DE1537458C3

DE1537458C3 - Impulsverzögerungsschaltung

Info

Publication number: DE1537458C3
Application number: DE19671537458
Authority: DE
Inventors: Johann 7905 Dietenheim Kaufmann; Herwig 7911 Ay Korger
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1967-07-21
Filing date: 1967-07-21
Publication date: 1975-02-27
Also published as: DE1537458A1; DE1537458B2

Description

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Vorzugsweise wird als Eingangsschaltung eine während der überwiegenden Zeitdauer von f_s ein

monostabile Kippschaltung benutzt; deren Impuls- sinusförmiger Halbwellenstrom; die Diode D₁ läßt

länge muß natürlich größer sein als die gewünschte diesen Strom nur in einer Richtung fließen, während

Verzögerungszeit der Impulsverzögerungsschaltung. die Diode D., die Basis-Emitter-Strecke des Transi-

An Hand der Abbildungen werden im folgenden 5 stors T₁, und den Widerstand A₆ kurzschließt. Der

vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung im Strom durch die Diode D₂ ist mit VI bezeichnet und

einzelnen beschrieben. gleichfalls ein sinusförmiger Halbwellenstrom. In der

Prinzipiell bestehen die Impulsverzögerungsschal- vorletzten Zeile der F i g. 8, die wiederum mit V betungen nach der Erfindung aus zwei Serienresonanz- zeichnet ist, ist die Spannung über der Diode D₂ kreisen, von denen der eine in Fig. 1 durch den io erkennbar. Die Resonanzfrequenz des Kondensators Kondensator C₃ und die Drossel L gebildet ist, wäh- C₄ und der Drossel L ist sehr hoch gegen diejenige rend der andere den Kondensator C₄ und die Dros- des Resonanzkreises, der aus dem Kondensator C., sei L enthält und über den Widerstand R₆ und die und der Drossel L gebildet ist. Der Widerstand R_A Basis-Emitter-Strecke des Transistors T₂ geschlossen dient der aperiodischen Bedämpfung des aus der ist. Der Transistor T₂ und der Widerstand R₆ sind in 15 Drossel L und dem Kondensator C₄ gebildeten Rediesem Zusammenhang — wie aus dem folgenden sonanzkreises. Der Kondensator C₄ wird gemäß hervorgeht — jedoch auch durch andere Schaltele- Zeile IV der F i g. 8 auf die Resonanzspannung aufmente ersetzbar. Die Dioden D₁ und D₂ sind Dioden geladen und er entlädt sich, nachdem die Diode D₁ mit kurzer Erholzeit. Der Transistor T₁ muß länger entkoppelt ist, über die Drossel L, den Transistor T₂ als die gewünschte Verzögerungszeit der gezeigten 20 und den Widerstand R₆. Der Transistor T₂ ist vorSchaltung lang leitend sein, was bei der Schaltung zugsweise vom Avalanche-Typ; in vielen Fällen dient nach F i g. 1 durch entsprechende Wahl der Impuls- er der Impedanzwandlung und ist dann in der gelänge des gezeigten Sperrschwingers erzielt ist. zeigten Weise als Kollektorstufe geschaltet. Die

Die Eingangsimpulse werden der Schaltung nach Diode D., schließt den Kreis für den Resonanzstrom F i g. 1 dem Eingang I zugeführt und gelangen von 25 des Resonanzkreises, der aus dem Kondensator C₃ dort über einen Koppelkondensator auf eine Ein- und der Drossel L gebildet ist. Falls — was vorteilgangsschaltung, die in F i g. 1 gestrichelt umrandet haft ist — als Diode D., eine Siliziumdiode verwendet ist und einen Sperrschwinger darstellt und zu der der wird, fällt über der Diode D₂ hierbei eine Spannung ausgangsseitig über den Widerstand A₃ an Masse von etwa 0,7 V ab. Für den Resonanzstrom des liegende Speicherkondensator C₃ gehört. Der Wider- 30 anderen Resonanzkreises ist die Diode D₂ in Sperrstand R₃ ist auch durch eine Spule ersetzbar. An den richtung gepolt, wodurch sich der in den Zeilen V der Ausgangspunkt III dieser Eingangsschaltung ist die F i g. 8 gezeigte teilweise nadeiförmige Kurvenverlauf Kathode einer Trenndiode D₁ angeschlossen, an de- ergibt. Sobald der Transistor T₁ wieder sperrt, erfolgt ren Anode ein gegen Masse geschalteter Kondensator eine Wiederentladung des Kondensators C₃, womit C₄ liegt. Diesem Konderisator C₄ ist die Reihenschal- 35 ein Verzögerungszyklus beendet wird. In der letzten tung aus einer Drossel L und einer weiteren, mit der Zeile der F i g. 8 ist die Verzögerungszeit /_v einge-Trenndiode gleichsinnig gepolten Diode D., parallel- tragen, die die Ausgangsimpulse über dem Widergeschaltet, wobei die Anode der Diode D₂ an Masse stand R₆ bei der Schaltung nach F i g. 1 gegenüber liegt und wobei an der Kathode dieser Diode D₂ die den dem Eingang 1 zugeführten Nadelimpulsen aufverzögerten Ausgangsimpulse abgreifbar sind. Die 40 weisen.

reziproke Resonanzfrequenz des aus der Drossel L F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, und dem Kondensator C₃ der Eingangsschaltung ge- die bis auf die im gestrichelt gezeichneten Block gebildeten Resonanzkreises ist klein gegen die Zeit- zeigte Schaltung und bis auf ihren Ausgangsteil prinkonstante der Eingangsschaltung, jedoch groß gegen zipiell mit der Schaltung nach Fig. 1 übereinstimmt, die reziproke Resonanzfrequenz des aus der Dros- 45 was auch durch die gleichen Bezugszeichen an vielen sei L und dem Kondensator C₄ gebildeten Resonanz- Bauteilen zum Ausdruck kommt. Der Sperrschwinger kreises gewählt. in der Schaltung nach F i g. 1 ist in der Schaltung

Der Kondensator C₃ ist zunächst über den Wider- nach F i g. 2 durch einen an sich bekannten monostand R₃ und R₂ sowie die Wicklung Tr₁ auf die Be- stabilen Multivibrator ersetzt, der keiner weiteren triebsspannung Uu aufgeladen. Wird nunmehr dem 50 Beschreibung bedarf und dessen Impulslänge größer Eingang I ein Nadelimpuls zugeführt, so schaltet der als die gewünschte Verzögerungszeit der Impulsver-Transistor T₁ sehr schnell (innerhalb von etwa 15 bis zögerungsschaltung gewählt ist. An Stelle dieses 20 nsec) in den leitenden Zustand um und bleibt in- monostabilen Multivibrators sind in manchen Anfolge der Rückkopplung über den Transformator Wendungsfällen auch andere an sich bekannte mono- Tr₁., während eines Zeitintervalls i„ leitend. Während 55 stabile Kippschaltungen einsetzbar. Die Ausgangsdieser Zeit wird der Kondensator C₃ über die Kollek- impulse über der Diode D₂ werden bei der Schaltung tor-Emitter-Strecke des Transistors T₁, die Diode D₂, nach F i g. 2 über eine Gleichrichterschaltung mit die Drossel L und die Diode D₁ entladen. einer Diode D₃ und einem Widerstand A₆ entnom-

F i g. 8 zeigt den für diese Lade- und Entladevor- men, durch die der negative Spannungsanteil gemäß

gänge gültigen Impulsfährplan. In der obersten 60 der vorletzten Zeile der F i g. 8 über der Diode D.,

Zeile I sind die nadeiförmigen Eingangsimpulse des eliminiert wird und die eine billigere Ausgangsent-

Einganges I dargestellt, während die Zeile II den kopplung bewirkt als die in Fig. 1 gezeigte Transi-

Spannungsverlauf am Kollektor des Transistors 1 storschaltung, falls auf eine ausgangsseitige Verstär-

in Abhängigkeit von der Zeit t zeigt. In Zeile III ist kung der Ausgangsimpulse verzichtet werden kann,

die Zeitabhängigkeit der Spannung am Punkt III 65 F i g. 3 zeigt zwei weitere Schaltungsvariationen der

dargestellt, während in Zeile IV der Spannungsver- Schaltung nach Fig. 1, und zwar wird der Schaltung lauf am Punkt IV gezeigt ist. Aus der Zeile V ist der nach F i g. 1 ein rechteckförmiger Impuls einer

Stromverlauf in der Drossel L erkennbar. Er ist Dauer /, die größer als die gewünschte Verzögerungs-

zeit /y ist, zugeführt. Ihre Eingangsschaltung weist eine normale Impulsverstärkerschaltung an Stelle einer monostabilen Kippschaltung auf und ihre Ausgangsschaltung zeigt eine weitere Möglichkeit der Auskopplung der Ausgangsimpulse allein mittels eines der Diode D₂ parallelgeschalteten Entladewiderstands R₆. Durch die Schaltung nach F i g. 3 wird die Vorderflanke jedes zugeführten Rechteckimpulses um die gewünschte Verzögerungszeit i_v verzögert.

Für sehr große Verzögerungszeiten von etwa 0,1 msec ist es vorteilhaft, den Kondensator C₄ gemäß F i g. 4 an eine Anzapfung der Drossel L zu legen, wodurch sich eine hohe Resonanzfrequenz ergibt. Selbstverständlich können an Stelle einer angezapften Spule auch zwei in Serie geschaltete Spulen verwendet werden. Die Amplitude der mit der Schaltung nach F i g. 4 erzeugbaren Ausgangsimpulse ist allerdings kleiner als diejenige, die bei den bisher beschriebenen Schaltungen nach der Erfindung auftritt.

F i g. 5 zeigt eine Möglichkeit, einen einzigen Eingangsimpuls gleichzeitig verschieden lang zu verzögern, wozu entsprechend viele Kanäle an den Kollektor des Transistors T₁ mit verschiedenen Resonanzfrequenzen angeschlossen sind. Hierbei muß der Transistor allerdings die Summe aller Resonanzteilströme führen.

Nach F i g. 6 ist eine Kaskadenschaltung mehrerer

Impulsverzögerungsschaltungen nach der Erfindung

ίο durchführbar; prinzipiell ist der Anzahl der in Kaskade geschalteten einzelnen Schaltungen nach der Erfindung hierbei keine Grenze gesetzt. Die einzelnen Schaltungen bei der Kaskadenschaltung können von der in F i g. 6 gezeigten Ausführungsform abweichen und insbesondere nach einer anderen der bisher erläuterten Figuren aufgebaut sein.

Fig. 7 zeigt ein in der Praxis besonders bewährtes Ausführungsbeispiel der Erfindung; in F i g. 7 sind Dimensionierungshinweise eingetragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 . Steuerung der Entladung eines Kondensators in Patentansprüche: einem Verzögerungskreis, der als Serienresonanz-

1. Impulsverzögerungsschaltung zur Verzöge- kreis in Reihe mit einer Diode ausgebildet ist. Die rung eines Einzelimpulses oder einer Impulsfolge, Transistorschaltung besteht aus zwei gegenseitig die über einem vorgegebenen zeitlichen Mindest- 5 rückgekoppelten Transistorstufen derartiger Dirnenwert liegende regelmäßige oder unregelmäßige sionierung, daß ihre Leitfähigkeitszustände immer gegenseitige Einzelimpulsabstände aufeinander kurz nach der Erzeugung des verzögerten Ausgangsfolgender Impulse aufweist, mit einer Vorzugs- impulses enden.

weise rückgekoppelten Eingangsschaltung, in de- Eine dieser bekannten Impulsverzögerungsschal- !

rem Ausgangsschaltkreis ein die Impulsverzöge- 10 tung ähnliche Anordnung ist beispielsweise durch die j rung maßgeblich bestimmender Serienresonanz- USA.-Patentschrift 3 319 075 bekannt. Sie enthält ; kreis in Reihe mit einer Diode liegt und die bei einen zwei Schaltungsschleifen gemeinsamen Konden-Zuführung eines der Einzelimpulse in den leiten- sator. Die eine dieser Schaltungsschleifen besteht aus den Zustand getriggert wird und dabei den zuvor der Reihenschaltung dieses Kondensators mit einer

aufgeladenen Kondensator des Serienresonanz- 15 ersten Spule, einem ersten Gleichrichter und einer kreises entlädt, in der Weise, daß bei der Kon- Schaltvorrichtung, während die zweite dieser Schaldensatorentladung durch den Serienresonanzkreis tungsschleifen gleichfalls diesen gemeinsamen Konden- | und die Diode ein schwingungsförmiger Reso- sator in Serienschaltung zu einer zweiten Spule, einem nanzstrom fließt, der bei seiner Richtungsumkehr zweiten Gleichrichter und einer Spannungsquelle ;

über die Diode einen die gewünschte Verzögerung 20 enthält, wobei einer dieser Gleichrichter derart gegegenüber dem triggernden Einzelimpuls aufwei- polt ist, daß er eine Aufladung des gemeinsamen senden Ausgangsimpuls erzeugt, dadurch Kondensators ermöglicht, während die Polung des gekennzeichnet, daß zwischen dem Kon- anderen der Gleichrichter zwecks Ermöglichung einer tjTj £ densator (C.,) und der Spule (L) des Serienreso- Entladung des gemeinsamen Kondensators gewählt

nanzkreises eine mit der Diode (D₂) gleichsinnig 25 ist. Die Eingangsimpulse werden der Schaltvorrichgepolte Trenndiode (D₁) eingefügt ist und daß an tung zugeführt. Ein Strom-Nulldetektor in der zweiten den Verbindungspunkt der Trenndiode mit der Schaltungsschleife dient der Entnahme der verzöger-Spule ein weiterer Kondensator (C₄) angeschlos- ten Impulse.

sen ist, dessen Kapazität klein gegen diejenige des Auch bei der aus einzelnen Stufen aufgebauten

Serienresonanzkreises gewählt ist und der mit der 30 Laufzeitkette gemäß der deutschen Patentschrift Spule einen weiteren Serienresonanzkreis bildet. 958 127 wird im Prinzip zur Impulsverzögerung von

2. Impulsverzögerungsschaltung nach An- den Resonanzwirkungen in aus Spulen und Kondenspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- satoren bestehenden Schaltungen Gebrauch gemacht, gangschaltung eine monostabile Kippschaltung Weiterhin ist es beispielsweise aus der deutschen enthält, deren Impulslänge größer ist als die Ver- 35 Auslegeschrift 1 083 317 bei einem Laufzeitglied zur ; zögerungszeit der Impulsverzögerungsschaltung durch einen Taktpuls synchronisierten Verschiebung

(F i g. 2). von Impulsen mit Hilfe eines Verzögerungsgliedes

3. Impulsverzögerungsschaltung nach An- bekannt, als Verzögerungsglied einen Tiefpaß zu Spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mono- verwenden.

stabile Kippschaltung ein Multivibrator ist. 40 ^. Schließlich ist durch die deutsche Auslegeschrift

4. Impulsverzögerungsschaltung nach einem j 162 404 eine weitere Impulsverzögerungsschaltung ; der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet. bekannt.

daß an die Kathode der weiteren Diode [D₂) eine Nachteilig an diesem Stand der Technik ist die bei Gleichrichterschaltung (D.,, R_(i) angeschlossen ist. ihm prinzipiell nicht vermeidbare, für viele Anwen- ι 45 dungsfälle zu große Inkonstanz der Verzögerungszeit; diese Inkonstanz wird üblicherweise als Jitter

Die Erfindung betrifft eine Impulsverzögerungs- bezeichnet und ist — bezogen auf die gewünschte schaltung zur Verzögerung eines Einzelimpulses oder Verzögerung — meist größer als 10-\
einer Impulsfolge, die über einem vorgegebenen Auch stört am Stand der Technik in vielen Anwenzeitlichen Mindestwert liegende regelmäßige oder un- 50 dungsfällen die verhältnismäßig geringe Höhe der regelmäßige gegenseitige Einzelimpulsabstände auf- erzielbaren Ausgangs-Impulsspannungen.
einander folgender Impulse aufweist, mit einer vor- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zugsweise rückgekoppelten Eingangsschaltung, in Impulsverzögerungsschaltung anzugeben, die sich im derem Ausgangsschaltkreis ein die Impulsverzöge- Vergleich zu den bekannten Impulsverzögerungsrung maßgeblich bestimmender Serienresonanzkreis 55 schaltungen durch ein extrem geringes Jitter und in Reihe mit einer Diode liegt und die bei Zuführung durch die Verwendbarkeit relativ hoher Betriebscines der Einzelimpulse in den leitenden Zustand spannungen und demzufolge durch die Abgabe relagetriggert wird und dabei den zuvor aufgeladenen tiv hoher Ausgangsimpulse auszeichnet.
Kondensator des Serienresonanzkreises entlädt, in der Die Erfindung besteht bei der Impulsverzögerungs-Weise, daß bei der Kondensatorentladung durch den 60 schaltung der einleitend angegebenen Art darin, daß Serienresonanzkreis und die Diode ein schwingungs- zwischen dem Kondensator und der Spule des Serienförmiger Resonanzstrom fließt, der bei seiner Rieh- resonanzkreises eine mit der Diode gleichsinnig getungsumkehr über der Diode einen die gewünschte polte Trenndiode eingefügt ist und daß an den VerVerzögerung gegenüber dem triggernden Einzel- bindungspunkt der Trenndiode mit der Spule ein impuls aufweisenden Ausgangsimpuls erzeugt. 65 weiterer Kondensator angeschlossen ist, dessen Kapa-Eine Impulsverzögerungsschaltung dieser Art ist zität klein gegen diejenige des Serienresonanzkreises beispielsweise durch die USA.-Patentschrift 3 204 130 gewählt ist und der mit der Spule einen weiteren bekannt. Sie enthält eine Transistorschaltung zur Serienresonanzkreis bildet.