DE1188128B

DE1188128B - Monostable multivibrator circuit

Info

Publication number: DE1188128B
Application number: DEST21422A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Peter Walm Langenholt
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1963-12-05
Filing date: 1963-12-05
Publication date: 1965-03-04

Description

Monostabile Multivibratorschaltung Die Erfindung betrifft eine monostabile Multivibratorschaltung mit zwei Verstärkerelementen und einem zum Schutz gegen unbeabsichtigte Umsteuerungen -dienenden Zeitglied.Monostable multivibrator circuit The invention relates to a monostable Multivibrator circuit with two amplifier elements and one for protection against unintentional Reversals - serving timing element.

Monostabile Kippschaltungen werden durch einen Steuerimpuls von ihrer Ruhelage in ihre Arbeitslage umgesteuert und kehren nach einer durch ein Zeitglied vorgegebenen Zeit, der Standzeit, selbsttätig in ihre Ruhelage zurück. Die Dauer des Steuerimpulses ist im Verhältnis zur Standzeit zumeist sehr kurz. Bei einer solchen Kippschaltung kann es vorkommen, daß Störimpulse auf den Steuereingang gelangen oder in die Betriebsspannungszuführungsleitungen bzw. sonstigen Verbindungsleitungen innerhalb der Kippschaltung induziert werden und dadurch eine unbeabsichtigte Umsteuerung der Kippschaltung erfolgt.Monostable multivibrators are activated by a control pulse from their Rest position redirected to their working position and return after a through a timer given time, the standing time, automatically return to their rest position. The duration of the control pulse is usually very short in relation to the idle time. At a With such a flip-flop it can happen that interference pulses reach the control input or in the operating voltage supply lines or other connecting lines are induced within the flip-flop and thereby an unintentional reversal the toggle switch takes place.

Zur Vermeidung der unbeabsichtigten Umsteuerung ist es bereits bei einer monostabilen Multivibratorschaltung bekannt, zwischen die Steuerelektroden der beiden Verstärkerelemente einen Kondensator zu schalten und diesen so zu dimensionieren, daß die sich aus seiner Kapazität und den in seinem Ladestromkreis angeordneten Widerständen ergebende Zeitkonstante klein gegenüber der Dauer der für die Steuerung der Kippschaltung vorgesehene Steuerimpulse ist. Eine solche monostabile Multivibratorschaltung bietet zwar einen gewissen Schutz gegen eine unbeabsichtigte Umsteuerung, doch weist sie noch im folgenden an Hand der F i g. 1 erläuterte Nachteile auf.To avoid unintentional reversal, it is already at a monostable multivibrator circuit known between the control electrodes to switch a capacitor of the two amplifier elements and to dimension it so that the result of its capacity and that arranged in its charging circuit The time constant resulting from resistances is small compared to the duration for the control the flip-flop is provided control pulses. Such a monostable multivibrator circuit offers a certain protection against unintentional reversal, but has they are still in the following with reference to FIG. 1 explained disadvantages.

In bekannter Weise sind z. B. zwei Transistoren T 1, T 2 einerseits über einen zusammen mit einem Widerstand R 3 die Standzeit der Kippschaltung bestimmenden Kondensator C 1 und andererseits über einen Widerstand R 6 miteinander gekoppelt, wobei zwischen den Basen ein Kondensator C2 angeordnet ist. In der Ruhelage der Kippschaltung ist der erste Transistor T 1 gesperrt, der zweite Transistor T 2 leitend und damit der Kondensator C2 mit seinem linken Belag auf positivem Potential und mit seinem rechten Belag auf Nullpotential gehalten. Ein an der Basis des Transistors T2 auftretender positiver Impuls kann zwar den Transistor T2 sperren, jedoch zunächst nicht den Transistor T1 in den leitenden Zustand versetzen, weil die Basis des Transistors T1 noch infolge der Ladung des Kondensators C 2 positiv gehalten wird. Erst wenn der Impuls eine solche Dauer hat und die Umladung des Kondensators C 2 so weit fortgeschritten ist, daß negatives Potential an der Basis des Transistors T1 erscheint, wird auch der Transistor T1 umgesteuert. Die Zeit vom Beginn des Impulses an der Basis des Transistors T2 bis zum Leitendwerden des Transistors T 1 sei mit t 1 bezeichnet. Ein Störimpuls der den Transistor T 1 nicht umsteuern und damit den Kondensator C1 zum weiteren Sperren des Transistors T2 wirksam werden lassen darf, muß eine kürzere Dauer und ein Steuerimpuls eine gleiche oder längere Dauer als die Zeit t1 haben. Von Nachteil ist nun, daß die Zeit t 1 nicht konstant, sondern abhängig von der Amplitude des an der Basis des Transistors T2 auftretenden positiven Impulses ist. Die Dimensionierung des Zeitgliedes C 2, R 2, R 6, R 4 muß sich also nach der größten zu erwartenden Störamplitude richten, wodurch andererseits ein unerwünscht verhältnismäßig langer Steuerimpuls erforderlich wird.In a known manner, for. B. two transistors T 1, T 2 on the one hand via a capacitor C 1 which determines the service life of the flip-flop circuit together with a resistor R 3 and on the other hand via a resistor R 6, a capacitor C2 being arranged between the bases. In the rest position of the flip-flop, the first transistor T 1 is blocked, the second transistor T 2 is conductive and thus the capacitor C2 is held with its left coating at positive potential and with its right coating at zero potential. A positive pulse occurring at the base of the transistor T2 can block the transistor T2, but initially not put the transistor T1 in the conductive state because the base of the transistor T1 is still held positive due to the charge of the capacitor C 2. Only when the pulse has such a duration and the charge reversal of the capacitor C 2 has progressed so far that a negative potential appears at the base of the transistor T1, the transistor T1 is also reversed. The time from the beginning of the pulse at the base of the transistor T2 until the transistor T 1 becomes conductive is denoted by t 1. An interfering pulse which does not reverse the transistor T 1 and thus may allow the capacitor C1 to further block the transistor T2 must have a shorter duration and a control pulse the same or a longer duration than the time t1. The disadvantage is that the time t 1 is not constant, but rather depends on the amplitude of the positive pulse occurring at the base of the transistor T2. The dimensioning of the timing element C 2, R 2, R 6, R 4 must therefore be based on the greatest interference amplitude to be expected, which, on the other hand, necessitates an undesirably long control pulse.

Befindet sich nach einem vorausgegangenen Steuervorgang der Transistor T 1 in leitendem Zustand, so wird durch die Ladung des Kondensators C 1 der Transistor T2 gesperrt. Das positive Potential an dem mit der Basis des Transistors T2 verbundenen Belag des Kondensators C 1 nimmt unter der Einwirkung der Betriebsspannung über den Widerstand R 3 ab. In gleichem Maße wird auch die Spannung am Kondensator C 2 geringer. Der Kondensator C 1 wird so weit entladen, bis sich am Ende der Standzeit an der Basis des Transistors T2 negatives Potential einstellt und damit der Kippvorgang in die Ruhelage erfolgt. Gegen Ende der Standzeit ist der Kondensator C 2 annähernd spannungslos. Es erfolgt somit durch ihn nur eine geringe Verzögerung des Umschaltvorganges des Transistors T l. Ein über diese Verzögerung hinaus andauernder negativer Störimpuls, der an der Basis des Transistors T 2 gegen Ende der vorgesehenen Standzeit erscheint, kann nun den Kippvorgang in die Ruhelage vorzeitig auslösen. Ein weiterer Nachteil besteht also darin, daß die Störempfindlichkeit mit fortschreitender Zeit innerhalb der Standzeit zunimmt. If the transistor T 1 is in the conductive state after a previous control process, the transistor T2 is blocked by the charging of the capacitor C 1. The positive potential at the coating of the capacitor C 1 connected to the base of the transistor T2 decreases under the action of the operating voltage across the resistor R 3. The voltage across the capacitor C 2 also decreases to the same extent. The capacitor C 1 is discharged until a negative potential is established at the base of the transistor T2 at the end of the idle time and the tilting process into the rest position takes place. Towards the end of the service life, the capacitor C 2 is almost dead. It thus results in only a slight delay in the switching process of the transistor T l. A negative interference pulse which lasts beyond this delay and which appears at the base of the transistor T 2 towards the end of the intended service life can now trigger the tilting process into the rest position prematurely. Another disadvantage is that the susceptibility to interference increases with the passage of time within the service life.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine monostabile Multivibratorschaltung zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden werden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Zeitglied in Form eines T-Gliedes mit dem Kondensator im Querzweig zwischen der Steuerelektrode des im Ruhezustand der Kippschaltung gesperrten Verstärkerelementes und der Arbeitselektrode des anderen Verstärkerelementes angeordnet ist.It is the object of the invention to provide a monostable multivibrator circuit to create when the said Disadvantages are avoided. This is achieved according to the invention in that the timing element is in the form of a T-element with the capacitor in the cross arm between the control electrode of the in the idle state the multivibrator blocked amplifier element and the working electrode of the other Amplifier element is arranged.

An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die monostabile Multivibratorschaltung in F i g. 2 weist im Gegensatz zur bekannten Anordnung zwischen der Basis des im Ruhezustand der Kippschaltung gesperrten Transistors T 1 und dem Kollektor des im Ruhezustand der Kippschaltung leitenden Transistors T2 ein Zeitglied in Form eines T-Gliedes auf, das aus Widerständen R 7, R 8 im Längszweig und einem Kondensator C 3 im Querzweig besteht. Im Ruhezustand der Kippschaltung weist der Kondensator C 3 an seinem mit den Widerständen R 7, R 8 verbundenen Belag positives Potential und der die Standzeit mitbestimmende, zwischen dem Kollektor des Transistors T 1 und der Basis des Transistors T 2 angeordnete Kondensator Cl an seinem rechten Belag etwa Nullpotential und an seinem linken Belag etwa das .Potential - U 1 auf. Wird die Kippschaltung über den Steuereingang 1 mit einem positiven Impuls angesteuert, so wird der Transistor T2 gesperrt, so daß sich der Kondensator C3 infolge des Anstieges des negativen Potentials am Kollektor umzuladen beginnt und schließlich ein solches negatives Potential aufweist, daß der Transistor T 1 leitend wird. Die Zeit t 1 vom Beginn des Steuerimpulses bis zum Leitendwerden des Transistors T 1 ist dabei nur von den Betriebsspannungen U l, U2, den Widerständen R 2, R 4, R 7, R 8 und dem Kondensator C 3 abhängig und damit unabhängig von der Amplitude des Steuerimpulses.The monostable multivibrator circuit in FIG. 2 has, in contrast to the known arrangement between the base of the transistor T 1 , which is blocked in the idle state of the flip-flop, and the collector of the transistor T2, which is conductive in the idle state of the flip-flop, a timing element in the form of a T-element, which consists of resistors R 7, R 8 in the series branch and a capacitor C 3 in the shunt arm. In the idle state of the flip-flop circuit, the capacitor C 3 has a positive potential at its coating connected to the resistors R 7, R 8 and the capacitor C1, which is arranged between the collector of the transistor T 1 and the base of the transistor T 2 and is arranged between the collector of the transistor T 1 and the base of the transistor T 2, has a positive potential on its right coating about zero potential and about the .Potential - U 1 on its left coating. If the flip-flop is controlled via the control input 1 with a positive pulse, the transistor T2 is blocked, so that the capacitor C3 begins to recharge as a result of the increase in the negative potential at the collector and finally has such a negative potential that the transistor T 1 is conductive will. The time t 1 from the start of the control pulse until the transistor T 1 becomes conductive is only dependent on the operating voltages U l, U2, the resistors R 2, R 4, R 7, R 8 and the capacitor C 3 and thus independent of the Amplitude of the control pulse.

Ist der Transistor T 1 leitend geworden, so wird damit der linke Belag des Kondensators C 1 etwa auf Nullpotential gelegt, während das am rechten Belag erscheinende Potential + U 1 den Transistor T 2 gesperrt hält und durch die über einen Entladewiderstand R 3 einwirkende Betriebsspannung U 1 ständig abnimmt. Die Umladung des Kondensators C 1 wird beendet, wenn sein rechter Belag ein zum öffnen des Transistors T 2 genügend hohes negatives Potential aufweist. Ist der Transistor T 1 nun wieder leitend und damit das Ende der Standzeit erreicht, so muß sich erst der Kondensator C 3 über die Widerstände R 7, R 8 entladen, ehe auch der Transistor T 1 umgesteuert, d. h: gesperrt, und darauffolgend der Kondensator C 1 über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T2 wieder umgekehrt aufgeladen werden kann. Störimpulse, die gegen Ende der Standzeit auftreten und das öffnen des Transistors T2 bewirken, können wegen der Ladung des Kondensators C 3 nicht die Sperrung des Transistors T 1 veranlassen. Nach dem Ende eines zu dieser Zeit auftretenden Störimpulses kehrt der Transistor T2 in den gesperrten Zustand zurück, so daß ein vorzeitiges Beenden der Standzeit nicht eintritt. DieLadezeitkonstante und dieEntladezeitkonstante des mit dem Kondensator C3 gebildeten Zeitgliedes ist so gewählt, daß Störimpulse überdauert werden und damit am Ausgang 2 nicht ein Impuls mit der Länge der Standzeit erzeugt bzw. die Standzeit vorzeitig beendet wird.If the transistor T 1 has become conductive, the left coating of the capacitor C 1 is placed at approximately zero potential, while the potential + U 1 appearing on the right coating keeps the transistor T 2 blocked and the operating voltage U acting via a discharge resistor R 3 1 is constantly decreasing. The charge reversal of the capacitor C 1 is ended when its right coating has a sufficiently high negative potential to open the transistor T 2. If the transistor T 1 is now conductive again and thus the end of the service life has been reached, the capacitor C 3 must first discharge via the resistors R 7, R 8 before the transistor T 1 is also reversed, ie. h: blocked, and subsequently the capacitor C 1 can be reversely charged again via the base-emitter path of the transistor T2. Interference pulses that occur towards the end of the idle time and cause the transistor T2 to open cannot cause the transistor T 1 to be blocked because of the charge on the capacitor C 3. After the end of an interfering pulse occurring at this time, the transistor T2 returns to the blocked state, so that the idle time does not end prematurely. The charging time constant and the discharging time constant of the timing element formed with the capacitor C3 are selected so that interference pulses are survived and a pulse with the length of the standing time is not generated at output 2 or the standing time is terminated prematurely.

Wenn im Ruhezustand der Kippschaltung auf der das Potential - U 1 zuführenden Leitung ein negativer Störimpuls auftritt, so wird der Kondensator C 1 zusätzlich geladen. Die zusätzliche Ladung sucht sich ohne die mit dem Lastwiderstand R 1 des Transistors T 1 in Reihe geschaltete Diode D 1 nach dem Ende des Störimpulses wieder auszugleichen und würde den Transistor T2 sperren und, da die Zeitkonstante des Ausgleichskreises für den Kondensator C 1 weitaus größer als die Ladezeitkonstante des mit dem Kondensator gebildeten Zeitgliedes ist, auch die Umsteuerung des Transistors T1 bewirken. Durch die Diode D 1 wird verhindert, daß sich die zusätzliche Ladung des Kondensators C 1 derart auswirkt, daß die Transistoren T1, T2 umgesteuert werden.If a negative interference pulse occurs in the idle state of the flip-flop on the line supplying the potential - U 1, the capacitor C 1 is additionally charged. The additional charge seeks to balance itself again without the diode D 1 connected in series with the load resistor R 1 of the transistor T 1 after the end of the interference pulse and would block the transistor T2 and, since the time constant of the compensation circuit for the capacitor C 1 is far greater than is the charging time constant of the timing element formed with the capacitor, also effect the reversal of the transistor T1. The diode D 1 prevents the additional charge of the capacitor C 1 from having such an effect that the transistors T 1, T2 are reversed.

Eine weitere Maßnahme, die die monostabile Multivibratorschaltung unempfindlich gegen Störimpulse macht, liegt darin, daß die dem Differenzierglied C4, R 5 nachgeschaltete Diode D 1 im Ruhezustand der Kippschaltung mit einem Widerstand R 9 in Sperrrichtung vorgespannt wird. Würde der Widerstand R 9 fehlen, so würde der über den Steuereingang 1 durch einen negativen Störimpuls aufgeladene Kondensator C4 den Transistor T2 nach dem Ende des Störimpulses über die Diode D 1 sperren. Mit dem Widerstand R 9 gleicht sich die Ladung des Kondensators C4 aus, ohne daß durch einen Störimpuls die Diode D 1 leitend und der Transistor T 2 gesperrt wird.Another measure which makes the monostable multivibrator circuit insensitive to interference pulses is that the diode D 1 connected downstream of the differentiating element C4, R 5 is reverse-biased with a resistor R 9 when the trigger circuit is idle. If the resistor R 9 were missing, the capacitor C4 charged by a negative interference pulse via the control input 1 would block the transistor T2 after the end of the interference pulse via the diode D 1. With the resistor R 9, the charge of the capacitor C4 is equalized without the diode D 1 becoming conductive and the transistor T 2 blocked by an interference pulse.

Claims

Claims: 1. Monostable multivibrator circuit with two amplifier elements and a timer serving to protect against unintentional reversals, thereby characterized in that the timing element (R 7, R B. C 3) in the form of a T element with the Capacitor (C 3) in the shunt arm between the control electrode of the in the idle state Toggle circuit locked amplifier element (T1) and the working electrode of the other Amplifier element (T2) is arranged.

2. Monostable multivibrator circuit according to claim 1, characterized in that a diode (D2) is connected in series with the working resistor (R 1) of the amplifier element (T1), which is blocked in the idle state of the trigger circuit.

3. Monostable multivibrator circuit according to claim 1, characterized in that a diode (D 1) through which the in the idle state Flip-flop conductive amplifier element (T2) can be blocked in the idle state of the flip-flop is biased in the reverse direction (by means of resistor R 9).