DE1173937B - Schaltungsanordnung mit dem Verhalten einer monostabilen Kippschaltung - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung mit dem Verhalten einer monostabilen Kippschaltung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit dem Verhalten einer monostabilen Kippschaltung, deren Kippzeit voraussetzungsgemäß in einen verhältnismäßig weiten Bereich einstellbar sein soll. Es ist bekannt, daß die Kippzeit einer aus zwei entladenden Strecken, vorzugsweise Transistoren, aufgebauten Kippschaltung unter Verwendung von mindestens einem RC-Glied im Rückkopplungskreis zwischen den beiden Transistoren bestimmt wird. Hierbei ist die Zeitkonstante im wesentlichen von der Größe des Widerstandes und der Kapazität des RC-Gliedes abhängig.
• Soll eine derartige Kippschaltung hinsichtlich der Kippzeit einstellbar gemacht werden, dann kann dies dadurch geschehen, daß entweder der Widerstandswert und/oder der Kapazitätswert des Zeitgliedes verändert wird. Für die praktischen Belange ist allerdings in aller Regel nur die Änderung der Widerstandskomponente des RC-Gliedes zweckmäßig, da gerade Widerstände einfach verändert werden können. Bei den bekannten Schaltungsanordnungen ist aber zwischen einer Änderung des Widerstandswertes und der Änderung der Kippzeit keine einfache lineare Abhängigkeit gegeben, da bei allen bekannten Schaltungen das RC-Glied gleichzeitig in die Gleichstromversorgung mindestens eines der Transistoren mit eingeschaltet ist, so daß sich durch eine Änderung des Widerstandswertes auch der Arbeitspunkt des entsprechenden Transistors ändert.
• Es ist an sich schon eine monostabile Kippschaltung angegeben worden (Elektronik 1961, S. 75), die in verhältnismäßig weiten Grenzen verändert werden kann. Bei der vorbekannten Schaltung wird der Einfluß des Einstellwiderstandes innerhalb des RC.-Gliedes auf das Gleichstromverhalten der Kippschaltung unter Verwendung von Dioden abgeschwächt. Die vorbekannte Schaltung hat aber den Nachteil, da.ß die Stabilität für verschiedene Zwecke unbefriedigend ist und daß darüber hinaus die Veränderung des Widerstandes nicht eine proportionale Änderung der Zeitkonstante zur Folge hat, so daß die Schaltung auch für manche Fälle der Praxis wenig geeignet ist.
• Die üblichen monostabilen Kippschaltungen und auch die vorbekannte Schaltung haben auch den Nachteil, daß zwischen Kippzeit und sogenannter Erholzeit eine relativ feste Beziehung besteht, die in vielen Fällen störend ist. Unter Erholzeit wird hierbei die Zeit verstanden, die von der Rückkippzeit an benötigt wird, ehe die Kippschaltung wieder für einen neuen Auslösevorgang bereit ist. Zur Schaffung einer monostabilen Kippschaltung mit in weiten Grenzen möglichst linear einstellbarer Kippzeit wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die eigentliche Kippschaltung und das die Kippzeit beeinflussende zeitbestimmende Glied vorzugsweise in Form eines RC-Gliedes gleichstrommäßig voneinander zu trennen. Auf diese Weise enthält dann die Kippschaltung selbst kein Glied mehr, das die Zeit zum Auslösen und Rückkippen bestimmt. Die für die Zwecke der Erfindung zu verwendende Kippschaltung muß lediglich zweier Zustände fähig, also bistabil sein.
• Hierbei muß der Auslöseimpuls zum einen die bistabile Kippschaltung kippen und zum anderen das zeitbestimmende RC-Glied aufladen. Nach Erreichen der gewünschten Kippzeit muß die Kippschaltung durch einen vom Zeitglied abgeleiteten Triggerimpuls zurückgekippt werden. Dieser Triggerimpuls wird gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens dadurch gewonnen, daß die am Widerstand des RC-Gliedes stehende Sägezahnspannung als Steuerspannung für eine Schmitt-Triggerschaltung verwendet wird. Die Dauer des rechteckförmigen Ausgangsimpulses der Schmitt-Triggerschaltung ist dann proportional zur Entladezeit der RC-Gliedes und damit bei vorgegebenem Kapazitätswert dieses Gliedes proportional zur Größe des Widerstandes. Die differenzierte Rückflanke des Ausgangsimpulses bildet den gewünschten Triggerimpuls, der die bistabile Kippschaltung wieder in ihre Ausgangslage zurückkippt. An den beiden Ausgängen der Kippschaltung können dadurch Impulse bzw. inverse Impulse abgenommen werden, deren Dauer direkt proportional der Größe des Widerstandes innerhalb des RC-Gliedes ist.
• Durch die vollständige Trennung zwischen Ausgangskippschaltung und Zeitglied wird erreicht, daß Veränderungen der Kippzeit in einem Verhältnis von 1: 1000 und noch weiter ohne weiteres erreicht werden können, wobei eine Veränderung der Kippzeit, also des Widerstandes innerhalb des RC-Gliedes, keinerlei Einfluß auf die sogenannte Erholzeit hat.
• In der Zeichnung ist eine Schaltungsausführung als Beispiel wiedergegeben, die in diesem Aufbau bereits verwendet wurde. Die dort dargestellte Ausführungsform läßt eine Einstellung der Impulsdauer bis zu einem Verhältnis von 1:105 zu; wobei ein Verhältnis von 25:1 zwischen Kippzeit und Erholzeit erreicht werden kann.
• Über den Eingang E 1 soll der einen Kippvorgang auslösende Impuls zugeführt werden. Es ist angenommen, daß ein Potentialsprung von Minus auf Null an diesen Eingang den Transistor T2 öffnet, während der Transistor T 1 in an sich bekannter Weise geschlossen wird. Die Kippschaltung, die in der Zeichnung in ihrer Gesamtheit mit I bezeichnet ist, wird damit in die Arbeitslage übergeführt. Gleichzeitig wird der Auslöseimpuls über den Ausgang A 1 dazu benutzt, über niederohmige Schalter den Kondensator des Differenziergliedes RC aufzuladen. Der Transistor T4 der Schmitt-Triggerschaltung wird gesperrt, und am Kollektor des Transistors T5 entsteht ein Potentialsprung von negativ gegen Null, und zwar in der Größe der Speisespannung dieses Transistors. Die Größe des Widerstandes R bestimmt bei vorgegebenem Kapazitätswert des Kondensators C die Zeitkonstante der Kondensatorentladung. Unterschreitet die Spannung am Widerstand R den Ansprechpegel der Schmitt-Triggerschaltung 111, so wird der Transistor T4 wieder leitend und am Kollektoranschluß des Transistors T 5 entsteht ein umgekehrter Potentialsprung gegen negativ, der über ein Invertierglied V dazu benutzt wird, über den Eingang E2 die bistabile Kippschaltung 1 zurückzusetzen. Dadurch entstehen an den Ausgängen A 1 bzw. A 2 Potentialsprünge, die in ihrer Dauer der Umladezeit des RC-Gliedes unmittelbar entsprechen. Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist selbstverständlich erweiterungsfähig: Insbesondere kann innerhalb des RC-Gliedes IIl auch eine Mehrzahl von ebenfalls alternativ oder in Parallelschaltung betriebenen Kondensatoren vorgesehen werden. Hierdurch kann dann bei einem vorgegebenen veränderlichen Widerstand R der Bereich der Kippzeiteinstellung erweitert werden. Die Ansteuerung des RC-Gliedes III kann, sofern notwendig, auch über einen mehrstufigen Transistorschalter 1I erfolgen. Derartige Variationen sind ohne weiteres denkbar.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung mit dem Verhalten einer monostabilen Kippschaltung einstellbarer Kippzeit, dadurch gekennzeichnet, daß als eigentliche Kippschaltung, von der die zeitlich einstellbaren Impulse abgenommen werden sollen, eine bistabile Kippschaltung verwendet wird, die von dem Auslöseimpuls in die Arbeitslage gesetzt wird, daß das die Kippzeit beeinflussende zeitbestimmende Glied, vorzugsweise in Form eines RC-Gliedes, gleichstrommäßig von der Kippschaltung getrennt ist und daß von einem vom Zeitglied abgeleiteten Impuls die Kippschaltung wieder in die Ruhelage gestellt wird.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zeitglied eine sogenannte Schmitt-Triggerschaltung zugeordnet ist, die den Rückstellimpuls für die bistabile Kippschaltung abhängig vom Umladezustand des Zeitgliedes liefert.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmitt-Triggerschaltung ein Invertierglied nachgeschaltet ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied durch einen vom Ausgang der bistabilen Kipp-Schaltung abgeleiteten Impuls über einen niederohmigen Schalter angesteuert wird.