DE1437900C - Impulsgenerator zur Erzeugung dreieckförmiger Spannungen - Google Patents

Description

Es ist ein Impulsgenerator bekannt, in dem Rechteckspannungen von einer bistabilen Triggerschaltung, beispielsweise einem Schmitt-Trigger, erzeugt werden und worin Dreiecksignale erzeugt werden, indem Rechtecksignale einem Integrationsstromkreis, beispielsweise einem Miller-Integrator, zugeführt werden, durch den dann beispielsweise während des einen waagerechten Teils der Rechteckspannung die ansteigende Vorderflanke des zugehörigen Dreiecksignals erzeugt wird, d. h. während einer der beiden stabilen Zustände des Triggers bzw. Kippkreises. Bei einer vorbestimmten Amplitude des Intgratorausgangssignals wird dann im Integrator ein Steuerimpuls erzeugt, um den Trigger in seinen anderen Zustand zu kippen, worauf dann beispielsweise die abfallende Flanke des Dreiecksignals im Integrator erzeugt wird. Ein solcher elektrischer Impulsgenerator ist in dem britischen Patent 814 540 beschrieben.

Bei derartigen Schaltungsanordnungen ist es allgemein üblich, die Ausgangsamplituden des Triggers in ihren beiden Endwerten (positiver und negativer Endwert) durch zwei entgegengesetzt gepolte Dioden einzustellen, die mit geeigneten Vorspannungen verbunden sind. In ähnlicher Weise können auch die Amplituden des Signals am Integratorausgang durch zwei entgegengesetzt gepolte Dioden eingestellt werden.

Bei einer bekannten Impulsschaltung dieser Art zur Erzeugung von Dreiecksignalen ergibt sich eine kurzzeitige Verzögerung im dreieckförmigen Verlauf der Integratorausgangsspannung immer dann, wenn diese Spannung einen durch die Dioden eingestellten Amplitudenwert erreicht hat. Die Dauer dieser Verzögerung ist dadurch bestimmt, daß ein Impuls abgeleitet ist, der den Trigger zum Erzeugen der nachfolgenden Dreieckflanke umkippt. Diese kurzzeitige Verzögerung erscheint im Ausgangssignal als konstanter, dem eingestellten Ausgangsniveau entsprechender Spannungsabschnitt, so daß die dreieckige Ausgangsspannung keine scharfe Spitze aufweist, sondern leicht abgestumpft ist. Bei einem praktisch ausgeführten Generator ist dieser Effekt zwar sehr gering, jedoch dennoch vorhanden und auf jeden Fall unerwünscht.

Befindet sich weiterhin der Integrationsverstärker in einem gesättigten Zustand, wie dies bei bekannten Schaltungen jeweils bei Erreichen der Amplitudenendwerte des Ausgangssignals der Fall ist, so benötigt der Integrator, auch nachdem der Trigger seinen Zustand bereits geändert hat, eine gewisse Zeit, bevor erneut der Anstieg bzw. Abfall der dreieckförmigen Ausgangsspannung beginnt. Diese Zeit ist zwar normalerweise sehr kurz und hängt im wesentlichen von der ÄC-Zeitkonstante des Stromkreises ab. Jegliche derartige Verzögerung ist jedoch unerwünscht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen verbesserten elektrischen Impulsgenerator zu schaffen, der die erwähnten Nachteile bekannter Schaltungen vermeidet und dreieckförmige Ausgangsspannungen ohne die erwähnten abgeflachten Spitzen liefert. Die Erfindung geht dabei aus von einem Impulsgenerator mit einem bistabilen Kippkreis zur Erzeugung einer Rechteckspannung zur Speisung eines Integrators, der einen integrierenden Widerstand und eine integrierende Rückkopplungskapazität enthält, um eine dreieckige Ausgangsspannung aus einer rechteckigen Eingangsspannung zu erzeugen, wobei die Amplitude der Kippkreisrechteckspannung z. B. durch entgegengesetzt ansprechende Dioden begrenzt ist und ein zusätzlicher erster Rückkopplungszweig vom Integrator zum Kippkreiseingang vorzugsweise über ein Diodenglied besteht. Erfindungsgemäß ist, zur Unterdrückung von Abflachungen der Dreieckspannung an den Wendepunkten des Spannungsverlaufs, der Integratoreingang vom Kippkreis über einen zusätzlichen Zwischenverstärker mit positiver Verstärkung gespeist, während ein zweiter Rückkopplungsweg vom Integratorausgang zum Zwischenverstärkereingang vorgesehen ist, um den Zwischenverstärker zusätzlich mit einem von dem Integratorausgangspotential abgeleiteten entgegengesetzten Potential zu speisen, unter Einschalten vorzugsweise eines ersten Wider-Standes in den Kopplungsweg zwischen dem Kippkreisausgang und dem Zwischenverstärkereingang und eines zweiten Widerstandes im erwähnten zweiten Rückkopplungsweg, und ein dritter Rückkopplungsweg vom Zwischenverstärkerausgang zum Kippkreiseingang vorgesehen.

Der Trigger bzw. Kippkreis besteht in vorteilhafter Weise aus einem Transistorgleichstromverstärker mit positivem Verstärkungsgrad und positiver Rückkopplung, wobei dann für den Zwischenverstärker ebenfalls vorzugsweise ein Transistorgleichstromverstärker mit positivem Verstärkungsgrad verwendet wird. Beide sind so beschaffen, daß sie begrenzte Rechteckausgangspegel haben. Der Integrator ist ein Gleichstromverstärker mit negativem Verstärkungsgrad. Der Integrationswiderstand liegt dabei in Serie mit dem Eingang dieses ebenfalls vorzugsweise mit Transistoren aufgebauten Verstärkers, der in an sich bekannter Weise eine Rückkopplung über den Integrationskondensator von seinem Ausgang auf seinen Eingang aufweist. Für die Eingangsstufe des Integrators eignen sich Transistoren, herkömmliche Röhren sowie auch vorzugsweise Röhren nach Art eines Elektrometers, die eine besonders hohe Eingangsimpedanz aufweisen. Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt

F i g. 1 ein schematisches Schaltbild, teilweise in Blockform, eines elektrischen Impulsgenerators nach der Erfindung,

F i g. 2 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform eines Triggers, wie er bei 1 in F i g. 1 gezeigt ist,

F i g. 3 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform eines Zwischenverstärkers, wie er bei 2 in F i g. 1 gezeigt ist,

F i g. 4 a, 4 b und 4 c schematische Schaltbilder von drei wahlweisen Integratorverstärkern, die dem in F i g. 1 bei 3 gezeigten Verstärker entsprechen und mit den Bezugszeichen 3 a, 3 b und 3 c in den drei Figuren bezeichnet sind, und

Fig. 5 bis 11 typische Wellenformen, die an bedeutsamen Punkten der Stromkreisanordnung nach F i g. 2 bis 4 erzeugt werden.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die dargestellte Ausführungsform des elektrischen Impulsgenerators im wesentlichen einen Trigger 1, der ein Rechteckeingangssignal für einen Zwischenverstärker 2 liefert, der eine verstärkte Rechteckspannung an einen Integrator 3 abgibt, der den Integrationswiderstand 4 und die Integrationskapazität 5 umfaßt.

Der Integrator 3 führt seine Ausgangsspannung dem Eingang des Triggers 1 über eine Leitung 6 zu.

Der Zwischenverstärker 2 liefert über einen Widerstand 7 eine positive Rückkopplung zum Eingang des Triggers 1 und wird selbst vom Mittelanzapf eines Spannungsteilers oder Potentiometers gespeist, der bzw. das von Widerständen 8 und 9 gebildet wird, die zwischen den Trigger- und Integrator-Ausgangsklemmen bzw. der Klemme 10 und der Leitung 6 liegen.

Wenn der Stromkreis im einzelnen betrachtet wird, so zeigt sich, daß der Trigger 1 eine Eingangs- oder Gatterklemme 11 aufweist, über die, wie später noch im einzelnen gezeigt werden wird, der Schaltung in bestimmten Fällen Steuerimpulse von einer äußeren Quelle zugeführt werden. Die Amplitude des Rechtecksignals des Triggers 1 wird sowohl im positiven als auch im negativen Spannungsbereich durch ein Paar gegenläufig gepolter Dioden 12 und 13 bestimmt, die mit Klemmen 14 und 15 verbunden sind, denen positive bzw. negative Vorspannungen zugeleitet werden.

Auch die Amplitude des Rechtecksignals des Verstärkers 2 wird sowohl im positiven als auch im negativen Spannungsbereich durch ein Paar gegenläufig gepolter Dioden 16 und 17 bestimmt, die mit Klemmen 18 und 19 verbunden sind, denen positive bzw. negative Spannungen zugeführt werden.

Das Rechteckausgangssignal an der Klemme 20 wird dem Triggereingang über den Widerstand 7 zugeleitet und wird gleichzeitig einem Potentiometer 21 zugeführt, das zwischen dem Schaltungspunkt 20 und dem der Erde bzw. dem Massepotential entsprechenden Schaltungspunkt 22 liegt.

Der Schleifer des Potentiometers 21 speist den Integratorstromkreis und ist direkt mit dem Integratorwiderstand 4 verbunden, der als ein fester Teil 4' und ein veränderlicher Teil 4" im Eingangskreis des Verstärkers 3 gezeigt ist. Der Integratorkondensator 5 liegt in üblicher Weise zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers 3.

Sowohl der Integrationswiderstand 4 als auch der Kondensator 5 sind veränderbar ausgeführt, so daß die Konstanten des Integrationsstromkreises und damit die Neigung der steigenden oder abfallenden Flanken des Ausgangssignals nach Belieben verändert werden können.

Wie bei bekannten Schaltungen ist auch hier der Integrationswiderstand 4" durch den Pfad zwischen den Klemmen 23 und 24 im Nebenschluß umgangen, der als offener Stromkreis, wie gezeigt, belassen werden kann, oder durch eine der beiden gegenläufig gepolten Dioden 25 und 26 geschlossen werden kann, die zwischen Klemmen 27,28 bzw. Klemmen 27', 28' eingeschaltet sind. Durch Einfügen eines Diodenpfades kann der Wert des Widerstandes 4" selektiv in der einen oder der anderen Richtung je nach der Richtung der gewählten Diode verringert werden. Damit verändert sich die Neigung der einen Flanke des Ausgangssignals gegenüber der anderen Flanke, wodurch dann beispielsweise bei entsprechend großem Neigungsunterschied eine sägezahnförmige Spannung entsteht.

Der Teil 4" des Integrationswiderstandes ist, um die Neigung der Flanken des Ausgangssignals verändern zu können, variabel ausgebildet. Der Teil 4' des Integrationswiderstandes ist fest und bestimmt für den Fall, daß eine der Dioden 25, 26 im Stromkreis eingeschaltet ist, für die leitende Phase dieser Diode den Wert des Integrationswiderstandes.

Das Ausgangssignal des Integrators erscheint an der Klemme 29, von wo es über die Leitung 6 zum Widerstand 8 und über den Widerstand 30 zum Eingang des Triggers 1 zurückgeführt wird.
Die Leitung 6 ist bei den Klemmen 31, 32 unterbrochen dargestellt. Die Klemmen 31, 32 können, wie gezeigt, offengelassen sowie durch ein Kurzschlußglied oder durch eine der beiden gegenläufig gepolten Dioden 33, 34 überbrückt sein. Die Klemme 31 ist

ίο mit dem Triggereingang über den Widerstand 30 verbunden. Die Bedeutung dieser wahlweisen Verbindungen wird in der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise erläutert.

Es sei angenommen, daß der Trigger 1 zu Beginn der Betrachtungen gerade von seinem einen stabilen Zustand mit negativer Spannung an Klemme 10 in den anderen stabilen Zustand umkippt, in dem die Klemme 10 ihre begrenzte positive Spannung besitzt. Wodurch nun dieses Umkippen im einzelnen eingeleitet wird — ob beispielsweise durch Beaufschlagung des Triggereingangs mit einer positiven Spannung über den den Widerstand 30 einschließenden Rückkopplungsweg oder einen (äußeren) positiven Impuls, der der Steuerklemme 11 zugeführt wird ·—, sei zunächst einmal offengelassen. Mit dem Ausgang 10 nimmt auch der Zwischenverstärker 2 seine positive Grenzspannung an, wobei durch die positive Rückkopplung zum Eingang des Triggers 1 über den Widerstand 7 das Umkippen dieses Triggers 1 noch unterstützt wird.

Die positive Spannung an der Klemme 20 erscheint am Potentiometer 21, so daß ein vorbestimmter Anteil dem Integratoreingang zugeführt wird. Demgemäß wächst die Spannung an der Klemme 29 ins Negative.

Wenn zunächst angenommen wird, daß die Klemmen 31 und 32 durch die Kurzschlußbrücke 35, 36 überbrückt sind, wird die negative Spannung der Klemme 29 an den Eingang des Triggers 1 über die Leitung 6 und den Widerstand 30 zurückgeleitet und wirkt hier der positiven Spannungsrückkopplung von der Klemme 20 entgegen.

Zu dem Zeitpunkt, an dem die Spannung an der Klemme 29 den Wert

R8 R9

■ν_λ

10

erreicht hat, d. h. eine negative Spannung, die gleich dem Verhältnis der Widerstände 8 und 9 mal der Spannung an der Klemme 10 ist, fallen die Eingangsspannung des Verstärkers 2 sowie dessen Ausgangsspannung am Punkt 20 auf Null. Demgemäß hört die positive Rückkopplung auf, die gesamte negative Spannung der Klemme 29 erscheint am Eingang des Triggers, und der Triger 1 wird in seinen anderen stabilen Zustand gekippt.

Demzufolge erhalten die Klemmen 10 und 20 nun ihre negativen Grenzspannungen. Mit einem negativen Signal-Integratoreingang lla wird die Spannung an der Klemme 29 nunmehr positiv. Wenn die entsprechende positive Spannung der Leitung 6 erreicht ist, bei der die Eingangsspannung am Verstärker 2 auf Null abfällt, fallen die Spannung am Punkt 20 und die von hier zum Eingang des Triggers 1 rückgeführte Spannung ebenfalls auf Null. Nun wird die gesamte positive Spannung in der Leitung 6 dem Triggereingang zugeführt, und der Trigger 1 wird

5 6

wieder auf den zuerst vorstehend beschriebenen Zu- die Verzögerung bei der Erzeugung eines Triggerstand eingestellt, in dem die Klemmen 10 und 20 po- impulses, nachdem die Integratorausgangsspannung sitiv werden. den vorherbestimmten kritischen Wert ereicht hat,

Die Arbeitsweise geht so weiter mit periodischen und mit ihr auch die flach verlaufende Impulsspitze

Umkehrungen des Zustandes des Triggers 5, wobei 5 vermieden.

an den Punkten 10 und 20 Rechteckspannungen ent- Bei Vollendung der geforderten Integration fällt

stehen und an der Klemme 29 eine dreieckförmige die Eingangsspannung des Verstärkers 6 und in

Spannung erzeugt wird. gleicher Weise auch die Eingangsspannung des Inte-

Es sei als nächstes angenommen, daß die Klemmen grators auf Null, so daß die Integration unterbrochen

31 und 32 einen offenen Stromkreis bilden. Da hier io wird. Die Amplitude der an der Klemme 29 erzeugdie Spannung des Ausgangs 29 nicht an den Trigger- ten Spannung wird so durch die Spannung an der eingang zurückgeführt werden kann, ist ein selbstän- Klemme 10 bestimmt, die durch die Dioden 12 und diges Schwingen der Schaltung, wie oben beschrieben, 13 in ihrer positiven wie negativen Amplitude benicht möglich. Die Ausgangsspannung am Punkt 29 grenzt ist, und durch das Verhältnis der Widerändert ihren einmal erreichten Wert jeweils nur dann, 15 stände 8 und 9, wobei die Leitung 6 lediglich auf wenn der Trigger durch einen äußeren Impuls von diejenige Spannung steigt, die den Eingang zum Verseinem einen stabilen Zustand in den anderen über- stärker 2 gerade gleich Null macht. Die Amplitude geführt wird. dieser Spannung ist dabei durch entsprechende Di-

Es sei als nächstes angenommen, daß die Klem- mensionierung der Schaltung so festgelegt, daß sie

men 31 und 32 durch die Diode 34 überbrückt wer- 20 unter dem Sättigungspunkt des Integrators 3 liegt, so

den. Es zeigt sich, daß nur eine positive Spannung daß auch die zweite Ursache für die flachen Impuls-

an der Klemme 29 an den Eingang des Triggers zu- spitzen vermieden wird.

rückgeführt werden kann, aber keine negative Span- Obwohl nun der Integratorwiderstand 4 und der

nung, so daß die Schaltung ähnlich einem mono- Kondensator 5 variabel ausgebildet sind, um die

stabilen Multivibrator einen stabilen Zustand besitzt, 25 Integrationsgeschwindigkeit sowie die Neigung der

den sie unter dem Einfluß eines negativen, der Spannungsflanken an der Klemme 29 und damit auch

Klemme 11 von außen zugeführten Impulses verläßt die Wiederholungsfrequenz des Ausgangssignals im

und nach Abgabe eines Dreieckimpulses wieder ein- selbstschwingenden Zustand steuern zu können, ist

nimmt. An den Klemmen 10 und 20 erscheint dabei die Wiederholungsfrequenz nicht proportional, son-

ein negativ verlaufender Rechteckimpuls. 30 dem umgekehrt proportional zum Widerstand 4.

Wenn in entsprechender Weise die Klemmen 31 Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, eine konti-

und 32 durch die Diode 33 überbrückt werden, er- nuierliche Steuerung der Wiederholfrequenz durch

scheint bei einem positiven äußeren Impuls ein posi- Variation der dem Integrator 3 zugeführten Recht-

tiv verlaufender Rechteckimpuls an den Klemmen 10 eckspannung vorzusehen,

und 20 und ein negativ verlaufender Dreieckimpuls 35 Dies wird erreicht durch das Potentiometer 21, das

an der Klemme 29. vorzugsweise als Potentiometer mit im wesentlichen

In jedem Falle kann der einzelne vollständige linearer Abhängigkeit eine lineare Veränderung der

Ausgangsimpuls durch Einspeisung eines weiteren Frequenz des Ausgangssignals in Abhängigkeit von

äußeren Impulses richtiger Polarität in die Klemme seiner Winkeleinstellung liefert. <

11 wiederholt werden. 40 Die Frequenzeinstellung durch Veränderung des ;

Bei allen oben beschriebenen Arbeitsweisen kann Widerstandes 4 und des Kondensators 5 wird bei-

die Neigung der Dreieckwellen und damit für den behalten, allerdings durch selektives Schalten von

selbstschwingenden Fall auch die Wiederholungs- Widerständen und Kondensatoren auf voreingestellte

frequenz dadurch vergrößert werden, daß die Werte Werte. Durch die Kombination dieser Frequenz- }i

entweder des Integrationswiderstandes oder der Inte- 45 einstellung in bestimmten Stufen mit der kontinuier-

grationskapazität oder beide verringert werden, oder lieh veränderlichen Steuerung durch das Potentio-

dadurch, daß die Spannung, die dem Integrator zu- meter 21 wird ein sehr weiter Frequenzbereich für

geführt wird, durch Verstellen des Potentiometers 21 das Ausgangssignal an der Endklemme 29 erreicht, ,

erhöht wird. ohne daß Werte für den Kondensator 5 erforderlich '

Bei Verbindung der Klemmen 31, 32 für entweder 50 sind, die so klein sind, daß sie mit Streukapazitäten ^:

die kontinuierliche freie Schwingung (Klemmen 31, vergleichbar sind, oder so groß, daß sie unerwünscht

32 kurzgeschlossen) oder für nur einen einzelnen teure Bestandteile erfordern. ^:, Impuls (Klemmen 31, 32 über Diode verbunden) Es ist ganz klar, daß der Trigger 1 und die Ver- I kann eine Sägezahnspannung erzeugt, d. h., die Nei- stärker 2 und 3 je nach der getroffenen Wahl von J gung einer Flanke kann gegenüber der Neigung der 55 verschiedensten Formen sein können und dennoch anderen Flanke durch das Überbrücken der Klem- in den Rahmen der Erfindung fallen. Sie können als men 23, 24 mit Hilfe einer der beiden Dioden 25 Röhrenverstärker oder als mit Festkörperbauelemen- und 26 erhöht werden. Wenn die Diode 25 einge- ten (Halbleiterbauelementen) aufgebaute Verstärker schaltet ist, wird die Neigung in positiv verlaufender ausgeführt sein und, den jeweiligen Verhältnissen Richtung erhöht. Mit der Diode 26 wird die Neigung 60 angepaßt, wenige oder viele Stufen aufweisen. Die

in negativ verlaufender Richtung erhöht. Rückkopplungsleitung 6 kann einen Verstärker mit

Entsprechend den obigen Ausführungen wird das einer geraden Stufenzahl umfassen, jedoch ist das

schaltungsinterne Signal zum Ändern des Zustandes Vorhandensein eines solchen Verstärkers nicht

des Triggers 1 nicht allein vom Integrator 3 erzeugt, wesentlich.

sondern ist die Resultierende der steigenden positiven 65 Eine bevorzugte praktische Ausführungsform der

oder negativen Spannung an der Klemme 29 und der Schaltung nach F i g. 1 ist in den F i g. 2 und 3 zu-

mehr oder weniger plötzlich abfallenden negativen sammen mit einer der Fig. 4a, 4b und 4c gezeigt,

oder positiven Spannung an der Klemme 20. So wird worin gleiche Schaltungselemente, die in den ver-

schiedenen Figuren auftreten, mit gleichen Bezugszeichen, und zwar den Bezugszeichen, wie sie für entsprechende Elemente in F i g. 1 verwendet werden, bezeichnet sind.

Die Schaltungen des Triggers 1, Verstärkers 2 und der drei Variationen 3 a, 3 b 3 c des Verstärkers bzw. Integrators 3 sind in den Fig. 2, 3 und 4a, 4b und 4 c innerhalb der entsprechend numerierten gestrichelten Kästchen wiedergegeben. Das Diodenpaar für den Trigger 1 und den Verstärker 2 ist zur Vereinfachung innerhalb der Kästen der F i g. 2 und 3 gezeigt. Die Punkte der in den F i g. 2 und 3 sowie in den Fig. 4a, 4b und 4c dargestellten Teilstromkreise, an denen diese Stromkreise miteinander verbunden werden, sind jeweils mit gleichen Ziffern gekennzeichnet.

F i g. 2 zeigt den Trigger 1, dessen Eingangsklemme 11 α zusätzlich zu den verschiedenen möglichen äußeren Eingangssignalen über den Widerstand 7 die Ausgangsspannung des Verstärkers 2 und über die Leitung 6 und den Widerstand 30 die Ausgangsspannung des Integrators 3 zugeführt werden. In Fig. 2 werden die wahlweisen, zwischen den Klemmen 31 und 32 der Fig. 1 vorgesehenen Strompfade durch einen Vierwegschalter 32' geschaffen, der eine gemeinsame Klemme α hat, die wahlweise mit einer der Klemmen b, c, d und e verbunden ist. In den Schalterstellungen b und c ist der über den Widerstand 30 führende Rückkopplungskreis offen bzw. geschlossen, während in den Stellungen d und e dieser Stromkreis über eine der gegenläufig gepolten Dioden 33 bzw. 34 führt.

Äußere Steuersignale werden der Eingangsklemme 11 α über einen Widerstand 37 oder von einem Fünfwegeschalter 38 über einen Widerstand 39 zugeführt.

Ein Klemmenpaar 40 und 41 ist mit einer äußeren Spannungsquelle verbunden, die eine Spannung von +20 Volt an die Klemme 40 und —20 Volt an die Klemme 41 liefert. Ein Zweiwegeschalter 42 wählt entweder +20VoIt an der Klemme 40 oder -2OVoIt an der Klemme 41. Die Klemmen 43 und 44 dienen zum Einspeisen von sinusförmigen oder impulsförmigen Synchronisationssignalen.

Der Schalter 38 hat eine gemeinsame Klemme a, die wahlweise mit einer der Klemmen b, c, d, e und / verbunden ist. Die Endklemme b hat einen offenen Stromkreis, und die Klemme c ist verbunden mit der vom Schalter 42 vorgewählten Gleichspannung von +20 oder -2OVoIt, die Klemme rf verbindet den Synchronisationseingang 43, 44 direkt, während in den Schalterstellungen e und / die gegenläufig ausgerichteten Dioden 45 und 46 zwischengeschaltet sind. Der Trigger 1 besteht aus einer mit dem Transistor 47 aufgebauten Eingangsstufe und einer nachgeschalteten gleichstromgekoppelten, mit zwei in Serie liegenden Transistoren 48 und 49 aufgebauten Ausgangsstufe. Das Ausgangssignal, das etwa mit einem Faktor von 50 gegenüber dem Eingangssignal verstärkt ist, wird in an sich bekannter Weise über einen Widerstand 50 an den Eingang zurückgeführt.

Im Betrieb erfordert der Trigger nach Fig. 2 eine Umkehrung der Eingangspolarität an der Eingangsklemme 11 a, um eine Umkehrung der Ausgangsspannungspolarität an der Klemme 10 zu bewirken. Dieses Merkmal ist kein wesentliches Merkmal des Triggers 1, aber es wird bevorzugt, da die Wechselzeit der Ausgangsspannung dadurch verringert wird. An die Eingangsstufe des Triggers 1 brauchen, das sei in diesem Zusammenhang besonders hervorgehoben, im Hinblick auf die Arbeitspunktstabilität keine besonderen Anforderungen gestellt zu werden, da der Augenblick, in dem der Trigger umschaltet, durch den Zusammenbruch der Spannung am Punkt 20 bestimmt ist. Die Schaltung ist dabei sowohl an positive als auch an negative Vorsorgespannungen angeschlossen. Beide betragen etwa 20 Volt, so daß die beiden möglichen Ausgangsspannungen der Schaltung ebenfalls entweder positiv oder negativ sind. Sie werden dabei durch die beiden Dioden 12 und 13 auf +10 bzw. —10 Volt begrenzt. Dies ist sehr vorteilhaft, da es die Anschwellzeit, d. h. die Wechselzeit des Rechtecksignals, verringert. Ebenso bestimmt die Rechtecksignalamplitude durch ihr Zusammenwirken mit der über den Widerstand 8 zurückgeführten Spannung die dreieckige Ausgangsamplitude des Integrators 3 und beeinflußt damit auch die Frequenzstabilität des Generators als Ganzes.

F i g. 3 zeigt den Vor- bzw. Zwischenverstärker 2 der F i g. 1 mit einer Eingangsklemme, die von der Basis eines Transistors 51 gebildet wird. Die Klemme 10 und der Widerstand 9 der Fig. 1 sind gezeigt. Der Rückkopplungswiderstand 8 ist durch einen Kondensator 52 überbrückt.

Der Vorverstärker 2 ist ein Transistorgleichstromverstärker mit einem positiven Verstärkungsgrad von ungefähr 100. Die Eingangsstufe umfaßt die Transistoren 51 und 53, die zu einem emittergekoppelten Differenzverstärker miteinander verbunden sind, um so eine Arbeitspunktverschiebung auf ein Minimum zu verringern. Es ist darauf hinzuweisen, daß jede Verschiebung des Nullpotentials am Eingang zu einer Verschiebung der Ausgangsspannung am Integrator 3 führen würde. Während dein Transistor 51 an der Basis die Signalspannung zugeführt wird, erhält der Transistor 53 über den Schleifer eines Potentiometers 54, das Teil eines zwischen den Versorgungsspannungen + 20 und -2OVoIt liegenden Spannungsteilers ist, eine feste Vorspannung. Der Schleifer des Potentiometers 54 ist dabei auf eine Spannung eingestellt, die leicht über oder unter 0 Volt und entsprechend unter der Basisspannung des Transistors 53 liegt, um eine Gleichheit der positiven und der negativen Ausschläge des Dreieckwellenausgangs des Integrators 3 sicherzustellen. Auf die erste Verstärkerstufe folgt der als Emitterfolger geschaltete Transistor 55, der das Signal an die Endstufe mit den beiden in Serie liegenden Transistoren 56 und 57 weiterleitet. Die Versorgungsspannungen sind auch hier wieder, wie bei der Triggerstufe, so gewählt, daß die Ausgangsspannung positive wie auch negative Werte annehmen kann.

Die Ausgangsspannung des Vorverstärkers 2 ist auf +10 oder -10 Volt durch Dioden 16 und 17 begrenzt. Die Begrenzung der Ausgangsspannungsamplitude ist notwendig, da die Amplitude die Kondensatorladegeschwindigkeit des Integrators 3 steuert. Daher bewahrt die Stabilität der Ausgangsspannung die Frequenzstabilität des Generators.

Ebenso wie der Widerstand 8 ist auch der im Emitterstromkreis des Transistors 56 liegende Widerstand 58 mit einem Kondensator 59 überbrückt. Durch beide Kondensatoren wird das Frequenzverhalten der Schaltung verbessert. Das Diodenpaar 60 und 61 ist im Eingangsstromkreis des Transistors 51 angeordnet und verhindert ein übermäßiges Übersteuern dieses Transistors.

Die F i g. 4 a zeigt eine Ausführungsform des Inte-

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grators 3. Dieser als Gleichstromverstärker mit einem negativen Versiärkungsgrad von etwa 1200 ausgeführte Integrator weist als Eingangsstufe eine Röhre 62 von Elektrometerart auf, die einen besonders kleinen Eingangsstrom in der Größenordnung von 10~¹² Ampere und weniger und somit einen extrem hohen Eingangswiderstand besitzt. In bekannter Weise sind bei diesem als Miller-Integrator geschalteten Verstärker der Verstärkerausgang und der Verstärkereingang über die Integrationskapazität 5 miteinander verbunden. Der Integrationswiderstand 4 besteht dabei, wie im Zusammenhang mit der F i g. 1 bereits ausgeführt, aus einem festen Teil 4' und einem veränderlichen Teil 4", der mit Hilfe des Schalters 24' wahlweise durch eine der beiden gegenläufig gepolten Dioden 25 und 26 überbrückt werden kann. Im Eingangskreis der Röhre 62 liegt außerdem ein mit dem Widerstand 63 und dem Potentiometer 21' aufgebauter Spannungsteiler. Die Röhre 62 gibt das Signal an die Basis eines ersten Verstärkertransistors 64 weiter. Die benötigte Vorspannung erhält dieser Transistor von einem mit den Dioden 65, 66 und 67 und den Widerständen 68 und 69 aufgebauten Netzwerk, an das der Emitter des Transistors 64 am Verbindungspunkt zwischen der Diode 67 und dem Widerstand 69 angeschlossen ist. Die Dioden liegen dabei in Reihe mit dem Widerstand 69 zwischen den Potentialen 0 und +20 Volt, wobei die Dioden 65 und 67 in Sperrichtung und die Diode 66 in Durchlaßrichtung gepolt ist. Der Diode 67 und dem Widerstand 69 liegt der Widerstand 68 parallel. Die von diesem Netzwerk gelieferte Vorspannung hat einen Temperaturkoeffizienten des erforderlichen Vorzeichens sowie der erforderlichen Größe, um den inhärenten Temperaturkoeffizienten der Basis-Emitter-Spannung des Transistors 64 auszugleichen. Diesem ersten Transistor ist ein als Emitterfolger betriebener zweiter Transistor 70 nachgeschaltet, der dann über einen weiteren Verstärkertransistor 71 das Signal an die auch hier wiederum mit zwei in Reihe angeordneten Transistoren 72 und 73 aufgebaute Endstufe weitergibt. Besonders hervorgehoben seien der Widerstand 74 und die Kondensatoren 75, 76 und 77, die das Hochfrequenzverhalten des Integrators verbessern sollen. Im übrigen werden auch dem Integrator sowohl positive als auch negative Vorspannungen zugeführt, so daß das zwischen den Klemmen 29 und 29' (29' liegt auf dem Potential 0 Volt) abgenommene Ausgangssignal negative und positive Werte annimmt. Die Diode 78 soll die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 72 vor einem Durchbruch schützen. Das Einfügen oder Weglassen dieser Diode 78 in der Schaltung wird durch die Spannungsfestigkeit des jeweils verwendeten Transistors 72 bestimmt.

Die hohe Eingangsimpedanz des Integratorverstärkers 3 α gestattet die Verwendung eines geringen Wertes des veränderlichen Kondensators 5, in der vorliegenden Ausführungsform 0,5 Mikrofarad (μ¥) Maximalkapazität, und einen hohen Wert des Widerstandes 4. Wenn ein Kondensator 5 von höherem Wert und ein kleinerer Widerstand 4 verwendet werden, ist die Eingangsimpedanzanforderung nicht so streng, ein Punkt, der bedeutsam für die Transistorverstärker 3 b und 3 c ist, wie nachstehend beschrieben (Fig. 4b, 4c).

Der veränderliche Widerstand 79 bestimmt die Gittervorspannung der Röhre 62. Es ist notwendig, die Eingangsspannung genau auf 0 Volt einzustellen, da andernfalls die Veränderungsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung an der Klemme 29, abhängig von der Richtung dieser Veränderung, unterschiedlich ist, d. h., daß ein »Dreiecksignal« zu einer Sägezahnspannung wird. Infolge der Rückkopplung durch die Leitung 6 zum Trigger 1 geht die Vorspannungseinstellung auch auf das Tastverhältnis der Rechteckspannung an der Klemme 10 im frei schwingenden Zustand ein.

ίο Im Eingangsstromkreis zu dem Integratorverstärker 3 a ist ein fester Widerstand 63 in Serie mit dem veränderlichen Widerstand 21' vorgesehen, um den zwischen dem Schleifer des Potentiometers 21' und dem Punkt 0 Volt wirksamen Spannungsteilerwiderstand nicht vollständig auf Null regeln zu können. Denn wenn sich dieser Widerstand Null nähern könnte, würde sich die erzeugte Maximalfrequenz dem Unendlichen nähern, wobei sich die Eingangsspannung des Verstärkers 3 a Null nähern würde. F i g. 4 b und 4 c zeigen Transistorverstärker-Ausführungsformen 3 b bzw. 3 c des Verstärkers 3 nach Fig. 1.

Die in der F i g. 4 b gezeigte Ausführungsform 3 b weist eine mit herkömmlichen Transistoren 80, 81 (Transistoren mit Emitter-, Basis- und Kollektorzone) aufgebaute Eingangsstufe mit einer verhältnismäßig niedrigen Eingangsimpedanz auf, die dann geeignet ist, wenn der Wert des Integrationswiderstandes 4 gering und der Wert des Kondensators 5 entsprechend hoch ist. Fig. 4c zeigt einen Verstärker 3c unter Verwendung von Metall-Oxyd-Feldeffekttransistoren (M. O. S.-Transistoren 82, 83), die, wie die Elektrometerröhre 62 in F i g. 4 a, eine hohe Eingangsimpedanz haben.

In Fig. 4a, 4b und 4c werden entsprechende Elemente durch die gleichen Bezugszeichen in allen drei Figuren bezeichnet.

Wenn Fig. 4b mit Fig. 4a verglichen wird, sei darauf hingewiesen, daß der Integratorverstärker 3 b von dem Verstärker 3 α hauptsächlich bezüglich des Eingangsverstärkers abweicht. Der Verstärker 3b weist am Eingang zwei Transistoren 80 und 81 auf, die mit ihren getrennten Emitterwiderständen 84 bzw. 85 an einen gemeinsamen Emitterwiderstand 86, der mit + 20 Volt verbunden ist, angeschlossen sind. Die Eingangsklemme des Verstärkers ist mit der Basis des Transistors 80 verbunden, wobei der Kollektor dieses Transistors direkt an -2OVoIt liegt. Der Basis des Transistors wird über ein mit den Wider-So ständen 87 bis 90 und dem Potentiometer 91 aufgebautes Spannungsteilernetzwerk eine feste Vorspannung zugeführt.

Die vier Widerstände 87 bis 90 sind in Serie zwischen —20 zu +20 Volt geschaltet, wobei die Verbindung der Widerstände 88, 89 am Potential 0 Volt liegt. Die Enden des Potentiometers 91 sind mit den Verbindungen der Widerstände 87, 88 sowie der Verbindung der Widerstände 89, 90 verbunden. Das Widerstandsnetzwerk entspricht dem in der F i g. 3 gezeigten Netzwerk, das dort die feste Vorspannung für den Transistor 53 liefert. Die Basisvorspannung des Transistors ist in der gleichen Art und Weise eingestellt, wie im Zusammenhang mit der F i g. 3 für Transistor 53 beschrieben.

Die weiteren Verstärkerstufen bei dem Integrator der Fig. 4b entsprechen in ihrem Aufbau denen der F i g. 4 a mit der Einschränkung, daß an Stelle des Emittenviderstandes 92 des Transistors 71 und des

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Kondensators 76 hier eine Diode vorgesehen ist. Die Diode 93 schafft einen Vorspannungspunkt mit niedriger Impedanz für den Emitter des Transistors 71. Die wahlweise vorsehbare Diode 78 der F i g. 4 a ist in Fig. 4b nicht gezeigt.

Der Verstärker 3 c der F i g. 4 c weicht vom Verstärker 3 b der F i g. 4 b nur in der Verwendung von zwei M.O.S.-Transistoren 82 und 83 im Eingangsstromkreis ab, die emittergekoppelt sind. Die Eingangsklemme des Verstärkers 3 c ist die Steuerelektrode des M.O.S.-Transistors 82. Die Steuerelektrode des M.O.S.-Transistors 83 ist mit dem Schleifer des Potentiometers 91 verbunden.

M.O.S.-Transistoren sind bekannt und stehen nunmehr allgemein zur Verfügung. Ihre Arbeitsweise ist bereits veröffentlicht und braucht hier nicht wiederholt zu werden.

Der Betrieb des Verstärkers 3 c ist genügend beschrieben, wenn erklärt wird, daß die Veränderung der Spannung des Gatters bzw. der Steuerelektrode des M.O.S.-Transistors 82 den Strom verändert, der durch diesen Transistor und daher auch durch die Widerstände 84, 86 fließt. Der gemeinsame Widerstand schafft wie in F i g. 4 b eine Kopplung zwischen beiden Transistoren. Wenn so die Spannung der Eingangsklemme des Verstärkers 3 c sich in positiver Richtung ändert, verändert sich die Basis des Transistors 70 um einen verstärkten Wert in positiver Richtung.

Wenn nun die Verstärkerstromkreisanordnung der F i g. 4 a, 4 b und 4 c allgemein betrachtet wird, dann ergibt sich, daß der Transistor 70 ein Emitterfolger ist, der den Transistor 71 antreibt. Der Transistor 71, der seinerseits den Transistor 72 treibt, bedingt eine Phasenumkehr des Signals. Der Transistor 72 ist ein Emitterfolger, der das Ausgangssignal des Verstärkers liefert. Der Transistor 73 schafft für den Transistor 72 einen Emitterstromkreis mit im wesentlichen konstantem Strom und führt in der Tat den Laststrom, wenn die Ausgangsspannung der Klemme 4 gegenüber 0 Volt negativ ist.

Werden nun beim Betrieb die Eingangsklemme des Integrators, z. B. das Gatter des Transistors 82, positiv und damit die Basisanschlüsse der Transistoren 70 und 71 um einen verstärkten Wert ebenfalls positiv, so bewegt sich die Basis des Transistors 72 ins Negative, und die Ausgangsklemme 29 wird entsprechend negativ. Insgesamt gesehen, schaffen die Verstärker 3 a, 3 b und 3 c eine hohe Verstärkung mit einer Zeichen- bzw. Phasenumkehrung.

Unter Hinweis auf F i g. 2 und 3 sei noch erwähnt, daß der Ausgangsemitterfolgetransistor 72 und der Konstantstromtransistor 73 der F i g. 4 a, 4 b und 4 c in ihrer Schaltungsart und in ihrer Funktion genau den Transistoren 56 und 57 der F i g. 3 und den Transistoren 48 und 49 der F i g. 2 entsprechen. Der Ausgang einer jeden Einheit 1, 2 bzw. 3 kann demgemäß einen angemessenen Ausgangsstrom liefern.

Die Emitterfolgetransistoren 49, 57, 73 könnten durch Widerstände ersetzt werden, aber das würde zu einem erhöhten Stromfluß zwischen den Versorgungsspannungen + 20 und — 20 Volt, zu einer erhöhten Verlustleitung in den Transistoren 48, 56 bzw. 72 und zu einem gewissen Verlust des Gesamtverstärkungsgrades in den entsprechenden Stromkreisen führen.

Das elektrische Verhalten der Impulsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung läßt sich an Hand der Fig. 5 bis 11 besonders anschaulich erläutern. Die Figuren geben jeweils die Spannungsverläufe an verschiedenen Schaltpunkten bei unterschiedlichen Stellungen b, c, d des Schalters 24' (Fig. 4a, 4b und 4 c) wieder.

In der F i g. 5 sind für den Fall, daß die Klemmen 31 und 32 kurzgeschlossen sind (Schalter 32' der F i g. 2 in Stellung c), von oben nach unten die Signalspannung am Schaltungspunkt 11a (Fig. 2) sowie an den Schaltungspunkten 10, 20 und 29 wiedergegeben. Es wird dabei davon ausgegangen, daß die Spannung am Punkt 11a zu Beginn einen positiven Wert aufweist und demzufolge auch die Spannungen an den Punkten 10 und 20 positive Werte besitzen. Die Spannung am Punkt 29 fällt infolge des negativen Verstärkungsfaktors des Integrators 3 stetig ins Negative ab, was am Punkt 11 α über den den Widerstand 30 einschließenden Rückkopplungsweg ebenfalls einen stetigen Abfall der dort anliegenden Spannung verursacht. Die Spannung an lla bleibt jedoch infolge der über den Widerstand 7 zurückgeführten positiven Spannung zunächst im positiven Bereich. Erst wenn die Spannung F₀₉ am Punkt 29 den Wert

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V _M — · V 1

R9

10

erreicht hat, wird die Spannung am Punkt 20, wie oben bereits beschrieben, zu Null. Die über den Widerstand 7 rückgeführte positive Spannung entfällt, und die nunmehr allein auf den Punkt lla wirkende negative Spannung F₂₉ kippt den Trigger 1, wie bereits beschrieben, in seinen anderen stabilen Schaltzustand. Die Spannungen an den Punkten 10 und 20 werden negativ, und auch an dem Punkt 11 α wird eine zusätzliche negative Spannung über den Widerstand? angelegt. Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich nun mit umgekehrtem Vorzeichen. Die Spannung F₂₉ wächst demnach so lange ins Positive, bis sie den Wert

V - 4- ^R8 .V
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erreicht und sämtliche Spannungen an den Punkten 11 a, 10 und 20 durch das Kippen des Triggers 1 wiederum positive Werte annehmen. Die beschriebenen Vorgänge verlaufen periodisch, ohne daß dabei von außen zugeführte Signale erforderlich wären. Dieses schließt allerdings nicht aus, daß nicht auch bei dieser Schaltungsart (Klemmen 31 und 32 miteinander verbunden) der Klemme 11 Synchron- oder Taktimpulse beispielsweise zur Phasensynchronisation oder Tastung zugeführt werden. Wie der F i g. 5 weiterhin zu entnehmen ist, bewirkt eine Änderung der Schalterstellung 24' lediglich eine Veränderung der Tastverhältnisse und der Folgefrequenz der gezeigten Impulse; die Spannungsverläufe bleiben jedoch in ihrem grundsätzlichen Verlauf unverändert. Die F i g. 6 und 7 zeigen das Verhalten der erfindungsgemäßen Schaltung für den Fall, daß bei geschlossenen Klemmen 31 und 32 der Klemme 11 die in der Zeichnung (F i g. 6 und 7) unter Punkt 11 aufgezeigte Tastspannung zugeführt wird. Bei Anwesenheit dieser Spannung kann sich das Potential am Schaltungspunkt 11 nicht mehr frei einstellen, sondern wird auf einem bestimmten Spannungswert festgehalten. Demzufolge tritt eine freie Schwingung, wie sie im Zusammenhang mit der F i g. 5 beschrieben wurde, nur dann auf, wenn die Tastspannung den

Wert Null annimmt bzw. unter einen Schwellenwert sinkt. In der F i g. 6 ist angenommen, daß sich die Tastspannung zwischen einem positiven Wert und dem Wert Null verändert. Fällt sie nun auf den Wert Null ab, dann wird der Trigger von seinem positiven Zustand in den negativen Zustand umgekippt. Die Spannungen an den Schaltpunkten 11a, 10 und 20 nehmen negative Werte an, und die Spannung F₂₉ wächst stetig vom negativen Grenzwert auf den positiven Grenzwert an. Ist letzterer erreicht, erfolgt, wie im Zusammenhang mit der Fig. 5 bereits beschrieben, das Umkippen des Triggers. Sämtliche Spannungen ändern ihre Polarität. Die somit eingeleitete freie Schwingung dauert so lange, bis die Tastspannung am Schaltungspunkt 11 wieder ihren positiven Wert annimmt. Zu diesem Zeitpunkt wird dann der Schaltungspunkt Ha entgegen der über den den Widerstand 30 einschließenden Rückkopplungsweg zurückgeführten Ausgangsspannung F₀₉ auf einem positiven Potential festgehalten und der Trigger an einem erneuten Umkippen in seinen anderen stabilen Zustand gehindert. Die impulsartige Überhöhung der Spannung am Punkt Ha, das sei der Vollständigkeit halber noch erwähnt, ist durch den über den Rückkopplungswiderstand 7 rückgeführten Spannungsteil bedingt, der sich zu der Tastspannung hinzuaddiert.

In der F i g. 7 ist angenommen, daß sich die Tastspannung jeweils von einem negativen Wert auf den Wert Null verändert. Auch hier ist wiederum eine freie Schwingung der Schaltung nur dann möglich, wenn die Tastspannung den Wert Null besitzt. Entsprechend der positiven Steigung, mit der die Tastspannung den Wert Null anstrebt, beginnt die freie Schwingung hier mit einem positiven Anstieg der Spannungen an den Schaltpunkten 11 a, IO und 20, und die Spannung am Schaltungspunkt 29 wächst von ihrem positiven Endwert stetig ins Negative.

In den F i g. 8 und 9 ist der Fall dargestellt, daß der den Widerstand 30 einschließende Rückkopplungszweig unterbrochen, die Klemmen 31 und 32 also geöffnet sind (Schalter 32' der F i g. 2 in Stellung b). Die Schaltung weist in diesem Fall ein Verhalten ähnlich einem bistabilen Multivibrator auf. Sie besitzt zwei stabile Zustände, zwischen denen sie nur bei Anwesenheit von von außen zugeführten Taktimpulsen wechselt. Solche Taktimpulse sind in den F i g. 8 und 9 unten dargestellt, wobei für die F i g. 8 angenommen sei, daß die rechteckförmigen Taktimpulse durch ständiges Umschalten des Schalters 42 (F i g. 2) erzeugt werden, während gemäß der F i g. 9 der Schaltung an den Klemmen 43, 44 (F i g. 2) Rechteckimpulse zugeführt werden. Die Taktimpulse sind dabei jedoch trotz ihres unterschiedlichen Ursprungs völlig gleichartig, so daß auch das Verhalten der Schaltung in beiden Fällen gleich ist. In den Figuren ist nun angenommen, daß der Taktimpuls zunächst von einem positiven auf einen negativen Wert wechselt. Demzufolge wird auch der Trigger aus seinem anfänglich positiven Zustand in seinen negativen Zustand gekippt. Die Spannungen an den Schaltpunkten Ha, 10 und 20 nehmen negative Werte an, und die Spannung am Punkt 29 wächst stetig ins Positive. Hat nun die Spannung F₂₉ einen Wert von unsefähr

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erreicht, so wird die Spannung am Punkt 20 nahezu gleich Null. Das Anwachsen der Spannung F₂₉ wird beendet. Die Spannung am Punkt 20 erreicht in diesem Fall allerdings nicht genau den Wert Null, sondern einen Wert, der bei dem hohen Verstärkungsgrad des Integrators 3 gerade noch ausreicht, die Spannung F₀₉ auf ihrem positiven Grenzwert zu halten. Da wegen des unterbrochenen, über den Widerstand 30 führenden Rückkopplungsweg die positive Spannung am Punkt 29 nicht an den Schaltpunktllfl herangeführt werden kann, tritt ein Kippen des Triggers nicht ein. Die Schaltung verbleibt in dem erreichten Zustand, und zwar so lange, bis sich die Takt- bzw. Synchronisierspannung erneut ändert, ins Positive ansteigt und den Trigger wieder zurück in seinen positiven Zustand kippt. Die Spannungen an den Punkten Wa, 10 und 20 nehmen positive Werte an, und die Spannung am Punkt 29 läuft stetig ins Negative, und zwar so lange, bis wiederum die Spannung am Punkt 20 einen Wert nahe Null erreicht hat. Diß Schaltung hat dann wiederum einen stabilen Zustand angenommen, der erst bei einer erneuten Änderung des Taktimpulses verlassen wird. Wie die Fig. 8 und 9 weiterhin zeigen, lassen sich auch bei dieser Schaltungsart durch unterschiedliche Stellungen des Schalters 24' unterschiedlich steile Anstiegsflanken für die Spannung F₀₉ erreichen. Im übrigen ändert sich jedoch das Verhalten der Schaltung beim Verändern des Schalters 24' nicht, so daß auch die Spannungen an den einzelnen Schaltungspunkten im Prinzip gleichbleiben. Vollständigkeitshalber sei noch hervorgehoben, daß die impulsartige Überhöhung der Spannung am Punkt Ha zu Beginn jeder Periode auch hier wiederum durch die über den Widerstand 7 zurückgeführte Spannung verursacht ist, die sich zu der Synchronisierungsspannung addiert.

Die Fig. 10 und 11 geben Spannungsverläufe an der vorliegenden Schaltung für den Fall wieder, daß die Klemmen 31 und 32 über eine der Dioden 33 und 34 miteinander verbunden sind. Dabei gelten die Diagramme der Fig. 10 für die in den Rückkopplungszweig (Widerstand 30) eingeschaltete Diode 34, während für die Fig. 11 angenommen ist, daß sich in diesen Rückkopplungszweig die Diode 33 befindet. Die unterschiedliche Polung der beiden Dioden führt jedoch lediglich dazu, daß die sich in den Fig. 10 und 11 entsprechenden Spannungen unterschiedliche Polarität aufweisen. Im übrigen ist jedoch das Verhalten der Schaltung völlig gleich. Die Schaltung besitzt bei Einschaltung einer Diode in den über den Widerstand 30 führenden Rückkopplungszweig ähnlich einem monostabilen Multivibrator nur einen einzigen stabilen Zustand, der erst bei Anwesenheit eines Takt- bzw. Synchronimpulses verlassen und nach Durchlaufen des zweiten nicht stabilen Zu-Standes wieder angenommen wird. Die für die in den Fig. 10 und 11 gewählte Schaltungsart der erfindungsgemäßen Impulsschaltung benötigten Taktimpulse werden über den Impulseingang 43-44 oder 42 (F i g. 2) dem Trigger zugeführt. Die Taktimpulse sind in den Fig. 10 und 11 unten dargestellt. Bei Zwischenschaltung der Diode 34 in den den Widerstand 30 einschließenden Rückkopplungszweig besitzt die Schaltung einen stabilen Zustand, bei dem die Spannung F₂₉ einen negativen Wert besitzt. Dieses läßt sich sehr leicht dadurch erklären, daß infolge der Polarität der Diode 34 die negative Spannung nicht an den Schaltpunkt Ha herangeführt werden kann und ein Kippen des Triggers aus dem positiven

Zustand in den negativen Zustand unterbleibt. Dieses Kippen wird erst durch die negative Flanke des zugeführten Synchronisierungsimpulses erreicht, wie dieses in der F i g. 10 dargestellt ist. Die Spannungen an den Schaltungspunkten 11 a, 10, 20 nehmen negative Werte an, und die Spannung am Schaltungspunkt 29 steigt stetig ins Positive, und zwar so lange, bis sie den Wert

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erreicht hat und die Spannung am Punkt 20 zu Null wird. Die nunmehr einzig auf den Schaltungspunkt 11a einwirkende positive Spannung F₂₉ kippt den Trigger in seinen-positiven Zustand zurück. Sämtliche Spannungen an den Schaltungspunkten 11a, 10, 20 nehmen positive Werte an, und die Spannung am Punkt 29 fällt stetig ins Negative ab. Wie erwähnt, kann ein erneutes Kippen des Triggers nicht eintreten, da nunmehr negative Spannung F₂₉ über die gesperrte Diode 34 nicht an den Schaltpunkt 11 a herangeführt werden kann. Die Schaltung verbleibt in dem erreichten stabilen Zustand, bis erneut eine ins Negative gehende Flanke des Taktimpulses das Kippen des Triggers einleitet.

Entsprechend der geänderten Polarität der Diode 33 liegt in der Fig. 11 der stabile Zustand der Schaltung bei einer positiven Ausgangsspannung F₂₉. Die ins Positive ansteigende Flanke des Taktimpulses verursacht in diesem Fall das Kippen des Triggers. Durch Veränderung der Stellung des Schalters 24' läßt sich auch bei der für die Fig. 10 und 11 angenommenen Schaltungs- und Betriebsart wieder die Form der dreieckförmig ansteigenden Spannungen verändern.

Claims (5)

Patentansprüche: 35

1. Impulsgenerator mit einem bistabilen Kippkreis zur Erzeugung einer Rechteckspannung zur Speisung eines Integrators, der einen integrierenden Widerstand und eine integrierende Rückkopplungskapazität enthält, um eine dreieckige Ausgangsspannung aus einer rechteckigen Eingangsspannung zu erzeugen, wobei die Amplitude

der Kippkreisrechteckspannung z. B. durch entgegengesetzt ansprechende Dioden begrenzt ist und ein zusätzlicher erster Rückkopplungsweg vom Integrator zum Kippkreiseingang vorzugsweise über ein Diodenglied besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung von Abflachungen der Dreieckspannung an den Wendepunkten des Spannungsverlaufs der Integratoreingang vom Kippkreis (1) über einen zusätzlichen Zwischenverstärker (2) mit positiver Verstärkung gespeist ist und ein zweiter Rückkopplungsweg (6) vom Integratorausgang (29) zum Zwischenverstärkereingang vorgesehen ist, um den Zwischenverstärker (2) zusätzlich mit einem von dem Integratorausgangspotential abgeleiteten entgegengesetzten Potential zu speisen unter Einschalten vorzugsweise eines ersten Widerstandes (9) in den Kopplungsweg zwischen dem Kippkreisausgang (10) und dem Zwischenverstärkereingang (10') und eines zweiten Widerstandes (8) im erwähnten zweiten Rückkopplungsweg, während ein dritter Rückkopplungsweg vom Zwischenverstärkerausgang (20) zum Kippkreiseingang (11 α) vorgesehen ist.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenverstärkerausgangsspannung vorzugsweise durch entgegengesetzt gepolte Dioden (16, 17) begrenzt ist.

3. Impulsgenerator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippkreis (1) ein bistabiler Multivibrator, vorzugsweise ein Transistorgleichstromverstärker mit positiver Verstärkung und positiver Rückkopplung ist.

4. Impulsgenerator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Integrator (3) ein Gleichstromverstärker mit negativem Verstärkungsgrad ist, dessen Integrationswiderstand (4) in Serie mit seinem Eingang liegt, und daß der Verstärkerausgang (29) mit dem Verstärkereingang über den Integrationskondensator (5) verbunden ist.

5. Impulsgenerator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (3) eine Eingangsstufe (62, 82) aufweist, die eine hohe Eingangsimpedanz besitzt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 909 548/68