DE1537540C - Schaltungsanordnung zum Einstellen der Abfallzeit einer Impulsspannung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Einstellen der Abfallzeit einer Impulsspannung an einer transistorbestückten Schalterstufe.

Für verschiedene Anwendungsfälle transistorbestückter Schalterbaustufen besteht die Forderung, die Anstiegs- und/oder Abfallzeit einer Impulsspannung veränderbar bzw. einstellbar zu gestalten. Als Beispiele derartiger Anwendungsfälle seien Prüfschaltungen, Stromgeneratoren für Magnetkernspeicheranordnungen und Steuerschaltungen für induktive Lasten genannt.

Eine Schaltungsanordnung zum Einstellen der Neigung der Flanken einer von einem Pulsgenerator erzeugten rechteckförmigen Pulsspannung ist bereits in der deutschen Auslegeschrift 1 185 651 beschrieben. Diese Schaltung erfüllt z\yar auch die der Erfindung zugrunde liegenden Forderungen an die elektrischen Ausgangswerte, ist jedoch durch eine Vielzahl passiver und insbesondere aktiver Bauelemente nachteilig gekennzeichnet.

Eine andere bekannte Schalterstufe ohne Einstellmöglichkeit für die Anstiegs- und/oder Abfallzeit der Impulsspannung (deutsche Auslegeschrift 1199 028) ist in F i g. 1 dargestellt. In die Basisleitung des Transistors 1 ist ein Koppelkondensator 2 eingeschaltet. Der Lastwiderstand 3 ist an den Kollektor des Transistors 1 angeschlossen. Die weiterhin vorgesehenen Widerstände 4; 5 und 6 bilden einen sogenannten Basisspannungsteiler, der zur positiven Vorspannung der Basis des Transistors 1 dient und somit eine vollständige Sperrung desselben bewirkt.

Die zur Ansteuerung der Schalterstufe erforderlichen Impulse liefert der Impulsgenerator 7. In F i g. 2 ist eine aus der Patentschrift 47 243 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin bekannte Schaltungsanordnung dargestellt, bei der sich durch das zusätzliche Einfügen eines veränderbaren Widerstands 8 parallel zu einer Diode 9 in die Basisleitung des Transistors 1 in der in F i g. 1 dargestellten Schaltungsanordnung eine Einstellmöglichkeit für die Abfallzeit einer Impulsspannung ergibt. Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist folgende: Der in Emitterschaltung arbeitende Transistor 1 wird von dem Impulsgenerator 7 über den Widerstand 5 angesteuert, wobei vorausgesetzt ist, daß der veränderbare Widerstand 8 kurzgeschlossen ist. Von einer Spannungsquelle 10 wird über den Widerstand 4 dem Transistor 1 ein negativer Basisstrom zugeführt, während von einer weiteren Spannungsquelle 11 über den Widerstand 6 eine positive Spannung zur Kompensation von Restspannungen am Eingang der Schalterstufe zugeführt wird. Die Schalterstufe arbeitet im Schalterbetrieb und wird im Rhythmus der Impulsspannung zwischen dem Sperrbereich und der Grenze zwischen aktivem und Übersteuerungsbereich des Transistors 1 umgeschaltet. Durch den veränderbaren Widerstand 8 ist die Abfallzeit der Impulsspannung am Ausgang'des Transistors 1 einstellbar.

Erfolgt am Eingang der Schaltungsanordnung ein negativer Potentialsprung, so wird der Transistor 1 vom Sperrbereich bis zur Grenze zwischen aktivem und Übersteuerungsbereich umgeschaltet. Der dabei auftretende negative Basisstrom fließt vom Transistor I nicht über den Widerstand 8, sondern über die diesen überbrückende Diode 9. Erfolgt jedoch am Eingang der Schalterstufe ein positiver Potentialsprung, so wird der Transistor 1 von der Grenze zwi schen aktivem und Übersteuerungsbereich zum Sperrbereich umgeschaltet. Der dabei auftretende positive Basisstrom fließt zum Transistor 1 über den veränderbaren Widerstand 8, wobei dessen Einstellung über die Abfallzeit der Impulsspannung am Ausgang des Transistors 1 entscheidet. Die dabei dem Widerstand 8 in Sperrichtung parallel geschaltete Diode beeinflußt die Wirksamkeit der Anordnung durch ihren sehr hohen Sperrwiderstand nicht. Die Einstellung

ίο der Grenze zwischen aktivem und Übersteuerungsbereich des Transistors 1 erfolgt in Abhängigkeit von einer negativen Spannungsquelle 10, die deshalb ebenfalls einstellbar sein muß.

Nachteil dieser bekannten Schaltungsmaßnahme ist es, daß sich bei deren Einsatz in vorgegebenen Schaltungsanordnungen entsprechend Fig. 1 eine geringere thermische Stabilität der gesamten Anordnung im statischen Zustand ergibt. Eine hinsichtlich der thermischen Stabilität günstigere Dimensionierung

ao der den Basisspannungsteiler des Transistors 1 bildenden Widerstände 4; 5 und 6 erfordert eine höhere Belastbarkeit der Spannungsquellen 10 und 11 sowie eine größere Belastbarkeit des Impulsgenerators 7. Dies ist jedoch beim Einsatz der Schaltungsanordnung, z. B. in elektronischen Rechenanlagen, unerwünscht. Eine Erhöhung der Stromergiebigkeit des Impulsgenerators 7 ist auf Grund des damit verbundenen höheren Strombedarfs desselben und des Aufwandes an leistungsfähigeren Bauelementen nicht ohne weiteres möglich. Durch die Vielzahl der in solchen Anlagen verwendeten Baustufen würde sich eine wesentliche Erhöhung der Anzahl der Stromversorgungseinheiten einer Rechenanlage erforderlich machen. Neben erhöhten Kosten und erhöhtem Raumbedarf bringt die Abführung der durch den erhöhten Leistungsumsatz erzeugten Wärme weitere Probleme mit sich. Außerdem soll in logischen Schaltungen eine Baustufe möglichst viele weitere Baustufen ansteuern können, so daß der Strombedarf der gesteuerten Stufen, die ihrerseits wieder steuernd wirken müssen, möglichst gering sein muß.

Es ist deshalb Zweck der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die die eingangs genannten Forderungen nach Einstellbarkeit der Abfallzeit einer Impulsspannung unter Vermeidung der geschilderten Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen erfüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die thermische Stabilität der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 mit einem in Emitterschaltung betriebenen Transistor, dessen Eingangssignal an dem der Basis abgewandten Anschluß des mittleren eines aus drei Widerständen bestehenden Basisspannungsteilers zugeführt wird, einem den mittleren Basisspannungsteilerwiderstand überbrückenden Koppelkondensator und einer Parallelschaltung eines veränderbaren Widerstands mit einer gleichsinnig mit der Emitter-Basis-Diode des Transistors betriebenen Diode ohne Vergrößerung des Strombedarfs von Seiten des steuernden Impulsgenerators oder der Betriebsspannungsquellen zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschaltung aus veränderbarem Widerstand und Diode in Reihe zum . Koppelkondensator und diese Gesamtkombination parallel zum mittleren Widerstand des Basisspannungsteilers geschaltet sind.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es stellen dar:

F i g. 1 eine bekannte Schalterstufe,

Fig. 2 eine bekannte Schalterstufe mit einstellbarer Abfallzeit der Impulsspannung,

F i g. 3 die erfindungsgemäße Schalterstufe,

F i g. 4 den Impulsspannungsverlauf am Ausgang der erfindungsgemäßen Schalterstufe.

Gemäß der Erfindung ist das bereits in der bekannten Anordnung nach F i g. 2 vorhandene, aus dem veränderbaren Widerstand 8 und der Diode 9 bestehende Einstellglied für die Einstellung der Abfallzeit der Impulsspannung nicht mehr zwischen den Basisanschluß des Transistors 1 und dem aus den Widerständen 4; 5 und 6 gebildeten Basisspannungsteiler angeordnet.

Wie in F i g. 3 dargestellt, ist das aus der Parallelschaltung des Widerstandes 8 und der Diode 9 gebildete Einstellglied in Reihe zu dem Koppelkondensator 2 geschaltet. Liefert der Impulsgenerator 7 einen positiven Potentialsprung an den Eingang 13 der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fig. 3, so wird die Abfallzeit der Impulsspannung am Ausgang 14 der Schalterstufe durch die Einstellung des veränderbaren Widerstands 8 bestimmt. Die Diode 9 ist bei diesem Vorgang in Sperrichtung gepolt, so daß der Widerstand 8 voll wirksam werden kann. Liefert der Impulsgenerator 7 dagegen einen negativen Potentialsprung an den Eingang 13 der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, wird der Widerstand 8 durch die nunmehr in Durchlaßrichtung gepolte Diode 9 überbrückt, so daß die Anstiegszeit der Impulsspannung am Ausgang 14 der Schalterstufe durch den Widerstand 8 nicht beeinflußt wird.

In F i g. 4 ist der Impulsverlauf am Ausgang 14 der erfindungsgemäßen Schalterstufe nach F i g. 3 dargestellt. Der rechteckige Impuls, wie ihn die Impulsquelle 7 liefert, ist mit der Positionszahl 15 versehen. Mit der Positionszahl 16 ist die Rückflanke des unveränderten Impulses 15 und mit der Positionszahl 17 die durch Einstellung des veränderbaren Widerstands 8 in der Steilheit veränderte Rückflanke des verformten Rechteckimpulses 15 bezeichnet. Bei kurzgeschlossenem Widerstand 8 ergibt sich der Verlauf der Rückflanke 16 des Impulses 15 und somit die kürzeste Abfallzeit der Impulsspannung, während sich bei voll eingeschaltetem Widerstand der Verlauf der Rückflanke 17 des Impulses 15 und somit die längste Abfallzeit der Impulsspannung ergibt. Durch Verstellung des veränderbaren Widerstands 8 sind mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sämtliche Kurvenverläufe der Impulsrückflanke zwisehen den mit den Positionszahlen 16 und 17 angeführten Kurvenverläufen einstellbar.

Für den Einstellbereich der Abfallzeit der Impulsspannung ist dabei der Übersteuerungsgrad des Transistors 1 ohne wesentlichen Einfluß.

Um keine Verschiebung bzw. Impulsdaueränderung des Ausgangssignals zu erhalten, ist es erforderlich, den Transistor 1 bei jedem beliebigen Lastwiderstand 3 an der Grenze zwischen aktivem und Übersteuerungsbereich zu betreiben. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, die an den Widerstand 4 angeschlossene Spannungsquelle 10 veränderbar zu gestalten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zum Einstellen der Abfallzeit einer Impulsspannung an einer transistorbestückten Schalterstufe mit einem in Emitterschaltung betriebenen Transistor, dessen Eingangssignal an dem der Basis abgewandten Anschluß des mittleren eines aus drei Widerständen bestehenden Basisspannungsteilers zugeführt wird, einem den mittleren Basisspannungsteilerwiderstand überbrückenden Koppelkondensator und einer Parallelschaltung eines veränderbaren Widerstands mit einer gleichsinnig mit der Emitter-Basis-Diode des Transistors betriebenen Diode, dadurchgekennzeichnet, daß die Parallelschaltung aus veränderbarem Widerstand

   (8) und Diode (9) in Reihe zum Koppelkondensator (2) und diese Gesamtkombination parallel zum mittleren Widerstand (5) des Basisspannungsteilers (4; 5; 6) geschaltet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen