DE1190030B - Multivibratorschaltung - Google Patents

Description

• Multivibratorschaltung Die Erfindung bezieht sich auf eine Multivibratorschaltung zur Erzeugung von Rechteckimpulsen, bestehend aus zwei Verstärkerelementen, die über Kondensatoren, deren steuerseitige Pole über Entladewiderstände jeweils an dem einen Pol derVersorgungsspannung liegen, wechselseitig gekoppelt sind, und deren Ausgänge über Arbeitswiderstände an demselben Pol der Versorgungsspannung liegen, wobei die Arbeitswiderstände als gesteuerte Verstärkerelemente ausgebildet sind, die zu den über die Kondensatoren wechselseitig gekoppelten Verstärkerelementen komplementär sind.
• Die bekannten Kippschaltanordnungen dieser Art besitzen den Nachteil, daß bei Anschaltung einer Last sowohl Impulsamplitude als auch Impulsfrequenz durch die Last beeinfiußt werden. Durch eine kapazitive Komponente der Last werden zusätzlich vor allem die Rückflanken der Rechteckimpulse verschlechtert. Es ist daher üblich, in den Fällen, wo diese Rückwirkungen störend sind, einen Trennverstärker zwischen Multivibrator und Last anzuordnen oder aber den Multivibrator genügend niederohmig auszuführen, wodurch dann aber ein entsprechend großer Stromverbrauch auch ohne Last in Kauf genommen werden muß. Die erste Methode ist aufwendig und die zweite besitzt einen sehr schlechten elektrischen Wirkungsgrad. Ferner wurde zur Aufbesserung der Impulsrückflanken vorgeschlagen, zu den Arbeitswiderständen kapazitivangesteuerteund zu denMultivibratortransistoren komplementäre Transistoren parallel zu schalten. Die Rückwirkung der Last auf Ausgangsspannung und Frequenz des Multivibrators wird jedoch dadurch nicht beseitigt.
• Die geschilderten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die gesteuerten Verstärkerelemente über Widerstände galvanisch mit den Ausgängen der über die Kondensatoren gekoppelten Verstärkerelemente verbunden sind. Durch diese Maßnahme können außerdem die üblichen Kollektorwiderstände entfallen, und der Stromverbrauch des Multivibrators ist praktisch nur noch von der Größe der angeschalteten Last abhängig. Es ist daher möglich geworden, Multivibrator- oder damit verwandte Schaltungsanordnungen mit bisher nicht bekanntem elektrischen Wirkungsgrad aufzubauen. Auch ist es möglich, mit leistungsschwachen Transistoren große Impulsspannungen bei hohen Impulsfrequenzen zu erzeugen. Es ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Multivibratorschaltung, daß Rückwirkungen der Last auf Impulsamplitude und -frequenz praktisch nicht vorhanden sind.
• An Hand einer in der Zeichnung dargestellten Multivibratorschaltung wird die Erfindung näher erläutert.
• Die Transistoren 1 und 2, beispielsweise npn-Transistoren, sind in der bei Multivibratorschaltanordnungen bekannten Weise durch die Kondensatoren 3 und 4 derart gegenseitig gekoppelt, daß jeweils der eine Transistor den anderen sperrt und umgekehrt. Zur Entladung der Kodensatoren dienen die Widerstände 5 und 6, die zusammen mit den beschriebenen Koppelkondensatoren 3 und 4 impulsfrequenzbestimmend sind. Die Kollektorwiderstände der Transistoren 1 und 2 werden durch die zu diesen Transistoren komplementären Transistoren 7 und 8, beispielsweise in pnp-Ausführung, gebildet. Dabei erfolgt die Ansteuerung der jeweils hintereinanderliegenden Transistoren gleichphasig, beispielsweise der Transistor 1 am Punkt 16 über den Kondensator 3 und der Transistor 7 über die Widerstands-Kondensatorkombination 9 und 11; in gleicher Weise der Transistor 2 am Punkt 17 über den Kondensator 4 und der Transistor 8 über die Widerstands-Kondensatorkombination 10 und 12. Die Kondensatoren dienen dabei in bekannter Weise zur Ausbesserung der Rückflanken der erzeugten Impulse. An den Kollektoren der Transitoren 1 und 2, beispielsweise an der Klemme 13, stehen Rechteckimpulse zur Verfügung. Ohne angeschlossene Belastung können die Ruheströme durch die Transistoren sehr gering, beispielsweise Bruchteile von Milliampere sein. Es hat nämlich der Transistor 1 im leitenden Zustand nur den Reststrom des Transistors? und den Steuerstrom für den Transistor 8 aufzubringen; dieser braucht andererseits nur den Reststrom des gesperrten Transistors 2 zu überwinden. Es folgt daraus, daß die Basisruheströme der Transistoren 1 und 2 entsprechend ihrem Stromverstärkungsfaktor nochmals geringer sein können und beispielsweise Mikroampere betragen. Der Ruhestromverbrauch der gesamten Schaltungsanordnung kann daher bei Auswahl geeigneter Transistortypen mit geringem Reststrom und hohem Stromverstärkungsfaktor ohne Last unterhalb von einem Milliampere liegen, obgleich Lastströme von beispielsweise 100 Milliampbre direkt geschaltet werden können. Wirkungsgrade um 99% sind daher ohne weiteres möglich.
• Soll mit der Schaltungsanordnung eine variable Last am Ausgang 13 versorgt werden, so ist es lediglich notwendig, die Basiswiderstände 5 und 9 gerade so niedrig zu wählen, daß die Transistoren 1 und 7 such bei größter Last einwandfrei, d. h. bis zur Kollektor-Emitter-Restspannung, durchgesteuert werden. Da die Kollektor-Emitter-Restspannung nur wenig in Abhängigkeit vom Kollektorstrom variiert, bleibt die erzeugte Impulsspannung praktisch von der Belastung unabhängig. Die konstante Impulsspannung wiederum hat die konstante Frequenz bzw. Impulsdauer zur Folge.
• Das Prinzip der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ändert sich dadurch nicht, daß statt der im beispiel gewählten npn-Transistoren Elektronenröhren gewählt werden, ferner auch nicht, wenn an Stelle der npn-Transistoren pnp-Transistoren eingesetzt werden, sofern nur die Verstärkerelemente 7 und 8 komplementär zu den Verstärkerelementen 1 und 2 sind. Das Prinzip der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung läßt sich weiterhin nicht nur auf selbstschwingende Multivibratoren, beispielsweise der in der Zeichnung beschriebenen Anordnung, anwenden, sondern genauso auch auf Univibratoren oder Flip-Flop-Schaltungsanordnungen, bei denen in bekannter Weise der eine oder beide Kondensatoren 3 und 4 durch geeignete galvanische Kopplungen ersetzt werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Multivibratorschaltung zur Erzeugung von Rechteckimpulsen, bestehend aus zwei Verstärkerelementen, die über Kondensatoren, deren steuerseitige Pole über Entladewiderstände jeweils an dem einen Pol der Versorgungsspannung liegen, wechselseitig gekoppelt sind, und deren Ausgänge über Arbeitswiderstände an demselben Pol der Versorgungsspannung liegen, wobei die Arbeitswiderstände als gesteuerte Verstärkerelemente ausgebildet sind, die zu den über die Kondensatoren wechselseitig gekoppelten zwei Verstärkerelementen komplementär sind, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die gesteuerten Verstärkerelemente (7, 8) über Widerstände (9, 10) galvanisch mit den Ausgängen der über die Kondensatoren (4, 3) gekoppelten Verstärkerelemente (2, 1) verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1053 566.