DE1258458B - Monostabile oder astabile Multivibratorschaltung mit stabilisierter Dauer des quasistabilen Zustandes - Google Patents
Monostabile oder astabile Multivibratorschaltung mit stabilisierter Dauer des quasistabilen ZustandesInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
H03k
Deutsche Kl.: 21 al - 36/02
Nummer: 1 258 458
Aktenzeichen: J 30282 VIII a/21 al
Anmeldetag: 10. März 1966
Auslegetag: 11. Januar 1968
Die Erfindung betrifft eine monostabile oder astabile Multivibratorschaltung mit stabilisierter
Dauer des quasistabilen Zustandes, bestehend aus zwei mindestens über einen die Dauer des quasistabilen
Zustandes mitbestimmenden Kondensator gekoppelten Verstärkerstufen, der mit Beginn des
quasistabilen Zustandes einen von einem Anfangswert entsprechend der Zeitkonstanten nach einer
e-Funktion in Richtung eines Endwertes abfallenden Spannungssprung überträgt, bis bei einem Zwischenwert
der quasistabile Zustand beendet wird.
Monostabile und astabile Multivibratoren dienen der Erzeugung von Impulsen mit festgelegter Dauer.
Die Multivibratoren setzen sich aus zwei geeignet gekoppelten Stufen zusammen und können grundsätzlich
zwei verschiedene Schaltzustände einnehmen. Im einen Schaltzustand führt beispielsweise die eine
Stufe Strom, und die andere Stufe ist gesperrt, während im anderen Zustand die Verhältnisse gerade
umgekehrt sind. Ein monostabiler Multivibrator besitzt nur einen stabilen Zustand, kann jedoch mit
Hilfe eines Auslöseimpulses aus seinem stabilen Zustand vorübergehend in den zweiten möglichen
Zustand umgeschaltet werden. Der zweite Zustand ist nur quasistabil, so daß nach dessen Beendigung
der Multivibrator selbsttätig in den anfänglichen, stabilen Zustand zurückkehrt. Daraus ergibt sich die
Funktion des monostabilen Multivibrators. Ein ihm zugeführter Auslöseimpuls hat einen Ausgangsimpuls
zur Folge, dessen Breite der Dauer des quasistabilen Zustandes entspricht. Bei einem astabilen Multivibrator
sind beide Zustände unstabil. Aus diesem Grunde wird der astabile Multivibrator frei schwingend
von einem in den anderen instabilen Zustand umgeschaltet. Die Funktion des astabilen Multivibrators
besteht demzufolge darin, daß er Ausgangsimpulse abgibt, deren Breite und deren Pulsfolgefrequenz
von der Dauer der beiden instabilen Zustände bestimmt wird. Die Dauer eines quasistabilen
Zustandes ist durch die Bemessung des Koppelgliedes, beispielsweise eines i?C-Gliedes, festgelegt.
Bei derartigen Multivibratoren besteht nun in erster Linie die Forderung, die Dauer der abgegebenen
Impulse möglichst konstant zu halten, d. h. also die Dauer der quasistabilen Zustände zu stabilisieren
und damit unabhängig von ungewollten Einflüssen zu machen. Es lassen sich folgende, die Dauer des
quasistabilen Zustandes und damit die Impulsdauer verändernde Einflüsse unterscheiden. Die Impulsdauer
ist zunächst einmal von Schwankungen der Speisespannung abhängig. Diese Abhängigkeit ergibt
sich sowohl bei kurzzeitigen Schwankungen der Monostabile oder astabile
Multivibratorschaltung mit stabilisierter
Dauer des quasistabilen Zustandes
Multivibratorschaltung mit stabilisierter
Dauer des quasistabilen Zustandes
Anmelder:
IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen
Gesellschaft m. b. H.,
7032 Sindelfingen, Tübinger Allee 49
Als Erfinder benannt:
Wilhelm Otto Luetze, 7030 Böblingen
Speisespannung während der Impulsdauer als auch bei Schwankungen der Speisespannung über längere
Zeit gesehen. Einen wesentlichen Einfluß auf die Impulsdauer hat auch die Umgebungstemperatur.
Schließlich kann auch der Einfluß auf die Impulsdauer durch die Alterung der Bauteile nicht vernachlässigt
werden.
Es sind bereits mehrere Anordnungen bekannt, die der Verringerung dieser Einflüsse dienen. So ist
es bereits bekannt, die Zeitkonstante des koppelnden i?C-Gliedes gegen Temperaturschwankungen zu stabilisieren,
indem der Temperaturkoeffizient des Widerstandes gleich, aber entgegengesetzt dem Temperaturkoeffizienten
des Kondensators gewählt wird. Diese Maßnahme genügt aber nicht, da in den üblichen Schaltungen der Anteil der Halbleiterparameter
am gesamten Temperaturgang bereits ein Vielfaches des Temperaturganges des zeitbestimmenden
i?C-Gliedes ausmacht.
Weiterhin ist ein astabiler Multivibrator bekannt, bei welchem in den beiden Kopplungszweigen jeweils zwischen dem Kollektor des einen Transistors und dem mit der Basis des anderen Transistors verbundenen Koppelkondensator ein vorgespannter Gleichrichter eingeschaltet ist. Die Einschaltung des Gleichrichters bei dieser Schaltung bezweckt, den Spannungsverlauf am Koppelglied während des quasistabilen Zustandes, also während der Umladung des
Weiterhin ist ein astabiler Multivibrator bekannt, bei welchem in den beiden Kopplungszweigen jeweils zwischen dem Kollektor des einen Transistors und dem mit der Basis des anderen Transistors verbundenen Koppelkondensator ein vorgespannter Gleichrichter eingeschaltet ist. Die Einschaltung des Gleichrichters bei dieser Schaltung bezweckt, den Spannungsverlauf am Koppelglied während des quasistabilen Zustandes, also während der Umladung des
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Kondensators, nicht nach einer durch die Zeit- zugspotential liegt, derart, daß die am Widerstand
konstante des i?C-Gliedes bestimmten e-Funktion anliegende, dem Gleichstrom proportionale Spanabfallen
zu lassen, sondern zu begradigen. Die Be- nung zu Beginn des quasistabilen Zustandes durch
gradigung ergibt sich dadurch, daß durch den Gleich- Leitendwerden des parallelliegenden Transistors am
richter die Anfangsspitze der e-Funktion abgeschnit- 5 Koppelkondensator einen den zuvor infolge des
ten wird (Electronic Engineering, September 1957, Gleichstroms leitenden Transistors sperrenden Span-S.
455, Fig. 1). Durch diese Maßnahme werden nungssprung hervorruft und der Koppelkondensator
wohl die Einflüsse von Betriebsspannungsschwankun- während der Dauer des quasistabilen Zustandes
gen auf die Impulsdauer verringert, aber keineswegs durch den Gleichstrom zeitlinear umgeladen wird
in dem oft geforderten Maße. Dasselbe gilt für eine io (deutsches Patent 1181739). Durch dieses Koppelbekannte Verbesserung dieser Anordnung. Dabei netzwerk wird die bei den sonst üblichen Schaltungen
wird der Rückkopplungszweig zwischen dem Kollek- nach einer e-Funktion verlaufende Umladung des
tor des einen Transistors und dem Verbindungspunkt Koppelkondensators in eine zeitlineare Umladung
Kollektor/Gleichrichter elektrisch so bemessen, daß verwandelt. Die Schaltung ist verhältnismäßig aufsich
die wirksame, sich zwischen dem Verbindungs- 15 wendig, und es sind besondere Vorkehrungen zur
punkt Kollektorwiderstand/Gleichrichter und der Stabilisierung der Temperaturabhängigkeit der beMasse
bei vollem Basisstrom einstellende Restspan- teiligten Halbleiterparameter zu treffen,
nung des mit seinem Kollektor mit dem Rückkopp- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei
nung des mit seinem Kollektor mit dem Rückkopp- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei
lungszweig verbundenen Transistors bei Betriebs- monostabilen oder astabilen Multivibratoren mit
Spannungsschwankungen proportional mit der Be- ao verhältnismäßig ©infachen Mitteln die Nachteile der
triebsspannung ändert. Der Innenwiderstand der bekannten Schaltungen zu vermeiden und demzufolge
Restspannungsquelle wird damit unabhängig von der die Impulsdauer sowohl von Schwankungen der
Betriebsspannung (deutsche Auslegeschrift 1136270). Speisespannung und der Umgebungstemperatur als
Die Dauer des quasistabilen Zustandes hängt auch auch von der Alterung der verwendeten Bauteile
vom Anfangswert der Spannung am Koppelkonden- as unabhängig zu machen.
sator zu Beginn des Schaltvorganges und vom End- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gewert
ab, auf den diese Spannung nach einer e-Funk- löst, daß durch geeignete Auslegung der Multivition
ansteigen würde, wenn der Schaltvorgang nicht bratorschaltung Anfangswert und Endwert des Spanbei
einem Zwischenwert beendet werden würde. nungssprungs symmetrisch zu Null gelegt sind und
Es ist deshalb auch bekannt, diesen Anfangs- und 30 der Koppelkondensator an einer beim Nulldurchgang
Endwert beispielsweise durch als Begrenzerwirkende des Spannungssprunges ansprechenden und verDioden
zu stabilisieren. In den meisten Fällen be- riegelnden und damit den quasistabilen Zustand
deutet dies, daß die Betriebsspannung selbst exakt beendenden Abfühlschaltung liegt,
stabilisiert werden muß. Diese Maßnahme allein Insbesondere wird vorgeschlagen, daß der Ausgenügt aber in den wenigsten Fällen, um die gefor- 35 gang einer ersten Verstärkerstufe über den Koppelderte Genauigkeit zu erreichen. kondensator auf den Eingang eines mit einer Ver-
stabilisiert werden muß. Diese Maßnahme allein Insbesondere wird vorgeschlagen, daß der Ausgenügt aber in den wenigsten Fällen, um die gefor- 35 gang einer ersten Verstärkerstufe über den Koppelderte Genauigkeit zu erreichen. kondensator auf den Eingang eines mit einer Ver-
Bekannt ist außerdem, diesen kritischen Zwischen- riegelungsschaltung verbundenen, emittergekoppelten
wert selbst zu stabilisieren. Dabei wird der Anstieg Stromübernahmeschalters geführt ist, dessen einer
des Spannungsverlaufes bei diesem Wert möglichst Ausgang mit dem Eingang der zweiten Verstärkersteil gewählt. Man erreicht dies durch Wahl eines 40 stufe verbunden ist.
möglichst großen Unterschiedes zwischen Anfangs- Als weiterhin vorteilhaft erweist es sich, die Anwert
und genanntem Endwert der Spannung am fangs- und Endwert der Ladespannung bestimmende
Koppelkondensator. Diese Maßnahme bedingt aber, Speisespannung intern zu speichern und/oder zu
daß die Widerstände, über die der Koppelkonden- stabilisieren.
sator umgeladen wird, möglichst groß gewählt wer- 45 Die einmal eingestellte Impulsdauer erweist sich
den. In der Wahl der Größe dieser Widerstände ist durch die erfindungsgemäße Abfühlung der nach
man aber beschränkt, da insbesondere bei der Erzeu- einer e-Funktion verlaufenden Spannung am Koppelgung
kurzer Impulse die Widerstände kleine Werte kondensator im Nulldurchgang als unabhängig von
haben sollten. Die mit einer solchen Schaltung erziel- Schwankungen der Speisespannung. Die zusätzliche
bare Stabilisierung dieses kritischen Zwischenwertes 50 interne Speicherung oder Stabilisierung der Speisewird
in der Regel durch die für den Eingang des spannung läßt auch innerhalb der Impulsdauer auf-Abfühlverstärkers
erforderlichen Schutzschaltungen tretende Speisespannungsschwankungen unwirksam (z. B. zusätzliche Diode in der Basiszuleitung, da die werden. Der gesamte Temperaturgang der erfindungs-Basis-Emitter-Durchbruchspannungen
üblicher Tran- gemäßen Schaltung hängt fast ausschließlich vom sistoren relativ klein sind) wieder teilweise auf- 55 Temperaturgang des zeitbestimmenden i?C-Koppelgehoben.
gliedes ab, und insbesondere bei Verwendung eines
Es ist außerdem ein zeitbestimmendes Koppelnetz- emittergekoppelten Stromübernahmeschalters haben
werk für monostabile oder astabile Multivibratoren die Bauelementeparameter nur noch einen außermit
stabilisierter Impulsdauer vorgeschlagen worden. ordentlich geringen Einfluß auf die Impulsdauer.
Der Vorschlag besteht darin, daß in an sich bekann- 60 Dies hat zur Folge, daß auch die Alterungseinflüsse
ter Weise der Ausgang der einen mit dem Eingang praktisch nur noch von der Alterungseigenschaft des
der anderen Stufe des Multivibrators, bestehend z. B. i?C-Koppelgliedes bestimmt werden,
aus Transistoren, durch einen Koppelkondensator Weiterhin wird vorgeschlagen, Abweichungen des
aus Transistoren, durch einen Koppelkondensator Weiterhin wird vorgeschlagen, Abweichungen des
verbunden ist, dessen beiden Belegungen gesonderte, Anfangswertes vom Endwert des Spannungsspranges
in zeitlich konstantem Verhältnis zueinander stehende 65 durch eine Abfühlung und Verriegelung bei einem
Gleichströme zweier Urstromquellen zugeführt wer- geringfügig von Null verschiedenen, den Temperaturden,
und dessen am Ausgang der einen Stuf e gelegene und Spannungseinfluß dieser Abweichungen kompen-Belegung
außerdem über einen Widerstand am Be- sierenden Vergleichspotential zu kompensieren.
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Als vorteilhaft erweist es sich, als Vergleichs- Endwert des Spannungssprunges am Koppelglied
potential am Stromübernahmeschalter die Spannung sind gleich groß (U), und der kritische Zwischenwert
an einer im leitenden Zustand gehaltenen Kollektor- wird beim Nulldurchgang zum Zeitpunkt t2 erreicht;
Emitter-Strecke zu wählen. Speisespannungsschwankungen, die nicht in denZeit-Die
Erfindung ist im folgenden an Hand eines in 5 raum t0 fallen, haben keinen Einfluß auf ihn. Diese
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles Tatsache ergibt sich daraus, daß sich Anfangs- und
näher beschrieben. Es zeigt Endwert der Spannung uk bei Speisespannungsände-F
i g. 1 zusammen mit F i g. 2 das in der Erfindung rungen stets um den gleichen Betrag verändern. Diese
zur Anwendung kommende Prinzip der Umladung Veränderung bewirkt lediglich eine Drehung der
und Abfuhlung der Spannung am Koppelkonden- io e-Funktion um den Schnittpunkt t.2 mit der Zeitsator
während der Dauer des quasistabilen Zustandes achse t. Die Impulsdauer t0 kann sich damit nicht
und verändern. Kurzzeitige Schwankungen der Speise-F i g. 3 als Ausführungsbeispiel einen erfindungs- spannung während der Impulsdauer t0 können durch
gemäßen monostabilen Multivibrator. interne Speicherung oder Stabilisation der Speisein
F i g. 1 ist der Verlauf des bei üblichen Schal- 15 spannung in einfacher Weise ausgeschaltet werden,
tungen vom Koppelglied übertragenen Spannungs- Die weiteren erfindungsgemäßen Vorteile ergeben
Sprunges uk in Abhängigkeit von der Zeit t aufge- sich aus der Beschreibung des in F i g. 3 als Beispiel
tragen. Die Spannung springt zu Beginn des quasi- dargestellten monostabilen Multivibrators,
stabilen Zustandes infolge eines zum Zeitpunkt tx auf Die monostabile Multivibratorschaltung ist folgendie erste Verstärkerstufe gegebenen Auslöseimpulses ao dermaßen aufgebaut. Die beiden den Multivibrator auf einen durch die Schaltung bestimmten Anfangs- bildenden Verstärkerstufen bestehen aus den Tranwert. Von diesem Anfangswert fällt die Spannung sistoren Γ3 und Γ4 (T5) und Tl. Der Kollektor des entsprechend der Zeitkonstanten des Koppelgliedes Transistors T 3 ist über den Widerstand R 4 mit dem (RC-Glied) nach einer e-Funktion in Richtung auf Emitter des als Spannungsquelle dienenden Transieinen ebenfalls durch die Schaltung bestimmten End- 25 stors Tl verbunden. Im Kollektorkreis des Transiwert ab. Zum Zeitpunkt £, wird der kritische Zwi- stors Tl liegen die Widerstände R9 und RIO, zwischenwert erreicht, bei dem der quasistabile Zustand sehen denen die Basisspannung für den Transistor durch Ansprechen der zweiten Verstärkerstufe be- Tl abgenommen wird. Wie bei den monostabilen endet wird. Die Zeit f0 stellt also die Dauer des Multivibratorschaltungen üblich, besteht nun eine quasistabilen Zustandes und damit die Impulsdauer 30 die Impulsdauer bestimmende Kopplung zwischen dar. Die Impulsdauer ergibt sich durch rechnerische dem Ausgang der ersten Verstärkerstufe und dem Umformung der Funktion für den Verlauf des Span- Eingang der zweiten Verstärkerstufe. Als zeitbestimnungssprunges uk zu mendes Koppelglied dient der Kondensator C1, dessen rechte Belegung durch den als Spannungsquelle U 1 Jj 35 dienenden Transistor Tl über den zur Einstellung
stabilen Zustandes infolge eines zum Zeitpunkt tx auf Die monostabile Multivibratorschaltung ist folgendie erste Verstärkerstufe gegebenen Auslöseimpulses ao dermaßen aufgebaut. Die beiden den Multivibrator auf einen durch die Schaltung bestimmten Anfangs- bildenden Verstärkerstufen bestehen aus den Tranwert. Von diesem Anfangswert fällt die Spannung sistoren Γ3 und Γ4 (T5) und Tl. Der Kollektor des entsprechend der Zeitkonstanten des Koppelgliedes Transistors T 3 ist über den Widerstand R 4 mit dem (RC-Glied) nach einer e-Funktion in Richtung auf Emitter des als Spannungsquelle dienenden Transieinen ebenfalls durch die Schaltung bestimmten End- 25 stors Tl verbunden. Im Kollektorkreis des Transiwert ab. Zum Zeitpunkt £, wird der kritische Zwi- stors Tl liegen die Widerstände R9 und RIO, zwischenwert erreicht, bei dem der quasistabile Zustand sehen denen die Basisspannung für den Transistor durch Ansprechen der zweiten Verstärkerstufe be- Tl abgenommen wird. Wie bei den monostabilen endet wird. Die Zeit f0 stellt also die Dauer des Multivibratorschaltungen üblich, besteht nun eine quasistabilen Zustandes und damit die Impulsdauer 30 die Impulsdauer bestimmende Kopplung zwischen dar. Die Impulsdauer ergibt sich durch rechnerische dem Ausgang der ersten Verstärkerstufe und dem Umformung der Funktion für den Verlauf des Span- Eingang der zweiten Verstärkerstufe. Als zeitbestimnungssprunges uk zu mendes Koppelglied dient der Kondensator C1, dessen rechte Belegung durch den als Spannungsquelle U 1 Jj 35 dienenden Transistor Tl über den zur Einstellung
t0 = r In Yj , (J6]- gewünschten Impulsdauer veränderbaren Wider-
1 stand R 5 und den dazu in Reihe liegenden Widerstand
R 6 umgeladen wird. Die rechte Belegung des
wobei τ die Zeitkonstante des Koppelgliedes be- Koppelkondensators C1 liegt außerdem am Eingang
deutet. Es ist leicht zu erkennen, daß sich die Zeit t0 40 einer Abfühlschaltung. Diese Abfühlschaltung ist im
unter dem Einfluß von Betriebsspannungsschwan- hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ein sogekungen,
Alterung und Temperaturänderungen ver- nannter emittergekoppelter Stromübernahmeschalter
ändert. Die in der Fig. 1 dargestellte e-Funktion und setzt sich aus den beiden Transistoren Γ4 und
verschiebt und dreht sich unter dem Einfluß dieser Γ5, dem gemeinsamen Emitterwiderstand Rl und
Größen. Insbesondere der Anfangs- und Endwert 45 dem Kollektorwiderstand R 8 des Transistors T 4 zuder
Spannung, bezogen auf den kritischen Zwischen- sammen. Der Eingang des Stromübernahmeschalters,
wert, also die Spannung U1 und CZ2 verändert den die Basis des Transistors Γ 4, liegt an der rechten BeVerlauf,
so daß sich — nimmt man den kritischen legung des Koppelkondensators Cl, während die
Zwischenwert zunächst einmal als konstant an — Basis des zweiten Transistors T 5 an das Bezugsder
Zeitpunkt^, an dem die Spannunguk den kri- 50 potential (Null) gelegt ist. Der Stromübernahmetischen
Zwischenwert durchläuft, unkontrolliert ver- schalter steht mit einer Verriegelungsschaltung in
schiebt. Da aber auch der kritische Zwischenwert Verbindung. Diese besteht beispielsweise aus einem
von den Bauelementeparametern, beispielsweise von Emitterfolger mit dem Transistor Γ 6 und einem
der Spannung zwischen Basis und Emitter des Tran- Emitterwiderstand R11 in Verbindung in einer Disistors
der zweiten Verstärkerstufe abhängt, kann die 55 ode D 4. Der Kollektor des Transistors T 4 des
einmal eingestellte Impulsdauer in einem verhältnis- Stromübernahmeschalters ist mit der Basis des Tranmäßig großen Bereich schwanken. sistors T6 verbunden, während die Basis des Tran-Sorgt
man nun durch eine geeignete Wahl der sistors Γ 4 über die Diode D 4 an den Emitter des
Schaltung und Benutzung ein und derselben Speise- Transistors T 6 angeschlossen ist. Der Ausgang des
Spannungsquelle dafür, daß die Spannungswerte CZ1 60 Emitterfolgers führt zur Basis des die zweite Ver-
und U2 gleich groß werden und daß der kritische stärkerstufe des Multivibrators vervollständigenden
Zwischenwert mit dem Nulldurchgang der Spannung Inverters mit Transistor Tl. Der Kollektor desTran-
uk zusammenfällt, dann ergibt sich die Impulsdauer sistors Tl bildet den Ausgang A des Multivibrators,
zu t0 = τ In 2. Die Zeit t0 ist somit lediglich von der Der Ausgang A ist, wie üblich, auf den Eingang der
Zeitkonstanten τ des Koppelgliedes abhängig. Der 65 ersten Verstärkerstufe rückgekoppelt. Dem Eingang
Verlauf von uk ist für diesen Fall in F i g. 2 darge- der ersten Verstärkerstufe ist eine ODER-Schaltung
stellt und bildet die Grundlage für die Wirkungsweise mit nachfolgendem Inverter vorgeschaltet. Die
der erfindungsgemäßen Schaltungen. Anfangs- und ODER-Schaltung besteht aus den Dioden Dl und
Dl und dem Widerstand Rl. Der eine Eingang E
der ODER-Schaltung empfängt die Auslöseimpulse, während dem anderen Eingang der vom Ausgang A
des Multivibrators rückgekoppelte Impuls zugeführt wird. Über der über den WiderstandRl vorgespannten
Diode D 3 liegt der Ausgang der ODER-Schaltung an der Basis des als Inverter verwendeten Transistors
Tl mit Kollektorwiderstand R3. Der Ausgang des Inverters ist direkt mit der Basis des Transistors
T 3 der ersten Stufe des Multivibrators verbunden.
Die den Koppelkondensator Cl umladende Speisespannung ist im vorliegenden Fall intern gespeichert,
so daß auch kurze, während der Impulsdauer auftretende Betriebsspannungsschwankungen unschädlich
werden. Die interne Speicherung erfolgt mittels Transistor Tl Kondensator Cl und Dioden
DS und D 6. Der Kondensator Cl wird über die Diode D 5 auf eine durch die Wirkung der Diode D 6
bestimmte Spannung aufgeladen. Die Diode D 5 verhindert ein Entladen des Kondensators Cl in umgekehrter
Richtung. Da der Kondensator C 2 im wesentlichen die Basisspannung des Transistors Tl und
damit das Potential am Emitter des Transistors Tl
bestimmt, wird die Kapazität des Kondensators Cl
über die Stromverstärkung des Transistors künstlich vergrößert und damit seine Speicherwirkung wesentlich
erhöht.
Die folgenden Ausführungen zeigen die Wirkungsweise des monostabilen Multivibrators.
Im Ruhezustand der Schaltung, d. h,, solange kein Auslöseimpuls am Eingang E anliegt, ist Transistor
Tl in Sättigung leitend, die Transistoren Tl, Γ 4 und Γ 5 im aktiven Bereich bei kleinen Strömen leitend,
der Transistor Γ 6 im aktiven Bereich bei mittleren Strömen leitend, und die Transistoren Γ 3 und
Tl befinden sich im gesperrten Zustand. Wird ein
Auslöseimpuls, im vorliegenden FaI ein negativer Impuls, auf den Eingang E und über die ODER-Schaltung
auf die Basis des Transistors Π gegeben, so wird dieser gesperrt, die erste Stufe des Multivibrators
mit Transistor T 3 leitend und dadurch der in Fig. 2 dargestellte, zum Zeitpunkt tx auftretende
Spannungssprung auf den Anfangswert über den Koppelkondensator C1 auf die Basis des ersten Transistors
T 4 des Stromübernahmeschalters übertragen. Dadurch wird der Transistor Γ 4 gesperrt, und der
Transistor Γ 5 übernimmt entsprechend der Funktionsweise eines Stromübernahmeschalters den gesamten
eingeprägten Emitterstrom. Gleichzeitig erhält der den Emitterfolger bildende Transistor T6
eine stark positive Basisspannung über den Kollektorwiderstand R 8 von Transistor Γ 4 und steuert mit
seinem Emitterstrom den die zweite Stufe des Multivibrators vervollständigenden Inverter mit Transistor
Tl in die Sättigung. Die Diode D 4 wird gesperrt. Dies geschieht zum Zeitpunkt tx und stellt den Anfang
des quasistabilen Zustandes der Schaltung dar. Am Ausgang A erscheint die negative Vorderflanke
des Ausgangsimpulses, der gleichzeitig über den zweiten Eingang der ODER-Schaltung auf den Eingang
des Transistors Tl rückgekoppelt wird, so daß der Zustand der Schaltung während der Impulsdauer
aufrechterhalten bleibt. Inzwischen beginnt über die Widerstände R 5 und R 6 die Umladung der rechten
Seite des Koppelkondensators nach der in Fig. 2 dargestellten e-Funktion. Überschreitet diese Aufladung
zum Zeitpunkt tz an der Basis des Transistors T 4 das Vergleichspotential (0 Volt) an der Basis des
Transistors TS, so beginnt Transistor Γ 4 einen Teil
des Emitterstromes von Transistor Γ 5 zu übernehmen. Der Transistor Γ4 beginnt also leitend zu werden,
und zwar so lange, bis die aus Transistor Γ 6 und Diode D 4 gebildete Verriegelungsschaltung
durch Ableiten des Basisstromes des Transistors Γ4 über die Diode D 4 die Zufuhr weiteren Basisstromes
sperrt. Der Verriegelungskreis wird vom Spannungsabfall am Kollektorwiderstand R 8 des Transistors
T 4 gesteuert und schaltet außerdem über den Emitter von Transistor T 6 den Transistor T 7 an der
Basis ab. Der Ausgang des Transistors Γ7 wird in diesem Augenblick positiv und löst die Rückkopplung
wieder auf. Dies erfolgt zum Zeitpunkt t2 und bedeutet das Ende des quasistabilen Zustandes und
damit das Ende des Ausgangsimpulses am Ausgang^. Bei genügend großem R 8 ist der Zeitpunkt t.2
von Temperatureinflüssen praktisch unabhängig, da infolge der Eigenschaften des Stromübernahmeschalters
die Abführung stets im Nulldurchgang stattfindet. Bei Temperaturschwankungen ändern sich die kritischen
Basis-Emitter-Spannungen beider Transistoren Γ 4 und T 5 in gleicher Weise, so daß sich die
Änderung nicht auf die Funktion der Schaltung auswirkt.
Claims (5)
1. Monostabile oder astabile Multivibratorschaltung mit stabilisierter Dauer des quasistabilen
Zustandes, bestehend aus zwei mindestens über einen die Dauer des quasistabilen Zustandes
mitbestimmenden Kondensator gekoppelten Verstärkerstufen, der mit Beginn des quasistabilen
Zustandes einen von einem Anfangswert entsprechend der Zeitkonstanten nach einer e-Funktion
in Richtung eines Endwertes abfallenden Spannungssprung überträgt, bis bei einem Zwischenwert
der quasistabile Zustand beendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch geeignete
Auslegung der Multivibratorschaltung Anfangswert und Endwert des Spannungssprunges
symmetrisch zu Null gelegt sind und der Koppelkondensator (Cl) an einer beim Nulldurchgang
des Spannungssprunges (uk) ansprechenden und verriegelnden und damit den quasistabilen Zustand
beendenden Abfühlschaltung liegt.
2. Monostabile oder astabile Multivibratorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang einer ersten Verstärkerstufe (Γ3) über den Koppelkondensator (Cl)
auf den Eingang eines mit einer Verriegelungsschaltung (T 6, D 4) verbundenen, emittergekoppelten
Stromübernahmeschalters (T4, TS) geführt ist, dessen einer Ausgang mit dem Eingang
der zweiten Verstärkerstufe (T 7) verbunden ist.
3. Monostabile oder astabile Multivibratorschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anfangs- und Endwert des Spannungssprunges am Koppelkondensator
(Cl) bestimmende Speisespannung intern gespeichert und/oder stabilisiert ist.
4. Monostabile oder astabile Multivibratorschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Abweichungen des Anfangs-
wertes vom Endwert des Spannungssprunges durch eine Abfühlung und Verriegelung bei einem
geringfügig von Null verschiedenen, den Temperatur- und Spannungseinfluß dieser Abweichungen
kompensierenden Vergleichspotential kompensiert sind.
5. Monostabile oder astabile Multivibratorschaltung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß alsVergleichspotential am Stromübernahmeschalter (T4, TS) die Spannung
an einer leitenden Kollektor-Emitter-Strecke gewählt ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 718/375 12.67 © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1966J0030282 DE1258458B (de) | 1966-03-10 | 1966-03-10 | Monostabile oder astabile Multivibratorschaltung mit stabilisierter Dauer des quasistabilen Zustandes |
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