DE1169509B

DE1169509B - Rechteckgenerator nach dem Sperrschwingerprinzip

Info

Publication number: DE1169509B
Application number: DES78597A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Max Mayer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-03-21
Filing date: 1962-03-21
Publication date: 1964-05-06
Also published as: DK106865C; GB991679A; BE629889A; CH410050A; NL289680A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES S/MTWt PATENTAMT Internat. Kl.: H 03 k

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 21 al-36/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

S 78597 VIII a/21 al

21. März 1962

6. Mai 1964

Zur Erzeugung von Rechteckschwingungen werden unter anderem Sperrschwingerschaltungen benutzt. Damit am Ausgang (ζ. B. am Kollektor eines als Verstärkerelement verwendeten Transistors) eine Rechteckspannung abgenommen werden kann, muß die bei der Sperrung des Transistors am Ausgang auftretende, durch die Induktivität des Übertragers bedingte Abschaltspannung begrenzt werden. Diese Begrenzung erfolgt gegen eine feste Bezugsspannung. Der Transistor muß dann zur Erzielung genauer Rechteckwechsel genau zu dem Zeitpunkt wieder leitend werden, bei dem die Begrenzung aufhört. Diese Bedingung kann bei den üblichen Arten der Rückkopplung in der Praxis nicht erfüllt werden, da sie wegen der Toleranzen der Einzelbauteile eine individuelle Abstimmung jedes einzelnen Generators und konstante Betriebsbedingungen (Temperatur, Versorgungsspannung, Belastung usw.) voraussetzt.

Mit der Erfindung werden diese Nachteile vermieden oder stark abgeschwächt. Es wird wie bei den bekannten Schaltungen ein Rechteckgenerator nach dem Sperrschwingerprinzip mit einem Verstärkerelement und einem Übertrager benutzt, dessen erste Wicklung im Ausgangskreis und dessen zweite Wicklung im Steuerkreis des Verstärkerelementes in positiver Rückkopplung zur ersten Wicklung angeordnet ist. Gemäß der Erfindung weist der Übertrager parallel zur zweiten Wicklung und mit positiver Rückkopplung gegenüber der ersten Wicklung eine dritte Wicklung auf, die einerseits mit dem vom Verstärkerelement abgewandten Ende der ersten Wicklung und andererseits mit der Steuerelektrode des Verstärkerelements verbunden ist, es ist in bekannter Weise ein in Sperrichtung gepolter Gleichrichter zwischen Sperrpotential (Pluspol) und Steuerelektrode vorgesehen und es liegt in Serie zur dritten Wicklung ein weiterer Gleichrichter, der in Richtung des Steuerstromes zum Sperren der Steuerelektrode gepolt ist.

Es ist eine Sperrschwingeranordnung bekanntgeworden, bei der zum Schutz der Basis des Transistors zwischen dieser und einem Pol der Spannungsquelle eine Diode eingeschaltet ist. Dadurch werden Überspannungen an der Steuerelektrode abgeleitet. Demgegenüber hat unsere Diode noch die Aufgabe, zusammen mit den anderen Elementen der Erfindung für einen gleichmäßigen Rechteckwechsel der Ausgangsspannung zu sorgen, unabhängig davon, ob der Transistor ■ durch eine hohe Spannungsspitze des Sperrstromes gefährdet wäre oder nicht.

Es ist weiterhin eine monostabile Sperrschwingerschaltung hoher Empfindlichkeit zur Erzeugung Rechteckgenerator nach 'dem
Sperrschwingerprinzip

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Phys. Max Mayer, Germering

kurzzeitiger Impulse mit einem Transistor bekanntgeworden, bei der ebenfalls drei Ubertragerwicklungen vorgesehen sind. Die dritte Ubertragerwicklung ist jedoch nicht in der Basiszuleitung des Transistors angeordnet, sondern im Eingangskreis der Sperrschwingerschaltung. Mit dieser Schaltungsanordnung soll ein anderer Zweck als der bei unserer Erfindung verfolgt werden.

Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispieles erläutert.

Die Wirkungsweise ist folgende: Beim Anlegen der Versorgungsspannung wird der Transistor T leitend, sein Basisstrom fließt über die Emitter-Basis-Strecke, die Rückkoppelwicklung 2 des Übertragers UT und den Basiswiderstand R1. Am Lastwiderstand R 2 und an der Kollektorwicklung 1 des Übertragers UT liegt die nur um die kleine Emitter-Kollektor-Restspannung des Transistors T verminderte Versorgungsspannung, da der Widerstand R1 so bemessen ist, daß der Transistor T zunächst in die Sättigung gesteuert wird. Durch den Belastungswiderstand R 2 fließt der konstante Laststrom, durch die Wicklung 1 der gemäß einer e-Funktion zunehmende Magnetisierungsstrom. Wenn der Übertrager gesättigt ist, steigt dieser Strom plötzlich stark an. Der durch den Widerstand R1 begrenzte Basisstrom reicht jetzt nicht mehr aus, um den Transistor bei dem stark vergrößerten Kollektorstrom in der Sättigung zu halten, die Spannung am Kollektor sinkt demzufolge etwas ab und leitet damit den Rückkopplungsvorgang über die Wicklung 2 ein, wodurch der Transistor T dann sehr rasch gesperrt wird. Die Induktivität des Übertragers bewirkt am Kollektor des Transistors T eine negative und am Minusanschluß der Diode D 2 eine positive Spannung. Diese positive Spannung wird durch die beiden Dioden D1 und D 2

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gegen die Versorgungsspannung begrenzt, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen den Wicklungen 1 und 3 in Verbindung mit der Höhe der Versorgungsspannung die Höhe der am Kollektor des Transistors T auftretenden negativen Spannung bestimmt. Der von der Wicklung 3 über die Diode D1 und D 2 fließende Strom sperrt mit der an der Diode D1 abfallenden Durchlaßspannung den Transistor T, der andererseits genau dann leitend wird, wenn die magnetische Energie des Übertragers UT so weit abgebaut ist, daß die Begrenzung unwirksam wird, d. h., wenn der Strom durch die Dioden Dl und D 2 zu fließen aufhört. Nunmehr kann wieder Basisstrom über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T, die Wicklung 2 des Übertragers UT und den Widerstand Rl fließen, und die bereits geschilderten Vorgänge wiederholen sich.

Die Umschaltung des Transistors T von dem Leitin den Sperrzustand wird also bei Beginn der magnetischen Sättigung des Übertragers UT eingeleitet, während die Umschaltung vom Sperr- in den Leitzustand vom Ende des Begrenzungsstromes durch die Dioden D1 und D 2 abhängig ist. Beide Umschaltvorgänge werden durch die Rückkopplungwicklung 2 des Übertragers UT in Verbindung mit dem Kondensator C unterstützt. Da der Kondensator C nur während der kurzen Umschaltvorgänge das Potential am basisfreien Ende der Wicklung 2 konstanthalten muß, jedoch nicht etwa mit seiner Umladezeit die Leitoder Sperrzeit des Transistors bestimmt, kann er so klein bemessen werden, daß er sich während dieser Zeiten jeweils entsprechend der Spannung an der Wicklung 2 völlig umlädt. Die Potentiale, die sich dabei am basisfernen Ende der Wicklung 2 einstellen, begünstigen ein rasches Wirksamwerden der Rückkopplung.

Das Verhältnis der Windungszahl von Wicklung 3 zu Wicklung 1 bestimmt, wie schon erwähnt, das

während der Sperrdiode des Transistors T an dessen Kollektor auftretende Sperrpotential. Ist dieses Verhältnis beispielsweise 1:1, so ist die zwischen Emitter und Kollektor des Transistors T liegende Sperrspannung ungefähr doppelt so groß wie die Versorgungsspannung. Durch Wahl eines anderen Übersetzungsverhältnisses läßt sich die am Transistor T auftretende Sperrspannung variieren. Damit können gleichzeitig die Längen beider Teilperioden der vom Generator abgegebenen Rechteckspannung beeinflußt werden.

Claims

Patentanspruch:

Rechteckgenerator nach dem Sperrschwingerprinzip mit einem Verstärkerelement und mit einem Übertrager, dessen erste Wicklung im Ausgangskreis und dessen zweite Wicklung im Steuerkreis des Verstärkerelementes in positiver Rückkopplung zur ersten Wicklung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager (UT) parallel zur zweiten Wicklung (W2) und mit positiver Rückkopplung gegenüber der ersten Wicklung (Wl) eine dritte Wicklung (W 3) aufweist, die einerseits mit dem vom Verstärkerelement (T) abgewandten Ende der ersten Wicklung (Wl) und andererseits mit der Steuerelektrode des Verstärkerelements (T) verbunden ist, daß in bekannter Weise ein in Sperrichtung gepolter Gleichrichter (Dl) zwischen Sperrpotential (Pluspol) und Steuerelektrode vorgesehen ist und daß in Serie zur dritten Wicklung (W3) ein weiterer Gleichrichter (D 2) liegt, der in Richtung des Steuerstromes zum Sperren der Steuerelektrode gepolt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1111242,1093 819.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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