DE1207434B - Verzoegerungsschaltung fuer die Vorderflanke von rechteckfoermigen Impulsen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

207434 Int. α.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/04

Nummer: 1207 434

Aktenzeichen: R 32657 VIII a/21 al

Anmeldetag: 8. Mai 1962

Auslegetag: 23. Dezember 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verzögerungsschaltung für die Vorderflanke von rechteckförmigen Impulsen.

Eine Schaltungsanordnung, bei welcher ein Impuls gegeben ist, desesn Vorderflanke steil ansteigt und nach Erreichung des Maximalwertes ein mit einer geringeren Steilheit verlaufender Impulsast beginnt, welcher sich bis zur Null-Linie fortsetzt, und welche ebenfalls als Verzögerungsschaltung dient, ist durch eine Mehrzahl von hintereinandergeschalteten Schaltungsstufen gebildet, welche in der angegebenen Reihenfolge die Aufgabe einer Dehnung des gegebenen Impulses, die Aufgabe der Erzeugung eines Spannungssägezahns, die Aufgabe einer Koinzidenzstufe und die Aufgabe einer Impulsverformung haben.

Es handelt sich also bei dieser bekannten Schaltungsanordnung um eine Verzögerungsschaltung für die Vorderflanke von rechteckförmigen Impulsen, bei welcher eine wenigstens annähernd linear veränderliche Spannung an die eine Eingangsseite einer Vergleichsschaltung gelegt wird, der rechteckförmige Impuls an der anderen Eingangsseite der Vergleichsschaltung liegt und bei Gleichgewicht beider Eingangsspannungen die verzögerte vordere Impulsflanke entsteht.

Eine Schaltungsanordnung von grundsätzlich diesem Aufbau soll gemäß der Erfindung gekennzeichnet sein durch eine Spannungsteileranordnung, über welche von einer Eingangsklemme der eine Eingang eines als Vergleichsschaltung dienenden Differenzverstärkers mit zwei Eingängen und einem Ausgang gesteuert wird, so daß diesem Differenzverstärker ein Eingangssignal als Bezugssignal für den Differenzverstärker zugeführt wird und soll ferner gekennzeichnet sein durch einen Widerstands-Kapazitäts-Integrator, der zwischen die Eingangsklemme und den anderen Eingang des Differenzverstärkers gekoppelt ist, so daß der Differenzverstärker ein Ausgangssignal liefert, wenn das integrierte Eingangssignal gleich dem Bezugssignal wird.

Eine Schaltung dieser letzteren Art ist bezüglich der Einfachheit ihres Aufbaues der bekannten Schaltung gegenüber erheblich im Vorteil.

Die vorliegende Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden; dabei bedeutet

F i g. 1 ein Schaltbild einer Verzögerungsschaltung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ein Diagramm von Spannungsverläufen zur Erläuterung der Arbeitsweise der in F i g. 1 dargestellten Schaltung,

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Verzögerungs-

Verzögerungsschaltung für die Vorderflanke von rechteckförmigen Impulsen

Anmelder:

Radio Corporation of America, New York, N.Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,

München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

Robert Howard Jenkins, Audubon, N. J.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 10. Mai 1961 (109 154) - -

Systems, das die in F i g. 1 dargestellte Schaltungsanordnung in Kombination mit einem konventionellen Flip-Flop-Multivibrator umfaßt, und

F i g. 4 ein Diagramm von Spannungsverläufen zur Erläuterung der Arbeitsweise der in F i g. 3 dargestellten Anordnung.

Die in F i g. 1 dargestellte Verzögerungsschaltung enthält zwei NPN-Transistoren Q₁ und Q₂, die zu einem Differenzverstärker zusammengeschaltet sind. Die Emitter der Transistoren Q₁ und Q₂ sind miteinander verbunden und über einen Emitterwider- stand 10 an einen auf einem Bezugspotential liegenden Schaltungspunkt angeschlossen. Der Kollektor des Transistors Q₁ ist über einen Arbeitswiderstand 12 an eine gegenüber dem Bezugspotential positive Spannung +V₁ angeschlossen. Der Kollektor des

Transistors Q₂ liegt direkt an der positiven Spannungsklemme + V₁.

Ein Spannungsteiler mit Widerständen 14, 16 ist zwischen eine Eingangsklemme 18 der Verzögerungsschaltung und eine Basiseingangsklemme 20 des Transistors Q₂ geschaltet. Ein Widerstands-Kapazitäts-Integrator mit einem Widerstand R und einem Kondensator C ist zwischen die Eingangsklemme 18 und die Basiseingangsklemme 22 des Transistors Q₁ geschaltet. Eine nur in einer Richtung leitende Einrichtung, ζ. Β. Diode D₁, liegt parallel zum Widerstand R, und ein zweiter Richtleiter, eine Diode D₂, liegt parallel zum Kondensator C.

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Eine Ausgangsleitung 24 des Differenzverstärkers bzw. Q₂ ab, so daß diese Transistoren wieder in ist an den Kollektor des Transistors Q₁ angeschlos- ihren gesperrten, praktisch nichtleitenden Zustand sen und führt zur Basiseingangsklemme eines Tran- zurückkehren. Wenn der Transistor Q₁ auf diese sistors Q₃, der als Inverter und Schalter in Emitter- Weise gesperrt wird, gelangt ein positives Signal vom schaltung aufgebaut ist. Der Kreis enthält eine 5 Ausgang 24 zur Basis des Transistors Q₃, das den Klemme + V₃, von der eine positive Vorspannung Transistor Q₃ ebenfalls wieder sperrt. Die Rückdem Emitter des PNP-Transistors Q₃ zugeführt wird, flanke des an der Klemme 28 auftretenden und durch und einen Ausgangswiderstand 26, der den Kollek- die Kurve c in Fig. 2 dargestellten Ausgangsimpultor des Transistors Q₃ mit einer Betriebsspannungs- ses fällt also praktisch mit der Rückflanke des der quelle -V₂ verbindet. Eine Klemmdiode D₃ verhin- io Eingangsklemme 18 zugeführten, durch die Kurve α dert, daß das Potential auf der Ausgangsleitung 28 in F i g. 2 dargestellten Eingangsimpulses zusammen, der in F i g. 1 dargestellten Verzögerungsschaltung Wenn der Transistor Q₁ durch die Rückflanke des

unter einen Bezugswert absinkt. Eingangsimpulses gesperrt wird, entlädt sich der

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Kondensator C schnell durch die Diode D₁. Die Schaltung soll an Hand der Kurven in F i g. 2 be- 15 Diode D₂ verhindert, daß die Spannung am Kondenschrieben werden. Die Transistoren Q₁, Q₂ und Q₃ sator C unter das Masse- oder Bezugspotential fällt, sind so vorgespannt, daß sie bei Abwesenheit eines Die in Fig. 1 dargestellte Verzögerungsschaltung

Eingangssignals an der Klemme 18, d. h. wenn sich liefert also einen Ausgangsimpuls, dessen Vorderder Eingang auf Massepotential oder einem negati- flanke um eine bestimmte Zeitspanne gegenüber der ven Potential befindet, praktisch nicht leiten. Wenn 30 Vorderflanke des Eingangsimpulses verzögert ist, der Eingangsklemme 18 ein positiver Eingangsimpuls während die Rückflanke des Ausgangsimpulses entsprechend der Kurve α in F i g. 2 zugeführt wird, praktisch mit der Rückflanke des Eingangsimpulses gelangt ein Teil dieser Eingangsimpulsspannung zur zusammenfällt. Die Verzögerungsdauer zwischen der Basis 20 des Transistors Q₂. Das Verhältnis dieses Vorderflanke des Eingangsimpulses und der Vorder-Teiles zur Eingangsspannung ist durch die Be- 25 flanke des Ausgangsimpulses, die in F i g. 2 durch die messung der Spannungsteilerwiderstände 14, 16 be- beiden senkrecht gestrichelten Geraden dargestellt stimmt. Die Widerstände 14, 16 können beispiels- ist, wird durch die Werte des Widerstandes R und weise gleich groß sein, so daß dann an der Basis des des Kondensators C in der Integrationsschaltung Transistors Q₂ die halbe Spannung des Eingangs- bestimmt.

impulses auftritt. Die Basis 20 des Transistors Q₂ 30 Eine Schaltungsanordnung mit den nur beispielsstellt den Bezugsspannungseingang des die Transi- weise in F i g. 1 eingezeichneten Weiten liefert eine stören Q₁ und Q₂ enthaltenden Differenzverstärkers Verzögerung von einer Millisekunde. Für die Trandar. Die der Basis des Transistors Q₂ zugeführte sistoren Q₁, Q₂ kann der Typ 2N1605, für den proportionale Bezugsspannung bewirkt, daß der Transistor Q₃ der Typ2N404 und für die Dioden Transistor Q₂ stark zu leiten beginnt, so daß am 35 D _VD₂, D₃ der Typ IN97 verwendet werden.
Emitterwiderstand 10 ein Spannungsabfall auftritt, F i g. 3 zeigt einen Flip-Flop oder bistabilen Multi-

der die Emitter beider Transistoren Q₁, Q₂ positiv vibrator 30, der mit einer Schaltungsanordnung 32, vorspannt, beispielsweise auf etwa 3,5 V bei den in die der in F ig. 1 dargestellten Verzögerungsschaltung der Zeichnung angegebenen Werten. Diese Emitter- entspricht, derart zusammengeschaltet ist, daß ein vorspannung hält den anderen Transistor Q₁ gesperrt, 40 Ausgangsimpuls erzeugt wird, dessen Dauer durch d.h., er führt praktisch keinen Strom. den Integrator in Fig. 1 bestimmt ist, wenn dem

Wenn der Eingangsklemme 18 ein positiver Ein- Eingang 34 des bistabilen Multivibrators 30 ein Ausgangsimpuls zugeführt wird, fließt außerdem Strom löseimpuls zugeführt wird. Der bistabile Multivibradurch den Widerstand R in den Kondensator C des tor 30 hat einen Einstelleingang S, der mit einer Ausi?C-Integrationskreises. Die Spannung am Konden- 45 löseimpuls-Eingangsklemme 34 verbunden ist. Er hat sator C steigt dabei exponentiell an, wie die ferner einen Rückstelleingang R und zwei Ausgangs-Kurve b in Fi g. 2 zeigt. Die Exponentialkurve hat klemmen 36, 38. Die Ausgangsklemme 36 ist mit der als Asymptote die Spannung des Eingangsimpulses. Eingangsklemme 18 der Schaltungsanordnung 32 geWenn die Spannung am Kondensator C gleich der an maß F i g. 1 verbunden. Die Ausgangsklemme 28 der der Basis20 des TransistorsQ₂ liegenden, z.B. der 50 Schaltung gemäß Fig. 1 ist mit dem Rückstelleinhalben Eingangsspannung entsprechenden Bezugs- gangi? des bistabilen Multivibrators 30 verbunden, spannung wird und diese übersteigt, beginnt der Der bistabile Multivibrator 30 kann in beliebiger, Transistor Q₁ ebenfalls zu leiten. Wenn der Transi- bekannter Weise, vorzugsweise unter Verwendung stör Q₁ zu leiten beginnt, wird am Ausgang 24 ein von Transistoren, aufgebaut sein. Es können natürnegativer Spannungssprung erzeugt, der zur Basis 55 lieh auch Röhrenschaltungen oder andere Flip-Flops des Transistors Q₃ gelangt. Dies bewirkt, daß der verwendet werden, wobei man dann unter Umstän-Transistorßg in den leitenden Zustand umschaltet den für eine Spannungsanpassung zwischen den und eine positive Ausgangsspannung am Ausgang 28 Schaltungen 30 und 32 sorgen muß.
erzeugt, wie die Kurve c in Fig. 2 zeigt. Der Tran- Die Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten

sistor Q₃ bewirkt eine Leistungsverstärkung, ver- 60 Schaltungsanordnung soll nun an Hand der in steuert die Vorder- und Rückflanke des Ausgangs- F i g. 4 dargestellten Spannungskurven beschrieben impulses und legt die Ausgangsspannungspegel auf werden. Der Eingangsklemme 34 und damit dem Masse bzw. einen bestimmten positiven Wert fest, Einstelleingang S der bistabilen Schaltung 30 wird der bei der dargelegten Bemessung etwa +6,5V ein Eingangsimpulsd (Fig.4) zugeführt. Dies bebeträgt. 65 wirkt, daß ein positiver Spannungsimpuls b' an der Beim Auftreten der Rückflanke des Eingangs- Ausgangsklemme 36 der bistabilen Schaltung 30 erimpulses an der Klemme 18 sinken die Spannungen scheint und zur Eingangsklemme 18 der Schaltung an den Basiselektroden 20, 22 der Transistoren Q₁ 32 gemäß Fig. 1 gelangt. Nach Ablauf der durch

die Zeitkonstante des ÄC-Integrators bestimmten Verzögerungszeit liefert die Schaltungsanordnung 32 einen positiven Ausgangsimpulsc' (Fig.4) an den Rückstelleingang R der bistabilen Schaltung 30. Der bistabile Multivibrator 30 wird auf diese Weise zurückgestellt und bewirkt, daß der Ausgangsimpuls b' an der Ausgangsklemme 36 endet. Ein gleichartiger, jedoch umgekehrt gepolter Ausgangsimpuls d' (F i g. 4) kann an der Ausgangsklemme 38 des bistabilen Multivibrators 30 abgenommen werden.

Es ist also ersichtlich, daß durch einen der Eingangsklemme 34 zugeführten Auslöseimpuls an der Ausgangsklemme 36 ein Ausgangsimpuls erzeugt wird, dessen Dauer durch die Zeitkonstante des Integrationskreises in der Schaltungsanordnung 32 gemaß F i g. 1 bestimmt wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verzögerungsschaltung für die Vorderflanke von rechteckförmigen Impulsen, bei welcher eine wenigstens annähernd linear veränderliche Spannung an die eine Eingangsseite einer Vergleichsschaltung gelegt wird, der rechteckförmige Impuls an der anderen Eingangsseite der Vergleichsschaltung liegt und bei Gleichheit beider Eingangsspannungen die verzögerte vordere Impulsflanke entsteht, gekennzeichnet durch eine Spannungsteileranordnung (14, 16), über welche von einer Eingangsklemme (18) der eine Eingang (20) eines als Vergleichsschaltung dienenden Differenzverstärkers mit zwei Eingängen (20, 22) und einem Ausgang (24) gesteuert wird, so daß diesem Differenzverstärker ein Eingangssignal als Bezugssignal für den Differenzverstärker zugeführt wird und ferner gekenn-. zeichnet durch einen Widerstands-Kapazitäts-Integrator (RC), der zwischen die Eingangsklemme (18) und den anderen Eingang (22) des S. Differenzverstärkers gekoppelt ist, so daß der Differenzverstärker ein Ausgangssignal liefert, wenn das integrierte Eingangssignal gleich dem Bezugssignal wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Integrator eine Richtleiteranordnung angeschlossen ist, die eine rasche Entladung des Kondensators (C) beim Auftreten der Rückflanke eines Eingangssignalimpulses gewährleistet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Richtleiteranordnung, die mit dem Integrator so verbunden ist, daß die Spannung am Kondensator nicht unter einen bestimmten Bezugswert absinken kann.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen an den Ausgang (24) des Differenzverstärkers (οχ, Q₂) angeschlossenen, in Emitterschaltung geschalteten Schaltkreis (O₃).

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche unter Verwendung einer bistabilen Schaltungsanordnung mit einem Einstelleingang, einem Rückstelleingang und einem Ausgang, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (36) der bistabilen Schaltungsanordnung (30) mit dem Eingang (18) der Verzögerungsschaltung (32) gekoppelt ist und daß der Ausgang (28) der Verzögerungsschaltung mit dem Rückstelleingang (R) der bistabilen Schaltungsanordnung gekoppelt ist, so daß am Ausgang der bistabilen Schaltungsanordnung ein Impuls abgenommen werden kann, dessen Dauer durch die Zeitkonstante des Integrators in der Verzögerungsschaltung (32) bestimmt wird (Fi g. 3).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Mej er ο witsch: »Impulstechnik«, 1959,
592/593;
»Waveforms«, 1949, S. 332.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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