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Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Spannungsimpulsen kurzer Dauer
aus Eingangsimpulsen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung
von Spannungsimpulsen kurzer Dauer aus Eingangsimpulsen, die einen Transistor in
Emitterschaltung mit einem Lastwiderstand im Kollektorkreis enthält.
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Zum Betrieb von Kernspeichern, Matrixspeichern u. dgL sind meist definierte
Stromiinpulse vorgeschrieben, die mittels einer Begrenzerschaltung einem Widerstand
entnommen werden, der an einer Impulsquelle mit eingeprägter Spannung liegt.
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Als Impulsquellen finden Transistorschaltungen Verwendung. Je nach
den geforderten Bedingungen hinsichtlich Impulsart (Spannungs- oder Stromimpuls),
Impulsdauer, Impulsfolgefrequenz u. a. kann der Transistor in jeder seiner drei
Grundschaltungen betrieben werden.
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So lassen sich z. B. bei Betreiben eines Transistors ,in Basisschaltung
bei Stromsteuerung mit hoher Frequenz wegen der hohen Grenzfrequenz im Kollektorkreis
Impulse sehr kurzer Dauer erzielen. Der Steuerstrom ist dabei, da cc <l
ist, in jedem Fall größer als der Schaltstrom.
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Die Emitterschaltung, am häufigsten verwendet, da sie Strom- und Spannungsverstärkung
ermöglicht, hat vergleichsweise lange Schaltzeiten, die durch kräftige übersteuerung
nur ungenügend verkürzt werden können.
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Die Kollektorschaltung findet im Impulsbetrieb meist nur als Impedanzwandler
Verwendung. Zum Betrieb von Kernspeichern, Matrixspeichern u. dgl. sind meist definierte
Stromimpulse vorgeschrieben. Diese Impulse können mittels einer Strombegrenzerschaltung
aus einem eingeprägten Spannungsimpuls gewonnen werden.
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Ein mit einer Seriengegenkopplung versehener in Emitterschaltung betriebener
Transistor vermeidet zwar durch Anheben der, Grenzfrequenz den speziellen Nachteil
vergleichsweise langer Schaltzeiten einer reinen Emitterschaltung, doch geht dabei
ihr spezieller Vorteil verloren, daß nämlich im Kollektorkreis, wie vielfach gefordert,
am Lastwiderstand Impulse eingeprägter Spannung auftreten, weil bei starker Gegenkopplung
der Kollektorstrom, da nur mehr von der Eingangsspannung und dem Widerstand des
Gegenkopplungsgliedes abhängig, eingeprägt ist.
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Daneben sind noch Schaltungsanordnungen mit einer Diode im Kollektorkreis
eines Transistors bekannt, sogenannte Entsättigungsschaltungen. Es handelt sich
dabei meist um Emitterschaltungen, bei denen die Diode im Kollektorkreis den Transistor
vor übersteuerung schützen soll (vgl. Rusche, Wagner, Weitzsch, »Flächentransistoren«,S.339;
Shea, »Transistortechnik«, S. 306).
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Aufgabe der Erfindung ist nun, eine transistorbestückte Schaltungsanordnung
möglichst geringen Aufwandes zu schaffen, die die Bedingung nach hoher Grenzfrequenz
und eingeprägter Spannung am Lastwiderstand des Ausgangskreises erfüllt.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von
rechteckförmigen Spannungsimpulsen kurzer Dauer aus Eingangsimpulsen mit einem in
Emitterschaltung betriebenen Transistor. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß in
an sich bekannter Weise zwischen dem Emitter und dem einen Pol der Spannungsquelle
ein Widerstand geschaltet ist und daß am Kollektor eine Diode angeschlossen ist,
die in Durchlaßrichtung betrieben ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn an Stelle
einer Diode eine Zenerdiode verwendet wird. Auch kann die erfindungsgemäße Schaltung
dahingehend abgewandelt werden, daß die Diode mit einer Vorspannung versehen ist.
Durch die erfindungsgemäße Schaltung wird erreicht, daß bei Spannungssteuerung im
Eingangskreis am Lastwiderstand im Kollektorkreis Impulse eingeprägter Spannung
entstehen, und zwar bei Frequenzen, die bei entsprechender Dünensionierung der Gegenkopplung
bis zur Grenzfrequenz einer Basisschaltung reichen.
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Ein wesentlicher Unterschied bezüglich des Betriebs einer Diode in
der bekannten Entsättigungsschaltung einerseits und der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
andererseits liegt darin, daß die Diode iin ersten Fall nur dann Strom führt, wenn
der Kollektorstrom bei großer Stromverstärkung sehr hoch ist, während sie ini zweiten
Fall Strom führen muß, damit am Lastwiderstand eine eindeutige Spannung
liegt.
Durch den erfindungsgemäßen Einsatz einer Diode bzw. Zenerdiode wird also der im
Kol-Icktorkreis eingeprägte Strom hoher Frequenz derart aufgeteilt, daß am KoRektor
ein festes Potential entsteht.
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Die Erfindung wird nun an Hand der F i g. 1 bis 5
beispielsweise
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine bekannte Schaltung eines Transistors
in Einitterschaltung mit Gegenkopplung, F i g. 2 eine bekannte Entsättigungsschaltung,
F i g. 3 die erfindungsgemäße Schaltung mit einer normalen Diode, F i
g. 4 die erfindungsgemäße Schaltung mit Zenerdiode, F i g. 5 eine
Anwendung der Schaltung nach Fig. 3.
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In der bekannten Schaltung gemäß Fig. 1 liegt zwischen dem
Emitteranschluß des Transistors T und dem negativen Pol der Batterie U2 der
Gegenkopplungswiderstand Rc,. Bei der Ansteuerung dieser Transistorschaltung mit
Spannungsimpulsen U, und entsprechender Größe des Widerstandswertes von RC, entstehen
am LastwiderstandRL Stromimpulse mit gegebenenfalls hoher Folgefrequenz und sehr
kurzer Dauer.
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Durch die bekannte Schaltung nach F i g. 2, in der der kollektorseitigen
Reihenschaltung aus Lastwiderstand RL und Batterie U, die Reihenschaltung
einer Diode D und einer weiteren Batterie U" parallel gelegt ist, soll der
Speichereffekt, der im Transistor während der Sättigung auftritt und der die Impulsfolgefrequenz
erheblich begrenzt, vermieden werden. Fällt das Potential zwischen Kollektor und
Emitter des Transistors auf den Blockierwert U., so beginnt die Diode
D zu leiten, so daß die Kollektorspannung nicht unter den Wert
U, absinken kann.
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In der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung nach F i
g. 3 bzw. 4 liegt zwischen Emitteranschluß des Transistors T vom npn-Typ
und dem Minuspol der Batterie U2 ein Ohmscher Widerstand Ra. In der Anordnung
nach F i g. 3 liegt eine in ihrem Durchlaßbereich betriebene Diode
D zwischen dem Kollektor des Transistors und der Spannung U.. Bei
der Anordnung nach F i g. 4 ist zwischen den Kollektoranschluß des Transistors
und den Pluspol der Batterie die Parallelschaltung eines Ohmschen Widerstandes RL
und einer Zenerdiode Z gelegt. Bei beiden Anordnungen wird der in den Kollektorkreis
eingeprägte Strom so aufgeteilt, daß am Kollektor ein festes Potential entsteht.
An dem Lastwiderstand liegt eine eingeprägte Spannung.
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Während also in bekannten Schaltungsanordnungen zum einen Mal durch
eine gegengekoppelte Emitterstufe eine Erhöhung der Grenzfrequenz und damit der
Impulsfolgefrequenz nur bei eingeprägtem Strom am Lastwiderstand des Kollektorkreises
erzielt wird, zum anderen Mal eine Diode parallel im Kollektorkreis eine reine Begrenzerfunktion
übernimmt, werden durch die Erflndung Anforderungen erfüllt, die weder mit einer
Basisschaltung oder gegengekoppelten Emitterschaltung noch mit einer Entsättigungsschaltung
zu erfüllen sind.
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In der F i g. 5 ist eine Anwendung der Schaltung nach F i
g. 3 gezeigt, mit der Spannungsirnpulse mit der Dauer t erzeugt werden können.
Parallel zur Eingangselektrode des Transistors T ist dabei ein Laufzeitglied L mit
der Laufzeit
geschaltet. Nach der Zeit
erscheint dieSpannung am kurzgeschlossenen Ende des Laufzeitgliedes, und von dort
läuft sie mit entgegengesetzter Polarität zum Eingang des Laufzeitgliedes zurück.
Wenn die Impedanz des Laufzeitgliedes gleich der Parallelschaltung von Innenwiderstand
Ri und Eingangswiderstand des Transistors ist, dann ist die Basis des Transistors
nach der Zeit t (doppelte Laufzeit des Laufzeitgliedes) kurzgeschlossen, und der
Transistor wird gesperrt.
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Die Schaltung erzeugt also Spannungsünpulse mit der Impulsdauer t
aus Spannungsimpulsen, die beliebig länger als t sind.