DE1192249B

DE1192249B - Delay element

Info

Publication number: DE1192249B
Application number: DEC27938A
Authority: DE
Inventors: Jiri Haskovec; Adolf Klimek
Original assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Current assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Priority date: 1961-09-27
Filing date: 1962-09-14
Publication date: 1965-05-06
Also published as: FR1347707A; GB1014992A

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche KL: 21 al-36/18 German KL: 21 al -36/18

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

C 27938 νΠΙ a/21 al
14. September 1962
6. Mai 1965C 27938 νΠΙ a / 21 al
September 14, 1962
May 6, 1965

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum verzögerten Abschalten eines Signals und die zur Entladung eines Kondensators erforderliche Zeit.The invention relates to a circuit arrangement for delayed switching off of a signal and the time required to discharge a capacitor.

Es sind verschiedene Typen von Verzögerungsgliedern bekannt, die mit Gleichstrom gespeist wer- den und auf dem Prinzip von monostabilen Kippkreisen arbeiten, wobei die Verzögerung von Gleichspannungs- oder Gleichstromsignalen durch ein i?C-Glied erzielt wird. Diese Glieder bewirken kontaktlos nur die Zeitverzögerungsfunktion eines Schaltimpulses oder die Verzögerung (Dehnung) eines jeden Impulses einer Impulsfolge. Ein Nachteil solcher Verzögerungsglieder besteht darin, daß eine verzögerte Einschaltung oder verzögerte Ausschaltung nur durch die Einfügung eines weiteren Schalters, mit oder ohne Kontakte, erzielt werden kann. Wenn es sich aber um eine Verlängerung (Dehnung) einer Impulsfolge handelt, ohne daß die einzelnen Impulse dieser Impulsfolge geändert werden (d. h., wenn das Signal durch eine Impulsfolge gewisser Zeitdauer gebildet ist und seine Dauer durch zusätzliche, weitere, an die Signalimpulsfolge anschließende Impulse gleicher Form und Frequenz verzögert sein soll), ist dieses Prinzip ungeeignet. So z. B. zur Verwendung in einer Kombination mit den Quellen eines Eingangssignals, das die Form einer Wechselstrom- oder Wechselspannung aufweist, ζ. Β. mit Wechselstrom gespeisten magnetischen logischen Gliedern, brauchen die erwähnten Verzögerungsglieder eine Gleichrichtung und eine sehr gute FiI- tration der Eingangsimpulsfolgen und ebenso der Speisewechselspannung, wobei in manchen Fällen noch das Ausgangssignal der Schalter wieder moduliert werden muß. Der Materialaufwand der Gleichrichtung, Filtration und eventuellen Modulation ist ziemlich groß. In gewissen Fällen, z. B. bei unmittelbarer Verbindung mit magnetischen logischen Gliedern, verursacht diese Filtration Schwierigkeiten wegen der reaktiven Belastung durch die Filter.Various types of delay elements are known which are fed with direct current. and work on the principle of monostable breakover circuits, with the delay of DC voltage or direct current signals is achieved by an i? C element. These links work without contact only the time delay function of a switching pulse or the delay (expansion) of a each pulse of a pulse train. A disadvantage of such delay elements is that a delayed switch-on or delayed switch-off only by inserting another switch, with or without contacts, can be achieved. But if it is an extension (stretching) a pulse train acts without changing the individual pulses of that pulse train (i.e., if the signal is formed by a pulse train of a certain duration and its duration by additional, further pulses of the same shape and frequency following the signal pulse train are delayed should be), this principle is unsuitable. So z. B. for use in combination with the Sources of an input signal that is in the form of an alternating current or alternating voltage, ζ. Β. with alternating current fed magnetic logic elements, the mentioned delay elements need a rectification and a very good fiI- tration of the input pulse trains and also the AC supply voltage, in some cases nor has the output signal of the switch to be modulated again. The cost of materials for rectification, Filtration and eventual modulation is pretty great. In certain cases, e.g. B. at immediate In connection with magnetic logic gates, this filtration causes difficulties because of the reactive load from the filters.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, daß mit sehr wenigen und einfachen Mitteln ein Verzögerungsglied geschaffen wird, welches den Forderungen an die Eigenschaften, die eine Zusammenarbeit hauptsächlich mit den magnetischen logischen Gliedern verlangt, Folge leistet. The purpose of the invention is that with very few and simple means a delay element is created which meets the requirements for the properties that a cooperation mainly with the magnetic logical members demands, obeys.

Es sind folgende Arbeitsprinzipien ausgenutzt worden. Das Verzögerungsglied ist impulsförmig gespeist, die logischen Signale sind Impulsfolgen. Die Speiseimpulse sind so verschoben, daß sie in die Lücken zwischen den Signalimpulsen fallen. Dadurch wird die zeitliche Trennung des Aufladeintervalls vom Arbeitsintervall ermöglicht und der Einfluß des VerzögerungsgliedThe following working principles have been used. The delay element is fed in pulse form, the logic signals are pulse trains. The feed pulses are shifted so that they are in the Gaps between the signal pulses fall. This will separate the charging interval in time from the working interval and the influence of the delay element

Anmelder:Applicant:

Ceskoslovenskä akademie ved, PragCeskoslovenskä academy ved, Prague

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. K. Siebert, Patentanwalt,Dipl.-Ing. K. Siebert, patent attorney,

Starnberg (Obb.), Ahneidaweg 12Starnberg (Obb.), Ahneidaweg 12

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Jiri Haskovec, Prag-Dejvice;Jiri Haskovec, Prague-Dejvice;

Adolf Klimek, Prag-SmichovAdolf Klimek, Prague-Smichov

Beanspruchte Priorität:
Tschechoslowakei vom 27. September 1961
(5752)Claimed priority:
Czechoslovakia from September 27, 1961
(5752)

Aufladeprozesses auf den Ausgang vermieden. Außerdem ist der Entladestrom auch impulsförmig, wodurch die Dauer der Entladung, das ist der Zeitverzögerung, ohne Vergrößerung der Zeitkonstante des i?C-Gliedes und der Empfindlichkeit des Schaltelementes verdoppelt werden kann. Das Verzögerungsglied enthält nur ein Schaltelement (ζ. Β. einen einzigen Transistor, der aus derselben Impulsspannungsquelle gespeist wird) im Vergleich zu den mindestens zwei Transistoren oder Elektronenröhren der Kippkreise in den bekannten Verzögerungsgliedern.Avoid charging process to the output. In addition, the discharge current is also pulse-shaped, whereby the duration of the discharge, that is the time delay, without increasing the time constant of the i? C element and the sensitivity of the switching element can be doubled. The delay element contains only one switching element (ζ. Β. a single transistor, which comes from the same pulse voltage source is fed) compared to the at least two transistors or electron tubes of the Tilting circles in the well-known delay elements.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Signalimpulseingang über einen Kondensator an den Steuerkreis eines Schaltelementes angeschlossen ist, an den gleichzeitig über einen Entladewiderstand in Reihe mit einer Entladediode die zur Signalimpulsfolge gegenphasige Impuslfolge angeschlossen ist, die gleichzeitig auch an den Arbeitskreis des Schaltelementes gekoppelt ist.The invention is characterized in that the signal pulse input via a capacitor to the Control circuit of a switching element is connected to which at the same time via a discharge resistor in Series with a discharge diode which is connected to the signal pulse train in phase opposition, the is also coupled to the working group of the switching element at the same time.

Der Gegenstand der Erfindung wird durch die Beschreibung ernes Ausführungsbeispieles erläutert. Zur Veranschaulichung dieser Beschreibung dient die Zeichnung, in der dieThe subject matter of the invention is explained by the description of the exemplary embodiment. To illustrate this description, the drawing in which the

F i g. 1 ein Schema der Schaltung des Verzögerungsgliedes nach der Erfindung undF i g. 1 shows a diagram of the circuit of the delay element according to the invention and

Fig. 2 die Zeitverläufe der Spannungen in der Schaltung darstellt.Fig. 2 shows the time curves of the voltages in the Circuit represents.

In der Fig. 1 ist die Arbeitsspannungsklemme 1 über eine Entladediode 3 und einen regelbaren Entladewiderstand 5 an den Eingang 61 des Schalt-In Fig. 1, the working voltage terminal 1 is via a discharge diode 3 and an adjustable discharge resistor 5 to the input 61 of the switching

509 568/360509 568/360

elementesö angeschlossen. Als Schaltelement 6 dient absinkt. Infolge des gesperrten Zustandes des Tranz. B. ein Transistor, dessen Emitter 63 geerdet ist. sistors entstehen am Ausgang B Impulse so lange, Die Eingangsklemme 2 des Steuersignals ist über eine bis sich der Kondensator 4 restlos entladen hat und Diode 11, einen Kondensator 4 und einen Schutz- die positiven Impulse der Arbeitsspannung den Tranwiderstand 12 auch an den Eingang 61 (Basis) des 5 sistor 6 in den stromführenden Zustand überführen Schaltelementes 6 angeschlossen. Der Kondensator 4 und dadurch die Ausgangsklemme praktisch an Erde mit dem Widerstands stellt das Verzögerungsglied legen.elementesö connected. As a switching element 6 is used drops. As a result of the locked state of the Tranz. B. a transistor whose emitter 63 is grounded. sistors are formed at the output B pulses so long, the input terminal 2 of the control signal has completely discharged for one to the capacitor 4 and diode 11, a capacitor 4 and a protection, the positive pulses of the operating voltage the Tranwiderstand 12 also to the input 61 ( Base) of the 5 sistor 6 switched to the current-carrying state switching element 6 connected. The capacitor 4 and thereby the output terminal practically connected to ground with the resistor provides the delay element.

vor. Die Arbeitsspannungsklemme 1 ist noch über Aus dem Diagramm geht hervor, daß zwischenbefore. The working voltage terminal 1 is still above. The diagram shows that between

eine andere Diode 9 und den Widerstand 10 mit dem dem Augenblick der Ausschaltung des Signals A und Ausgang 62 des Schaltelementes 6 verbunden, der io dem Verschwinden des Signals B eine Verzögerung weiter über einen Widerstand 8 an Erde angeschlos- eintritt. Diese Verzögerung, wie bereits erklärt, sen ist. Der Ausgang 62 des Transistors ist mit der gleicht der Entladungsdauer des Kondensators 4. Ausgangsklemme 7 der Verzögerungsschaltung ver- Dies Dauer hängt von der Kapazität des Kondenbunden. Der Widerstand 13 liegt zwischen dem Ein- sators 4, von der Größe der Widerstände 5, 12, 18 gang des Kondensators 4 (Punkt/4) und Erde. Die 15 und von dem Verhältnis der Spannung des an die Funktion dieser Schaltung kann mit Hilfe der Fig. 2 Klemme2 angeschlossenen Eingangssignals und der erklärt werden. Der Kurvenzug (1) stellt die Span- an die Klemme 1 angeschlossenen Speisespannung ab. nung an der Klemme 1 dar. Diese Wechselspannung Es ist ersichtlich, daß der Ausgangskreis in verwird durch die Dioden 3 und 9 in Impulse umgewan- schiedener Weise abgeändert werden kann. So ist es delt. Der KurvenzugA stellt die Eingangssignalspan- 20 z.B. möglich, entweder die Belastung zwischen die nung dar. Punktiert ist der Verlauf an der Klemme 2 Klemme 7 und Erde anzuschließen oder den Widerdargestellt. Alle drei verwendeten Dioden formen die stand 10 durch die Belastung zu ersetzen.
Wechselspannungen in Impulse um. Die Dioden Die Belastung 8 kann z. B. aus dem EingangskreisAnother diode 9 and the resistor 10 are connected to the moment the signal A is switched off and the output 62 of the switching element 6, which occurs after the signal B disappears for a further delay via a resistor 8 to earth. This delay, as already explained, is sen. The output 62 of the transistor is equal to the discharge duration of the capacitor 4. Output terminal 7 of the delay circuit. This duration depends on the capacitance of the condensers. The resistor 13 lies between the input 4, the size of the resistors 5, 12, 18 gang of the capacitor 4 (point / 4) and earth. The 15 and 15 of the ratio of the voltage of the input signal connected to the function of this circuit can be explained with the aid of FIG. 2, terminal 2. The curve (1) switches off the supply voltage connected to terminal 1. voltage at terminal 1. This alternating voltage It can be seen that the output circuit can be changed into pulses by diodes 3 and 9. That's how it is delt. Curve A shows the input signal span, for example, either the load between the voltage. The dotted line is to be connected to terminal 2, terminal 7 and earth, or the reverse is shown. All three diodes used shape the stand 10 to replace it with the load.
AC voltages into pulses. The diodes The load 8 can, for. B. from the input circle

können wegfallen, wenn die Signalspannung sowie einer weiteren Transistorverstärkerstufe oder aus der die Arbeitsspannung bereits eine Impulsform haben. 25 Eingangswicklung einer magnetischen Verstärker-Zur Erzielung der richtigen Wirkung der Schaltung stufe bestehen. Auch der Eingangswiderstand kann müssen die Signalimpulse in die Intervalle der Ar- durch den Austausch des Widerstandes 13 in F i g. 1 beitsimpulse gelegt werden, was aus den Kurven- gegen eine bekannte Kombination einer weiteren zügen (1) und A hervorgeht. Diode und eines Widerstandes verbessert werden.can be omitted if the signal voltage and a further transistor amplifier stage or from which the working voltage already has a pulse shape. 25 Input winding of a magnetic amplifier-To achieve the correct effect of the circuit stage exist. The input resistance can also have the signal pulses in the intervals of the Ar- by replacing the resistor 13 in FIG. 1 beitsimpulse be applied, which can be seen from the curves against a known combination of a further trains (1) and A. Diode and a resistor can be improved.

Der Verlauf (61) veranschaulicht den Spannungs- 30 Diese Diode wird während der Arbeitshalbperioden verlauf am Eingang 61 des Schaltelementes, d. h. am durch den aus einer Speisespannungsquelle fließen-Transistor 6. Der Verlauf B erscheint dann am Aus- den Strom in leitendem Zustand erhalten. Dieser gang 7 des Verzögerungsgliedes. Strom wird größer als der Entladestrom des Kon-The course (61) illustrates the voltage 30 This diode is during the working half-cycles at the input 61 of the switching element, ie on the transistor 6 flowing from a supply voltage source. The course B then appears on the output current in the conductive state. This gear 7 of the delay element. Current becomes greater than the discharge current of the

Die Arbeitsspannung (1) liegt stetig an. Ist am Ein- densators eingestellt, so daß der Kondensator in den gang 2 kein Signal, ist auch der Ausgang 7 span- 35 Arbeitshalbperioden über die Diode geerdet ist. In nungslos, da während der positiven Halbperioden den Steuerhalbperioden ist die Diode nicht leitend der Arbeitsspannung die Diode 3 durchlässig ist und und belastet daher nicht die Quelle des an die an der Basis 61 des Transistors eine kleine positive Klemme 2 angeschlossenen Steuersignals.
Spannung vorkommt, die den Transistor im strom- Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung ist für dieThe working voltage (1) is constantly applied. If the capacitor is set on the input so that the capacitor in gang 2 has no signal, output 7 is also grounded via the diode. In no way, since the diode is non-conductive during the positive half-cycles of the control half-cycles.
Voltage occurs that the transistor in the current- The circuit shown in Fig. 1 is for the

führenden Zustand hält. Deswegen ist auch der 40 positive Polarität des Signals unter Verwendung Punkt 7 praktisch an Erde, und die Ausgangsspan- eines Transistors 6 der Type NPN gezeichnet. Es ist nung ist Null. Während der negativen Halbperiode ersichtlich, daß an dem Prinzip des Verzögerungsder Arbeitsspannung sind die Dioden 3 und 9 ge- gliedes nichts geändert wird, falls ein negatives Signal sperrt. Daher sind der Transistor 6 und der Ausgang 7 und Transistor der Type PNP oder eine andere Type spannungslos. 45 des Schaltelementes verwendet wird, z. B. ein geFalls das Eingangssignal anliegt, das infolge der steuerter Halbleitergleichrichter der Type PNPN.
Gegenphasenlage der Signal- und Arbeitswechsel- Das im Vorstehenden beschriebene Prinzip desleading state. This is why the positive polarity of the signal is practically grounded using point 7, and the output voltage of a transistor 6 of the type NPN is drawn. It's voltage is zero. During the negative half cycle it can be seen that the diodes 3 and 9 are not changed in the principle of delaying the working voltage, if a negative signal blocks. Therefore the transistor 6 and the output 7 and transistor of the type PNP or another type are de-energized. 45 of the switching element is used, e.g. B. If the input signal is present, which is due to the controlled semiconductor rectifier of the PNPN type.
Antiphase of the signal and work changes- The principle of the described above

spannung nur während der negativen Halbperioden Verzögerungsgliedes gestattet in einer einfachen der Arbeitsspannung vorkommen kann, wird der Weise, den Einfluß der Speisespannungsschwankun-Kondensator4 über den Basis-Emitter-Übergang so- 50 gen zu kompensieren. Wenn die Quelle des an die fort geladen, da der Widerstand 12 klein ist, und nur Klemme 2 angelegten Signals und die an die den Transistor 6 vor Überlastung schützt. Klemme 1 angeschlossene Entladespannung aus dem-voltage allowed only during the negative half-periods delay element in a simple the working voltage can occur, the way the influence of the supply voltage fluctuation capacitor4 So to compensate 50 via the base-emitter junction. If the source of the continued charged, since the resistor 12 is small, and only terminal 2 applied signal and the to the protects the transistor 6 from overload. Terminal 1 connected discharge voltage from the

In der folgenden Halbperiode liegt an der Basis selben Netz gespeist werden, wird der Einfluß dieser 61 negative Spannung des Kondensators 4 und sperrt Spannungsänderungen auf die Entladezeit des Konden Transistor 6. Da aber am Kollektor 62 ein posi- 55 densators 4 kompensiert, so daß eine zufriedensteltiver Spannungsimpuls der Arbeitsspannung liegt !ende Stabilität der Verzögerungsdauer bei Änderun- und der Widerstand des Transistors 6 hoch ist, ent- gen der Netzspannung erzielt werden kann,
steht am Ausgang ein Impuls. Dabei wird der Kon- Ebenso leicht kann der Einfluß der Temperatur-In the following half-cycle the same network is fed to the base, the influence of this 61 negative voltage of the capacitor 4 and blocks voltage changes on the discharge time of the capacitor transistor 6 Satisfactory voltage pulse of the working voltage is on!
there is a pulse at the output. The influence of the temperature can just as easily

densator 4 über den geeignet dimensionierten Wider- Schwankungen des Rückstromes der Eingangselekstand 5 um einen nur kleinen Wert entladen. 60 trode des Schaltelementes 6, z. B, der Transistorbasis,capacitor 4 via the suitably dimensioned resistance fluctuations in the return current of the input element 5 discharged by only a small amount. 60 trode of the switching element 6, z. B, the transistor base,

Dies wiederholt sich, solange am Eingang 2 die kompensiert werden. Dieser Strom schwankt be-Steuersignal-Impulsreihe anliegt. Nach ihrer Beendi- trächtlich bei Temperaturänderungen des Transistors, gung kann sich der Kondensator 4 nicht mehr laden, wodurch die Entladungsdauer des Kondensators 4 der nur während der positiven Halbperioden teil- geändert wird. Wenn an die Klemme 1 eine Wechselweise immer weiter entladen wird, während der 65 spannung angeschlossen wird und das Verhältnis negativen Halbperioden praktisch isoliert wird, so zwischen der Änderung des- Rückstromes der Entdaß seine Ladung und dadurch die negative Sperr- ladungsdiode 3 und des Steuerüberganges PN des spannung an der Basis 61 des Transistors langsam Schaltelementes 6 entsprechend gewählt wird, kannThis is repeated as long as the input 2 is compensated. This current fluctuates in the control signal pulse train is present. After their termination- considerably with temperature changes of the transistor, the capacitor 4 can no longer charge itself, which reduces the discharge time of the capacitor 4 which is only partially changed during the positive half-periods. If there is an alternation at terminal 1 continues to discharge while the voltage is connected and the ratio negative half-periods is practically isolated, so between the change of the return current of the Entdaß its charge and thereby the negative reverse charge diode 3 and the control junction PN des voltage at the base 61 of the transistor slowly switching element 6 is selected accordingly, can

eine sehr zufriedenstellende Stabilität der Verzögerungsdauer bei Temperaturschwankungen erzielt werden, wenn das Halbleiterschaltelement und die Diode derart angebracht werden, daß sie die gleiche Temperatur aufweisen.a very satisfactory stability of the delay time can be achieved in the event of temperature fluctuations, when the semiconductor switching element and the diode are attached so that they are the same temperature exhibit.

Es ist ohne weiteres möglich, für das Schaltelement und für alle Dioden wahlweise Elektronenröhren zu verwenden. Sogar die Benutzung eines elektromagnetischen Relais ist nicht ausgeschlossen, mit der Bedingung, daß in Reihe mit der Wicklung (Steuerkreis) eine Diode geschaltet wird.It is easily possible to select electron tubes for the switching element and for all diodes to use. Even the use of an electromagnetic relay is not excluded, with the condition that a diode is connected in series with the winding (control circuit).

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for the delayed switching off of a signal in order to discharge a Capacitor required time, characterized in that the signal pulse input (2) connected to the control circuit (61) of a switching element (6) via a capacitor (4) at the same time via a discharge resistor (5) in series with a discharge diode (3) the pulse train (1) in phase opposition to the signal pulse train is connected, which simultaneously is also coupled to the working circuit (8, 9, 10) of the switching element (6).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the switching element (6) consists of an electron tube.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the switching element (6) consists of a semiconductor.

4. Circuit arrangement according to claim 1 and 2 or 3, characterized in that the Reverse current and its heat dependency in the discharge diode (3) and in the control circuit of the switching element (6) are in such a relationship that their influence on the voltage across the capacitor (4) is mutually compensated.

5. Circuit arrangement according to the preceding claims, characterized in that the input pulse trains and the working pulse trains have a common source.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1045 456,
812, 1112 546, 1129 182;
U.S. Patent Nos. 2,679,586, 2,942,123;
K. Scheibe and H. Wolffhardt, "Telecommunications technology for telephone construction and normal time," Frankfurt / M., 1949, p. 45.

1 sheet of drawings