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Anordnung zur Erzeugung von Doppelimpulsen mittels Lawinentransistoren
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Doppelimpulsen unter Verwendung
von zwei Lawinentransistoren.
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Lawinentransistoren werden in zunehmendem Maße zur Erzeugung von Impulsen
sehr kurzer Anstiegszeit verwendet. Eine bekannte Schaltung zur Erzeugung von Rechteckimpulsen
mit Lawinentransistoren ist in F i g. 1 dargestellt. Sie besteht aus einem
Lawinentransistor T, dessen Kollektor über einen Widerstand R, mit der positiven
Betriebsspannungsquelle UB und dessen Emitter über einen Widerstand R_p mit
dem Nullpotential verbunden ist. Am Kollektor des Transistors T ist eine am Ende
offene Leitung mit dem Wellenwiderstand Z angeschlossen. Der Basis des Transistors
T, die über einen Widerstand RB mit dem Nullpotential verbunden ist, ist über den
Triggereingang Tr ein Triggerimpuls zuführbar. Die Wirkungsweise der bekannten Schaltung
ist folgende: Im Ruhezustand ist der Transistor T gesperrt. Die Betriebsspannung
UB wird so eingestellt, daß die Emitter-Kollektor-Spannung UC_p etwas unterhalb
der Durchbruchsspannung liegt. (Zur Sperrung des Transistors T muß bei manchen Transistortypen
noch eine zusätzlich sperrende Emitter-Basis-Gleichspannung angelegt werden, die
in F i g. 1 nicht gezeichnet ist.) Da bei gesperrtem Transistor T nur ein
vemachlässigbar kleiner Strom durch den Widerstand R, fließt, lädt sich die Leitung
Z praktisch auf die Betriebsspannung UB auf. Wird an den Triggereingang ein
positiver Impuls gelegt, so wird der Transistor infolge des Lawineneffektes in sehr
kurzer Zeit leitend gemacht. Dabei kann unmittelbar nach erfolgtem Durchbruch die
Emitter-Kollektor-Strecke als konstanter niederohmiger Widerstand Ri angesehen werden.
Durch den Schaltvorgang wird an die Leitung Z in sehr kurzer Zeit eine Reihenschaltung
der Widerstände RE + Ri gelegt. Wählt man nun RE + Ri
= Z, so entsteht am Ausgang A in bekannter Weise ein Rechteckimpuls,
dessen Länge gleich der doppelten Laufzeit dieses Impulses auf der Leitung Z ist.
Dabei muß zur einwandfreien Funktion der Schaltung der Widerstand R,8 mindestens
dreimal größer als der Widerstand RE sein, anderenfalls wird während der Impulsdauer
ein zu großer Basisstrom gezogen, der den Ablauf des Lawinendurchbruchs stört.
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Es ist weiterhin bekannt, zur Erzeugung von Doppelimpulsen zwei in
einer Schaltung nach F i g. 1 arbeitende Lawinentransistoren zusammenzuschalten,
die mit Hilfe von zwei zeitlich gegeneinander verschobenen Triggerimpulsen angesteuert
werden. Die Erzeugung der beiden Triggerimpulse erfordert je-
doch einen erheblichen
Aufwand, insbesondere deshalb, weil eine gute Konstanz des zeitlichen Abstandes
der beiden Triggerimpulse bei Anstiegsflanken von einigen Nanosekunden gefordert
sein muß.
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Aufgabe der Erfindung war es, eine Anordnung zur Erzeugung von Doppelimpulsen
unter Verwendung von zwei Lawinentransistoren, deren Kollektoren über
je einen Widerstand mit der gemeinsamen Betriebsspannungsquelle, deren Emitter
über je einen Widerstand mit dem gemeinsamen Nullpotential und deren Kollektoren
mit je einer Leitung mit vorgebbarer Laufzeit verbunden sind, zu schaffen,
die lediglich einen Triggerimpuls zur Erzeugung eines Doppelimpulses benötigt. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Basis des einen Transistors
ein Triggerimpuls zuführbar ist, während die Basis des anderen Transistors über
eine Induktivität mit dem gemeinsamen Nullpotential verbunden ist. Dabei hat es
sich als besonders günstig erwiesen, die Emitter der beiden Transistoren über ein
Widerstandsnetzwerk in Form einer T-Schaltung miteinander zu verbinden.
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In der F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Anordnung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden npn-Transistoren verwendet,
doch gelten die Ausführungen entsprechend auch für pnp-Transistoren unter Beachtung
der umgekehrten Polarität. In der Anordnung nach F i g. 2 sind zwei in einer
Schaltung nach F i g. 1
arbeitende Transistoren T, und T., über
ein aus den Widerständen RJ, R", R, bestehendes Widerstandsnetzwerk- miteinander
verbunden. Der Basis des Transistors T, ist ein Triggerimpuls zuführbar, wobei zur
Entkopplung des Triggergenerators von der nachfol-"enden Er Impulserzeugungsstufe
der Widerstand R,6 in
F i g. 1 in die Widerstände RB' und
RJ' aufgeteilt ist. Das die beiden Emitter der Transistoren T, und T2 miteinander
verbindende Widerstandsnetzwerk hat drei Aufgaben zu erfüllen: 1. Es dient
zur Entkopplung der beiden Transistoren T, und T..
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2. Es ist so dünensioniert, daß jeweils zwischen Emitter und Masse
der Transistoren T,., T, ein Widerstand Z - Ri - entsprechend
der schon genannten Bedingung RE + Ri = Z
- vorhanden ist.
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3. Es ist so ausgelegt, daß man zwischen der Klemme
A und Masse einen Widerstand W vorfindet. Die letztgenannte Dimensionierung
erlaubt es besonders vorteilhaft, einen Lastwiderstand an die Klemme
A über ein Kabel mit dem Wellenwiderstand W anzuschließen. Ist der Lastwiderstand
W, so kommt es zu einer Reflexion am Leitungsende, die im Netzwerk absorbiert
wird. Die Basis des zweiten Transistors T, ist erfindungsgemäß über eine Induktivität
L mit dem gemeinsamen Nullpotential verbunden. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Anordnung ist kurz folgende: Beim Anlegen eines positiven Triggerimpulses an den
Triggereingang Tr schaltet der Transistor Ti in der schon beschriebenen Weise. Am
Ausgang A entsteht ein positiver Rechteckimpuls. Dieser erscheint mit geringerer
Amplitude auch am Emitter des Transistors T2, Er bewirkt jedoch hier keinen Schaltvorgang,
da er wegen seiner Polarität auf den Transistor T, sperrend wirkt. Es kommt in der
Induktivität L ein Strom i in Pfeilrichtung zustande, der während der Impulsdauer
langsam ansteigt. Am Ende des Impulses fließt der Strom i, langsam abnehmend, noch
eine gewisse Zeit in Pfeilrichtung weiter. Wegen der in der Basis-Emitter-Strecke
des Transistors T2 enthaltenen Kapazität kommt es jedoch nach dem Nulldurchgang
des Stromes anschließend kurze Zeit zu einem Stromfluß in umgekehrter Richtung,
der den Transistor T2 zum Durchschalten veranlaßt. Dadurch entsteht ein zweiter
Impuls, der ebenfalls am Ausgang A abgenommen werden kann. Der Impulsabstand
läßt sich in einfacher Weise durch Variation der Induktivität L einstellen. Beispielsweise
wurde in einer der F i g. 2 entsprechenden Schaltung unter Verwendung von
zwei Transistoren NS 1110 mit einer Induktivität L = 3 [tH ein Impulsabstand
von 20 nsec erzielt. Mittels der erfindungsgemäßen Anordnung kann also in einfacher
Weise mit nur einem Triggerimpuls ein Doppelimpuls mit einstellbarem Impulsabstand
erzeugt werden.