DE1293832B

DE1293832B -

Info

Publication number: DE1293832B
Application number: DE19661293832
Authority: DE
Priority date: 1965-02-09
Filing date: 1966-02-09
Publication date: 1974-10-03
Also published as: SE326465B; GB1136077A; DE1293832C2; NL6601565A; ES322798A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung Widerstand auftretende Spannung zur Ansteuerung zur Umwandlung analoger Schwingungen in Impulse des Schalttransistors verwendet ist.

mit einem in Abhängigkeit von der Schwingungs- Vorzugsweise enthält das Schaltungsglied eine

amplitude gesteuerten Schalttransistor. Zenerdiode.

Es ist häufig erforderlich, aus hochfrequenten 5 Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungs-Schwingungen, die beispielsweise angenähert sinus- form der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung förmig sein können, hochfrequente Impulse zu er- besteht das Schaltungsglied aus der Reihenschaltung zeugen. Zu diesem Zweck kann die von einem Oszil- einer Zenerdiode und einer entgegengesetzt gepolten lator erzeugte hochfrequente Schwingung einem Ver- Diode.

stärker mit Begrenzerwirkung, einem Schmitt-Trigger- io Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet Schaltkreis oder einer entsprechenden Anordnung zu- sich dadurch aus, daß die Basis des Transistors über geführt werden, um eine Rechteck-Schwingung zu den Widerstand mit einer Gleichstromquelle verbunerhalten, die dann einer Differenzierschaltung zu- den ist und daß die Ausgangsimpule vom Kollektor geführt wird, so daß spitze Spannungsimpulse erhal- des Transistors abgenommen werden,
ten werden, deren Amplitude anschließend durch 15 Vorzugsweise ist der Emitter des Transistors mit einen weiteren Begrenzer oder eine entsprechende der Gleichstromquelle über einen Begrenzungswider-Anordnung begrenzt wird. Eine derart aufgebaute stand verbunden.

Schaltungsanordnung ist jedoch relativ kompliziert Zur zusätzlichen Verbesserung der Anstiegs- und

und für viele Anwendungsfälle zu kostspielig und Abfallzeiten der Impulse ist zu dem Begrenzungs-

neigt darüber hinaus bei hohen Frequenzen zur In- 20 widerstand vorzugsweise ein Kondensator parallel

Stabilität. geschaltet.

Es wurde bereits eine Schaltungsanordnung zur Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wer-Verformung einer Wechselspannung mit stetigem den die analogen Schwingungen dem Eingangskreis Kurvenverlauf, insbesondere zur Umformung in eine über einen Transformator zugeführt.
Impulsspannung, vorgeschlagen, bei der die Wechsel- 25 Für den Fall, daß zwei Impulsfolgen, die durch spannung über einen Verstärker der Reihenschaltung genau eine Halbwelle der analogen Schwingungen eines Kondensators und eines von der Wechselspan- voneinander getrennt sind, benötigt werden, wird nung ein- und ausgeschalteten Gleichrichters zu- gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Ergeführt wird, von welcher Reihenschaltung eine findung ein Gegentakttransformator verwendet, des-Gegenkopplungsspannung für den Verstärker ab- 30 sen Sekundärwicklungshälften jeweils mit einem einen geleitet wird. Vorzugsweise wird bei dieser vor- Schalttransistor steuernden Eingangskreis verbunden geschlagenen Schaltungsanordnung die Wechsel- sind.

spannung der Basis eines ersten Transistors zu- Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der geführt, der mit einem zweiten Transistor einen an Zeichnung, die ein vereinfachtes Schaltbild einer Aussich bekannten Zweistufenverstärker bildet, bei dem 35 führungsform der Schaltungsanordnung gemäß der der Kollektor des ersten Transistors gleichstrom- Erfindung zeigt, im einzelnen beschrieben,
mäßig mit der Basis des zweiten Transistors und Gemäß der Zeichnung wird der Eingang der der Emitter des zweiten Transistors gleichstrom- Schaltungsanordnung, dem annähernd sinusförmige mäßig mit der Basis des ersten Transistors verbunden Hochfrequenzschwingungen von einer nicht darist, wobei in den Emitterweg des zweiten Transistors 40 gestellten HF-Quelle zugeführt werden, von der die Reihenschaltung eines Kondensators und eines Primärwicklung P eines Transformators gebildet, desvon der Wechselspannung ein- und ausgeschalteten sen Sekundärwicklung S mit einem Ende mit einer Gleichrichters aufgenommen ist. Quelle positiven Gleichspannungspotentials und mit

Da bei dieser Schaltungsanordnung ein Verstärker dem anderen Ende über eine Reihenschaltung einer

mit wenigstens einem Transistor benötigt wird, dessen 45 Halbleiterdiode Dl und einer Zenerdiode D 2 mit

Arbeitspunkt mittels mehrerer Schaltelemente stabi- der Basis eines pnp-Transistors T verbunden ist. Die

lisiert werden muß, und außerdem sich auf die Halbleiterdiode D1 und die Zenerdiode D 2 sind wie

Schaltgeschwindigkeit bei sehr hohen Frequenzen dargestellt gepolt. Die Basis des Transistors ist über

ungünstig auswirkende, relativ hohe Schaltkreis- einen Widerstand R1 und der Emitter über einen

impedanzen· vorhanden sind, ergeben sich auch bei 50 Widerstand R 2 mit der Gleichstromquelle verbun-

dieser Anordnung sowohl Nachteile hinsichtlich eines den. Ein Widerstand R 3 verbindet den Kollektor des

einfachen Aufbaues als auch im Hinblick auf die Transistors mit der negativen Klemme der Quelle,

Wirkungsweise bei sehr hoher Frequenz. und die Ausgangsimpulse werden am Widerstand R 3

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer beson- abgegriffen.

ders einfach aufgebauten und wirtschaftlich zu fer- 55 Die Spannung über der Sekundärwicklung S ist so

tigenden Schaltungsanordnung zur Umwandlung ana- groß, daß sie ein Leitendwerden der Diode D1 und

loger Schwingungen in Impulse, die auf Grund sehr D 2 bei den Spitzen der negativen Halbwellen der

niedriger Schaltkreisimpedanzen auch bei sehr hohen hochfrequenten Schwingungen an der Sekundär-

Frequenzen die Erzeugung schmaler Impulse ermög- wicklung S verursacht. Die somit am Widerstand R1

licht und außerdem eine einfache Steuerung der 60 entstehende Spannung macht den Transistor leitend.

Impulsbreite gewährleistet. Die Breite der Ausgangsimpulse für eine gegebene

Ausgehend von einer Schaltungsanordnung der Spannung über der Sekundärwicklung S ist in erster eingangs angeführten Gattung wird diese Aufgabe ge- Linie eine Funktion der Zenerdiodenspannung, da maß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwecks Um- diese Diode die Perioden, in denen eine Spannung Wandlung hochfrequenter Schwingungen in hoch- 65 an Rl entsteht, steuert. Obgleich diese Spannung frequente Impulse ein lediglich einen Widerstand und sinusförmig und auf einen bestimmten Pegel unterein schwellwertabhängiges Schaltungsglied aufweisen- halb ihrer Spitze begrenzt ist, kann der Transistor der Eingangskreis vorgesehen ist und daß die am so ausgelegt werden, daß er entweder linear oder in

die Sättigung gesteuert wird. Wird die letztgenannte Auslegung gewählt, so sind die Ausgangsimpulse stärker rechteckförmig, d.h., sie haben flachere Dächer, als wenn der Transistor linear betrieben wird. Der Widerstand R 2 begrenzt den Basisstrom des Transistors auf einen sicheren Wert, falls die Impedanz der HF-Quelle niedrig ist, und legt darüber hinaus die Verstärkung der Ausgangsstufe fest. Diese kann, falls gewünscht, eine Emitterfolgerstufe sein. Bei der dargestellten Schaltung können bessere Anstiegs- und Abfallzeiten der Ausgangsimpulse erzielt werden, wenn ein Kondensator C (gestrichelt eingezeichnet) parallel zu Widerstand R 2 geschaltet wird. Die Diode Dl verhindert die Leitung der Zenerdiode in Vorwärtsrichtung während der positiven Halbwellen der HF-Schwingung und verringert so die Leistungsaufnahme aus der HF-Quelle.

Die erläuterte Schaltung erzeugt positiv gerichtete Ausgangsimpulse. Es können jedoch zweifellos durch Umkehrung der Polaritäten der Dioden und der Gleichstromquelle sowie durch Verwendung eines npn-Transistors an Stelle eines pnp-Transistors T negativ gerichtete Ausgangsimpulse erzeugt werden.

Für manche Zwecke sind zwei Impulsfolgen, die durch genau eine Halbwelle der Eingangsfrequenz voneinander getrennt sind, erforderlich. Zwei derartige Folgen könnten erzielt werden, indem der dargestellte einfache Transformator durch einen Gegentakttransformator ersetzt und aus jeder Hälfte der Gegentaktsekundärwicklung eine Schaltanordnung ähnlich der dargestellten, die aus der Sekundärwicklung S gespeist wird, ansteuert.

Die große Einfachheit des dargestellten Schaltkreises, verglichen mit vorstehend beschriebenen bekannten Anordnungen, ist offensichtlich. Darüber hinaus ist die Ausgangsimpulsbreite durch Steuerung der Amplitude der Eingangshochfrequenz, beispielsweise indem die Primärwicklung des Transformators über ein Potentiometer gespeist oder die Spannung von der Sekundärseite über ein Potentiometer abgenommen wird, leicht zu steuern. Es kann zu diesem Zweck auch der Wert des Widerstandes R1 verändert werden. Die Schaltkreisimpedanzen können in der Praxis sehr niedrig gemacht werden, so daß die Anstiegs- und Abfallzeiten des Ausgangsimpulses im wesentlichen durch die Halbleitereigenschaften bestimmt werden.

Eine Schaltung, wie dargestellt, wurde versuchsweise erfolgreich eingesetzt, um Ausgangsimpulse von 0,2 Mikrosekunden Impulsbreite bei einer Steuerfrequenz von 1 MHz zu erzeugen. Zweifellos ist es möglich, Steuerfrequenzen vom Zehnfachen dieses Wertes oder darüber ohne Schwierigkeiten zu ver wenden.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Umwandlung analoger Schwingungen in Impulse mit einem in Abhängigkeit von der Schwingungsamplitude gesteuerten Schalttransistor, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Umwandlung hochfrequenter Schwingungen in hochfrequente Impulse ein lediglich einen Widerstand (R 1) und ein schwellwertabhängiges Schaltungsglied (D₁, D₀) aufweisender Eingangskreis vorgesehen ist und daß die am Widerstand (R₁) auftretende Spannung zur Ansteuerung des Schalttransistors verwendet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungsglied (D₁, D₂) eine Zenerdiode enthält.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungsglied aus der Reihenschaltung einer Zenerdiode (D 2) und einer entgegengesetzt gepolten Diode (D 1) besteht.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (T) über den Widerstand (R 1) mit einer Gleichstromquelle verbunden ist und daß die Ausgangsimpulse vom Kollektor des Transistors (T) abgenommen werden.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Transistors (T) mit der Gleichstromquelle über einen Begrenzungswiderstand (R 2) verbunden ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Begrenzungswiderstand (R 2) ein Kondensator (C) parallel geschaltet ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die analogen Schwingungen dem Eingangskreis über einen Transformator (PS) zugeführt werden.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die zur Erzeugung zweier um eine Halbwelle der Eingangssschwingung voneinander getrennter Impulsfolgen bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegentakttransformator vorgesehen ist, dessen Sekundärwicklungshälften jeweils mit einem einen Schalttransistor steuernden Eingangskreis verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen