DE1258459B - Astabile Kippschaltung mit mindestens zwei elektronischen Verstaerkerelementen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche KL: 21 al - 36/02

Nummer: 1258459

Aktenzeichen: S 76816 VIII a/21 al

Anmeldetag: 24. November 1961

Auslegetag: 11. Januar 1968

Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Kippschaltung mit mindestens zwei elektronischen Verstärkerelementen, vorzugsweise eine astabile Kippschaltung mit Transistoren, bei der als ein die Kippzeit bestimmendes Schaltmittel ein Serienschwingkreis vorgesehen und an die Steuerelektrode des einen elektronischen Verstärkerelementes, vorzugsweise die Basis des einen Transistors, sowie an die Ausgangselektrode des anderen elektronischen Verstärkerelementes, vorzugsweise den Kollektor des anderen Transistors, angeschaltet ist, während die Steuerelektrode des anderen elektronischen Verstärkerelementes, vorzugsweise die Basis des anderen Transistors, mit dei Ausgangselektrode des ersten elektronischen Verstärkerelementes, vorzugsweise dem Kollektor des ersten Transistors, direkt verbunden ist.

Eine solche Kippschaltung ist gut geeignet für die Verwendung als Start-Stop-Generator, da sie auf Grund des nur einmal vorhandenen zeitbestimmenden Gliedes eine in ihren Halbwellen gut symmetrierte Ausgangsspanung liefert. Da aber der mit der Sperrung eines Transistors verbundene Spannungssprung am Kollektor dieses Transistors als unterstützender Anstoß für den von der Basis des anderen Transistors fließenden Schwingkreisstrom wirkt, ist dieser Anstoß und damit der zeitliche Einsatz der Schwingung abhängig von der Konstanz und Steilheit des Spannungssprunges selbst.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Symmetrierung der von der astabilen Kippschaltung abgegebenen Ausgangsimpulse noch durch einen zeitlich genauer definierten Einsatzpunkt für jede Schwingung zu verbessern. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in jedem Ausgangsstromkreis beider Transistoren je eine Wicklung eines magnetischen Übertragers, dessen Kernmaterial eine rechteckige Hystereseschleife besitzt, eingeschaltet ist und an einer dritten Wicklung des Übertragers die gewünschten Ausgangsimpulse abgreifbar sind.

Auf diese Weise ist es nun gemäß der Erfindung erreichbar, daß der magnetische Übertrager mit rechteckiger Hystereseschleife den Kippvorgang der Kippschaltung selbst noch symmetriert, um einen möglichst zeitlich gut definierten Einsatz jeder Schwingung durch ein gleichmäßiges Anstoßen der Schwingung zu erreichen. Außerdem hat eine gemäß der Erfindung aufgebaute Schaltung noch den Vorteil, daß die Ausgangsspannung potentialfrei und die Polarität der Impulse frei wählbar ist. Ferner kann mit der Ausgangswicklung noch eine bessere Anpassung an die zu steuernden Stromkreise erzielt werden.

Astabile Kippschaltung mit mindestens zwei
elektronischen Verstärkerelementen

Zusatz zum Patent: 1173 935

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

8000 München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Eberhard Lukas, 8000 München

In der Zeichnung ist eine gemäß der Erfindung aufgebaute astabile Kippschaltung in ihrem Ruhezustand dargestellt, d. h., die in diesem Beispiel verwendeten Transitoren TrI und Tr 2 sind gesperrt. Der im Ruhezustand geschlossene Kontakt s legt an die Basis des Transistors Tr 2 das Potential -f UB an, das positiver ist als das von dem aus dem Gleichrichter GrI und dem Widerstand R 4 gebildeten Spannungsteiler abgegriffene Emitterpotential des gleichen Transistors. Der Transistor Tr 2 ist also gesperrt. Ebenfalls ist der Transistor TrI im Ruhezustand infolge der über den Widerstand Al an seine Basis angelegten Spannung von + UB gesperrt.

Der .in dem Serienschwingkreis angeordnete Kondensator C wird im Ruhezustand über den Widerstand R1, den Widerstand R, die Spule L, die Wicklung II des Ringkernes K und den Widerstand R 3 auf das Potential von + UB aufgeladen.

Beim Öffnen des Kontaktes s wird durch Abtrennen des Potentials +UB von der Basis B 2 des Transistors Tr 2 die Sperrung dieses Transistors aufgehoben. Der Basisstrom des leitend gewordenen Transistors Tr2 fließt über den Widerstand R2. Der Kondensator C des Serienschwingkreises entlädt sich über die Spule L, die Widerstände R und R1, den Gleichrichter GrI sowie die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Tr 2.

Bei der Entladung des Kondensators C in dem vorher genannten Stromkreis erzeugt der Schwingkreisstrom an dem Widerstand R1 eine dem Transistor TrI sperrende Spannung. Der Schwingkreis-

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strom des Serienschwingkreises erreicht ein Maximum, nimmt dann wieder ab und kehrt beim Nulldurchgang seine Stromrichtung um, d. h., er fließt jetzt als Basisstrom aus dem Transistor TrI heraus. Damit wird der Transistor TrI bei der zweiten Halbwelle der durch den Serienschwingkreis bestimmten Schwingung^! leitend, und sein Kollektorpotential sperrt den Transistor Tr 2.

Der mit der Sperrung des Transistors Tr 2 verbundene negative Spannungssprung am Kollektor vom Transistor Tr 2 wirkt als unterstützender Anstoß für den von der Basis des Transistors TrI zum Kollektor des Transistors Tr 2 fließenden Schwingkreisstrom. Der Schwingkreisstrom erreicht auch in dieser Richtung einen Maximalwert, geht dann wieder auf Null zurück und kehrt .seine Richtung abermals um, d. h., er beginnt wieder vom Kollektor des Transistors Tr 2 zur Basis des Transistors TrI zu fließen. Dadurch wird der Transistor TrI erneut gesperrt und der Transistor Tr 2 wiederum leitend. Der positive Spannungssprung am Kollektor des leitend werdenden Transistors Tr 2 bewirkt ein Anstoßen des Serienschwingkreises in der umgekehrten, d. h. für die Phase gewünschten Richtung.

Gemäß der Erfindung werden bei jedem Kippvorgang die Flanken der von den Kollektoren beider > Transistoren abgegebenen Rechteckspannungen noch durch den in den Kollektorstromkreisen angeordneten Ringkernen K, der aus einem magnetischen Material mit rechteckiger Hystereseschleife gefertigt ist, steiler gemacht, da er, je nachdem ob der eine oder andere Transistor leitend wird, in die eine oder andere seiner beiden Magnetisierungslagen umgesteuert wird. Die während des Umkippens des Ringkernes K induzierte Spannung kann an seiner Wicklung II, die gleichzeitig den Ausgang des Generators darstellt, als kurzer Impuls abgenommen werden. Im Rahmen der Erfindung kann parallel zu dem Serienschwingkreis L/C noch ein weiterer Kondensator Cl angeordnet sein, der durch seine Ladung noch ein rascheres Umsteuern des Transistors TrI bewirkt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann dieser Ausgangsimpuls noch durch einen nachge~ schalteten Transistor verstärkt und als Takt für ein Gerät benutzt werden.

Auf diese Weise ist die Ausgangsspannung von der eigentlichen Kippschaltung galvanisch getrennt, und sie kann sehr gut an die zu steuernden Schaltelemente angepaßt werden. Außerdem ist die Impulsspannung der Ausgangswicklung potentialfrei, und die Polarität der Impulse kann frei gewählt werden. Ein gemäß der Erfindung aufgebauter Rechteckimpulsgenerator hat gegenüber einem Sinusgenerator den Vorteil, daß eine besondere Impulsformerstufe eingespart werden kann.

Im Rahmen der Erfindung kann auch der Ringkern K durch die Ausgangsöffnung eines Transfluxors ersetzt werden. Die beiden Generatorphasen wirken in diesem Fall auf die Treiber- bzw. Übertragerwicklung. Durch Einstellen bzw. Blockieren des Transfluxors können die Taktimpulse an der Ausgangswicklung des Transfluxors ein- bzw. ausgeschaltet werden.

Die im Rahmen der Erfindung durch einen Ringkern mit rechteckiger Hystereseschleife oder einen Transfluxor vorgeschlagene Impulsflankenversteilerung bzw. leistungsmäßige Verbesserung ist nicht nur in einer astabilen, sondern auch in einer monostabilen oder bistabilen Kippschaltung vorteilhaft anwendbar.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Astabile Kippschaltung mit mindestens zwei elektronischen Verstärkerelementen, vorzugsweise mit Transistoren, und einem die Kippzeit bestimmenden Serienschwingkreis, der zwischen die Steuerelektrode des einen und die Ausgangselektrode des anderen Transistors eingeschaltet ist, nach Hauptpatent 1173 935, dadurchgekennzeichnet, daß in jedem Ausgangsstromkreis beider Transistoren je eine Wicklung eines magnetischen Übertragers (K), dessen Kernmaterial eine rechteckige Hystereseschleife besitzt, eingeschaltet ist und an einer dritten Wicklung (III) des Übertragers (K) die gewünschten Ausgangsimpulse abgreifbar sind.

2. Astabile Kippschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Übertrager ein Ringkern mit drei Wicklungen und einem Kernmaterial mit rechteckiger Hystereseschleife vorgesehen ist.

3. Astabile Kippschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Übertrager ein Transfluxor vorgesehen ist, dessen Treiber- und Übertragerwicklung in je einen Ausgangsstromkreis eingeschaltet sind und der durch Einstellen bzw. Blockieren den Taktimpuls an seiner Ausgangswicklung abgibt bzw. unterdrückt.

4. Astabile Kippschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgangswicklung ein weiterer Transistorverstärker angeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 036 920, 957.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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