DE1213888B - Spitzenwertdetektorschaltung fuer unipolare elektrische Signale zur Erzeugung rechteckiger Impulse, deren Vorderflanke mit dem Maximal-punkt der Eingangssignale uebereinstimmt - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

1213

Int. α.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/04

Nummer: 1 213 88»

Aktenzeichen: G 41563 VIII a/21 al

Anmeldetag: 21. September 1964

Auslegetag: 7. April 1966

Die Erfindung bezieht sich auf Nachweisschaltungen für die Spitzenwerte und die Flankensteilheiten elektrischer Impulse und im besonderen auf Detektorschaltungen, die darauf ausgelegt sind, elektrische Signale nachzuweisen, die in den Köpfen von Magnetband- oder Magnettrommelapparaten erzeugt werden. In datenverarbeitenden Systemen werden Impulse der verschiedensten Formen in Rechteckimpulse umgewandelt. Die Vorderflanke solcher Rechteckimpulse muß in dem Augenblick auftreten, wenn der ursprüngliche Impuls sein Maximum oder sein Minimum erreicht, d. h. wenn sich der elektrische Zustand ändert, also am Beginn und am Ende eines Impulses.

Ziel der Erfindung ist daher ein Detektorschaltkreis für Signalspitzenwerte zur Erzeugung rechteckiger Impulse, deren Vorderflanke auf den Signalspitzenwertzeitpunkt fällt.

Zur Speicherung von Informationen in schnellen elektronischen Datenverarbeitungssystemen wird häufig Magnetband verwendet. Das Magnetband sitzt üblicherweise auf zwei Spulen, nämlich einer Vorratsspule und einer Aufnahmespule. Wenn das Magnetband von der Vorratsspule zur Aufnahmespule übergeführt wird, läuft es an einem oder auch an mehreren Magnetköpfen vorbei, die entweder Informationen »lesen« können, die auf dem Magnetband gespeichert sind, oder aber Informationen zur Speicherung in das Band einschreiben können. In anderen Systemen sind die Informationen ganz ahnlieh auf rotierenden Trommeln gespeichert, deren Oberfläche mit einer Schicht aus magnetischem Material überzogen ist.

Digitale Informationen können auf Magnetband oder Magnettrommel als Richtungsumkehr oder Magnetisierung gespeichert werden. Bei der Feststellung dieser Richtungsumkehr der Magnetisierung erzeugt der magnetische Lesekopf Impulse. Da heute mit sehr hohen Bitspeicherdichten' gearbeitet wird, schwanken die Informationssignale, die vom Band oder von einer Trommel abgelesen werden, sowohl in ihrer Impulsform als auch in ihrer Amplitude sehr erheblich. Um nun die Informationssignale wieder zu entzerren, sind Detektorschaltkreise entwickelt worden, die auf die Spitzenwerte dieser Signale ansprechen und die verzerrten Informationssignale wieder in Rechteckimpulse zurückverwandeln. Es ist wünschenswert, wenn Signale zurückgewiesen werden, die sich nur langsam ändern, da solche Signale im allgemeinen Störimpulse sind und keine aufgezeichneten Impulse darstellen.

Die erfindungsgemäße Spitzenwertdetektorschal-Spitzenwertdetektorschaltung für unipolare
elektrische Signale zur Erzeugung rechteckiger
Impulse, deren Vorderflanke mit dem Maximalpunkt der Eingangssignale übereinstimmt

Anmelder:

General Electric Company,

Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,

Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:

Eugene William Henning,

John Rawson Nowell, Phoenix, Ariz.;

John David Meng, Milpites, Calif.;

Leo Charles Razaitis, Windsor, Conn. (V. St. Ar)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 30. September 1963

(312 498),

vom 18. Mai 1964 (368 195) - -

tung für unipolare elektrische Signale zur Erzeugung rechteckiger Impulse, deren Vorderflanke mit dem Maximalwert der Eingangssignale übereinstimmt, in der ein Halbleiterschaltkreis mit einem vorgespannten Ausgangstransistor verwendet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor derart vorgespannt ist, daß er, verglichen mit seinem Sättigungsstrom, nur einen kleinen Strom führt, daß ein Nebenschlußstromzweig mit einem nichtlinearen Element zwischen den Ausgang des Transistors und seine Steuerelektrode so geschaltet ist, daß es während der Zeit, während der der Absolutbetrag der Signalspannung aufwächst, in dem Transistor einen kleinen Strom aufrechterhält, und daß zwischen Eingang und Steuerelektrode des Transistors ein Energiespeicher, wie beispielsweise ein Kondensator, vorgesehen ist, um eine Ladung zu speichern, die einen der Amplitudenänderung dieser Signale proportionalen Strom hervorruft, daß der Energiespeicher weiterhin, wenn der Absolutbetrag des Eingangssignals abfällt, einen Strom liefert, der den Transistor in die Sättigung

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aussteuert und das nichtlineare Element sperrt und damit den Nebenschlußstromzweig unterbricht, so daß rechteckige Ausgangsimpulse abgegeben werden, wenn die Signalamplitude von ihrem Spitzenwert aus abnimmt, die durch die Sättigungseigenschaften des Transistors bestimmt sind.

Im folgenden soll die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden.

F i g. 1 zeigt, wie ein elektrischer Schaltkreis nach der Erfindung geschaltet ist;

F i g. 2, 3 und 4 zeigen den Verlauf einiger Ströme und Spannungen, die der Erläuterung der Wirkungsweise eines Schaltkreises nach der Erfindung dienen sollen; '

F i g. 5 zeigt einen Schaltkreis nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt einen Detektorschaltkreis für Impulsspitzenwerte nach der Erfindung. Dieser Schaltkreis weist einen Transistor 10 auf, dessen Kollektor mit 11, dessen Basis mit 12 und dessen Emitter mit 13 bezeichnet ist. Vom Kollektor 11 führen zwei hintereinandergeschaltete Widerstände 14 und 15 zu einem Anschluß 16, der mit einer positiven Spannungsquelle von beispielsweise + 6 Volt verbunden ist. Der Widerstand 14 ist der Kollektorarbeitswiderstand. Der Emitter 13 des Transistors 10 ist geerdet. Der Verbindungspunkt 18 zwischen den beiden Widerständen 14 und 15 ist über einen Kondensator 17 an Erde gelegt. Der Kondensator 17 und der Widerstand 15 stellen zusammen ein Entkopplungsnetzwerk dar. Der Widerstand 15 begrenzt den Strom, der vom Anschluß 16 her durch den Transistor 10 hindurchfließt, während der Kondensator 17 für den Transistor 10 in dem Augenblick einen verhältnismäßig großen Stromfluß liefert, in dem der Transistor in die Sättigung gesteuert wird.

Eine Zenerdiode 19, die zwischen den Kollektor

11 und die Basis des Transistors 10 gelegt ist, stellt einen Nebenschluß oder eine Gegenkopplung vom Kollektor 11 zur Basis 12 dar, die aber nur in einer Richtung wirkt. Die Kathode der Zenerdiode 19 ist mit dem Schaltpunkt 20 verbunden, der seinerseits mit dem Kollektor 11 des Transistors 10 in Verbindung steht. Die Anode der Zenerdiode 19 ist an den Schaltpunkt 21 gelegt, der seinerseits mit der Basis

12 des Transistors 10 verbunden ist. Die Eigenschaft der Zenerdiode besteht darin, daß der Spannungsabfall an ihr für einen großen Bereich von Strömen, die in Sperrichtung, also von der Kathode zur Anode durch sie hindurchfließen, praktisch konstant ist. Die Spannungsdifferenz zwischen den Schaltpunkten 20 und 21 ist also immer dann konstant, wenn der Potentialunterschied zwischen diesen beiden Schalpunkten positiv und größer als die Durchbruchsspannung der Zenerdiode 19 ist.

Zwischen die Basis 12 des Transistor 10 und einen Anschluß 23 ist ein Widerstand 22 gelegt. Der Anschluß 23 ist mit einer negativen Spannung von beispielsweise —18 Volt verbunden. Wo der Arbeitspunkt des Transistors 10 im Kennlinienfeld liegt, hängt von den Spannungen an den Aschlüssen 16 und 23, von der Größe der Widerstände 14, 15 und und 22, von den Eigenschaften der Zenerdiode 19 sowie von den Kennwerten des Transistors selbst ab. 6g

Die Anode einer Diode 24 ist geerdet. Ihre Kathode ist mit der Basis 12 des Transistors 10 verbunden. Die Diode 24 begrenzt daher die Amplitude negativer Signalspannungen an der Basis 12. Zwischen einen Eingangsanschluß 26 und die Basis 12 des Transistors 10 ist ein Kondensator 25 gelegt. Ein weiterer; Eingangsanschluß 27 ist geerdet. Der Eingangsanschluß 26 ist über einen Widerstand 28 geerdet. Der Ausgangsanschluß 30 ist mit dem Kollektor 11 des Transistors 10 verbunden.

Nun soll beschrieben werden, wie der Schaltkreis nach F i g. 1 arbeitet. Wenn am Eingangsanschluß 26 kein Signal anliegt (Linie A in den F i g. 2 bis 4), fließen die Ströme I₁, I₂ und Z₃ vom Anschluß 16 durch die Widerstände 15 und 14 zum Kollektor 11 (Punkte 20, 30). Die Ströme Z_;, I₂ und Z₃ rufen in den Widerständen 15 und 14 die Spannung am Ausgangsanschluß 30 hervor. Anschließend teilen sich die Ströme. Der Strom /₃ fließt in den Kollektor 11 hinein, während die Ströme I₁ und I₂ durch die Zenerdiode 19 hindurch zum Schaltpunkt 21 gelangen. Der Strom I₂ fließt von dort in die Basis 12 hinein, und der Strom I₁ fließt über den Widerstand 22 zum Anschluß 23 ab. Das Potential des Schaltpunktes 21 ist gegenüber Masse positiv, so daß der Basisstrom I₂ fließen kann, der seinerseits den Kollektorstrom I₃ hervorruft. Dieser Kollektorstrom ist jedoch klein, sofern man ihn mit dem Kollektorstrom vergleicht, der fließt, wenn der Transistor in die Sättigung ausgesteuert ist. Das wird anschließend noch beschrieben.

Die F i g. 2 zeigt den Verlauf eines Impulszuges, der auf einem Magnetband gespeichert ist. Die F i g. 3 zeigt.die dazugehörige gleichgerichtete Wellenform, die vom Lesekopf abgegeben wird, wenn der Magnetkopf das Gebiet auf dem Band abtastet, in dem der Impulszug aus F i g. 2 gespeichert ist. Diese Wellenform aus F i g. 3 in Rechteckimpulse (F i g. 4) umzuwandeln ist die Aufgabe der Erfindung; aus diesen Rechteckimpulsen kann man dann den ursprünglich gespeicherten Impulszug aus F i g. 2 leicht wiedergewinnen.

Die Signalspannung, die an den Eingangsanschluß 26 angelegt wird, ist in der Fig. 3 gezeigt. Wenn das Eingangssignal am Anschluß 26 ins Negative geht (s. Linie B, F i g. 2 bis 4), nimmt die Spannung am Schaltpunkt 21 leicht ab. Wenn die Spannung am Schaltpunkt 21 abnimmt, neigt auch der Strom I₂ von der Basis 12 zum Emitter 13 des Transistors 10 dazu abzunehmen. Dadurch kann aber auch der Strom Z₃ vom Anschluß 16 durch die Widerstände 15 und 14 sowie die Kollektor-Emitter-Strecke 11-13 des Transistors 10 abnehmen. Wenn der Strom Z₃ abnimmt, würde die Spannung am Schaltpunkt 20 ansteigen, sofern die Zenerdiode 19 keinen Nebenschluß darstellte. Wenn die Spannung am Anschluß 26 sinkt, ruft sie einen Nebenschluß- oder Gegenkopplungsstrom Z₄ hervor, der vom Anschluß 16 über die Widerstände 15 und 14, die Zenerdiode 19 und über den Kondensator 25 zum Anschluß 26 fließt und dadurch den Kondensator 25 mit der Polarität auflädt, die durch die Vorzeichen angegeben ist. Dadurch wird der Basis-Emitter-Strom im wesentlichen auf seinem Ursprungswert gehalten. Der Schaltpunkt 20 bleibt im wesentlichen auf derjenigen Spannung liegen, die bereits herrrschte, als am Anschluß 26 noch kein Eingangssignal angelegt war. Die dabei entstehende, praktisch konstante Spannung am Ausgangsanschluß 30 ist in der F i g. 4 zwischen den Linien B und C gezeigt. Der Strom Z₄ lädt den Kondensator 25 bis auf eine Spannung auf, die praktisch

gleich der größten negativen Spannung ist, die der Signalimpuls am Anschluß 26 erreicht.

Wenn der Absolutbetrag der Eingangsspannung am Anschluß 26 durch den Maximalwert hindurchgeht (s. Linie C) und anschließend abnimmt, d. h. also für die dargestellten Polaritäten, wenn die Eingangsspannung nach Erreichen ihres negativen Spitzenwertes wieder in positiver Richtung geht, fließt aus dem rechten Beleg des Kondensators 25 aus ein Strom /_B, der seinen Weg über die Basis-Emitter-Strecke 12-13 des Transistors 10 und von dort zur Erde nimmt, sowie von der Erde aus durch den Widerstand 28 auf den linken Beleg des Kondensators 25 gelangt. Der Strom I₆ steuert nun den Transistor 10 bis in die Sättigung hinein. Wenn ein Transistor in der Sättigung ist, dann leitet er so stark, daß sein Ausgangsstrom nicht mehr anwachsen kann, auch wenn das Signal an seinem Eingang noch größer wird. Der Strom /₃, der vom Anschluß 16 ausgeht und seinen Weg über die Widerstände 15 und 14, die Kollektor-Emitter-Strecke 11-13 des Transistors 10 und von dort zur Erde nimmt, ist groß genug, um während der Zeit, während der der Absolutwert der Spannung am Eingangsanschluß 26 abnimmt, die Spannung am Schaltpunkt 20 und damit die Ausgangsspannung in der Nähe des Erdpotentials zu halten. Da in diesem Zustand die Spannungsdifferenzen zwischen den Schaltpunkten 20 und 21 nur sehr klein sind, ist das nichtlineare Element, d. h. die Zenerdiode 19 gesperrt, so daß die Nebenschlußverbindung zwischen den Schaltpunkten 20 und 21 aufgehoben und der Strom I₄ unterbrochen ist.

Da, von dem Kondensator 25 aus gesehen, der Transistor 10 eine Strecke von nur geringem Widerstand darstellt, kann der Strom /₆ den Kondensator 25 schnell entladen. Die Spannung am Kondensator 25 ändert sich etwa mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Spannung am Eingangsanschluß 26, da der rechte Beleg des Kondensators 25 auf Grund des niedrigen Widerstandes der Basis-Emitter-Strecke 11-13 des Transistors 10 im leitenden Zustand in der Nähe des Erdpotentials gehalten wird. Die Spannung am linken Beleg des Kondensators 25 steigt mit dem Eingangssignal an. Selbst dann, wenn nach mehreren großen Eingangsimpulsen ein kleinerer Eingangsimpuls erscheint, werden die Ausgangsimpulse daher alle rechteckig sein und ähnliche Amplituden haben, wie es zwischen den Linien C und D in der F i g. 4 gezeigt ist.

Die Anfangsbedingungen stellen sich dann wieder ein (an der Linie D), wenn sich der Kondensator 25 nicht mehr entlädt, d. h. wenn die Eingangsspannung wieder 0 Volt erreicht hat, wie es in der F i g. 2 dargestellt ist.

Wenn an den Eingangsanschluß 26 ein negativer Impuls mit einer sehr großen Amplitude angelegt wird, kann der Zustand auftreten, daß der Strom /₄ nicht mehr groß genug ist, um den Kondensator 25 mit der gleichen Geschwindigkeit umzuladen, mit der sich die Spannung des Eingangsimpulses ändert. Die Spannung am Schaltpunkt 21, der mit dem Kondensator 25 verbunden ist, fällt auf Erdpotential ab. Dadurch fließt von der Erde her durch die Diode 24 hindurch ein Strom /₅, der seinen Weg durch den Kondensator 25 zum Anschluß 26 nimmt. Dieser Strom /₅ folgt bzw. unterstützt den Strom /₄, so daß der Kondensator 25 wieder mit etwa der gleichen Geschwindigkeit umgeladen werden kann, mit der sich die Spannung des Eingangsimpulses ändert. Außerdem wird ein weiteres Abfallen der Spannung am Schaltpunkt 21 ins Negative hinein verhindert. Wenn sich die Signalspannung am Anschluß 26 nur langsam ändert, ruft die Spannungsänderung am Kondensator 25 einen Strom hervor, der zu klein ist, um einen ausreichend großen Strom I₁ zu verursachen, so daß auch der Transistor 10 nicht in die

ίο Sättigung gesteuert werden kann. Ein nur langsamer Anstieg des Wellenzuges aus F i g. 3 macht sich daher nicht bemerkbar.

Der Detektorschaltkreis zum Nachweis von Impulsspitzen nach der Erfindung kann mit einer Verstärkerstufe kombiniert werden, die einen oder auch mehrere Transistoren verwendet. Wenn bei der Erörterung der Ausführungsform nach F i g. 1 auf den »Kollektor«, die »Basis« oder den »Emitter« des Transistors 10 Bezug genommen worden ist, so soll dazu bemerkt werden, daß der Basis-Kollektor-Schaltkreis auch eine zusätzliche Verstärkerstufe aufweisen kann. So kann beispielsweise die Diode 19 zwischen den Kollektor einer zweiten Transistorstufe und die Basis einer ersten Transistorstufe geschaltet sein.

Das nichtlineare Element in dem Gegenkopplungszweig zwischen den Schaltpunkten 20 und 21, das hier als Zenerdiode 19 dargestellt ist, kann auch eine entgegengesetzt gepolte gewöhnliche Diode sein.

Wenn man den Schaltkreis nach der Erfindung mit mehr als einem Transistor aufbaut, brauchen die anderen Bauelemente weniger kritische Eigenschaften zu haben.

Nun soll auf die F i g. 5 Bezug genommen werden.

Dort werden die Eingangssignale genau wie in dem Schaltkreis nach Fig. 1 an die Anschlüsse 26 und 27 angelegt. Es sind zwei Transistoren 74 und 75 vorgesehen, von denen jeder einen Kollektor 76, eine Basis 77 und einen Emitter 78 aufweist. Der Kondensator 25 koppelt die Spannungsimpulse vom Anschluß an die Basis 77 des Transistors 74 an. Diese Impulse sind negative Impulse, d. h., sie werden durch eine Spannungsänderung zwischen dem Wert »0« und einem negativen Wert am Anschluß 26 dargestellt. Zwischen den Kollektor 76 des Transistors 74 und einen Anschluß 83 ist ein Widerstand 82 gelegt. Der Anschluß 83 ist mit einer positiven Spannung von beispielsweise +12 Volt verbunden. Die Basis 77 des Transistors 74 ist über einen Widerstand 85 an ein Bezugspotential angelegt, das das Erdpotential sein kann. Der Emitter 78 des Transistors 74 ist ebenfalls an das Bezugs- bzw. Erdpotential gelegt. Zwischen den Kollektor 76 des Transistors 75 und die Basis 77 des Transistors 74 ist ein Widerstand 86 geschaltet, dessen Aufgabe es ist, den Transistor 74 mit Vorstrom zu versorgen. Zwischen den Transistor 75 und die Basis 77 des Transistors 74 ist ein Widerstand 86 geschaltet, dessen Aufgabe es ist, den Transistor 74 mit Vorstrom zu versorgen.

Zwischen dem Emitter 78 des Transistors 75 und der Basis 77 des Transistors 74 liegt eine Diode 88, die Basisstrom liefert, wenn die Signalspannung am Eingang 27 auf eine maximale negative Spannung hin abfällt. Der Emitter 78 des Transistors 75 liegt über einen Widerstand 89 auf einem Bezugspotential, wie beispielsweise an Masse. Die Widerstände 85, 86 und 89 sowie der Kondensator 25 dienen dazu, den Spannungsimpuls zu differenzieren, der an den An-

Schluß 26 angelegt wird. Wählt man diese vier Bauelemente richtig, so stellt der Schaltkreis genau den Zeitpunkt fest, an dem jeder Spannungsimpuls seinen negativen Maximalwert erreicht. Wenn die ,Bemessung von einem - oder auch von mehreren dieser vier Bauelemente geändert wird, stellt der Schaltkreis einen Zeitpunkt fest, der etwas hinter dem negativen Maximalwert eines jeden Spannungsimpulses liegt. Dadurch würde der Impulszug aus F i g. 4 etwas nach rechts verschoben. Der Kollektor 76 des Transistors 75 ist über einen Widerstand 90 mit einem Anschluß 91 verbunden, an den eine positive Spannung von beispielsweise +12VoIt angeschlossen ist. Der Ausgangsanschluß 30 steht mit dem Kollektor 76 des Transistors 75 in Verbindung. Die Basis 77 des Transistors 75 ist an dfen Kollektor 76 des Transistors 74 gelegt.

Nun soll beschrieben werden, wie der Schaltkreis nach Fig. 5 arbeitet, soweit man seine Funktion •heute versteht.

Zur Zeit A und vor dem ZeitpunktB (Fig. 2 bis 4) ist der Wert der Spannung am Anschluß 26 konstant. Vom Anschluß 91 aus fließt ein Strom durch den Widerstand 90 hindurch zum Schaltpunkt 73. Dort teilt sich der Strom. Ein Teil des Stromes fließt vom Schaltpunkt 73 aus durch den Widerstand 86 und die Basis-Emitter-Strecke 77-78 des Transistors 74 zur Erde hin ab. Dieser Teil des Stromes hält den Transistor 74 leitend, so daß ein Strom vom Anschluß 83 aus durch den Widerstand 82 und die Kollektor-Emitter-Strecke 76-78 des Transistors 74 zur Erde fließen kann. Dadurch ergibt sich am Widerstand 82 ein Spannungsabfall mit der angegebenen Polarität. Die Spannung am Kollektor 76 ist um den Wert des Spannungsabfalles am Widerstand 82 niedriger als die Spannung am Anschluß 83, so daß sich der Kollektor 76 des Transistors 74 und die Basis 77 des Transistors 75 in der Nähe des Massepotentials befinden. Dieses Spannungspotential an der Basis 77 sperrt den Transistor 75, und da vor dem Zeitpunkt B am Widerstand 90 nur eine geringe Spannung abfällt, kann man am Anschluß 30 eine Ausgangsspannung abnehmen.

Vom Zeitpunkt B an ändert sich die Spannung am Eingangsanschluß 26 bis zum Punkt C in negativer Richtung (Impulszüge der Fig. 2 bis 4). Dieser Spannungsabfall ruft einen Strom hervor, der vom Schaltpunkt 73 aus seinen Weg durch den Widerstand 86 zum rechten Beleg des Kondensators 25, weiter zum linken Beleg dieses Kondensators 25 und von dort zum Eingangsanschluß 26 nimmt. ■Dieser Strom lädt ähnlich wie der Strom /₄ aus F i g. 1 den Kondensator 25 auf eine Spannung auf, die etwa gleich der Spannung am Anschluß 26 ist. Der Strom /₄ ruft am Widerstand 86 einen Spannungsabfall hervor. Die Basisspannung des Transistors 74 ist gegenüber dem Zeitabschnitt vor dem Zeitpunkt^ nun weniger positiv. Damit fließt auch nun über die Basis-Emitter-Strecke 77-78 ein kleinerer Strom als im vorhergehenden Zeitabschnitt. Wird der Strom über die Basis-Emitter-Strecke kleiner, so nimmt auch der Strom über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors'74 ab. Auch der Spannungsabfall am Widerstand 82 wird kleiner, so daß die Spannung an der Basis 77 des Transistors gegenüber dem Zeitabschnitt vor dem Zeitpunkt 2? positiver wird. Der Strom, der in den Schaltpunkt 71 hineinfließt, teilt sich jetzt. Ein Teil des Stromes nimmt seinen Weg vom Schaltpunkt 71 aus über die Basis-Emitter-Strecke 77-78 des Transistors 75 und den Widerstand 89 und fließt zur Masse hin ab. Dieser Strom öffnet den Transistor 75. Der restliche Teil des Stromes fließt durch den Transistor 74 hindurch. Da der Transistor 75 leitet, wird ein Strom hervorgerufen, der vom Schaltpunkt 73 aus durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 75 hindurchgeht. Anschließend teilt sich der Strom. Der eine

ίο Anteil fließt über die Diode 88 und die Basis-Emitter-Strecke 77-78 des Transistors 74 zur Erde hin ab, während der andere Anteil über den Widerstand 89 zur Erde gelangt.

Der Strom durch den Transistor 75 ist verhältnismäßig groß, so daß der Spannungsabfall am Widerstand 90 rasch anwächst. Die Spannung am Schaltpunkt 73 sowie am Anschluß 30 nehmen demzufolge in der Nähe des Punktes C in den F i g. 2 bis 4 ab. Die Mindestspannung kann etwas nach den Zeitpunkten auftreten, an denen die Linien C und D in den F i g. 2 bis 4 gezogen sind. Das hängt von der relativen Bemessung der Widerstände 85, 86 und 89, des Kondensators 25 sowie von den Transistoren 74 und 75 selber ab.

In der Nähe des Zeitpunktes oder auch direkt an dem Zeitpunkt, an dem die Linie C gezogen ist, beginnt der Kondensator 25 sich zu entladen, da die Spannung am Anschluß 26 wieder größer wird. Nun fließt ein Strom vom rechten Beleg des Kondensators 25 durch die Basis-Emitter-Strecke 77-78 des Transistors 74 zur Erde hin ab, der den Transistor 74 stark aussteuert. Der Strom vom Anschluß 83 ruft jedoch am Widerstand 82 einen großen Spannungsabfall hervor, so daß die Spannung an der Basis 77 des Transistors 75 in der Nähe des Erdpotentials bleibt. Diese Spannung an der Basis 77 sperrt den Transistor 75, und die Ausgangsspannung am Anschluß 30 wächst an (Punkt D, F i g. 2 bis 4). Wenn an den Anschluß 26 eine sich nur langsam ändernde Spannung angelegt wird, ist die Änderungsgeschwindigkeit dieser Spannung nicht groß genug, eine merkliche Abnahme des Stromes hervorzurufen, der vom Schaltpunkt 73 aus durch den Widerstand 86 und die Basis-Emitter-Strecke 77-78 des Transistors 74 fließt. Daher nimmt auch der Strom vom Anschluß 83 her durch den Widerstand 86 und die Kollektor-Emitter-Strecke 76-78 des Transistors 74 hindurch nicht merklich ab. Der Transistor -75 bleibt daher gesperrt, so daß sich die Ausgangsspannung nicht ändert. Es werden daher also nicht nur Impulsspitzen, sondern auch die Flankensteilheiten der Impulse nachgewiesen, so daß eine sich nur langsam ändernde Spannung am Eingangsanschluß 26 am Ausgangsanschluß 30 keinen Signal- impuls hervorruft.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Spitzenwertdetektorschaltung für unipolare elektrische Signale zur Erzeugung rechteckiger Impulse, deren Vorderflanke mit dem Maximalpunkt der Eingangssignale übereinstimmt, in der ein Halbleiterschaltkreis mit einem vorgespannten Ausgangstransistor verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor(10) derart vorgespannt ist, daß er, verglichen mit seinem Sättigungsstrom, nur einen kleinen Strom führt, daß ein Nebenschlußstromzweig mit einem

nichtlinearen Element (19) zwischen den Ausgang des Transistors (11) und seine Steuerelektrode (12) so geschaltet ist, daß es während der Zeit, während der der Absolutbetrag der Signalspannung anwächst, in dem Transistor einen kleinen Strom aufrechterhält, und daß zwischen Eingang (26) und Steuerelektrode (11) des Transistors ein Energiespeicher, wie beispielsweise ein Kondensator (25), vorgesehen ist, um eine Ladung zu speichern, die einen der Amplitudenänderung dieser Signale proportionalen Strom hervorruft, daß der Energiespeicher (25) weiterhin, wenn der Absolutbetrag des Eingangssignals abfällt, einen Strom liefert, der den Transistor (10) in die Sättigung aussteuert und das nichtlineare Element (19) sperrt und damit den Nebenschlußstromzweig unterbricht, so daß rechteckige Ausgangsimpulse abgegeben werden, wenn die Signalamplitude von ihrem Spitzenwert aus abnimmt, die durch die Sättigungseigenschaften des Transistors bestimmt sind.

2. Spitzenwertdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Element eine Diode wie beispielsweise eine Zenerdiode ist, die zwischen den Kollektor und die Basis des Transistors geschaltet und so gepolt ist, daß sie nur dann leitet, wenn der Absolutbetrag des unipolaren elektrischen Signals anwächst, und daß sie auf den Strom aus dem Energiespeicher hin sperrt, der fließt, während der Absolutbetrag des Signals abnimmt.

3. Spitzenwertdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode der Zenerdiode mit dem Kollektor des Transistors und die Anode der Zenerdiode mit der Basis des Transistors verbunden ist, um einen Nebenschlußstromzweig zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors herzustellen, so daß der Transistor leitend gehalten wird, während der Betrag der Signalamplitude anwächst.

4. Spitzenwertdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Bezugspotentiale vorgesehen sind und daß der Kollektor des Transistors über einen ohmschen Widerstand mit dem ersten Bezugspotential, die Basis des Transistors über einen ohmschen Widerstand mit dem zweiten Bezugspotential und der Emitter des Transistors direkt mit dem dritten Bezugspotential verbunden ist.

5. Spitzenwertdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Basis des Transistors ein zweites nichtlineares Element (24) verbunden ist, um die Spannungsamplituden an der Basis des Transistors zu begrenzen.

6. Spitzenwertdetektor nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Element eine Diode ist, deren Kathode mit der Basis des Transistors und deren Anode mit dem dritten Bezugspotential verbunden ist.

7. Spitzenwertdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher ein Kondensator ist, dessen eine Seite mit dem Eingangsanschluß und dessen andere Seite mit der Steuerelektrode und dem Nebenschlußstromzweig verbunden ist.

8. Spitzenwertdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Element in dem Nebenschlußstromzweig einen Basisübergang eines zweiten Transistors enthält.

9. Spitzenwertdetektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis und eine Ausgangselektrode des zweiten Transistors der Kollektor-Emitter-Strecke des Ausgangstransistors parallel geschaltet sind, daß die Basis des zweiten Transistors mit dem Energiespeicher verbunden ist und daß die Ausgangsgröße des zweiten Transistors dem Ausgangstransistor zugeführt ist, um den Ausgangstransistor anzusteuern.

10. Spitzenwertdetektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromversorgungskreisen für die Transistoren ein Widerstandsnetzwerk vorgesehen ist, das zusammen mit dem Energiespeicher ein zeitbestimmendes Glied bildet, so daß nur dann Ausgangsimpulse entstehen, wenn Eingangssignale anliegen, deren Amplitudenabsolutbeträge sich schnell ändern.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 857 313.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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