Einstell«- und »Rückstelle-Eingangskreisen 44 und 45 einer bistabilen Vorrichtung 46 verbunden; diese besitzt einen »Wahren«- und ©inen »Komplement«-Ausgangskreis 47 bzw. 48, welche entsprechende Anzeigeleuchten 49 bzw. SO betätigen.

Ein Transistor 51, dessen Sättigungsstromverstärkung geprüft bzw. bestimmt werden soll, ist in einer Prüfschaltung angeordnet, welche einen Kollektorkreis 52 mit einem Lastwiderstand 53 von veränderbarer Größe, sowie einen Basiskreis 54 mit einem einstellbaren Widerstand 55 aufweist. Der Emitter des Prüftransistors 41 ist mit einer Null-Anzapfung der Gleichstromversorgungsquelle der Spannungsvergleichsvorrichtung 43 verbunden, der Basiskreis 54 mit einer geeigneten negativen Anzapfung dieser Stromquelle, und der Kollektorkreis 52 mit dem Ausgangskreis eines Impulsgenerators 56, welcher negative Spannungsimpulse mit einer vorgegebenen Folgefrequenz liefert. Die Ausgangsimpulse des Generators werden über eine einstellbare Verzögerungsvorrichtung 57 auch der Primärwicklung 34 des Impulstransformators 25 zugeführt; die Verzögerungsvorrichtung ist dabei in einfacher Weise so einstellbar, daß sie die dem Impulstransformator 25 zügeführten Impulse um einen einstellbaren Wert gegenüber den dem Kollektorkreis 52 zugeführten Impulsen verzögert. Die Verzögerungsvorrichtung besitzt einen Steuerbereich, welcher gestattet, den Zeitpunkt, zu welchem ein bestimmter Impuls dem Impulstransformator 25 zugeführt werden soll, unbegrenzt innerhalb der gesamten Periode zu verändern, während welcher der gleiche Impuls dem Kollektorkreis 52 des Prüftransistors zugeführt werden soll.

Der Basisanschluß 31 ist mit einer veränderliehen Spannungsquelle 58 verbunden; das Potential dieser Spannungsquelle hat solche Polarität, daß die Basis des Transistors 14 negativ gegenüber der Null-Anzapfung der zuvor erwähnten Gleichstromquelle ist.

Im folgenden wird eine Verfahrensweise beschrieben, nach welcher ein Transistor daraufhin geprüft werden kann, ob er den besonderen Anforderungen des betreffenden Typs genügt. Zunächst wird der Strom im Basiskreis 54 des Prüftransistors durch Einstellung des Widerstandes 55 auf einen vorgegebenen Prüfwert eingestellt; ferner wird der Betrag der von dem Impulsgenerator 56 an den Kollektorkreis 52 des Prüftransistors abgegebenen Rechteck-Stromimpulse mittels des einstellbaren Widerstandes 53 auf einen vorgegebenen Prüfwert entsprechend dem jeweilig gewählten Prüfwert des Basisstromes eingestellt. Das dem Anschluß 31 der Spannungsvergleichsvorrichtung 43 zugeführte negative Bezugspotential wird sodann durch Einstellung der Spannungsquelle 58 auf einen negativen Wert eingestellt, der gleich dem maximal zulässigen Wert des Kollektorpotentials unter den gewählten besonderen Testbedingungen ist.

Um sodann das Verhalten des Prüftransistors unter diesen Prüfbedingungen zu untersuchen, wird ein Einstellglied der Verzögerungsvorrichtung 57 so betätigt, daß die dem Impulstransformator 25 der Spannungsvergleichsvorrichtung zugeführten Spannungsimpulse gegenüber den Stromimpulsen im Kollektorkreis 52 zunehmend verzögert werden; die Verzögerung wird dabei schrittweise erhöht, derart, daß das Kollektorpotential des Prüftransistors 51 mit der dem Anschluß 31 zugeführten Bezugsspannung in den aufeinanderfolgenden Gruppen von Kollektorstromimpulsen bei einem zunehmend späteren Zeitpunkt verglichen wird.

Ist die Sättigungsstromverstärkung des Prüftransistors 51 größer als ein vorgegebener Wert, wie er gemäß den Daten für diesen Transistortyp zu erwarten ist, so wird das Kollektorpotential während der ganzen Dauer jedes der Kollektorstromimpulse nicht negativer als das dem Anschluß 31 zugeführte Bezugspotential, derart, daß die Anzeigeleuchte 50 dauernd brennt. Ist andererseits die Sättigungsstromverstärkung kleiner als der vorgegebene erwartete Wert, so steigt das Kollektor-Emitterpotential während jedes Kollektorstromimpulses über den Sättigungswert an, so daß in dem Maße, als die variable Verzögerungsvorrichtiunig 57 in Richtung einer zunehmenden Verzögerung eingestellt wird, daß Kollektorpotential des Prüftransistors bei einem bestimmten Vergleichszeitpunkt unter die Bezugsspannung abfällt und an Stelle der Leuchte 50 die Anzeigeleuchte 49 aufleuchten wird.

Der tatsächliche Wert der Sättigungsstromverstärkung läßt sich dann ermitteln, indem man den Wert des Stromes im Basiskreis 54 verändert und feststellt, bei welchem Mindestwert das Kollektorpotential des Prüftransistors zu keiner Zeit während eines Kollektorstromimpulses unter das an der Klemme 31 anliegende Bezugspotential abfällt.

Das beschriebene Prüfverfahren eignet sich besonders zur Prüfung von Transistoren vor dem Einbau in Geräte, um sicherzustellen, daß sie bestimmten Mindestanforderungen genügen.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vergleich elektrischer Spannungen, gekennzeichnet durch zwei gleichartige Transistoren (13, 14, Fig. 1), deren Emitter-Kollektor-Kreise (11, 12) parallel zueinander liegen und die einen gemeinsamen Emitterlastwiderstand (10) haben, durch je eine jedem der beiden Transistoren zugeordnete positive Rückkopplungsvorrichtung (17, 18) mit Hilfe deren Energie aus dem Kollektorkreis in den Emitterkreis in solchem Sinne rückgekoppelt werden kann, daß jede Änderung des Kollektorstromes beschleunigt wird, wobei jede der beiden Rückkopplungsvorrichtungen einen Ausgangskreis (19, 21) besitzt, welcher ein Ausgangssignal liefert, wenn der Strom im Kollektorkreis des zugehörigen Transistors seinen Wert ändert, durch Eingangskreise (30, 31) mittels deren den bei den Basis-Emitter-Kreisen der beiden Transistoren zwei Gleichspannungssignale zum Vergleich zugeführt werden können, sowie durch eine Hilfsschaltung (23), welche die Verbindungsstelle des gemeinsamen Emitterlastwiderstandes (10) und der beiden Transistor-Emitter-Kreise (11, 12) mit einer Vorspannungsquelle verbindet und eine Vorrichtung (25) zur Erzeugung von Spannungsimpulsen aufweist, mittels deren das Potential der genannten Verbindungsstelle vorübergehend stufenartig veränderbar ist, derart, daß derjenige Transistor, dessen Basispotential näher an das Vorspannungspotential der Vorspannungsstromquelle heranreicht, schnell von seinem nichtleitenden Zustand in den leitenden Zustand übergeht,

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wenn der Transistor aus einer geeigneten Gleichstromquelle gespeist ist.

2. Spannungsvergleichsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen dritten gleichartigen Transistor, dessen Emitter- und Kollektorelektrode unmittelbar mit der Emitterbzw. Kollektorelektrode eines der beiden Transistoren (13, 14) verbunden sind, sowie durch eine Vorrichtung, mittels deren dem Basis-Emitter-Kreis des dritten Transistors ein elekirisches Spannungssignal zugeführt wird, das in Abhängigkeit von dem dem Basis-Emitter-Kreis des genannten einen der beiden Transistoren zugeführten Spannungssignal und in entgegengesetztem Sinne wie dieses veränderlich ist.

3. Spannungsvergleichsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen dritten gleichartigen Transistor, dessen Emitter-Kollektor-Kreis parallel zu den parallel geschalteten Emitter-Kollektor-Kreisen (11, 12) der beiden Transi- ao stören (13, 14) geschaltet ist, durch eine dritte, dem genannten dritten Transistor zugeordnete positive Rückkopplungsvorrichtung, mittels deren Energie aus dem Kollektorkreis dieses dritten Transistors in seinen Emitterkreis rückgekoppelt werden kann, derart, daß jede Änderung des Kollektorstromes des dritten Transistors beschleunigt wird, wobei die dritte Rückkopplungsvorrichtung einen Ausgangskreis besitzt, welcher ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Kollektorstrom des dritten Transistors seinen Wert ändert, durch ein ODER-Gatter, das auf die Ausgangssignale der mit dem dritten Transistor und mit einem der beiden Transistoren (13, 14) verbundenen Rückkopplungsvorrichtungen anspricht, sowie durch eine Vorrichtung, mittels deren im Basis-Emitter-Kreis des dritten Transistors ein elektrisches Spannungssignal zugeführt wird, das in Abhängigkeit von dem dem Basis-Emitter-Kreis des genannten einen der beiden Transistoren zugeführten Spannungssignal und in entgegengesetztem Sinne zu diesem veränderlich ist.

4. Vorrichtung zur Feststellung, ob in einer dem Eingang zugeführten Impulsfolge ein Eingangsspannungsimpuls anliegt oder nicht, unter Verwendung einer Spannungsvergleichsvorrichtung nach Ansprüchen 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch eine bistabile elektrische Anordnung (36, Fig. 2), welche nach Maßgabe entsprechender Signale, welche entsprechenden »Einstell«- und »Rückstelk-Eingangskreisen (39, 40) von den entsprechenden Ausgangskreisen (19,21) der Rückkopplungsvorrichtungen (17, 18) zugeführt werden, »Wahre«- und »Komplement«- Ausgangssignale erzeugt, durch eine Vorrichtung (41), mittels deren die dem Eingang zugeführte Folge von Spannungsimpulsen dem Basis-Emitter-Kreis (30) eines der beiden Transistoren zugeführt wird, durch eine Vorrichtung, welche den Basis-Emitter-Kreis (31) des anderen Transistors auf ein Potential vorspannt, dessen Betrag kleiner ist als der des Potentials der Eingangsspannungsimpulse, sowie durch eine Vorrichtung (42), welche auf die genannte Folge von Eingangsimpulsen anspricht und die Spannungserzeugungsvorrichtung (25) zur Induktion von Impulsen in der Hilfsschaltung (23) veranlaßt, wobei diese letztgenannten Impulse um einen vorgegebenen Betrag gegenüber den Eingangsimpulsen verzögert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, unter Verwendung einer Spannungsvergleichsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den »Einstell«- und »Rückstelk-Eingangskreisen (39, 40) der bistabilen Vorrichtung (36) Eingangssignale von dem ODER-Gatter sowie vom Ausgangskreis der dem anderen der beiden Transistoren zugeordneten Rückkopplungsvorrichtung zugeführt werden.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs-Spannungsimpulsfolge von einem Ablesekreis eines Ferritkernspeichers geliefert wird.

7. Vorrichtung zur Prüfung des elektrischen Verhaltens von Transistoren, unter Verwendung einer Spannungsvergleichsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine bistabile elektrische Anordnung (46, Fig. 4), welche nach Maßgabe entsprechender Signale, welche einem »Einstell«- bzw. einem »Rückstelk-Eingangskreis (44, 45) von den entsprechenden Ausgangskreisen (19, 21) der beiden Rückkopplungsvorrichtungen (17, 18) zugeführt werden, ein »Wahres«- bzw. ein »KomplementÄ-Ausgangssignal erzeugt, durch eine zweite Impulsgeneratorvorrichtung (56), welche Stromimpulse im Emitter-Kollektor-Kreis (52) eines zu prüfenden Transistors (51) hervorruft, durch eine einstellbare Vorrichtung (55) zur Kontrolle des Basisstromes in dem untersuchten Transistor (51), durch eine Vorrichtung, mittels deren die Emitter-Kollektor-Potentialdifferenz des untersuchten Transistors dem Basis-Emitter-Kreis (20) des einen der beiden Transistoren zugeführt wird, durch eine einstellbare Vorspannungsvorrichtung (58), welche ein einstellbares Basis-Emitter-Potential für den anderen der beiden Transistoren liefert, sowie eine einstellbare Verzögerungsvorrichtung (57), welche auf die Ausgangsimpulse der zweiten Impulsgeneratorvorrichtung (56) anspricht und in Abhängigkeit hiervon die erste Spannungsimpulserzeugervorrichtung (25) zur Induktion von Impulsen in der Hilfsschaltung (23) veranlaßt, welche gegenüber den dem Emitter-Kollektor-Kreis des untersuchten Transistors zugeführten Eingangsspannungsimpulsen um einen einstellbaren Betrag verzögert sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rückkopplungsvorrichtungen (17, 18) einen Transformator aufweist, dessen Primärwicklung (15 bzw. 16) im Kollektorkreis des zugeordneten Transistors (13 bzw. 14) und dessen Sekundärwicklung (20 bzw. 22) im Emitterkreis des zugeordneten Transistors liegt und der ferner eine Tertiärwicklung (19 bzw. 21) besitzt, welche den Ausgangskreis der Gesamtanordnung bildet und ein Ausgangssignal liefert, wenn der Strom im Kollektorkreis des zugeordneten Transistors seinen Wert ändert.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektroden der Transistoren (13 bzw. 14) über Dioden (32 bzw. 33J mit entsprechenden Spannungsanzapfungen einer Gleichstromversorgungsquelle verbunden sind,

derart, daß die Änderung der Kollektorpotentiale der Transistoren bei einer Änderung des Kollektorstromes begrenzt werden.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschaltung (23, Fig. 1) eine Diode (26) in Reihe mit der Vorrichtung (25) zur

Erzeugung von Spannungsimpulsen aufweist, derart, daß die Potentialänderung der genannten Verbindungsstelle des Emitterlastwiderstandes (10) mit den Emitterkreisen (11 bzw. 12) bei einem von der Spannungsimpulserzeugungsvorrichtung (25) erzeugten Spannungsimpuls begrenzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen