DE1462836A1 - Integrierschaltung - Google Patents

Description

Fateatssvalt
: KV. Philips' GloeilompenfabrieJceo

AkfeNo. IHH- 949 Va/Ku

AMMidu»gvo«t 24-Juai 1966 '

"Integrierechaltung¹¹,,

Die Erfindung bezieht sich auf eine
z.3. £ur (Anwandlung von durch aeohanisohe Kontakte erzeugten verzerrten
Eingan&eimpulBett in unverzerrte rechteokfOrmige elektrische Ausgangs»
iapulse ait einem in einem Lade-» bzw. SntAadekreis liegenden Integrier*·
kondensator, dessen Ladung, von den Si.i^angsirapulsen gesteuert wird.

Solche Xntegrierscaaltungen u.a. bei Fernapi'eah-eowie TeIegraphi«··Anlagen zur Anpasgun^ von *ielaisaobaltungen an elektronische
Sohaltapparmte Verwendung. ^

Sie Srfindune hat den 2weok, eine Integrierschaltung vom f»

. o

angegebenen Typ au saliaffen. die in smi ittohtungen eine integrierende "^.

Wirkung aufnei«i₉ un4 deren Auagan^eei^ttal in beiden Sichtungen Γ"

SiifneattbergSnge beait*t. 3ei 4er Anwendung zu dem Z₀

ken Z*eok wird dabei gleichseitig eine

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effektive Unterdrückung von Impulsverzerrung«η und eine geeignete Impulsform erhalten.

Die Integrierachaltung nach der Erfindung ist dacturoh gekennzeichnet, dass der Integrierte ndensator in .Seihenschaltung im Äüokkopplungekreis eines über zwei 7erstärkerstufen rückgekoppelten gleishstromeiekoppelten 3weistufenverstärker3 liegt.

Die Srfiadung und ihre Vorteile werden an Hand der Zeichnung die oin Ausführungsbeispiel der Schaltung nach der Erfindung zeigt, naher erläutert.

Die in der Figur gezeigte Schaltung dient zur Umwandlung von durch einen mechanischen Kontakt, z.3. einem Selaiskontäkt, erzeugten Impulsen %a unverzerrte rechteckige elektrische Impulse» In der Figur ist ein mechanischer Arbeitskontakt ι dargestellt, der in nicht naher veranschaulichter Weise gesteuert und dabei abwechselnd geschlossen und geOffnet wird. Der Kontakt liegt zwischen den Sin^angskleuimen '4, und 3 der Schaltung, von denen die Klemme 3 geerdet ist, während die Klencne 2 tit>*r einen Gleichrichter 4 mit einem Punkt 5 der Schaltung verbunden ist. Der Gleichrichter ist derart polarisiert, dass das Potential am Punkt 5^l!"" nicht niedriger als das Srdpotential sein kann, wenn der Kontakt 1 geschlossen ist. Der Punkt 5 ist über einen Widerstand 6 mit der nega- ■'■'-*' tiven ELemra» einer Batterie 7 verbunden, deren positive Klemme geerdet λ¹'-^ iafti und er ist sugleiea über einen 31eichricht«=r ö mit einem Punkt 9 verbunden. Der Gleichrichter 8 ist derart polarisiert, das3 er gesperrt '■"". ist, wenn das Potential am Punkt 9 negativer als'das Potential sah Punkt 5 ist. Der Punkt 9 ist der Anschiusspunki für ein Ende eines Integra— tionskondensators 10, dessen anderes Side an einen Verbindungepunkt 11 zwischen zwei Widerständen 1ü und 13 angeschlossen ist, die in Seihe ' 3wisehen den Klemmen der Batterie 7 liegen; Der Punkt 9 ist weiter Qber einen 3asiswiderstand i4 nit der -Jasis eines Tranaistors 1*

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geerdetem Emitter verbunden, dessen Basis über einen Widerstand ιό an der positiven Klemme einer Vorspannunesbatterie 17 liegt, deren negative Klemme geerdet ist. Das positive Potential an dieser Kleatae bewirkt, dass der Transistor 15 gesperrt ist, wenn die Schaltung sich im Suhezustand befindet und der Kontakt 1 geschlossen ist.

Der Kollektor des Transistors 15 ist über einen Kollektor— widerstand 1Ö mit der negativen. Klemme der batterie 7 und Ober einen 3asiswiderstand 19 mit der Basis eines Transistors 20 mit geerdetem Sknitter verbunden, dessen Basis über einen Widerstand d\ an der positiven Klemme der Vorspannungsbatterie 17 liegt. Wenn d&r Transistor 15 gesperrt ist, bewirkt das negative Potential der batterie 7 über die -Aiderstände 18 und 19, dass der Transistor 20 sich ira äättigungszustand befindet. Yfenn der Transistor I5 sich hingegen in dem sattigungszustand befindet, bewirlct das positive Potential der Vorspannungebatterie 17 über den Widerstand 21, dass der Transistor c\j gesperrt ist. Sie Transistoren werden stets völlig ausgesteuert, wodurch sie entweder gesperrt oder gesättigt sind, so dass der Leitfähigkeitszustand des einen Transistors stets dem des anderen Transistors entgegengesetzt ist.

Der Kollektor des Transistors 20 ist über einen Kollektorwiderstand 22 mit der negativen Klemme der Batterie 7 und mit einer iuegangsklemme 23 verbunden. Die andere Ausgangskiemme 24 ist geerdet, und an die Ausgangsklemmen 23 und 24 ist eine 3e lastung 23 angeschlossen. Der Kollektor ist weiter über eine BQckkopplungsleitung 26 nach die Reihenschaltung eines Gleichrichters 27 und eines Widerstandes 2Ö an ' den Verbindungspunkt 11 Angeschlossen. Wenn der Transistor 20 gesperrt ist, ist das Kollektorpotential negativer als das Potential am Verbindungspunkt 11, und der Gleichrichter 27 ist gesperrt, wodurch der Integrationskondensator 10 vom 3elaetungskreis 2p entkoppelt ist«

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Wenn die Schaltung eich in der Kuhelage befindet und der Kontakt 1 geöffnet ist, bewirkt das negative Potential der 3atterie 7 über die Widerstände 6 und 14 und den Gleichrichter 8, dass der Transistor 15 gesättigt ist. Sin 3asisstrom fliesst dann von der ^asis des Tranaistors 15 üuer den 3asx3widerstand i4» den Gleichrichter ö und den Widerstand 6 zu der negativen Klemme der Batterie 7· Wie oben erläutert wurde, hat der Transistor 20 den entgegengesetzten Leitfahi&keitszustand, so dass er gesperrt ist.

Wenn der Kontakt 1 geschlossen wird, wird der Punkt 5 plötzlich von einem negativen Potential auf Erdpotential gebracht. Infolge der Wirkung des Integrationskondensators 10 wird das negative Potential am Punkt 9 vorlaufig aufrechterhalten. Demzufolge wird der Gleichrichter, Ö gesperrt, und der äasisstrom des Transistors 15 fliesst nun über den 3asiswiaer3tand 14 zu dem Integrationskondensator 10, wodurch letzterer geladen wird. Dadurch nimmt das Potential am Punkt 9 langsam zu und der 3asis3trora dementsprechend langsam ab mit einer Zeitkonstante, die im wesentlichen durch den Kondensator i0 und den 3aaiawiderstand 14 beatimmt wird. Während der Abnahme des 3asisstromea wird ein Punkt erreicht, an dem der Transistor 15 aus der Sättigung gelangt und der Kollektor strom abnimmt. Von dieeem Punkt an wird der Transistor 20 derart vom Transistor 15 gesteuert, dass der Kollektorstrom des erateren zunimmt.. Infolgedessen nimmt das Potential des Traneistors 20 zu« Wenn dieses Potential das Potential am Verbindungspunkt 11 übersteigt, führt Gleichrichter 27 Strom, und das Potential am Ver'aindungspunkt 11 nimmt zu. Sine Zunahme des Potentials am Verbindungspunkt 11 wird über den Integrationskondensator 10 auf den Punkt 9 übertragen» Diese Potentialaunahme hat eine integrierende Wirkung, da sie über di· Tranaistoren 15 und 20 und die Ruckkopplungsleitung 26 eine weiter· Zunahme des Potential■ am Verbindungspunkt 11 zur Folge hat. Daher wird der Tran·· ;

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eietor 13 plötzlich gesperrt und der Transistor üu platzlich gesättigt· Durch diese plötzliche Aenderung des Leitfähigkeitszustandes des Transistors 20 entsteht im 3elaetungskreis 25 ein Ausgangssignal init rechteckigem Signalübergang, der die Ausgangsklemme ü3 von einem negativen Potential auf Brdpotential bringt·

Beim Schliessen des mechanischen Kontaktes 1 treten infolge der Elastizität der Kontaktfedern Prellungen auf, wodurch die Vorderflanke des vom Kontakt erzeugten Impulses stark verzerrt wird. Infolge der Prellung der Kontaktfedern wird der Kontakt mehrere Male schnell nacheinander geöffnet und geschlossen, bevor der Kontakt schlieselich geschlossen bleibt. Jeweils nenn der Kontakt geschlossen wird, wird der Integrationskondensator 10 aufgeladen und das Potential am Punkt 9 nimmt zu, wie ober erläutert wurde] jeweils '«renn der Kontakt geöffnet wird, wird der Integrationskondensator entladen und das Potential as Punkt 9 nimmt ab. Die Entladung erfolgt dabei mittels eines Stromes, der vom Integrationekondensator her Ober den Gleichrichter 8 und den Widerstand 6 zur negativen Klemme der batterie 1 fliesst. Die Ladung und Entladung des Integrationskondensators 10 wird solange fortgesetzt, bis das Potential an Punkt 9 den Wert erreicht, bei dem die obenbeschriebene plötzlich· Zustandsänderung der Sooaltung anfängt. In dieser Waise wird eine effektiv« Unterdrückung der Prellungseraoheinungen erzielt, und man erhalt ein Auegangesignal, das jeweils, wenn der Kontakt lange genug geschlossen 1st, «inen rechteckigen Signalübergang aufweist und das somit besonders aum Steuern schneller elektronischer 3qhaltkreis* geeignet ist»

Wenn der Kontakt 1 lan«;· genug geschlossen ist und die Sghaltun* «ich in der 3uhelege befindet, ist der Gleichrichter 8 leitend, wodurch der Punkt $ am ?otenti*l des Punkt«β ?, d.h. an Srdpotential, gehalten wird· ftinn «lob der Kottt&kt 1 »ffnet, wird der Punkt 3 nioht mehr fiber

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den Gleichrichter 4 an Srdpotential gehalten« Bas Totential am Punkt 9 kann sich jedoch durch die Wirkung des Integrationakondensators 10 nioht augenblicklich ändern und nimat langsam ab, ^vouei vom Kondensator her ein Entladuo^sstrou über den Gleichrichter 8 und dan .Viderstand ό zu der negativen Klemme der 3atterie 7 fliesat. Wahrend der Abnahme des Potentials ata Punkt 9 nimmt der durch den 3asi3Widerstand 14 fliessende Strom au, und β3 wird ein Punkt erreicht, an dem der Tranaistor 15 leitend v/ird. Dann findet eine entsprechende Umkehr der '.Yirkunc der Schaltung statt, was zur Folge hat, dass der Transistor 15 plötzlich gesattigt und der Transistor üü plötzlich gesperrt wird. Infolgedessen «eist das dem Belastungskrois 25 zugeführte Ausgangssignal einen rechteckiger Signalübergang in umgekehrter Sichtung auf. Sin solcher Signalabergang wird nur erzeugt, wenn der Kontakt 1 lange _o*^enug geöffnet i3t, wodurch eine groase Unetapfindlichkait gegen durch mechanische Erschütterungen und Schwingungen herbeigeführtes zeitweiliges Ceffnen des Kontaktes erhalten wird.

Ss sei bemerkt, dass bei jedem Signalabergang im Ausgangssignal das Potential am Verbindungspunkt 11 und zugleioh auch das Potential am Punkt 9 sich pl.Otalich ändern. 2urch geeignete 3eue3sung der Widerstände 12, 13 und 23 kann die Amplitude der Potentialänderung auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Weiter kann durch geeignete Bemessung der Widerstände Id, 14 und 6 das Potential am Punkt 9, bei dem die plötzliche Umschaltung amfängt, auf die Mitte zwischen den beiden Buhepotentialen des Punktes 9 eingestellt werden. £ie Amplitude der plötzlichen Potentialänderung wird dann vorteilhafterweise derart eingestellt, dass der Punkt 9 sofort nach der plOtzliohen Potentialänderung ein Buhepotential hat. Durch diese Bemessung wird erreic/ht, das· die Sohaltung nach jader Umschaltung ohne Zeitverzögerung in die Hüne« lage übar^Äfct ,und keine Impulsveraerrungen infolge von Wiede^h

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ze iten he rbe ijeführt we rden.

Zur Erläuterung seien die Daten eines praktischen Ausführungsueispieles für eine solche Integrierschaltun^ angeführt:

Widerstand	Ohm	Batterie	Volt
6	10.000	7	12
14	6.800	17	12
16	33.000
12	3.900
13	2.200
28	1.500
ΐβ	6.800	Transistor	Typ
19	4.7OU	15	ASY 27
21	3U.000		AdY 27
22	3.900

, Der Wert des Kondensators wird durch die gewünschte Integrationeseity z.3. 1 xlF für 4 msek Integrationszeit, bestimmt.

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Claims (2)

-•i- PKN. 949 PATZNTAHSPHUEGHE:

1. Integrieradialtung, ζ.3. zur Umwandlung von durch mechanische* Kontakte erzeugten verzerrten Singangsimpulsen in unverzerrte rechteckförmige elektrische Ausgangsitnpulse mit einem in einem Ladekreis bzw. sinem Entladekreis liegenden Integrationskondensator, dessen Ladung von den Eingangsimpulsen gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Integrationskondensator in Reihenschaltung in üückkopplungskrei3 eines über zwei Verstärkerstufen rückgekoppelten Sweistufenverstärkers liegt, dessen Ausgangskreis zur Lieferung unverzerrter elektrischer Ausgangsimpulse eingerichtet ist.

2. Integrierschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Integrationskondensator mit seinen beiden Bnden an Anzapfungen von Spannungsteilern angeschlossen ist, die derart einstellbar sind, dass die Ladung oder Entladung des Integrationskondensator zu demselben Zeitpunkt aufhört, zu dem eine Impulsflanke im Ausgangskreis des Verstärkers auftritt.

Integrierschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Integrationskondensator über einen Basiswiderstand mit der 3asis eines in der Eingangsstufe dee Verstärkers liegenden Transistors in geerdeter Emitterschaltung verbunden ist, dessen 3*sis über einen Widerstand mit einer Vorspannungsquelle verbunden ist, während der Verbindungepunkt des Kondensators und des 3asiawiderstandes über einen ersten Gleichrichter mit einer Innenklemme verbunden ist, die einerseits über einen zweiten Gleichrichter mit einer Singangsklemme und andererseits über einen Widerstand mit einer Speisespannungsquelle verbunden ist, deren Polarität gegenüber dem geerdeten Baitter des Transietors der der Vorspannungequelle entgegengesetzt ist, «rubel die Gleichrichter mit gleichnamigen Polen mit der Innenklemme verbunden sind und die Polarisation des ersten Gleichrichters derart gewählt igt,

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Ί V

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dass' der 3asisstron» des Transistors wenn dieser stromführsnd ist, in der Durchlassrichtung des ersten Gleichrichters fliesst.

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