DE1512628A1 - Mitgekoppelter Transistorverstaerker fuer Grenzwertschaltung - Google Patents

Description

• Mitgekoppelter Transistorverstärker fAr Grenzwertschaltung Die Erfindung betrifft einen Transistorverstärker als Grenwert schalter mit über zwei Verstärkerstufen geführter Mitkopplunge Bekannte Schaltanordnungen dieser Art weisen eine Schaltdifferenz auf, die durch Veränderung der Mitkopplung Aber den für beide Verstärkerstufen gemeinsamen Emitterwiderstand hervorgerufen wird.
• Zur Erzielung sehr kleiner Sohaltdifferenzen bei möglichst kleiner @ber- oder Unterschreitung eines Grenzwertes, wie sie für Grenzwertschaltungen anzustreben ist, mü#ten der Mitkopplungsgrad und damit der Emittertiderstand klein sein. Bei sehr geringer Mitkopplung ist es von Nachteil, daß der Verstarker mit zwei Schaltzuständen in den eines normalen Gleichstromverstärkers übergehen kann, bei dem eine schleichende Durchsteuerung der nur für den voll geöffneten oder vollständig gesperrten Zustand bemessenen Transistoren zu deren Uberlastung oder Zerstö@rung führt. Ein weiterer Nachteil dieser Schaltanordnungen ist der Einfluß von Temperaturände rungen und Speisespannungsschwankungen auf den GrenswertO Die Grenzwertdarstellung mittels einer Kombination Zenerdiode und Emitter-Basisstrecke eines Transistors zur Ansteuerung eines Gleichstromverstärkers mit zwei Schalt zuständen hat als Nachteil die Veränderungen des Grenzwertes durch die Temperaturänderungen als Folge der unterschiedlichen Belastung der Kombination Zenerdiode-Transistor.
• Zweck der Erfindung ist es, die vorstehend erwähnten Nachteile zu vermeiden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, extrem kleine Schaltdifferenzen bei eindeutig definierbaren Schalt zuständen zu erzielen, die sich als Folge der Über- oder Unterschreitung eines weitgehend temperatur- und belastungsunabhängigen Grenzwertes einstellen.
• Erfindungsgemä# wird die Mitkopplung des Transistorverstärkers und die Grenzwertdarstellung dadurch bewirkt, daß der gemeinsame Emitterwiderstand beider Verstärkerstufen eine Zenerdiode ist.
• Die minimale Schaltdifferenz und das Schalterverbalten ist durch eine weitere Mitkopplung über einen Widerstand vom Kollektor der zweiten Verstärkerstufe zur Basis der ersten Verstrkerstufe des Verstärkers, die am Abgriff eines Spannungsteilers zur Sollwerteinstellung liegt, bedingt.
• Die Einschaltung von Elementen in den Spannungsteiler, die bei Einwirken von physikalischen Größen, wie z. B. Temperatur oder Licht, ihren Widerstand oder ihre Spannung ändern, löst eine Grenzwertschaltung in Abhängigkeit von diesen physikalischen Größen aus, wenn der Spannungsteiler, an dessen Abgriff zur Sollwerteinstellung die Bais des ersten Transistors des Verstärkers eingeschaltet ist, von einer definierbaren Spannung gespeist wird. Eine definierte zeitabhängige Grenzwertschaltung wird erzielt, wenn der Spannungsteiler, an den die Basis des ersten Transistors angeschaltet ist, aus einer RC-Kombination besteht.
• Der Vorteil der erfindungsgemä#en Lösung ist eine unkritische Schaltanordnung eines Transistorverstärkers, der die EigenschaS-ten möglichst kleine Schaltdifferenz bei möglichst großer Stabilität des Grenzwertes für das Kippen von einer starten Lage in die andere aufweist undden stetigen Übergang von einem Sohaltzustand in den anderen vermeidet.
• Die Erfindung soll n. nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen: Figur 1: einen Stromlaufplan Figur 2: Ausschnittsweise eine Variante der Fig. 1 Figur 3: Aussohnittsweise eine weitere Variante der Fig. 1 Die Schaltung nach Fig. 1 zeigt einen zweistufigen Transistorverstärker mit den transistoren 1 2, der Zenerdiode 3 dem Spannung teiler 6, 7, 8 mit dem Abgriff 9, dem Grenzwert 4 und der Spannungsquelle 5. Die möglichen Anschaltungen zur : Weiterverarbeitung der Grenzwertschaltfunktionen, z. B. bei Eine oder Zweipunktreglern, sind nicht gezeichnet. Die Mitkopplung erfolgt über die für die beiden Transistoren 1, 2 gemeinsame Zenerdiode 3 als Emitterwiderstand und einen Widerstand 10 dessen Größe für dieSchaltdifferenz unddie Eindeutigkeit der Schalt zustände maßgebend ist.
• Die Zenerspannung der Zenerdiode 3 in Reihe mit der Bais-Emitter spannung des Transistors 1 stellen den Grenzwert 4 dar, dessen Über- und Unterschreitung durch die Spannung am Abgriff 9 des Spannungsteilers 6, 7, 8 zur Sollwerteinstellung die Umschaltung von dem einen Schaltsustand des Verstärkers in den anderen auslöst.
• Der Ruhezustand des Verstärkers ist durch Spannungswerte am Abgriff 9 des Spannungsteilers 6, 7, 8 gegeben, die betragsmäßig kleiner als der Grenzwert 4 sind. In dieser Lage ist Transistor i des VerstCrkers gesperrt und Transistor 2 voll durchgesteuert0 Überschreitet die Steuerspannung, die auch eine gleichgerichtete oder einer Gleichspannung überlagerte Wechselspannung sein kann, am abgriff 9 den Grenzwert 4, öffnet Transistor 1 und Transistor 2 sperrt. Das Kippen der Transistorschaltung in die andere Lage erfolgt auch bei langsamer Überschreitung des Grenzwertes 4 durch die Steuerspannung am Abgriff 9 des Spannungsteilers 6, 7, 8 naoh beiden Richtungen infolge einer weiteren Mitkopplung Uber Widerstand 10 selbsttätig. Für extrem kleine Schaltdifferensen der Transistorschaltung ist Widerstand 10 groß &U bemessen.
• Die Stabilität des Grenzwertes 4 bei Temperaturänderungen oder in Abhängigkeit vom Schaltzustand der Transistorschaltung kann bei entsprechender Wahl des Temperaturkoeffizienten der Zenerspannung der Zenerdiode 3 erzielt werden, wenn diese eine Kompensation der temperaturabhängigen Basis-Emitterspannungsänderung des Transistors 1 hervorruft. DieAbhängigkeit des Grenwertes 4 vom Schalt zustand der Transistorschaltung ist bei annähernd gleich großen Emitterströmen beider Verstärkerstufen @ 2 zu vernachlässigen, da sie nur geringfügige Änderungen der tehrmischen Belastung der Zenerdiode bedingen. Bei der Variante nach Fig. 2, die nur einen für das Verständnis wichtigen Ausschnitt zeigt, ist im Gegensatz zu dem vorausgegangenen Ausführungen der Widerstand 16 des Spannungsteilers 7, 8, 16 mit Abgriff 9 zur Sollwerteinstellung ein Thermistor, der eine temperaturabhongige Grenzwertschaltung des Transistorverstärkers ermöglicht. Der Spannungsteiler ist zu diesem Zweck an eine definierte Spannung 11 angeschlosen.
• Eine lichtabhängige Wirkung wird ersielt, wenn der Widerstand 10 eine Photodiode ist.
• Die Variante nach Fig. 3 zeigt ebenfalls nur einen für das Verständnis wichtigen Ausschnitt. Der Spannungsteiler 12, 13 besteht hier aus einer Reihenschaltung, Einstellwiderstand 12 und Kondensator 13, die zur Erzielung deSinierten Zeitverhaltens von einer konstanten Spannung 14 gespeist wird. Der Widerstand 12 ist zweckmä#ig einstellbar. übersteigt die Spannung am Kondensator 13 den Grenzwert 4 kippt die Transistorschaltung in die andere Lage. Zur s@lbsttätigen Widerholung des Vorganges kann de Kondensatorladung durch einen Umschaltkontakt 15 gesteuert werden, der von einem durch den Kippvorgang erregten Relais betätigt wird.

Claims (3)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Mitgekoppelter Transistorverstärker als Grenzwertschalter, bei dem infolge der über zwei Verstärkerstufen geführten Mitkopplung nur zwei eindeutige Schalt zustände möglich sind, dadurch gekennzeichnet, da# für die beiden Verstärkerstufen Ci, 2) eine Zenerdiode (3) als gemeinsamer Emitterwiderstand vorgesehen ist und ein Widerstand (10) zwischen dem Kollektor der zweiten Verstärkerstufe (2) und der Basis der ersten Verstärkerstufe (i) liegt, die zur Sollwerteinstellung an den Abgriff (9) eines Spannungsteilers (6, 7, 8) angeschaltet ist.
2. 20 Mitgekoppelter Transistorverstäker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (16, 7, 8) an einer definierten Spannung (11) liegt und einen temperatur- oder lichtabhängigen Widerstand (16) aufweist, der in Abhängigkeit von den physikalischen Größen Temperatur oder Licht die Grenswertschaltung bewirkt.
3. 3. Mitgekoppelter Transistorverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (12, 13) an einer definierten Spannung (14) liegt und aus einer Reibenschaltung eines Einstellwiderstandes (12) und eines Kondensators (13) besteht, so daß bei Aufladung des Kondensators (13) eine @eitabhängige $Grenzwertschaltung entsteht.