DE1175733B

DE1175733B - Schaltungsanordnung fuer astabile Multivibratoren

Info

Publication number: DE1175733B
Application number: DET22517A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl-Ludwig Plank
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 1962-07-27
Filing date: 1962-07-27
Publication date: 1964-08-13

Description

Schaltungsanordnung für astabile Multivibratoren In der Impulstechnik werden häufig Schaltungsanordnungen benötigt, die als Generatoren für die Erzeugung rechteckförmiger Ausgangssignale eingesetzt werden. Eine mögliche Anordnung ist der sogenannte astabile Multivibrator, bei dem zwei Verstärkerelemente kapazitiv dergestalt miteinander rückgekoppelt sind, daß im schwingenden Zustand stets eines der beiden Verstärkerelemente voll geöffnet und das andere voll gesperrt ist.
Wird die Periodendauer der Schwingfrequenz solcher Anordnungen größenordnungsmäßig gleich oder kleiner als die Zeit, die beim Einschalten der Speisespannung vom Einschaltmoment bis zum Erreichen derjenigen Speisespannung, bei der das Gebilde schwingfähig wird, vergeht, so können beide Verstärkerelemente leitend sein, so daß kein Schwingungseinsatz möglich ist. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt, RC-Kombinationen in den Kreis, einer oder mehrerer der meist sechs Elektroden der beiden Verstärkerelemente so anzuordnen, daß die Spannungsverzögerung ein Sperren eines der beiden Elemente bewirkt. In der Praxis hat dieses Verfahren den Nachteil, daß die Zeitkonstante dieser zusätzlichen RC-Kombination abhängig von der Schwingfrequenz des Multivibrators ist und für jeden Frequenzbereich entsprechend ermittelt werden muß.
Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil und gestattet es, insbesondere Transistorschaltungen aufzubauen, die in extrem weiten Frequenzbereichen - in aller Regel bis zur Grenzfrequenz der verwendeten Ve.rstärkerelemente - sicher anschwingen. Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß bei einem astabilen Multivibrator mit zwei Verstärkerelementen beide Verstärkerelemente beim Einschalten durch ein in die Verbindung zwischen einen Pol der Betriebsspannungsquelle und den gemeinsamen Fußpunkt der Basisableiterwiderstände geschaltetes Bauelement mit definierter Durchbruchspannung so lange sicher gesperrt gehalten werden, bis die Betriebsspannung auf einen Wert angestiegen ist, der die Aufrechterhaltung einer Schwingung gewährleistet und bei welchem das Bauelement leitend ist, so daß einer der beiden Verstärkerelemente mit Unterstützung von Rückkopplungskondensatoren leitend gesteuert wird. Es ist bereits bekannt, ein Bauelement mit definierter Durchbruchspannung, nämlich eine Zenerdiode zwischen Basis und Emitter eines Transistors zu schalten, um die Frequenz eines mit derartige geschalteten Transistoren bestückten Multivibrators zu stabilisieren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Schaltung eines bekannten astabilen Multivibrators, F i g. 2 eine Ausführungsform einer sicher anschwingenden Schaltung, F i g. 3 a bis 3 e die zugehörigen Spannungen als Funktion der Zeit.
Der astabile Multivibrator (F i g. 1) enthält zwei Transistoren T 1 und T 2 als Verstärkerelemente, deren Elektroden über Widerstände R 1 bis R 4 gespeist werden. Die Transistoren T 1 und T 2 sind mittels Kondensatoren C1 und C2 rückgekoppelt, so daß im Betrieb stets einer der Transistoren voll geöffnet und der andere voll gesperrt ist. Die Schwingfrequenz ist dabei abhängig von den Zeitkonstanten r 1 und ,r2, die in erster Linie von den Rückkoppelkondensatoren C1 und C2 und den Verstärkerwiderstännden R 1 und R 2 bestimmt werden.
Der Schwingungseinsatz dieser Anordnung ist gefährdet, wenn die Periodendauer der Schwingfrequenz gleich oder kleiner als die Zeit wird, die beim Einschalten für dem Anstieg dar Speisespannung auf den Wert vergeht, bei dem die Schaltung schwingfähig ist, weil dann beide Transistoren leitend sein können.
Bei der in F i g. 2 gezeigten Schaltung ist den Widerständen R 1 und R 2 gemeinsam eine Zenerdiode Z 1 vorgeschaltet. Die Zenerdiode Z 1 wird beim Einschalten der Betriebsspannung UB praktisch erst stromleitend, wenn diese über die Zenerspannung UZ angestiegen ist (Zeitpunkt t 1 in F i g. 3a). Solange die Zenerdiode gesperrt ist, sind die Basen der Transistoren T 1 und T 2 ohne negative Vorspannung, so daß beide Transistoren gesperrt sind. Die Zenerspannung ist so zu wählen, daß die Schaltung beim Anliegen der Zenerspannung als Betriebsspannung sicher schwingt. Sobald die Zenerdiode Z1 nun leitend wird, erhalten die Basen beider Transistoren T 1 und T 2 negatives Potential, und beide Transistoren werden schwach leitend. Infolge der Unsymmetrie der Schaltung ist dieser Vorgang bei einem Transistor stärker ausgebildet - im Zeitdiagramm F i g. 3 b soll dies T 1 sein. über Kondensator C 2 wird mithin der Transistor T 1 gesperrt, so daß der Schwingungseinsatz sichergestellt ist. Der weitere Ablauf des Schwingvorgangs erfolgt in bekannter Weise. Die Kollektor- und Basisspannungen der beiden Transistoren sind in den F i g. 3 b bis 3 e dargestellt.
An Stelle einer Zenerdiode können in der Schaltung nach F i g. 2 auch eine Glimmlampe, eine Vierschichtdiode oder sonstige Bauelemente mit ähnlicher Stromspannungscharakteristik verwendet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Astabiler Multivibrator mit zwei Verstärkerelementen, dadurch gekennzeichnet, daß zum sichereren Anschwingverhalten in weiten Frequenzbereichen beide Verstärkerelemente (T 1, T2) beim Einschalten durch ein in die Verbindung zwischen einen Pol der Betriebsspannungsquelle (- UB) und dem gemeinsamen Fußpunkt der Basisableiterwiderstände (R 1 und R2) geschaltetes, an sich bekanntes Bauelement (Z1) mit definierter Zünd- bzw. Durchbruchspannung so lange gesperrt gehalten werden, bis die Betriebsspannung auf einen Wert angestiegen ist, der die Aufrechterhaltung einer Schwingung sicher gewährleistet und bei welcher das Bauelement (Z 1) durchlässig ist, so daß eines von beiden Verstärkerelementen (T1, T2) mit Unterstützung von Rückkopplungskondensatoren (C 1, C2) leitend gesteuert wird.
2. Astabiler Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bauelement mit definierter Durchbruchspannung eine Zenerdiode (Z1) eingesetzt wird.
3. Astabiler Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bauelement mit definierter Zünd- und Durchbruchspannung eine Glimmentladungsstrecke eingesetzt wird.
4. Astabiler Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkerelemente Transistoren (T1, T2) verwendet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1097 478; USA.-Patentschriften Nr. 2 968 009, 2 954 532.