DE1537663B2

DE1537663B2 -

Info

Publication number: DE1537663B2
Application number: DE19511537663
Authority: DE
Inventors: Hermann 8000 Muenchen Monat
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1974-05-16
Also published as: DE1537663A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Gleichspannungsschaltverstärker mit Transistor, der bei Ansteuerung mit einer Wechselspannung am Ausgang ein Gleichstromsignal zur Steuerung von Schaltvorgängen abgibt.The invention relates to a circuit arrangement for a DC voltage switching amplifier with transistor, which, when controlled with an alternating voltage, sends a direct current signal to the control at the output of switching operations.

In der Fernmeldetechnik ist es oft notwendig, ein Wechselstromsignal in ein Gleichstromsignal umzuwandeln. Diese Umwandlung erfolgt am einfachsten durch Dioden, in Verbindung mit einem parallel zum Ausgang geschalteten Kondensator. Weiterhin ist es, um ein ausreichendes Gleichstromsignal am Ausgang zu bekommen, bekannt, dieses noch durch eine Verstärkerstufe zu verstärken. Durch zusätzliche Zenerdioden oder durch Verschiebung des Arbeitspunktes des Verstärkerelementes mit einer eingeprägten Vorspannung kann zudem die Ansprechschwelle des Gleichspannungsschaltverstärkers geändert werden. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, derartige Gleichspannungsschaltverstärker mit geringerem Aufwand an Schaltmitteln zu verwirklichen.In telecommunications it is often necessary to convert an alternating current signal into a direct current signal. The easiest way to do this is to use diodes in conjunction with a parallel to the Output switched capacitor. Furthermore, it is necessary to have a sufficient DC signal at the output to get, known to reinforce this by an amplifier stage. With additional zener diodes or by shifting the operating point of the amplifier element with an impressed bias voltage the response threshold of the DC voltage switching amplifier can also be changed. The object of the invention is now to provide such DC voltage switching amplifiers with less Realize effort on switching means.

Die dazu dienende Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltverstärker aus einem als Emitterfolger ohne Vorspannung geschalteten Transistor besteht, daß der Emitterwiderstand von einem Kondensator überbrückt ist und daß im Basiskreis in Serie mit der Wechselspannungsquelle ein Speicherelement, z. B. ein Kondensator, liegt, das durch den Zenerstrom der Emitter-Basis-Strecke des Transistors derart aufgeladen wird, daß für die Durchsteuerphase das Basispotential angehoben und damit der Transistor trotz an sich zu geringer Ampli tude der Signalwechselspannung voll durchgesteuert wird. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung arbeitet also in der Weise, daß bei Beanspruchung der Basis-Emitter-Strecke in Durchlaßrichtung der Kondensator im Emitterkreis zunächst so weit aufgeladen wird, bis bei einer nachfolgenden Beanspruchung in Sperrichtung der Basis-Emitter-Strecke schließlich die Zenerspannung erreicht wird und durch den nun fließenden Zenerstrom ein Teil der Ladung des Emitter-Kondensators auf den Kondensator im Basiskreis gepumpt wird. Die so an diesem Kondensator entstehende Spannung überlagert sich daher der nachfolgenden Halbwelle der Steuerwechselspannung und bewirkt, daß der Transistor schließlich voll durchgesteuert wird und infolge derThe circuit arrangement used for this purpose is characterized in that the switching amplifier consists of a transistor connected as an emitter follower without bias voltage, that the emitter resistor is bridged by a capacitor and that in the base circuit in series with the AC voltage source, a storage element, e.g. B. a capacitor, which is charged by the Zener current of the emitter-base path of the transistor such that the base potential is raised for the drive-through phase and thus the transistor is fully controlled despite the inherently too low Ampli tude of the AC signal voltage. The circuit arrangement according to the invention thus works in such a way that when the base-emitter path is stressed in the forward direction, the capacitor in the emitter circuit is initially charged until the Zener voltage is finally reached during a subsequent stress in the reverse direction of the base-emitter path and by the now flowing Zener current, part of the charge of the emitter capacitor is pumped onto the capacitor in the base circuit. The resulting voltage on this capacitor is therefore superimposed on the subsequent half-wave of the alternating control voltage and has the effect that the transistor is finally fully turned on and as a result of the

ίο Stromverstärkung am Emitter-Widerstand ein leistungsstarkes Gleichspannungssignal entsteht. Durch Verwendung nur eines einzigen aktiven Elementes, das zugleich als Gleichrichter wirkt, und durch Ausnutzung des Zenereffektes ergibt sich somit ein sehr einfach aufgebauter Gleichspannungsverstärker, bei dem zudem allein durch Änderung der Zeitkonstanten im Basiskreis und im Emitterkreis die Ansprechschwelle verschieden einstellbar ist.ίο Current amplification at the emitter resistor a powerful DC voltage signal arises. By using only a single active element, which at the same time acts as a rectifier, and by utilizing the Zener effect, a very simply constructed DC voltage amplifier, in which, moreover, simply by changing the time constants the response threshold can be set differently in the base circuit and in the emitter circuit.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung und derenFor a more detailed explanation of the invention and its

Vorteile ist in der Zeichnung ein Schaltbeispiel dargestellt, das die Anwendung der Erfindung bei Tastaturfernsprechern zeigt. Die Wechselspannung wird durch eine Tastkapazität eingekoppelt und steuert: , die Basis-Emitter-Diode eines Transistors T an. Im Ausgangszustand sei U_CT=0 und U^=O. Bei Überschreiten der Schwellspannung der Basis-Emitter-Strecke wird der Kondensator C_E durch eine oder je nach Verhältnis von Wechselspannungs-Periodendauer zur Zeitkonstante des Basis-Emitter-Kreises auch durch mehrere positive Halbwellen der Steuerspannung U_st aufgeladen. Dadurch entsteht am Kondensator C_E eine Spannung U_RE = U_st — U_BE, die der positiven Generatorhalbwelle entgegenwirkt. Die Spannung U_CT am Koppelkondensator C₇- ist vernachlässigbar klein, da im Basiszweig nur ein Strom fließt, der um den Faktor der Stromverstärkung kleiner ist als der Strom im Emitterzweig.Advantages is shown in the drawing, a circuit example, which shows the application of the invention in keypad telephones. The AC voltage is coupled in through a sensing capacitance and controls:, the base-emitter diode of a transistor T. In the initial state, let U _CT = 0 and U ^ = O. When the threshold voltage of the base-emitter path is exceeded, the capacitor C _E is charged by one or, depending on the ratio of the alternating voltage period to the time constant of the base-emitter circuit, also by several positive half-waves of the control voltage U _st . This creates a voltage U _RE = U _st - U _BE across capacitor C _E , which counteracts the positive generator half-wave. The voltage U _CT at the coupling capacitor C ₇ - is negligibly small, since only a current flows in the base branch that is smaller by the factor of the current gain than the current in the emitter branch.

Ist nun die Summe der negativen Generatorhalbwelle und die über dem Kondensator C_E anstehende Spannung U_st + U_RE = U_BE so groß, daß U_BE die Zenerspannung erreicht, fließt ein Zenerstrom im Basis-Emitterkreis, der einen Teil der Ladung vom Kondensator C_E auf den Kondensator C₇- transportiert. Der am Kondensator C₇- entstehende Span-/'If the sum of the negative generator half-wave and the voltage U _st + U _RE = U _BE across the capacitor C _{E is} so large that U _{BE reaches} the Zener voltage, a Zener current flows in the base-emitter circuit, which carries part of the charge from the capacitor C. _E on the capacitor C ₇ - transported. The voltage / 'generated at the capacitor C _{7 -}

nungsabfall U_CT überlagert sich der nächsten posi-^-i tiven Halbwelle der Steuerung U_sl. Der Transistor wird stärker durchgesteuert als bei den ersten positiven Halbwellen und lädt den Kondensator C_E weiter auf. Ebenso wird bei der nächsten negativen Halbwelle der Kondensator C₇- weiter aufgeladen. Durch diesen Effekt schaukeln sich die Spannungen sowohl am Kondensator C_E wie auch am Kondensator C₇- immer mehr hoch, bis sie durch die Batteriespannung und durch auftretende Verluste begrenzt werden. Die an U_RE abzunehmende Gleichspannung wird also etwas kleiner als die Batteriespannung sein, die wesentlich über dem Scheitelwert der Durchsteuerspannung liegen kann.
Die Gleichspannung kann beispielsweise zum Schalten eines Relais ausgenutzt werden, das an Stelle des Widerstandes R_E im Emitterkreis liegt.voltage drop U _{CT is} superimposed on the next positive half-wave of the controller U _sl . The transistor is controlled more strongly than with the first positive half-waves and charges the capacitor C _E further. _{Likewise, the capacitor C 7} - is charged further with the next negative half-cycle. As a result of this effect, the voltages on both the capacitor C _E and on the capacitor C ₇ fluctuate more and more, until they are limited by the battery voltage and by losses that occur. The DC voltage to be taken off at U _RE will therefore be somewhat smaller than the battery voltage, which can be significantly higher than the peak value of the through-flow voltage.
The direct voltage can be used, for example, to switch a relay that is located in the emitter circuit instead of the resistor R _E.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Alternating voltage controlled DC voltage switching amplifier, in particular for evaluating alternating voltage signals in telecommunications systems, characterized in that the switching amplifier consists of a transistor (T) connected as an emitter follower without bias voltage, that the emitter resistor (R _E ) is bridged by a capacitor (C _£ ) and that the Base circuit in series with the AC voltage source (U _st ) is a storage element (z. B. a capacitor C ₇ -), which is charged by the Zener current of the emitter-base path of the transistor in such a way that the base potential is raised for the control phase and thus the transistor is fully controlled despite the amplitude of the signal alternating voltage being too low.