DE1242691B - Triggerschaltung, insbesondere Frequenzteiler, mit einem Oszillator, der aus einem stabilen Ruhezustand durch einen Teil eines Eingangssignals zur Erzeugung eines Ausgangssignals in einen anderen Zustand triggerbar ist - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/22

Nummer: 1242 691

Aktenzeichen: T 30300 VIII a/21 al

Anmeldetag: 21. Januar 1966

Auslegetag: 22. Juni 1967

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Triggerschaltungen und insbesondere einen Frequenzteiler, der einen Ausgangsimpuls nach Eingang einer vorherbestimmten Anzahl von Eingangsimpulsen erzeugt. Der Frequenzteiler nach der Erfindung arbeitet wie ein Multivibrator nach Art eines Schmitt-Triggers, d. h. mit einer hystereseartigen Charakteristik, so daß der Frequenzteiler zunächst angetastet und dann von einem anderen Abschnitt desselben Eingangsimpulses getriggert wird, der zwei mit gegenseitigem Abstand angeordnete Triggerschwellen in verschiedener Richtung schneidet.

Der Frequenzteiler nach der Erfindung ist besonders gut geeignet zur Verwendung als Zeitgeber in einem sogenannten Sampling-Oszillographen. Die Triggerschaltung nach der Erfindung kann aber auch nur als Triggergenerator, d. h. nicht als Frequenzteiler, verwendet werden, wenn eine möglichst große Triggerstabilität verlangt wird und der Generator mit höheren Frequenzen und niedrigeren Triggeramplituden arbeiten soll, als dies bisher bekannte Generatoren vermögen.

Als Frequenzteiler hat die Schaltung nach der Erfindung mehrere wesentliche Vorteile über bekannte Schaltungen der obenbezeichneten Gattung, da hierbei zwar die Stabilität des bekannten Schmitt-Triggers erhalten bleibt, die Schaltung aber durch Signale wesentlich höherer Frequenz getriggert werden kann. Weiter kann die Frequenzteilerschaltung nach der Erfindung mit äußerster Empfindlichkeit betrieben werden, indem man sie mit einer geringen Hysteresis betreibt, so daß also die Schaltung von Signalen sehr geringer Amplitude getriggert werden kann. Bei einer Ausführung der Erfindung schaltet der Frequenzteiler bei einer Spannungsschwelle von etwa einem Millivolt bis zu Frequenzen von 500 MHz, wenn Triggersignale mit 50 Ohm eingespeist werden. Das heißt also, daß ein Frequenzteiler nach der Erfindung eine erheblich höhere Empfindlichkeit als eine einzelne Tunneldiode hat, die als bistabiler Schaltkreis geschaltet ist und eine Charakteristik wie ein Schmitt-Multivibrators hat, der nur bis zu einer maximalen Frequenz von 100 MHz arbeiten kann, da eine solche mit Tunneldioden bestückte Schaltung nur von einem Signal von mindestens 500 Millivolt Amplitude getriggert werden kann.

Diese vorteilhaften Merkmale werden bei einer Ausführung der Erfindung dadurch erreicht, daß ein als bistabiler Trigger-Oszillator arbeitender Schwellwertdetektor und ein als bistabiler Oszillator arbeitender Antastkreis mit ihren Eingängen gemeinsam mit der Quelle für Triggerimpulse verbunden sind.

Triggerschaltung, insbesondere Frequenzteiler,
mit einem Oszillator, der aus einem stabilen
Ruhezustand durch einen Teil eines
Eingangssignals zur Erzeugung eines
Ausgangssignals in einen anderen Zustand
triggerbar ist

Anmelder:

Tektronix, Inc., Beaverton, Oreg. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. K. A. Brose, Patentanwalt,

Pullach (Isartal), Wiener Str. 2

Als Erfinder benannt:
Henry Allen Zimmermann,
Beaverton, Oreg. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. Januar 1965
(429033)

Der Ausgang des Antastsignaloszillators oder Antastsignalgenerators ist mit dem Schwellwertdetektor verbunden, um dem Schwellwertdetektor ein Antastsignal einzugeben, so daß dieser von einem anderen Abschnitt desselben Eingangstriggerimpulses getriggert werden kann als derjenige, der zum Triggern des Antastoszillators verwendet wird, damit dieser das Antastsignal erzeugt. Das Ausgangssignal des Schwellwertdetektors (das ist ein Ausgangsoszillator) wird an die Ausgangsklemme des Frequenzteilers gegeben und ebenfalls in einen monostabilen Sperroszillator, um diesen zu triggern. Dieser monostabile Sperroszillator oder Sperrsignalgenerator erzeugt ein Sperrsignal, welches an den Schwellwertdetektor und an den Antastsignalgenerator gelegt wird, um diese beiden Oszillatoren umzuschalten und zu verhindern, daß sie vor dem Ende des Sperrsignals wieder getriggert werden können. In einer anderen Ausführung der Erfindung ist der Schwellwertdetektor monostabil, so daß er nicht vom Sperrsignal zurückgeschaltet werden braucht, sondern vielmehr automatisch in den stabilen Zustand zurückgeht. Da der Schwellwertdetektor nicht getriggert werden kann, bis er vom Antastgenerator angesteuert wird, und der Antastgenerator nicht getriggert werden kann, bis das

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Sperrsignal von dem Sperrsignalgenerator beendet ist, kann der Frequenzteiler nur in einem sicheren Intervall nach vollständiger Erholung wieder angetastet, d. h. in Bereitschaftsstellung gebracht werden, und zwar durch einen Antastimpuls mit wesentlich kürzerer Anstiegszeit als der Eingangstriggerimpuls, wodurch ein unstabiles Triggern unmöglich ist.

Die Erfindung schafft damit einen Triggergenerator, d. h. eine Schaltung zum Erzeugen eines Signals in Abhängigkeit von einem Eingangssignal mit großer Stabilität und der Fähigkeit mit hoher Signalfrequenz getriggert zu werden.

Weiter schafft die Erfindung einen Triggergenerator mit einer hystereseartigen Charakteristik, so daß bei Ausbildung als Frequenzteiler die Schaltung zum Triggern vorbereitet wird, d. h. bei zwei verschiedenen Amplitudenschwellen verschiedener Polarität desselben Triggersignals, um auf diese Weise die Triggerstabilität zu erhöhen.

Die Erfindung schafft weiter einen Frequenzteiler mit hystereseartiger Charakteristik, die ihrerseits auf einen kleinen Wert eingestellt werden kann, um im Sinne einer Erhöhung der Empfindlichkeit die Schaltung mit kleineren Signalamplituden triggern zu können.

Ein weiterer wichtiger Gedanke der Erfindung richtet sich auf die Schaffung eines Frequenzteilers, der in zuverlässiger Weise über einen großen Frequenzbereich bis zu mehreren GHz Eingangssignalfrequenz arbeitet.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführung des Frequenzteilers nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Schaltschema einer weiteren Ausführung eines Frequenzteilers nach der Erfindung mit einem monostabilen Schwellwertdetektor als Ausgangsoszillator und

F i g. 3 in zeitlicher Zuordnung Signalformen an verschiedenen Stellen der Schaltung nach F i g. 2.

Die in F i g. 1 im Blockschaltbild dargestellte Ausführung der erfindungsgemäßen Frequenzteilerschaltung weist zunächst einen Triggersignalverstärker 10 auf, an dessen Eingang 12 das Triggersignal gelegt ist. Der Ausgang des Verstärkers 10 wird sowohl einem Schwellwertdetektor 14 als auch einem Antastsignalgenerator 16 zugeführt. Sowohl der Schwellwertdetektor als auch der Antastsignalgenerator sind bistabile Oszillatoren, die beispielsweise mit Tunneldioden arbeiten oder in herkömmlicher Weise als bistabile Multivibratoren. Der Ausgang des Schwellwertdetektors 14 wird an die Ausgangsklemme 18 gegeben und an den Eingang eines monostabilen Sperrsignalgenerators 20 gegeben, so daß das Ausgangssignal der Frequenzteilerschaltung auch den Sperrsignalgenerator triggert. Der Ausgang des Sperrsignalgenerators wird sowohl dem Schwellwertdetektor wie auch dem Antastsignalgenerator zugeführt, um diese als Oszillatoren geschalteten Untereinheiten in ihren Ruhezustand zurückzubringen und zu verhindern, daß sie für eine vorherbestimmte folgende Zeit getriggert werden können. Weiter ist der Ausgang des Antastsignalgenerators mit dem Schwellwertdetektor 14 verbunden, um diesen Schwellwertdetektor nach Triggerung des Antastsignalgenerators durch ein Eingangssignal so vorzubereiten oder vorzuspannen, daß er von einem vom Verstärker 10 gelieferten Triggerimpuls selbst getriggert werden kann. Im folgenden soll kurz die Arbeitsweise des Frequenzteilers nach F i g. 1 erläutert werden: Wenn ein an den Eingangsanschluß 12 angelegtes Triggersignal durch den Triggerverstärker 10 eingegeben wird, dann triggert ein negativ werdender Teil dieses Triggersignals den Antastsignalgenerator 16. Daraufhin legt dieser Generator 16 ein Antastsignal an den

ίο Schwellwertdetektor 14, damit dieser von einem positiv werdenden Teil desselben Triggersignals getriggert werden kann. Das Ausgangssignal des Schwellwertdetektors 14 wird dann zum Ausgangsanschluß 18 weitergegeben, um so den Ausgang des Frequenzteilers zu bilden und gleichzeitig an den Sperrsignalgenerator 20, um auch diesen Generator zu triggern. Nach einer durch die Einstellung 22 vorherbestimmten Zeit erzeugt dieser Generator ein Antastsignal oder Haltesignal, welches seinerseits sowohl den Schwellwertdetektor 14 als auch den Antastsignalgenerator 16 in ihre Ruhezustände zurückschaltet und verhindert, daß die Untereinheiten 14 und 16 vor der Beendigung des vom Sperrsignalgenerator 20 abgegebenen Sperrsignals wieder getriggert werden können. Die Länge des vom Sperrsignalgenerator 20 abgegebenen Antast- oder Haltesignals bestimmt den Faktor der Frequenzteilung der Schaltung; die Länge des Signals ist in der bei 22 angedeuteten Weise einstellbar.

Nach Beendigung des Haltesignals vom Generator 20 kann der Antastsignalgenerator 16 vom nächsten negativ werdenden Teil eines Triggerimpulses, welcher dessen Triggerniveau überschreitet, getriggert werden, aber der Schwellwertdetektor kann nicht getriggert werden, bevor der Antastsignalgenerator getriggert wurde und sein Antastsignal dem Schwellwertdetektor eingegeben hat. Das heißt also, daß der Schwellwertdetektor nicht während der Rückkehr des langsam fallenden Sperrsignals getriggert werden kann, wodurch sonst ein unstabiler Betrieb entstehen würde, sondern vielmehr nur, nachdem das schnell ansteigende Antastsignal an den Schwellwertdetektor angelegt wurde. Auf diese Weise wird der Schwellwertdetektor immer bei derselben Amplitude des Eingangstriggersignals getriggert und es wird ein unbeabsichtigtes Triggern verhindert, welches z. B. bewirkt werden könnte durch Veränderung der Frequenz des Triggersignals oder Veränderungen der Sperrsignaldauer.

Aus dem Obenstehenden ergibt sich, daß der Frequenzteiler nach der Erfindung etwa nach der Art eines Schmitt-Trigger-Multivibrators mit hysteresisartiger Kennlinie arbeitet, welche von zwei verschiedenen Triggerniveaus begrenzt ist, welche ihrerseits den Triggerniveaus des Schwellwertdetektors und des Antastsignalgenerators entspricht. Damit kann ein negativ werdender Teil des Eingangstriggersignals, welches das untere Triggerniveau überschreitet, zum Triggern des Antastsignalgenerators 16 verwendet werden, wodurch dieser dann den Schwellwertdetektor zum Ansprechen auf seine Signalschwelle vorbereitet, und ein positiv werdender Teil des Triggersignals, welcher den oberen Schwellwert überschreitet, kann dann zum Triggern des Schwellwertdetektors verwendet werden, der dann seinerseits ein Ausgangssignal erzeugt. Durch Verwendung des gleichen Eingangssignals zum Antasten oder Vorspannen des Schwellwertdetektors, welches daraufhin

den Schweilwertdetektor mit einem anderen Abschnitt (des Signals) triggert, wird ein äußerst stabiler Triggerbetrieb erreicht, der nicht durch Frequenzänderungen oder Anstiegsflankenänderungen des Triggersignals beeinflußt wird. Es wird weiter durch Verwendung des Sperrsignalgenerators ein Frequenzteiler geschaffen, was mit einem herkömmlichen Schmitt-Trigger nicht möglich ist, da ein solcher Schmitt-Trigger bei jedem Eingangstriggerimpuls einen vollen Arbeitszyklus durchläuft. Damit kann die Schaltung nach der Erfindung mit Triggersignalen erheblich höherer Frequenz getriggert werden, da die Schaltung nach der Erfindung eine niedrigere Folgefrequenz oder Wiederholungsfrequenz aufweist als der bekannte Schmitt-Multivibrator. Weiter können die Triggerniveaus von Schwellwertdetektor und Antastsignalgenerators so eingestellt werden, daß die Breite der hysteresisartigen Kennlinien der Frequenzteilerschaltung verringert wird, um so die Frequenzen von Triggersignalen mit kleinerer Amplitude mit größerer Empfindlichkeit teilen zu können.

Bei dem in F i g. 2 im Schaltbild dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung bilden zwei Tunneldioden 24 bzw. 26 von je etwa 10 Milliampere Spitzenstrom den Schweilwertdetektor 14 bzw. den Antastsignalgenerator 16 nach Fig. 1. In diesem Fall ist aber die Tunneldiode 24 als monostabiler Schwinger geschaltet, so daß sie nach dem Triggern automatisch in den Ruhezustand zurückkehrt und nicht vom Sperrsignalgenerator zurückgeschaltet werden muß. Die Anoden der Tunneldioden 24 und 26 liegen zusammen am Kollektor eines pnp-Transistors 28, der als Verstärker mit gemeinsamer Basis geschaltet ist und den Vorspannungsstrom für die Tunneldioden liefert. Die Kathode der Tunneldiode 24 liegt am Ausgang des Triggerverstärkers 10', der auch als Stromquelle mit im wesentlichen konstanten Strom von etwa 7 Milliampere für die Tunneldiode dient. Der Triggerverstärker 10' ist ein Umkehrverstärker und kehrt die Eingangstriggerimpulse um. Außerdem isoliert er den Triggerimpulsgenerator von dem verbleibenden Rest der Schaltung. Die Stärke des gesteuerten Vorspannungsstromes kann dadurch eingestellt werden, daß man den beweglichen Abgriff eines Potentiometers 30 mit 100 Kiloohm im Triggerverstärker verstellt. Die festen Enden des Potentiometers liegen an +19 Volt bzw. —19 Volt, um das Triggerniveau beider Tunneldioden 24 und 26 zusammen verstellen zu können. Die Kathode der Tunneldiode 26 liegt über einen Widerstand 32 von 62 Ohm an Erde, um eine Reihenverbindung zwischen dem Eingang 12 und Erde durch die beiden Tunneldioden zu bilden, damit ein angelegter Eingangstriggerimpuls gleichzeitig beide Tunneldioden, jedoch mit entgegengesetzter Polarität, triggert.

Eine Zenerdiode 34 ist vorgesehen, um die Spannung an der Kathode der Tunneldiode 26 auf +6VoIt zu halten. Die Anode der Zenerdiode 34 ist geerdet und die Kathode der Zenerdiode liegt gemeinsam mit der Kathode der Tunneldiode 26 über Widerstände 36 und 38 von 5,6 bzw. 1,24 Kiloohm an einer positiven Gleichspannungsquelle von +19 Volt. Da die Tunneldioden 24 und 26 von entgegengesetzter Polarität sind, kompensieren sich die Spannungsabfälle über den Tunneldioden und bewirken, daß auch die Kathode der Tunneldiode 24 auf +6VoIt Spannung gehalten ist. Der durch die Tunneldioden 24 und 26 fließende Gleichstrom (Vorspannungsstrom) spannt diese Tunneldioden in den niedrigeren stabilen Spannungszustand vor. Die Kathoden der Tunneldioden 24 und 26 sind über zwei Tordioden 40 bzw. 42 über einen gemeinsamen Belastungswiderstand 44 von 30,1 Kiloohm mit einer negativen Spannungsversorgung von —100 Volt verbunden. An der Anode der Diode 42 liegt eine kleine positive Gleichspannung von etwa 0,2VoIt, damit

ίο diese Tordiode normalerweise leitet. Diese kleine Vorspannung kann auf beliebige Weise erzeugt werden; beim hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung dient eine Batterie 46 zu diesem Zweck. Damit fließt ein Ruhestrom von etwa 3 Milliampere durch die Tordiode 42 zwischen der Zenerdiode 34 und dem Belastungswiderstand 44.

Wenn ein negatives Triggersignal 48 an die Eingangsklemme 12 gelegt wird, dann wird es durch den Triggerverstärker 10' umgedreht und an die Kathode der Tunneldiode 24 und an die Anode der Tunneldiode 26 als positives Signal gelegt, so daß die Anstiegsflanke des Triggersignals positiv wird und auf diese Weise keine Wirkung auf die Tunneldiode 24 hat, aber die Tunneldiode 26 in den hohen stabilen Spannungszustand triggert. Dadurch entsteht eine positive Spannungsstufe von etwa +0,5 Volt Amplitude an der Anode der Tunneldiode 26, welche als Antastsignal 50 durch die Tunneldiode 24 hindurch an die Anode der Diode 40 geleitet wird. Da die Amplitude des Antastsignals größer ist als die Spannung der Batterie 46, wird die Tordiode 40 in den leitenden Zustand verbracht und die Tordiode 42 wird in den nichtleitenden Zustand geschaltet. Damit fließt der Strom von 3 Milliampere, der zuvor durch die Diode 42 geflossen ist, durch die Tunneldioden 26 und 24 sowie die Diode 40 zwischen der Zener-Diode und dem gemeinsamen Belastungswiderstand 44. Wegen des Antastsignals 50 steigt der Vorspannungsstrom durch die Tunneldiode 24 so hoch an, daß er gerade nicht den Spitzenstrom der Tunneldiode erreicht, und ermöglicht es so, daß diese Tunneldiode von der negativ werdenden Abfallflanke des gleichen positiven Eingangstriggersignals in den hohen Spannungszustand getriggert werden kann. Die Primärwicklung 54 des Ausgangstransformators 52 liegt in Reihe zwischen der Kathode der Tunneldiode 24 und der Anode der Tordiode 40. Die Sekundärwicklung 56 des Transformators ist auf einer Seite geerdet, und die andere Seite steht über einen Koppelkondensator 58 und einen Koppelwiderstand 60 in Verbindung mit der Ausgangsklemme 18. Wenn die Tunneldiode 24 getriggert wird, dann entsteht an ihrer Kathode eine negative Stufenspannung 62, welche ihrerseits vom Transformator 52 und dem Kondensator 58 umgekehrt und differenziert wird, bevor das Signal als positive Spannungsspitze 64 dem Ausgang zugeleitet wird.

Ein Teil des Ausgangstriggerimpulses 64 wird der Eingangsstufe 66 des Sperrsignalgenerators (Multivibrators) 20 eingegeben, um dort die Erzeugung einer ins Negative gehenden Sägezahnspannung 68 über einem Kondensator 70 einzuleiten, der zwischen dem Ausgang dieser Eingangsstufe und Erde liegt. Die sägezahn- oder rampenartige Spannung 68 wird an den Eingang einer Ausgangsstufe 72 des Multivibrators 20 gelegt, um eine positiv werdende Spannungsstufe zu der Zeit zu erzeugen, welche der maximalen Amplitude des Sägezahnes entspricht; diese

Spannungsstufe bildet dann die Anstiegsflanke eines Sperrsignals 74. Dadurch beginnt der Kondensator 70 sich in Richtung auf die Ruhespannung, d. h. in positiver Richtung mit einer Geschwindigkeit zu entladen, die bestimmt ist von der Einstellung der Sperrsignaleinstellung 22. Wenn die Sägezahnspannung 68 auf den Ruhewert zurückkehrt, dann wird das Sperrsignal 74 beendet.

Der Ausgang des Sperrmultivibrators 20 ist mit der Basis eines Silizium-pnp-Schalttransistors 76 verbunden, dessen Emitter an einer positiven Gleichspannung von +19VoIt und dessen Basis ebenfalls mit der Anode einer spannungsbegrenzenden Germaniumdiode 78 verbunden ist. Die Kathode der Diode 78 liegt an einer positiven Gleichspannungsquelle von +19VoIt, und die Anode ist über einen Widerstand 80 von 82 Kiloohm mit einer positiven Gleichspannungsquelle von +10OVoIt verbunden. Der Kollektor des Transistors 76 ist mit einem Anschluß eines Potentiometers 82 von 20 Kiloohm verbunden, dessen anderes festes Ende geerdet ist und dessen beweglicher Kontakt über einen Widerstand 84 von 3,15 Kiloohm und eine in Reihe geschaltete Kopplungsdiode 68 mit dem Emitter des Transistors 28 verbunden ist. Ein fester Widerstand 88 von 432 Ohm in Reihe mit einem veränderlichen Widerstand 90 von 250 Ohm liegen parallel zum Potentiometer 82 und dem Widerstand 84.

Die Diode 78 leitet normalerweise nicht, und die Basis des Schalttransistors 76 wird auf etwa +18,4 Volt gehalten, um im Ruhezustand diesen Transistor im leitenden Zustand vorzuspannen. Der vom Emitter zum Kollektor des Transistors 76 fließende Strom wird durch das Netzwerk aus den Widerständen 82, 84, 88 und 90 bestehende Netzwerk wie auch die Diode 86 und den Transistor 28 geführt, um den Vorspannungsstrom für die Tunneldioden 24 und 26 zu liefern. Die Einstellung des Potentiometers 82 verändert nur den Vorspannungsstrom der Tunneldiode 26, da der Triggerverstärker 10 durch die Tunneldiode 24 einen konstanten Strom liefert. Damit wirkt das Potentiometer 82 als Stabilitätssteuerung zur Veränderung des Triggemiveaus der Tunneldiode 26 (Antastsignalgenerator), ohne das Triggerniveau der Tunneldiode 24 (Schwellwertdetektor) zu ändern, so daß die Breite des Bereichs zwischen den Triggemiveaus durch Einstellung des Spannungsteilers verändert werden kann. Das Sperrsignal 74 macht den Transistor 76 nichtleitend und verringert den Vorspannungsstrom, welcher durch die beiden Tunneldioden 24 und 26 fließt, auf Null, um diese Tunneldioden in ihre normalen niedrigen Spannungszustände umzuschalten. Die Diode 78 begrenzt die Umkehrvorspannung an der Basis des Transistors 76 auf etwa 19,3 Volt, da diese Diode aus Germanium ist und bei dieser Spannung leitend wird. Wenn das Sperrsignal zu Ende ist, dann wird der Transistor 76 wieder leitend gemacht, um Vorspannungsstrom durch die Tunneldioden 24 und 26 zu speisen. Damit ist also ein Arbeitszyklus des Frequenzteilers nach F i g. 2 abgeschlossen.

Bei einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung wird ein Transistor 92 als dynamische Belastung für die Tunneldiode 24 verwendet, die so einen monostabilen Oszillator bildet. Der Emitter des Transistors 92 ist mit der Kathode der Tunneldiode 24 über die Primärwicklung 54, welche auch als Belastungsinduktivität für die Tunneldiode dient, verbunden, und der Kollektor ist mit der Anode der Tunneldiode verbunden. Der Transistor 92 ist ein npn-Transistor, und seine Basis liegt über einen Widerstand 94 von 100 Kiloohm an einer positiven Gleichspannungsquelle von +100VoIt. Die niedrige Spannung von etwa 0,1 Volt, die von der Tunneldiode 24 normalerweise zwischen Emitter und Kollektor des Transistors 92 gelegt wird, spannt den Transistor in den nichtleitenden Zustand vor. Ein

ίο Widerstand 93 von 100 Ohm und ein Kondensator 95 von 47 Mikrofarad liegen parallel zueinander zwischen Emitter und Kollektor des Transistors 92. Der nichtleitende Transistor 92 bildet für die Tunneldiode 24 dann, wenn sie sich in ihrem niedrigen Spannungszustand befindet, eine sehr große Belastungsimpedanz. Wenn die Tunneldiode 24 jedoch getriggert wird, dann wird die zwischen Emitter und Kollektor des Transistors 92 erzeugte Spannung so groß, daß der Transistor leitend wird, und auf diese Weise wird die Belastungsimpedanz der Tunneldiode auf einen sehr kleinen Wert verringert. Damit ist die Belastungskennlinie der Tunneldiode 24 nicht linear und schneidet die Stromachse mit im wesentlichen horizontaler Neigung und die Spannungsachse mit im wesentlichen vertikaler Neigung. Die Werte der Komponenten sind so, daß die vom Transistor 92 bewirkte dynamische Belastungslinie die Kennlinie der Tunneldiode 24 bei einem einem stabilen Zustand entsprechenden Strom schneidet, der etwas kleiner ist als der Spitzenstrom und bei einer hohen Spannung, die etwas geringer ist als die dem »Tal« entsprechende Spannung, d. h. also, daß die Tunneldiode als monostabiler Oszillator oder Schwinger arbeitet. Wegen der außerordentlich hohen Belastungsimpedanz im stabilen Zustand hat dieser monostabile Oszillator ein außerordentlich konstantes Triggerniveau, d. h. eine sehr konstante Ansprechschwelle, die unabhängig von der Steigung des Triggerimpulses ist, da praktisch der gesamte Strom des Triggerimpulses durch die Tunneldiode 24 fließt.

In F i g. 3 sind in zeitlicher Zuordnung zueinander

die an verschiedenen Stellen bei der Schaltung nach F i g. 2 auftretenden Wellenformen dargestellt. Wenn der negativ werdende Teil des Eingangssignals 48 das untere Triggerniveau 96 schneidet, dann wird die Tunneldiode 26 (Antastsignalgenerator) getriggert und erzeugt die positive Stufenspannung des Antastsignals 50, bei dessen Anliegen die Tunneldiode 24 (Schwellwertdetektor) getriggert werden kann, wenn der nächste positive Teil desselben Trigersignals eine obere Triggerschwelle 98 schneidet. Die negativ werdende Anstiegsflanke des Ausgangssignals 62 der Tunneldiode 24 wird umgekehrt und differenziert und erzeugt so den positiven Ausgangsimpuls in Form einer Spitze 64, der zum Ausgangsanschluß 18 als Ausgangsimpuls geleitet wird und ebenso zum Sperrmultivibrator 20, um die Erzeugung einer linear negativ werdenden rampenartigen Spannung 68 einzuleiten. Bei der maximalen Amplitude der linear sich ändernden Spannung 68 wird die positiv werdende Anstiegsflanke des Sperrsignals 74 erzeugt, welches den Antastsignalgenerator zur Beendigung des Antastsignals 50 umschaltet und den Beginn des Abfallens der linear sich ändernden Spannung auf ihren Ruhewert bewirkt. Wenn als Schwellwertdetektor ein bistabiler Oszillator verwendet wird, dann kann das Sperrsignal 74 auch dazu verwendet werden, diesen Oszillator umzu-

schalten. Wenn die »Sägezahnspannung« 68 ihren Ruhewert erreicht, dann geht das Sperrsignal zu Ende, so daß der nächste negative Abschnitt des Eingangstriggersignals 48, welches die untere Schwelle schneidet, den Antastmultivibrator triggert, um den nächsten Betriebszyklus einzuleiten.

Durch die Sperreinstellung 22 kann die Breite des Sperrsignals 74 geändert werden, um den Teilungsfaktor der Schaltung zu ändern, so daß eine größere bzw. kleinere Anzahl von Eingangstriggerimpulsen empfangen werden muß, bis ein einziges Ausgangssignal erzeugt wird. Weiter können die beiden Schwellen 96 und 98 zusammen gleichzeitig verändert werden, indem man die Einstellung des Potentiometers 30 ändert, da dadurch der Vorspannungsstrom beider Tunneldioden 24 und 26 geändert wird. Der Abstand zwischen den Schwellen und 98, d. h., die Hysteresespannung kann dadurch verändert werden, daß man die Einstellung des Potentiometers 82 (Stabilität) ändert, d. h., daß man die untere Schwelle 96 bezüglich der oberen Triggerschwelle verschiebt.

Alle dargestellten und beschriebenen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Triggerschaltung, insbesondere Frequenzteiler, mit einem Oszillator, der aus einem stabilen Ruhezustand durch einen Teil eines Eingangssignals zur Erzeugung eines Ausgangssignals in einen anderen Zustand triggerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Oszillator (16), der in seinem ersten stabilen Zustand ein Triggern des Ausgangsoszillators (14) verhindert, von einem weiteren Teil des Eingangstriggerimpulses in einen zweiten Zustand triggerbar ist, in welchem er ein Antastsignal (50, F i g. 3) an den Ausgangsoszillator (14) legt, bei dessen Anliegen dieser triggerbar ist, wobei eine Schaltung (20) zum Umschalten des zweiten Oszillators (16) in den ersten Zustand frühestens beim Umschalten des Ausgangsoszillators (14) in seinen Ruhezustand vorgesehen ist, und an den zweiten Oszillator (16) ein Sperrsignal (74, F i g. 3) anlegbar ist, um ein abermaliges Triggern des zweiten Oszillators (16) während einer vorherbestimmten Zeit nach dessen Rückkehr in den ersten Zustand zu verhindern.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umschalten des zweiten Oszillators (16) und Anlegen des Sperrsignals ein dritter Oszillator (20) mit mindestens einem stabilen Zustand vorgesehen ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Oszillator (20) ein monostabiler Oszillator ist, der vom Ausgangssignal (64) des Ausgangsoszillators (14) von seinem stabilen Zustand in einen zweiten Zustand schaltbar ist.

4. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorherbestimmte Zeitdauer des Sperrsignals (74) langer ist als die Zeitdauer mehrerer Eingangstriggerimpulse.

5. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsoszillator (14) ein bistabiler Oszillator ist, der in seinen Ruhezustand durch dieselbe Einrichtung (20) zurückgeschaltet wird, durch welche der zweite Oszillator (16) in seinen ersten stabilen Zustand zurückgeschaltet wird.

6. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgangsoszillator und zweiter Oszillator (16) je ein Halbleiterbauelement mit negativem Widerstand aufweisen.

7. Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsoszillator (Schwellwertdetektor 14) und der zweite Oszillator (Antastsignalgenerator 16) je eine Tunneldiode (24 bzw. 26) aufweisen.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Tordiode (40) zwischen einer Stromquelle und der Tunneldiode (24) des Schwellwertdetektors und eine zweite Tordiode (42) zwischen der Stromquelle und der Tunneldiode (26) des Antastsignalgenerators angeordnet sind und daß normalerweise die erste Tordiode (40) nichtleitend vorgespannt und die zweite Tordiode (42) leitend vorgespannt ist und daß die erste Tordiode (40) leitend und die zweite Tordiode (42) nichtleitend gemacht wird, wenn der zweite Oszillator (26) vom ersten Zustand in den zweiten getriggert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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