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Monostabiler Multivibrator Die vorliegende Erfindung betrifft eine
monostabile Kippstufe mit verlängerbarer Verweilzeit. Monostabile Kippstufen sind
allgemein bekannt und finden in der Elektronik häufig Anwendung. Sie besitzen eine
einzige stabile Lage und können durch einen Impuls kurzzeitig in die andere Lage
umgesteuert werden. Nach einer gewissen Zeit, die durch die Zeitkonstante eines
RC-Gliedes bestimmt wird, kippt die Stufe wieder in ihre Ruhelage zurück. Nach Ablauf
der sogenannten Erholzeit kann die monostabile Kippstufe wieder durch einen neuen
Impuls in ihre andere Lage gekippt werden. Treffen jedoch Impulse auf den Steuereingang,
bevor die monostabile Kippstufe in ihre Ruhelage zurückgekippt ist, so bleiben diese
wirkungslos.
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In der Steuer- und Regelungstechnik sowie bei überwachungsaufgaben
tritt nun häufig die Aufgabe auf, Kippstufen solcher Art dahingehend zu verändern,
daß auch auf den ersten Eingangsimpuls folgende Impulse, soweit sie in die Verweilzeit
der Kippstufe fallen, auf den Schaltzustand der monostabilen Kippstufe einwirken
können. Durch die deutsche Auslegeschrift 1170 462 ist nun eine Kippstufe
bekanntgeworden, die durch ein Steuersignal vorzeitig aus ihrer instabilen in die
stabile Lage zurückgekippt werden kann. Eine Vergrößerung der Verweilzeit der monostabilen
Kippstufe ist mit der bekannten Anordnung jedoch nicht möglich.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine monostabile
Kippstufe so weiterzubilden, daß ihre Verweilzeit in der instabilen Lage verlängerbar
ist, und daß während des Verweilens in dieser Lage auf den Eingang treffende Impulse
das Ausgangssignal nicht beeinflussen. Dies wird dadurch erreicht, daß zwei rückgekoppelte
Transistoren mit einem zeitbestimmenden RC-Glied vorgesehen sind, daß parallel zur
Steuerstrecke des im stabilen Zustand der Kippstufe leitenden Transistors die Reihenschaltung
aus zwei Dioden und einem weiteren Transistor liegt, die so gepolt sind, daß sich
der Kondensator des zeitbestimmenden Gliedes darüber entladen kann, daß ein weiterer
Kondensator der Reihenschaltung aus Kollektor-Emitter-Strecke des weiteren Transistors
und einer der Dioden parallelgeschaltet ist, und daß die Steuerelektrode des im
stabilen Zustand der Kippstufe gesperrten Transistors über eine weitere Diode so
an einer Elektrode des weiteren Transistors liegt, daß diese bei leitendem weiteren
Transistor am Sperrpotential liegt.
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Die Erfindung wird nun an Hand eines in der Figur dargestellten, vorteilhaften
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die monostabile Kippstufe besteht im wesentlichen
aus den beiden Transistoren pl und p2, deren Schaltzustände über Widerstände
r2, r4 und r5 so eingestellt werden, daß der Transistorp2 im stabilen Zustand
der Kippstufe gesperrt ist. Zwischen Basis und Emitter des Transistorspl liegt ein
weiterer Transistor p 3, in dessen Kollektorzuleitung zwei Richtleitern1
und n2 eingefügt sind. Mit der Kathode des einen Richtleiters n 2 bzw. der Anode
des anderen Richtleiters n 1 ist ein Anschluß eines KondensatorsK2 verbunden,
dessen anderer Belag zusammen mit den Emittern der Transistoren p 1
und p 3 an Masse liegt. Der Kollektor des Transistorsp3 ist außerdem über
einem Richtleitern3 mit der Basis des Transistors p 2 verbunden.
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Wird nun an den Eingang des Transistors p 3 ein positiver Impuls
gegeben, so wird dieser leitend gesteuert, womit auch die beiden Richtleiter n
1 und n 2 durchlässig werden, so daß die Basis des Transistors
p 1 nunmehr an Masse liegt und der Transistor sperrt. Dadurch wird
sein Kollektorpotential so weit angehoben, daß der Transistor p 2 über die
Widerstände r 4, r 5 und den Richtleiter n 4 leitend gesteuert wird.
Damit kann sich der Kondensator Kl über den Widerstand r2 und die Kollektor-Emitter-Strecke
des Transistorsp2 umladen, da an der Basis von p2
Sperrpotential liegt. Ist
dieses Potential auf der Basisseite des Transistors p 1 weit genug abgesunken,
so wird dieser Transistor über Widerstand r2 leitend gesteuert, womit sein Kollektorpotential
sinkt und der Transistor p 2 gesperrt wird. Insoweit weicht der Kippvorgang
dieser Anordnung nicht wesentlich vom Kippvorgang einer normalen Kippstufe ab. Wenn
sich jedoch die Kippstufe in ihrer instabilen Lage befindet, d. h., wenn
der Transistor p 1 gesperrt und der Transistor p 2 leitend ist, so
daß der Ausgang A auf hohem Potential liegt, so hat ein am Eingang
E auftretender
Eingangsimpuls die Wirkung, daß zunächst
der Transistor p 2 über den Widerstand r 5 und den Richtleiter
n4 gesperrt wird. Damit wird auch der Umladevorgang des Kondensators K
1 unterbrochen. Die Aufladung erfolgt nunmehr über den Widerstand r
1, die Richfleiter n 2 und n 1 und den Transistorp3. Somit kann also
der Transistorpl nicht leitend gesteuert werden, er bleibt vielmehr gesperrt, wodurch
am Ausgang A das hohe Potential erhalten bleibt. Verschwindet nun der Eingangsimpuls
am Eingang E, so wird der Transistor p2 wegen des hohen Kollektorpotentials
des Transistors pl sofort wieder leitend.
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Der Transistorpl kann aber nicht sofort wieder leitend gesteuert werden,
da der Kondensator K2 entladen ist und daher im ersten Augenblick der Sperrung des
Transistors p3 wie ein Kurzschluß wirkt, wodurch an der Basis des Transistors
p 1 Nullpotential liegt. Mit der Leitendsteuerung des Transistorsp2 wird
nun der Aufladevorgang des Kondensators K 1 wieder eingeleitet, so daß wieder
Sperrpotential an der Basis des Transistorspl liegt, und erst nach einer durch den
Widerstandr2 und den KondensatorK1 bestimmten Zeit der Rückkippvorgang in den stabilen
Zustand erfolgen kann. Mit der Anordnung gemäß der Erfindung ist also mit einfachen
Mitteln eine Verlängerung der Verweilzeit in der instabilen Lage zu erreichen, und
zwar ohne daß ein Einbruch der am Punkt A auftretenden Ausgangsspannung erfolgt.
Die Bedingung für den Eingangsimpuls ist dabei, daß seine Dauer mindestens doppelt
so groß wie die Zeitkonstante (»Erholzeit«) der aus dem Widerstand R 1 und
dem Kondensator Kl bestehenden RC-Kombination ist. Weitere Ausführungsbeispiele
gemäß der Erfindung sind ohne weiteres denkbar, solange nur die Voraussetzung eingehalten
wird, daß der Kondensator K 1 vor Einsetzen des Rückkippvorganges wieder
aufgeladen wird und die Steuerimpulsdauer des verwendeten Schalters mindestens so
groß wie die Erholzeit der Kippstufe ist.