-
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Blinksignalgeber zur Erzeugung
eines Blinksignals von gegebener Frequenz und Impulslänge mit einer in Reihe zur
Emitter-Kollektor-Strecke eines Leistungstransistors liegenden Lampe, einem die
Frequenz des Blinksignals bestimmenden Taktpulsgeber und einer von diesem auslösbaren,
an den Leistungstransistor angekoppelten Kippschaltung, welche ein aufladbares RC-Glied
nebst einem durch dessen Kondensatorspannung zu zündendes Halbleiterelement umfaßt
und die Impulslänge bestimmt, wobei die Zeitkonstante der Kippschaltung geringer
als diejenige des Taktpulsgebers ist.
-
Es sind bereits Blinksignalgeber der erwähnten Art nach der deutschen
Auslegeschrift 1159 823 mit zwei periodisch abwechselnd zum Aufleuchten zu bringenden
Lampen bekannt. Wesentlicher Bestandteil der bekannten Anordnung ist ein zwei Transistoren
umfassender Muliivibrator, welcher eine wechselweise Umschaltung der Lampen durchführt.
-
Häufig ist indessen ein wechselweises periodisches Aufleuchten zweier
Lampen nicht gewünscht, sondern es soll lediglich eine einzige Lampe periodisch
mit gegebener Frequenz und gegebener Impulslänge zum Aufleuchten gebracht werden.
Diese letztere Problemstellung könnte zwar ebenfalls durch die bekannte Anordnung
gelöst werden, jedoch ergibt sich hierbei lediglich der Fortfall von verhältnismäßig
wenigen kostenmäßig nicht besonders ins Gewicht fallenden Einzelteilen, während
andererseits in jedem Fall zwei Leistungstransistoren erforderlich sind, selbst
wenn nur eine einzige Lampe geschaltet werden soll. Abgesehen von dem höheren Preis
derartiger Transistoren gegenüber normalen Steuertransistoren von geringer Leistung
arbeitet die bekannte Anordnung mit hoher Verlustleistung, selbst wenn die Lampe
nur während verhältnismäßig kurzer Bruchteile einer vorgegebenen Zeitperiode aufleuchtet.
Eine wesentliche Reduzierung notwendiger Einzelteile ist bei der bekannten Anordnung
auch deshalb nicht möglich, weil die Steuerung der Leistungstransistoren bereits
zur Lösung der vorangehend aufgezeigten, verhältnismäßig einfachen Problemstellung
einen Multivibrator mit einer entsprechend großen Anzahl von Einzelteilen erfordert.
-
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines demgegenüber
verbesserten elektrischen Blinksignalgebers, welcher bei verminderter Anzahl von
Bauelementen und geringer Verlustleistung einen billigen und platzsparenden Aufbau
ermöglicht. Erreicht wird dies dadurch, daß erfindungsgemäß der Taktpulsgeber in
Form einer Kippschaltung mit einem RC-Glied nebst einem durch dessen Kondensatorspannung
zu zündendes Halbleiterelement ähnlich der die Impulslänge bestimmenden Kippschaltung
aufgebaut ist, daß dem Leistungstransistor eine Rückkopplung mit einem Rückkopplungstransistor
zugeordnet ist und daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Halbleiterelements in der
die Impulslänge bestimmenden Kippschaltung mit einem Ende sowohl an den Verbindungspunkt
der Emitter-Kollektor-Strecke des Leistungstransistors mit der Lampe als auch an
den Eingang des Rückkopplungstransistors angekoppelt ist.
-
Die erfindungsgemäße Anordnung umfaßt lediglich einen einzigen Leistungstransistor
in Reihe mit der zu schaltenden Lampe, wobei lediglich während der Brenndauer der
Lampe Strom gezogen wird; nicht hingegen während anderer Schaltzeiten. Dies bedingt
nicht nur einen geringeren Stromverbrauch, sondern darüber hinaus auch die Abgabe
geringerer Verlustwärme, so daß sich bei Einhaltung der vorgeschriebenen Maximaltemperatur
für die Transistoren ein geringerer Raumbedarf ergibt. Durch den Ersatz des bei
der bekannten Anordnung verwendeten Multivibrators durch einfache Kippschaltungen
läßt sich eine wesentliche Reduzierung notwendiger Bauelemente erzielen.
-
Gemäß besonderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung
läßt sich der Zeitabstand zwischen drei aufeinanderfolgenden Blinkimpulsen periodisch
von kurz auf lang bzw. umgekehrt umschalten.
-
Gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung läßt sich darüber hinaus auch die Zeitdauer zweier aufeinanderfolgender
Blinkimpulse von kurz auf lang bzw. umgekehrt umschalten.
-
Gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung kann zwischen einer gegebenen Anzahl von Impulsen mit gegebener Frequenz
und gegebener Impulsdauer periodisch ein Leerintervall mit einer mehreren Impulsen
entsprechenden Dauer periodisch erzeugt werden, in dem keine Blinkimpulse abgegeben
werden.
-
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung, F i g.
2 drei verschiedene Diagramme von Blinkimpulsen, welche mit der Anordnung nach F
i g.1 bzw. mit demgegenüber etwas vereinfachten Anordnungen zu erzeugen sind, F
i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung in Teildarstellung,
F i .g. 4 einige mit der Schaltung nach F i g. 3 zu erzeugende Impulse.
-
Die Anordnung nach F i g. 1 umfaßt einen Taktpulsgeber in Form einer
Kippschaltung mit einem RC-Glied 13,14 nebst einem durch dessen Kondensatorspannung
zu zündendes Halbleiterelement 11 (im vorliegenden Fall Einverbindungstransistor).
Eine die Impulslänge von zu erzeugenden Blinkimpulsen bestimmende Kippschaltung
umfaßt ein RC-Glied 15, 16 nebst einem durch dessen Kondensatorspannung zu zündendes
Halbleiterelement 12.
-
Ein Leistungstransistor 23 liegt mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke
zusammen mit einer Lampe 24 in einem Gleichstromkreis (-E- -). Das Basispotential
des Leistungstransistors 23 ist durch einen aus Widerständen 26, 27 sowie einen
Rückkopplungstransistor 20 bzw. einen parallelgeschalteten Verstärker- und/
oder Anpassungstransistor 17 gebildeten Spannungsteiler definiert. Das Basispotential
des Halbleiterelements 12 ist durch einen Vorwiderstand 30 definiert. Das Basispotential
des Rückkopplungstransistors 20 ist durch einen Vorwiderstand 28 festgelegt und
ändert sich gemäß den an dem Leistungstransistor 23 kollektorseitig auftretenden
Blinkimpulsen. Die Basen des Halbleiterelements 12 sowie des Rückkopplungstransistors
20 sind durch einen Kondensator 22 miteinander gekoppelt. Die Basis des Verstärker-
und/ oder Anpassungstransistors 17 ist mit dem Kollektor des Halbleiterelements
11 verbunden.
-
Die insoweit beschriebene Schaltung nach F i g. 1 entspricht einem
ersten Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Blinksignalgebers,
welcher, wie in F i g. 2 veranschaulicht, nach Frequenz und Dauer definierte Impulse
31 abzugeben vermag. Bei Einschaltung der Stromversorgung sind das Halbleiterelement
11, die Transistoren 17, 20 sowie der Leistungstransistor 23 gesperrt. Durch die
Widerstände 26, 27 fließt ein minimaler Strom. Das Halbleiterelement 12 ist geöffnet,
der Kondensator 16 entladen.
-
Hat sich der Kondensator 14 auf genügend hohe Spannung aufgeladen,
so erfolgt eine Zündung des Halbleiterelementes 11, wobei ein positiver Impuls über
die Leitung 18 an den Transistor 17 abgegeben wird, welcher demzufolge leitend wird,
was zu einer Erhöhung des durch die Widerstände 26, 27 fließenden Stromes führt.
Durch den gesteigerten Spannungsabfall an dem Widerstand 26 bzw. die Steigerung
der Emitter-Basis-Spannung des Leistungstransistors 23 wird dieser geöffnet, wobei
die Lampe 24 zum Aufleuchten gebracht wird. Wegen des an der Lampe 24 auftretenden
Spannungsabfalls wird über den Widerstand 28 die Basisspannung des Rückkopplungstransistors
20 angehoben, so daß dieser Transistor leitend wird und der durch die Widerstände
26, 27 fließende erhöhte Strom auch dann aufrechterhalten wird, wenn kurz nach erfolgter
Zündung des Halbleiterelements 11 der Transistor 17 wieder nichtleitend wird.
-
Das Halbleiterelement 12, welches, wie bereits vorangehend erwähnt,
zu Beginn geöffnet war, wird durch die über den Widerstand 30 erfolgende positive
Anhebung des Basispotentials unmittelbar nach öffnung des Leistungstransistors 23
sofort nichtleitend. Damit beginnt eine Aufladung des Ladekondensators 16 des RC-Gliedes
15, 16, bis die Zündspannung des Halbleiterelements erreicht ist. Bei Zündung
des Halbleiterelements 12 wird ein negativer Impuls über den Kondensator 22 auf
die Basis des Rückkopplungstransistors 20 übertragen, so daß dieser nichtleitend
wird. Nachdem der Transistor 17 bereits unmittelbar nach Zündung des Halbleiterelements
11 wieder im wesentlichen nichtleitend wurde, sinkt der durch die Widerstände 26,
27 fließende Strom ab, der Spannungsabfall an dem Widerstand 26 nimmt ab, und der
Leistungstransistor 23 sperrt wegen des auf diese Weise verminderten Emitter-Basis-Potentials.
Danach ist wiederum der Grundzustand der Schaltung erreicht, wenn davon abgesehen
wird, daß sich der Ladekondensator 14 unmittelbar nach Zündung des Halbleiterelements
11 bereits wiederum zum Teil aufgeladen hat.
-
Die Zeitkonstante des RC-Gliedes 13,14 entspricht bei dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel dem zeitlichen Abstand der Anstiegsflanke jedes der Impulse
31, während die Zeitkonstante des RC-Gliedes 15,16 die Dauer jedes der Impulse 31
bestimmt.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung nach F i g. 1, soweit
sie vorangehend beschrieben wurde, ist zusätzlich ein bistabiler Flip/Flop-Schalter
32 mit zwei Transistoren 37, 38 vorgesehen. Ein Nebenschlußwiderstand 33 überbrückt
mittels einer Diode 34 den Ladewiderstand 13 und mittels einer Diode 35, welche
zu einem Schaltpunkt 36 an dem Kollektor des Transistors 37 führt, einen (nicht
mit Bezugsziffer versehenen) Kollektorwiderstand des Transistors 37. Die Dioden
34, 35 sind gegensinnig gepolt, so daß ein unmittelbarer Stromfluß zwischen dem
RC-Glied 13, 14 und dem Schaltpunkt 36 an dem Transistor 37 nicht möglich ist. Der
Kollektor des Halbleiterelements 11 ist über einen Widerstand 40 mit den Emittern
der Transistoren 37, 38 verbunden und führt bei jeder Zündung eine Umschaltung des
Flip/Flop-Schalters 32 herbei.
-
Die Schaltung nach F i g. 1, soweit sie bis hierher beschrieben wurde,
ermöglicht die Erzeugung von Impulsen definierter Dauer mit wechselnden zeitlichen
Abständen (s. Impulse 41 nach F i g. 2). Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei angenommen,
daß bei Einschaltung der Stromversorgung der Transistor 38 leitet, während der Transistor
37 gesperrt ist. Der effektive Ladewiderstand des Kondensators 14 ist geringer als
der Wert des Widerstandes 13 allein und entspricht im wesentlichen einer Parallelschaltung
des Ladewiderstandes 13 sowie des Nebenschlußwiderstandes 33, wenn der Widerstand
der Diode 34 vernachlässigt wird. Daher lädt sich der Kondensator 14 in einer gegenüber
dem vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel kürzeren Zeit auf, wonach
eine Zündung des Halbleiterelements 11 erfolgt. Durch die Zündung des Halbleiterelements
11 wird über den Widerstand 40 eine Umschaltung des Flip/Flop-Schalters 32 bewirkt,
so daß nunmehr der Transistor 37 leitet, während der Transistor 38 gesperrt ist.
Im übrigen laufen die Vorgänge, welche zur Abgabe eines Blinkimpulses 41 an die
Lampe 24 führen, wie vorangehend beschrieben ab, wobei die Dauer jedes Blinkimpulses
41 nach wie vor durch das RC-Glied 15,16 sowie das Halbleiterelement 12 bestimmt
ist.
-
Unmittelbar nach Zündung des Halbleiterelements 11 sowie der damit
verbundenen Umschaltung des Flip/Flop-Schalters 32 fällt das Potential des Schaltpunktes
36 auf einen Wert ab, welcher weit unterhalb des durchschnittlichen Emitterpotentials
des Halbleiterelements 11 liegt. Daher wird der Kollektorwiderstand des Transistors
37 über den Nebenschlußwiderstand 33 sowie die Diode 35 überbrückt, während andererseits,
da das Potential des gemeinsamen Verbindungspunktes der Dioden 34, 35 niedriger
als dasjenige des Emitters des Halbleiterelements 11 liegt, kein Strom durch die
Diode 34 fließen kann. Der Ladewiderstand 13 ist demnach in dieser Schaltstellung
des Flip/Flop-Schalters 32 nicht durch den Nebenschlußwiderstand 33 überbrückt,
was zur Folge hat, daß sich der Kondensator 14 entsprechend langsam auflädt. Dies
führt dazu, daß das Zeitintervall von der Abgabe des ersten Blinkimpulses 41 bis
zur Abgabe des zweiten Blinkimpulses 41 an die Lampe 24 wesentlich größer als das
Zeitintervall von der Einschaltung der Stromversorgung bis zur Abgabe des ersten
Blinkimpulses an die Lampe 24 ist.
-
Hat das Halbleiterelement 11 zum zweiten Mal gezündet, so wird über
den Widerstand 40 wiederum der Flip/Flop-Schalter 32 umgestellt, so daß der Transistor
37 sperrt, der Transistor 38 hingegen leitet. Alsdann ist wiederum die Grundstellung
der Anordnung erreicht, von der vorangehend ausgegangen wurde.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung nach F i g. 1, soweit
sie vorangehend beschrieben wurde, kann auch der Ladewiderstand 15 durch einen Nebenschlußwiderstand
43 nebst nachgeordneter Diode 44 überbrückt sein. Ferner verläuft von dem Verbindungspunkt
des Nebenschlußwiderstandes 43 mit der Diode 44 eine weitere Diode 42 zu dem Schaltpunkt
36 des Flip/Flop-Schalters 32.
-
Die Wirkungsweise der zusätzlichen Bauelemente
43,
44, 42 entspricht in ihrem Einftuß auf das RC Glied 15, 16 dem bereits vorangehend
beschriebenen Einfluß der Bauelemente 33, 35, 34 auf das RC-Glied 13, 14. Dies bedeutet,
daß bei jedesmaliger Umschaltung des Flip/Flop-Schalters 32 durch das Halbleiterelement
11 nicht nur die Aufladezeit des Kondensators 14, sondern auch diejenige des Kondensators
16 verändert wird. Dies wiederum hat zur Folge, daß die Dauer des an die Lampe 24
abgegebenen Blinkimpulses abwechselnd einmal lang und einmal kurz ist. Im Ergebnis
werden Blinkimpulse 45 gemäß F i g. 2 an die Lampe 24 abgegeben.
-
Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 unterscheidet sich von demjenigen
nach F i g. 1 hauptsächlich darin, daß zusätzlich ein Taktgeber mit einem RC-Glied
47, 48 sowie einem Halbleiterelement 46 vorgesehen ist, welcher über den Widerstand
40 den Flip/Flop-Schalter 32 abwechselnd umschaltet. Von dem Widerstand 13
verläuft ferner eine Diode 54 zu dem Schaltpunkt 36 des Flip/Flop-Schalters 32,
eine weitere (nicht mit Bezugsziffer versehene) Diode zu dem Halbleiterelement 11.
Von dem Kollektor des Leistungstransistors 23 verläuft außerdem ein Rückkopplungskondensator
52 zu dem Emitter des Halbleiterelements 46. Die Frequenz des Taktgebers 47, 48,
46 beträgt lediglich einen Bruchteil, im vorliegenden Beispiel ein Fünftel, der
Frequenz des Taktgebers 13, 14, 11.
-
Die Wirkungsweise der Anordnung nach F i g. 3 entspricht nach dem
Einschalten der Versorgungsspannung vorläufig derjenigen des im Zusammenhang mit
den Impulsen 31 nach F i g. 2 vorangehend erläuterten einfachsten Ausführungsbeispiels
der Anordnung nach F i g.1. Während der ersten fünf Zündungen des Halbleiterelements
11 wird hierbei gemäß F i g. 4 je ein Blinkimpuls 51 von konstanter Dauer und mit
konstantem Impulsabstand an die Lampe 24 abgegeben, sofern vorausgesetzt wird; daß
der Transistor 38 des Flip/Flop-Schalters 32 leitet und der Transistor 37 gesperrt
ist. Bei jedem an der Lampe 24 erscheinenden Blinkimpuls 51 wird über den Rückkopplungskondensator
52 ein differenzierter Doppelnadelimpuls an den Emitter des Halbleiterelements 46
zurückgekoppelt, welcher indessen, solange der Kondensator 48 nicht auf ausreichende
Spannung geladen ist, keinen Einfluß hat. Die Spannung des Kondensators 48 steigt
entsprechend einer Exponentialfunktion 50 gemäß F i g. 4 an und erreicht vermöge
entsprechender Einstellung der Schaltungsparameter unmittelbar nach dem Ende des
fünften Blinkimpulses 51 einen kritischen Wert 53 A, welcher zur Zündung
des Halbleiterelements 46 führt.
-
Durch die Zündung des Halbleiterelements 46 erfolgt eine Umschaltung
des Flip/Flop-Schalters 32, wobei der Transistor 37 leitend wird und der Transistor
38 sperrt. Dadurch sinkt das Potential des Schaltpunktes 36 vermöge entsprechender
Auslegung der Schaltungsparameter des Flip/Flop-Schalters 32 sehr stark ab, so daß
im Ergebnis über die Diode 54 praktisch eine Kurzschließung des Halbleiterelements
11 herbeigeführt wird und dieser nicht mehr zu zünden vermag, solange der Transistor
37 leitet. Es folgt daher auf den fünften Blinkimpuls 51 gemäß F i g. 4 ein. Leerintervall,
dessen Zeitdauer derjenigen der vorangehenden fünf Impulse 51 entspricht, wie dies
in F i g. 4 veranschaulicht ist. Am Ende dieses Leerintervalls zündet das Halbleiterelement
46 nach entsprechender Aufladung des Kondensators 48 erneut und bewirkt über den
Widerstand 40 eine erneute Umschaltung des Flip/Flop-Schalters 32 in seinen ursprünglichen
Zustand, wobei das Potential des Schaltpunktes 36 wesentlich über dasjenige an dem
Emitter des Halbleiterelements 11 angehoben wird. Dadurch vermag der Taktpulsgeber
13, 14, 11 wiederum in der eingangs beschriebenen Weise zu arbeiten, wobei weitere
fünf Einzelimpulse 51 abgegeben werden.