DE1252735B

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Publication number: DE1252735B
Application number: DES98380A
Authority: DE
Priority date: 1965-07-23
Also published as: FR1487602A; GB1147219A; BE684558A; CH455874A; DK112452B; NL6609868A; SE340818B; NL148757B

Description

BUND ES R EPUBLIK I) E UTS CIILA N I)

Int. Cl.:

H 03 k -1/Od

DEUTSCII E S

PATENTAMT Deutsche Kl.: 21 al -36/02

PATENTSCHRIFT

Nummer:

Aktenzeichen:

Anmeldetag:

P 12 52 735.-4-31 (S< >K38O) 23.JuIi 1965 2(>. Oktober 1W>7 1. April 1971

Auslegetag:

Ausgabetag:

Patentsehiift weicht von dei Auslege schrift ab

Gegenstand der I'ifiiidimj' ist eine Schaltungsanordnung zum sicheren Anschwingen eines astabilen Muitivibiators, die nur im Falle des Niclitschwingens des Multivibrators; wirksam i'.t.

In der Impulstechnik werden häufig Schaltung;.-anoidnungen benötigt, die al·; Generatoren füi die Erzeugung rechtcckförmigci Ausgangssignale eingesetzt werden. Eine niögliclic Anoidnung ist der sogenannte Hstubik' Multivibijitor. bei dem zwei Vcrstiirkerelemeiite kapazitiv deigestalt miteinander rück- if> gekoppelt sind, daß im schwingenden Zustand abwechselnd eines dei beiden Verstärkerelemente voll geöffnet und das andere voll gespeirt ist.

Wird die I'eriodendauer der Schwingfrequenz solcher Anordnungen größcnordnungsmäßig gleich oder kleiner als die Zeit, die beim umschalten der Speisespannung vom IZinschaltmomcnt bis zum Erreichen derjenigen Speisespannung, bei der das Gebilde schwingfäliig wird, vergeht, so können beide Verstärkerelemente leitend sein, so daß kein Schwingungscinsatz möglich ist. Zur Vei meidung dieses Nachteils ist es bekannt, WC-Kombinationen in den Kreis einer oder mehrerer der meist sechs Elektroden der beiden Verstärkerelemente so anzuordnen, daß die Spannungsverzögerung ein Spenen eines der bei den Elemente bewiikt. Irr der Praxis hat dieses Verfahren den Nachteil, daß die Zeitkonstante dieser zusätzlichen 7?i'-Kombinationen abhängig von der Schwingfrequenz des Multivibrators ist und für jeden Frequenzbereich entsprechend ermittelt weiden muß. 3" Eine weitere Starthilfe, die meist mit Hilfe einer Zenerdiode auch bei langsamerem Anstieg der Be triebsspannung einen Spannungssprung im Basiskreis hervorruft, wobei mit der internen Unsymmetrie der Kippschaltung die Anschwingwahrscheinlichkeil eihöht wird, kann jedoch auch nicht das Anschwingen des astabilen Multivibrators garantieren

Weiterhin ist eine Schaltung bekannt, bei der die Kollektoren der beiden Transistoren des Multivibra tors über zwei gegeneinandergeschaltete Dioden verblinden sind und bei der die Basiswidci Münde beider Transistoren an die miteinander verbundenen Anoden der beiden Dioden geschaltet sind. Auch diese Schaltungsanordnung, die während des Schwingens des Multivibrators ständig wirksam ist, erzeugt eine interne Unsymmetrie der Kippschaltung und weist daher die oben geschilderten Nachteile auf.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung für einen frei schwingenden Multivibrator bekannt, in der eine Gatteranordnung in Form eines UND-Gatters angcordnet ist. Die Eingänge des UND-Gatters liegen an den Ausgangselektroden des astabilen Multivibrators, Schaltungsanordnung zum sicheren Anschwingen ^v eines astabilen Multivibrators

Patentiert für:

Siemens Aktiengesellschaft,

K)(K) Berlin und 8000 München

Als Erfinder benannt:

Erwin Schenk.

Dipl.-Ing. Gerhard Blaß. 8000 München

so daß am Ausgang des UND-Gatters ein Kriterium über den Betriebszustand des astabilen Multivibrators in Form einer Spannung entsteht. Das UND Gatter verbessert das Anschwing verhallen des Multivibrators, indem es dann, wenn beide Ί rausistorcn gespeirt sind, die Transistoren im Verstärkungsbercieh hält, so daß der Multivibrator durch die Un-Symmetrien der Kennlinien der Transistoren anschwingt.

Ein absolut sicheres und exaktes Anschwingen kann jedoch nicht garantiert werden, da das Anschwingen von den Unsxmnictricn der Kennlinien und der Verstärkung der Transistoren sowie von Temperatureinflüssen usw. abhängt. Das UND Gatter ist während des Schwingens de;, Multixibrators wirksam, so daß eine weitere Unsymmetrie erzeugt wird.

Aufgabe dei Erfindung ist es. eine Schaltungsanordnung anzugeben, die das Anschwingen eines astabilen Multivibrators jederzeit garantiert

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß von den Ausgangselektroden des astabilen Multivibrators über eine Gatter.anordnung, insbesondere ein UND (latter, ein Kriterium über den Betriebszustand des astabilcn Multivibrators in Form einer Spannung abgeleitet wird, und daß im Fall des Nichtschwingens eines der beiden Verstärkerelemente durch Zuführen dieser Spannung an seine Eingangselektrode gesperrt wird. Dadurch wird ein Starten des astabilen Multi vibrators absolut sicher garantiert, wenn beim Einschalten der Versorgungsspannung beide Transistoren leitend gesteuert werden. Die zum Anschwingen erforderliche Unsymmetrie des Multivibrators wird in der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung dadurch erzwungen, daß bei Nichtanschwingen eine Rückkopplung von den beiden Kollektoren über ein UND-

Gatter — es kann auch ein exklusives ODER-Gatter verwendet werden — auf die Basis eines der beiden Transistoren erfolgt. Dadurch, dall das Anschwingen des astabilen Multivibrators sicher gewährleistet ist, kann die Schaltung gemäß der Erfindung in vielen Anwendungsfiilleii Verwendung finden, in denen sie bisher auf Grund des nicht sicheren Anschwingens des Multivibrators keine Verwendung finden konnte.

Einzelheiten tier Erfindung werden an Hand der in den Figuren dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiele erläutert.

F i g. 1 zeigt einen astabilen Multivibrator mit der Schaltungsanordnung zum sicheren Anschwingen gemäß der Erfindung;

F i g. 2 zeigt einen astabilen Multivibrator, wobei die Schaltungsanordnung zum sicheren Anschwingen noch eine zusätzliche Trennstufe enthält.

Der astabile Multivibrator (Fig. 1) enthält zwei Transistoren Tl und T2 als Verstärkerelemente, deren Elektroden über Widerstände Λ 4 bis ft 9 gespeist werden. Die Transistoren 7Ί und Tl sind mittels Kondensatoren Cl und Cl rückgekoppelt, so dall im Betrieb stets einer der Transistoren voll geöfTnet und tier andere voll gesperrt ist. Die Sehwingfrequenz ist dabei abhängig von den Zeitkonstanten χ 1 und r 1, die in erster Linie von den Rückkopplungskoiulensatoren C 1 und Cl und den Verstärkerwideistäiulen ft 4 und ft 5 bestimmt werden.

Das zum sicheren ,Anschwingen ties Multivibrators gemäß der Erfindung eingesjhaltete UND-Gatter besteht aus den Dioden/)! und Dl, den Widerständen Rl und Rl sowie der Ansteuerdiode Di. Im normalen Betriebsfall ist immer ein Transistor gesperrt und damit das Potential am Punkt Λ über eine der beiden Dioden D 1 und Dl positiv. Der spannungsteiler ftl R1 von A nach dem negativen Pol der Betriebsspannung H muß so dimensioniert sein, daß die Diode />3, es wird eine hochsperrende Diode verwendet, immer gesperrt ist. Es ist somit im Schwing/ustand eine Beeinflussung auf die Zeitkonstante ties Multivibrators an tlieser Stelle ausgeschlossen.

Beim Niclitanschwingen ties Multivibrators haben aber beide Kollektoren praktisch Nullpoteiitial, so daß auch am Punkt .1 tlie Spannung 0 Volt entsteht. In diesem lall soll die. Diode/)3 leitend und tier Iraiisistor /I über sie gesperrt werden. Bei gleicher Grüße dei positiven und negativen Betriebsspannung muß tlesh.ill) tier Widerstand R 1 kleiner als tier Widerstand Λ'4 gewählt werden, um an der Basis des Transistors / 1 negatives Sperrpotential zu erhalten, wobei der Spannungsabfall an der Diode/)3 und die Spannungsteilung an den Widerständen RXIRl beiiit-ksichtigt werden müssen. Damit ist die Größe dis W iderstandes R I nach oben begrenzt. Der Wideisiand Ii 1 muß wiederum kleiner als der Widerstand R I gewählt weiden, um die Diode/) 3 im Schw ingziistai'id immer sperren zu können. Hin auch wählend ties Kippvoi ganges die 'Diode /)3 sieher spmen zu können, tliiitcn tlie Hanken tier Rechteckspanniing ail ilen Kollektoren nicht abgellaeht sein Is ist darum zweckmäßig, wie in F ig.. I dargestellt, die Kollektoi widcistäiiile mit Mille tier Dioden/M und /)5 aufzuteilen (R6, Rl und RH, IH)).

Bei dei Si haltiiiigsaiioiiliuiiig nach tier I i g. I zeigt sich jedoch eine gelinge Trei|iieiizl>eeii)llussiiMg, da tier Spahmnigshiib an ilen Kollekloien'durch die aus den Willerständen R 1 und R1 gebildete Belastung vermindert wird. In der F i g. 2 ist eine Schaltungsanordnung tiargestellt, die gemäß einer Weiterbildung tier Erfindung durch ilen Einsatz einer Trennstufe eine Frequenzbceinllussuiig des astabilen Multivibrators verhindert. Die Schaltungsanordnung zum sicheren Anschwingen ties astabilen Multivibrators besteht somit hier aus den Dioden /> 1 und Dl, den Widerstände R 1, Rl und ft3, dem Kondensatorf, der Ansteuertliotle/>3 und dem Trenntransistor 7" 3. Die Werte der Widerstünde Kl und Rl werden nach den für tlie F i g. 1 angegebenen Regeln bestimmt. Mit einem großen Widerstand ft 3 kann die Belastung an den Kollektoren ties astabilen Mulis tivibrators auf ein Minimum beschränkt werden. Hier kann auch wegen tier hochohmigen Belastung mit einem Kondensator C' die Rückladezeitkonstante des Multivibrators überbrückt werden, so daß darum keine Aufteilung der Kollektorwiderstäiide wie bei Fig. 1 erforderlich erscheint. Die Größe ties Kondensators ist nach tier Steilheit tier an den Kollektorausgängen abgegebenen.Impulse zu wählen. Es muß gewährleistet sein, daß im Schwingzustand der 'Transistor /'3 immer leitend gesteuert ist, so daß die Diotle />3 immer genügend sicher gesperrt ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum sicheren Anjü schwingen eines astabilen Multivibrators, die nur im FaM ties Nichtsehwingens des Multivibrators wirksam ist, d a ti u r c h g e k e η η ζ e i c h net, daß von ilen Aiisgangselektrode.n des astabilen Multivibrators über eine Gatteranordnung, insbesondere ein UND-Gatter (/)!, Dl), ein Kriterium über den Betriebszustand des astabilen Multivibrators in Form einer Spannung abgeleitet wird und daß im Fall des Nichtsehwingens eines der beiden Verstärkerelemente (M, Tl) des Multi-

4<> vibrators durch Zuführen tlieser Spannung an seine Eingangselektrode gesperrt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatteranordiumg aus Dioden (/>1, Dl) und Widerständen (R 1,

»5 Rl) gebildet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, tlaß tlie beiden Ausgangselektroden der M u I ti vibrator- Verstärkerelemente (7Ί./2) über zwei Dioden (/> 1, Dl), die in ihrer Durchlaßrichtung entgegengesetzt zusammengeschaltet sind, verbunden werden und tlaß an dem gemeinsamen Punkt der beiden Dioden über Widerstünde (ft 1, ft 2) die für den Transistor benötigte Sperrspannung ( //) z.ugeführt wird, die dann an einem Teilwidersland (Rl) abgenommen und über eine weitere Diode (/>3) tier Steuerelektrode zugeführt wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, tlaß tier Gatteranordniing

6u (/)!, Dl) eine 'Trennstiil'e, insbesondere eine Ί ransislorstuf'e (7'3), nachgcschaltet ist

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß im gemeinsamen Punkt der beiden, die Ausgangseleklroden verbindenden Dioden (/) I, Dl) ein Kondensator (C) gegen das liczugspoicntial geschallt·! ist und daß die Slcueielektiode ilei I lansistorstufe (/3) ebenfalls an diesem Puiikl angeschlossen ist, wo-

bei der Transistor zwischen dem einen Pol der Betriebsspannung ( I U) und der für die Sperrung des Transistors notwendigen Sperrspannung ( . U) betrieben wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Steuerelektrode des Transistors (7"3) und dein einen Pol der Sperrspaniuingsver.sorgung (— U) ein hochohmiger Widerstand (R 3) eingeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 144761, 109 Wl, 1 175 733, 1214 847; französische Patentschrift Nr. 1 378 492.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 679/416 10 67