DE1277916B - Triggerschaltung mit potentialunabhaengigen Steuereingaengen - Google Patents

Triggerschaltung mit potentialunabhaengigen Steuereingaengen

Info

Publication number
DE1277916B
DE1277916B DE1966S0103477 DES0103477A DE1277916B DE 1277916 B DE1277916 B DE 1277916B DE 1966S0103477 DE1966S0103477 DE 1966S0103477 DE S0103477 A DES0103477 A DE S0103477A DE 1277916 B DE1277916 B DE 1277916B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
trigger circuit
windings
magnetic core
carrying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1966S0103477
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Wilhelm Wilhelm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE1966S0103477 priority Critical patent/DE1277916B/de
Publication of DE1277916B publication Critical patent/DE1277916B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/28Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
    • H03K3/281Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
    • H03K3/286Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

  • Triggerschaltung mit potentialunabhängigen Steuereingängen Die Erfindung bezieht sich auf eine Triggerschaltung mit einem oder mehreren potentialfreien Steuereingängen. Die Triggerschaltung spricht auf beliebig langsame Änderungen der Eingangsgröße an.
  • Unter der Bezeichnung Schmitt-Trigger sind Triggerschaltungen, die zwei Amplitudenschwellen der Eingangsspannung aufweisen, allgemein bekannt (z. B. deutsche Auslegesehrift 1149 056). Eine derartige Schaltungsanordnung kippt immer dann von dem einen in den anderen Schaltzustand, wenn die Eingangsspannung den oberen Schwellwert -überschreitet bzw. den unteren Schwellwert unterschreitet. Das Kippen setzt auch dann ein, wenn die Schwellwerte sehr langsam durchlaufen werden. Dazu ist es bei den bekannten Anordnungen allerdings erforderlich, daß die Eingangsklemme mit einem der Verstärkerelemente und damit auch mit der Betriebsspannungsquelle der Triggerschaltung galvanisch verbunden ist. Diese galvanische Verbindung ist für viele Anwendungsfälle störend.
  • Durch die deutsche Patentschrift 1173 522 ist auch ein elektronischer Schalter mit zwei stabilen Lagen bekannt, bei dem die Steuersignale induktiv mit Hilfe eines übertragers zugeführt werden. Hierbei besteht zwischen der Anderungsgeschwindigkeit der Ei,ngangs-Steuergröße und der induktiven Zeitkonstante der Eingangswicklung des übertragers ein unmittelbarer Zusammenhang. Da die Herstellung von Wicklungen mit großer Induktivität schwierig und vor allem unter Verwendung kleiner Magnetkeine praktisch nicht möglich ist, eignet sich der bekannte Schalter nur zur Steuerung durch Eingangsimpulse mit mehr oder weniger steilen Anstiegsflanken. Beliebig langsame Änderungen der Steuergrö& können jedenfalls nicht zugelassen werden.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Triggerschaltung mit einem oder mehreren potentialunabhängigen Steuereingängen und mit einem oberen und einem unteren Ansprechschwellwert anzugeben, die auch dann von der einen stabilen Lage in die andere kippt, wenn die Eingangs-Steuergröße die Ansprechschwellen beliebig langsam durchläuft.
  • Die Erfindung geht aus von einer symmetrischen bistabilen Kippschaltung mit zwei gegenseitig rückgekoppelten, wechselweise stromführenden bzw. gesperrten Verstärkerelementen, in deren Arbeitsstromkreisen je eine von zwei gleichartigen, aber entgegengesetzt gepolten Wicklungen eines gemeinsamen Magnetkerns mit annähernd rechteckförmiger Hystereseschleife zwischen die gesteuerte Elektrode und den Gleichstromwiderstand eingeschleift ist.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Kippschaltung in eine Triggerschaltung abgewandelt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Strom durch das jeweils stromführende Verstärkerelement kleiner als dessen Sättigungsstrom ist und daß das Kippen der Triggerschaltung durch eine Erhöhung der Induktivität der Kernwicklungen infolge 'einer magnetischen Erregung, die der von dem jeweiligen Arbeitsstrom durch die entsprechende Wicklung hervorgerufene Erregung und der jeweiligen Remanenz des Magnetkerns entgegenwirkt bzw. durch die ' 'damit verbundene Erhöhung der Schleifenverstärkung der in sich rückgekoppelten, durch das jeweils stromführende (aktive) Verstärkerelement gebildeten Verstärkerstufe ausgelöst wird.
  • Die Triggerschaltung gemäß der Erfindung wird an Hand der F i g. 1 bis 4 näher erläutert. Die F i g. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel eine nach der Erfindung erweiterte, symmetrische bistabile Kippschaltung mit Transistoren. Symmetrische bistabile Kippschaltungen nach dem von E c c 1 e s und J o r d a n angegebenen Prinzip sind in der Technik allgemein bekannt, so daß auf ihren Aufbau und ihre grundsätzliche Wirkungsweise nicht mehr eingegangen werden muß.
  • In die Kollektorstromkreise der beiden pnp-Transistoren TI und T2 ist jeweils eine der beiden gleichartigen, jedoch entgegengesetzt gepolten Wicklungen Wl und W2 des übertragers C eingeschleift. Der übertragerkern hat eine annähernd rechteckförmige Hystereseschleife. An jedem der Verbindungspunkte zwischen einer Wicklung und dem zum gleichen Stromkreis gehörenden Kollektor-Gleichstromwiderstand R 1 bzw. R 2 sind die Ausgangsklemmen A 1 bzw. A 2 angeschlossen.
  • Durch eine entsprechende Dimensionierung der Kippschaltung wird verhindert, daß der jeweils stromführende Transistor bis in das Sättigungsgebiet gesteuert wird. Es sei beispielsweise angenommen, daß der Transistor T 1 gesperrt und der Transistor T 2 stromführend sei. Der aus den Widerständen R 1, R 3 und R5 bestehende Spannungsteiler zwischen den beiden Betriebsspannungen + Ul und - U2 (z. B. + 12 V, - 12 V) ist so ausgelegt, daß die Basis des TransistorsT2 positiv gegen das Massepotential wird. Der durch den Transistor T2 fließende Emitterstrom und damit der Spannungsabfall an dem für beide Transistoren gemeinsamen Emitterwiderstand R 7 kann nur so groß werden, daß der Emitter immer noch positiv gegen die Basis ist. Durch den Emitterstrom ist auch der Kollektorstrom von nahezu der gleichen Größe festgelegt. Der Widerstand R2 wird nun so gewählt, daß der Kollektorstrom an ihm einen Spannungsabfall hervorruft, der zusammen mit dem Spannungsabfall am Widerstand R 7 einen kleineren Wert als die Summe der beiden Betriebsspannungen Ul und U2 ergibt. Das bedeutet aber, daß der stromführende Transistor T2 nicht gesättigt ist und daher im Gegensatz zu einem im Sättigungscrebiet betriebenen Transistor noch Verstärkereigenschaften besitzt.
  • Ist an Stelle des Transistors T 2 der Transistor T 1 stromführend, so gelten für ihn sinngemäß die gleichen überlegungen, insbesondere, wenn die Schaltungsanordnung, wie üblich, völlig symmetrisch ausgelegt ist.
  • Durch einen Stromimpuls geeigneter Größe und Polarität am Eingang E kann der Kein des Übertragers U über die Wicklung W3 von der einen in die andere Remanenzlage geschaltet werden. Die hierbei in den Wicklungen Wl und W2 induzierten Spannungsimpulse bewirken auch das Kippen der Triggerschaltung.
  • Ein ganz anderer Vorgang spielt sich ab, wenn in der Wicklung W3 nur ein allmählicher Stromanstieg erfolgt. Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, daß die reversible Penneabilität und somit die Induktivität des Schaltkerns stark vom Magnetisierungszustand abhängig sind. Der Zusammenhang zwischen der InduktivitätL und der Durchflutung (9 ist in F i g. 2 unter der bekannten Hystereseschleife eines Schaltkerns dargestellt. Den stellen Ästen der Hystereseschleife entsprechen Maximalwerte der Induktivität.
  • Wenn nun durch die wachsende Durchflutung des Kerns die Induktivität L groß genug geworden ist, wird die durch den stromführenden Transistor gebildete Verstärkerstufe zum Schwingen angeregt. Nach gehöriger Aufschaukelung der Schwingung greift sie auch auf den bisher gesperrten Transistor über und bringt damit schließlich die Triggerschaltung zum Umkippen. Der Kein des übertragers ü wird hierbei vollständig ummagnetisiert.
  • In F i g. 3 ist zur besseren übersieht eine solche Verstärkerstufe mit dem stromführenden, an der Schwingungsanfachung zunächst allein beteiligten Transistor dargestellt. In die Zeichnung wurden nur die hierfür wichtigsten Teile aufgenommen. Die Verstärkerstufe ist über die Wicklungen Wl und W2 in sich rückgekoppelt. Die Schleifenverstärkung Vs hängt von der Größe der InduktivitätL etwa nach folgender Beziehung ab: Die Konstanten K, und K, werden durch spezielle Schaltungseigenschaften, wie Stromverstärkungsfaktor, Windungszahlenverhältnis u. dgl., bestimmt. überschreitet die Schleifenverstärkung den Wert 1, was dadurch geschehen kann, daß die Induktivität L durch entsprechende Einstellung des Eingangsgleichstromes in der Wicklung W3 einen kritischen Wert übersteigt, so wird die Schwingung angeregt. Die in Fi - g. 3 eingezeichnete Kapazität C bestimmt zusammen mit der (veränderlichen) Induktivität L die Frequenz der Schwingung. Die Kapazität C braucht nicht als besonderes Bauelement vorgesehen zu werden, es genügen hierfür vielmehr die stets vorhandenen Schaltungs- und Bauteilekapazitäten, insbesondere die Basis-Emitter-Kapazität der Transistoren.
  • Die Tri,-gerschaltung gemäß der Erfindung weist so, wie sie bisher beschrieben wurde, einige Nachteile auf. Durch Belastung der Triggerschaltung an den Ausgangsklemmen bzw. durch Änderung der Belastung kann es leicht geschehen, daß sich die Schleifenverstärkung der wirksamen Verstärkerstufe verändert, so daß die Ansprechempfindlichkeit in unzulässiger Weise beeinflußt wird oder sogar die Schaltung überhaupt nicht mehr funktioniert. Der zweite Nachteil besteht darin, daß die Schwingung, die das Kippen der Triggerschaltung einleitet, auch auf die Ausgangsklemmen durchgreift.
  • Diese Nachteile können durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung nach F i g. 4 vermieden werden. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 4 unterscheidet sich von der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 nur durch die Einführung der beiden DiodenD1 und D2. Die WiderständeR1 und R2 werden nun jedoch so festgelegt, daß durch den Kollektorstrom des stromführenden Transistors, z. B. wieder T2, an dem zugehörigen Widerstand R2 ein Spanriungsabfall erzeugt würde, der zusammen mit dem Spannungsabfall am Widerstand R 7 einen größeren Wert als die Summe der beiden Betriebsspannungen U 1 und U2 ergäbe. Indessen wird aber durch die Diode D 2 ein Teil des Kollektorstromes gegen ein festes Bezugspotential (z. B. Massepotential) abgeleitet und das kollektomahe Ende des Widerstandes R 2, abgesehen von der kleinen Schwellenspannung der Diode D 2, auf dem festen Bezugspotential (Massepotential) gehalten. Durch diese Maßnahme werden folgende vorteilhafte Wirkungen erzielt: 1. Der stromführende Transistor wird nicht in das Sättigungsgebiet gesteuert.
  • 2. Die dynamischen Eigenschaften sind in weiten Grenzen von der Belastung der Triggerschaltung unabhängig. Ein über die Ausgangsklemmen zu-oder abfließender Strom ergibt nur eine Veränderung des über die leitende Diode fließenden Stromes und keine Verschiebung des Arbeitspunktes des stromführenden (Verstärker-)Transistors.
  • 3. Die während der übergangsphase auftretenden Kollektorwechselströme treten an den Ausgangsklemmen nicht als Wechselspannungen in Erscheinung.
  • Die beiden Ansprechschwellen der erfindungsgemäßen Triggerschaltung sind, wenn die Schaltung völlig symmetrisch ist, gleich, aber von entgegengesetzter Polarität. Durch unsymmetrische Dimensionierung lassen sich indessen nur relativ geringe einseitige Verschiebungen der Ansprechschwellen erzielen. Stärkere Verschiebungen der Ansprechschwellen können durch einen konstanten Gleichstrom, der dem Eingangsstrom überlagert wird, erreicht werden Die gleiche Wirkung ergibt eine konstante Vorerregung des Kernes durch einen über eine getrennte Wicklung fließenden Strom. Durch weitere Eingangswicklungen kann ein Und- bzw. Oder-Verhalten der Triggerschaltung bezüglich der Eingangsströme erzielt werden.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: gegenwirkt, bzw. durch die damit verbundene Erhöhung der Schleifenverstärkung der in sich rückgekoppelten, durch das jeweils stromführende (aktive) Verstärkerelement (T1, T2) gebildeten Verstärkerstufe ausgelöst wird.
  2. 2. Triggerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kippen auslösende Erregung des Magnetkerns, durch Stromfluß in einer (W3) oder mehreren zusätzlichen Wicklungen (Steuerwicklungen) des gemeinsamen Magnetkerns verursacht wird. 3. Triggerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem der beiden Verbindungspunkte der in den Arbeitsstromkreisen der Verstärkerelemente (T1, T2) liegenden Kernwicklungen (W1, W2) mit den entsprechenden Gleichstromwiderständen (R 1, R 2) eine Diode (D 1 bzw. D 2) gegen ein festes Bezugspotential geschaltet ist. 4. Triggerschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur einseitigen Verschiebung ihrer Ansprechschwellen der gemeinsame Magnetkern durch einen konstanten Strom über eine zusätzliche Eingangswicklung vorerregt wird. 1. Triggerschaltung mit mindestens einem potentialfreien Steuereingang aus einer symmetrischen bistabilen Kippschaltung mit zwei gegenseitig rückgekoppelten, wechselweise stromführenden bzw. gesperrten Verstärkerelementen, in deren Arbeitsstromkreisen je eine von zwei gleichartigen, aber entgegengesetzt gepolten Wicklungen (W 1, W 2) eines gemeinsamen Magnetkerns mit annähernd rechteckförmiger Hystereseschleife zwischen die gesteuerte Elektrode und den Gleichstromwiderstand (R 1 bzw. R 2) eingeschleift ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom durch das jeweils stromführende Verstärkerelement(T1, T2) kleiner als dessen Sättigungsstrom ist und daß das Kippen der Triggerschaltung durch eine Erhöhung der Induktivität der Kernwicklungen infolge einer magnetischen Erregung, die der von dem jeweiligen Arbeitsstrom durch die entsprechende Wicklung(W1, W2) hervorgerufenen Erregung und der jeweiligen Remanenz des Magnetkerns ent-In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1070 225, 1173 522; USA.-Patentschrift Nr. 3 140 404.
DE1966S0103477 1966-04-28 1966-04-28 Triggerschaltung mit potentialunabhaengigen Steuereingaengen Pending DE1277916B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1966S0103477 DE1277916B (de) 1966-04-28 1966-04-28 Triggerschaltung mit potentialunabhaengigen Steuereingaengen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1966S0103477 DE1277916B (de) 1966-04-28 1966-04-28 Triggerschaltung mit potentialunabhaengigen Steuereingaengen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1277916B true DE1277916B (de) 1968-09-19

Family

ID=7525207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1966S0103477 Pending DE1277916B (de) 1966-04-28 1966-04-28 Triggerschaltung mit potentialunabhaengigen Steuereingaengen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1277916B (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1070225B (de) * 1958-11-07 1959-12-03 Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Zuffenhausen
US3140404A (en) * 1958-10-17 1964-07-07 Automatic Elect Lab Eccles-jordan flip-flop with closed ferrite cores in the cross-coupling paths
DE1173522B (de) * 1962-07-11 1964-07-09 Siemens Ag Elektronischer Schalter mit zwei komplementaeren Transistoren

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3140404A (en) * 1958-10-17 1964-07-07 Automatic Elect Lab Eccles-jordan flip-flop with closed ferrite cores in the cross-coupling paths
DE1070225B (de) * 1958-11-07 1959-12-03 Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Zuffenhausen
DE1173522B (de) * 1962-07-11 1964-07-09 Siemens Ag Elektronischer Schalter mit zwei komplementaeren Transistoren

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2524496A1 (de) Rechteckwellen-generator
EP0207372B1 (de) Oszillator/Demodulator-Schaltungsanordnung für einen induktiven Annäherungsschalter
DE1142902B (de) Impulsbreitenmodulator mit zwei Transistoren
DE1277916B (de) Triggerschaltung mit potentialunabhaengigen Steuereingaengen
CH499928A (de) Schaltungsanordnung zur elektronischen Steuerung des Speisestromes eines elektrischen Verbrauchers mit vorwiegend induktivem Widerstand
DE1196704B (de) Mechanisch betaetigbarer kontaktloser Schalter
DE1043393B (de) Elektronische Torschaltung
DE1638015C3 (de) Parallelregelschaltung
DE1286144B (de) Aktiver Modulator mit Transistoren
DE1051904B (de) Schaltung zur Abgabe eines elektrischen Stromes an ein oder mehrere statische magnetische Speicherelemente
DE1257201B (de) Elektronischer Schalter
DE1274643B (de) Triggerschaltung mit potentialfreiem Eingangskreis fuer einen veraenderlichen Gleichstrom
DE2246312B2 (de) Logischer Speicher
DE3027255A1 (de) Auswerteschaltung fuer kurzchluss-ringgeber
DE1156851B (de) Schaltungsanordnung zum Ausscheiden kurzer Impulse aus einem Gemisch von kurzen und laengeren Impulsen
DE1218525B (de) Verstaerker mit umschaltbarem Verstaerkungsgrad
DE1169995B (de) Invertierschaltung
DE1157308B (de) Frequenzwandler zur Erzeugung von subharmonischen Frequenzen mit einem nichtlinearenElement im Subharmonischen-Generatorkreis
DE1244241B (de) Schaltungsanordnung zum Ein- bzw. Ausschalten oder Umpolen eines Ausgangsgleichstromes mittels kurzer Eingangsimpulse
DE1267256B (de) Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer von einem Gleichstrom abhaengigen Regelspannung
DE1288131B (de) Transistorsperrschwinger zur Erzeugung von Impulsfolgen mit getrennter Impuls- und Pausenzeitregelung
DE1173131B (de) Elektronischer Schalter
DE1224774B (de) Anordnung zur Erzeugung von Impulsen
DE1233014B (de) Schaltung eines nicht destruktiven Speichergeraetes
DE1298132B (de) Schaltungsanordnung fuer eine Binaerteilerstufe mit einem Ringkern und einem Transistor