DE1562260A1

DE1562260A1 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Kippschwingungen mittels eines Zweipolelementes

Info

Publication number: DE1562260A1
Application number: DE19641562260
Authority: DE
Inventors: Eeltje De Boer
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1963-01-15
Filing date: 1964-01-11
Publication date: 1969-10-30
Also published as: NL287808A; BE642504A; GB1049711A; IT712963A; US3312911A; SE314402B

Description

Dr. Herbert Scholz Pfcisiil.-invelt |J£ Anmelder:N.V.r.iL.'-O¹3.OliLAMPENFABBIEKEII ■ _ dJo/PhS >·""

Akte: PH-18185 1 ccoocn ^

Anmeldung vom: - 10. Jan. 1964

"-Schaltungsanordnung zum erzeugen von Kippschwingungen mittels eines

* * ' 2iweipoleiementes".

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Kippschwingungen mittels..eines Zweipolelementes, dessen statische Strom-Spannungskennlinie die Form eines N hat, insbesondere mittels einer Tunneldiode, wobei in Reihe mit dem Zweipolelement eine Induktivität eingefügt ist.

Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt. Als Speisequelle dient "bei der bekannten Schaltung eine Quelle konstanter Spannung. Die Kippschwingungen werden dem Zweipoleleraent entnommen, das mit der Induktivität in lieihe geschaltet ist. Dieser an sich einfachen Schaltung haftet der Nachteil an, dass Impulse von nur einer Polarität der Schaltung entnommen werden können.

Die Erfindung bezweckt, einen Kippoazillator zu schaffen, bei dem difc Polarität der erzeugten Kippschwingungen nach Wunsch gewählt werden kann. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass in lieihe mit d.en Zwei-■polülement ein zv/eites äweipolelement geschaltet ist, wobei von der ^„■eiaeüpannungsquelle her gesehen beide Zweipolelemente in dam Teil ihrer 3trom-Spannun_£,^-skennlinie mit einer negativen Neigung eingestellt είπα, viUhrend in den Reihenkreis ein von aussen her stammender Strom eingeführt wird un einem solchen Punkt, dass für diesen Stroa die Zweipolelemente parallel geechaltet sind.

Die Polarität der an der Belastung erzeugten Kippschwingungen ibt abhängig von der Polarität des eingeführten Stromes. !lach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Belastung

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durch eines der iweipoleleinente gebildet. '*

GemäsB einem weiteren Merkmal bildet die Belastung die Diagonale einer Brücke, deren Zweige die Reihenschaltung einer GleichBpannungsquelle, einer Induktivität und eines 2.weipolel&aentes enthalten.

Gemäas einem weiteren Merkmal ist eine der Klemmen eines Zv/eipolelementes direkt mit einer Klemme dea anderen Lweipolelementes verbunden, wobei der eingeführte Strom diesem Verbindungspunkt zugeführt wird.

Die Erfindung wird an Hand der Leichnung naher erlßutert, in der Fi^. 1 daa Prinzipschaltbild einer eraien ^chaltungsanorunung nach der Erfindung zeigt. Fig. 2 zeigt iätrom-apannungskennlinicn zur ^rläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Pig. 1. Fig. 3 sei£t das Prinzipachaltbild einer zweiten Anordnung nach der IrfinäunA· un«¹ ΐ~-, . 4 zeigt die Dualschaltung nach Fig. 1.

Nac.,.-, Fig. 1 ist die üeihenschaltung dei' Tunneldioden 1 und 2 an axe itei hen se haltung einer Induktivität j und einer iuellö 4 konstanter Spannung angeschlossen. Die Tunneldioden sind je üert-rt angeordn« b, daes aiö beim Anschluss an die Batterie 4 den i'til ihrer Strou-opuiinur^akennlinie durchlaufen, der eine negative üei^vuv, uufv/eist. Btia ΛηΙβ^Οϋ. der Batteriespannung wird jede der awei Tunneldioden den am Ureprun.; anfangenden Teil der Ütrom-Span.nungskennlirü.a durchlaufen. Ist der L^it-enström I der Tunneldiode 1 etwas niedriger ^z.B. einen Bruchteil einss Milliamperes, wenn der Spitzenstrom einige Lilliampere- betiägt) alü dor der Tunneldiode 2, so wird die Spitze 15 der otrom-Spannuiigskennlinie der Tunneldiode 1 (siehe Fig. 2) eher erreicht alo die Spitze 1*5 eier ütrou-Spannungskennlinie 11 der Tunneldiode 2.

Nimmt die Spannung der Tunneldiode 1 weiter zn_t eo wi_*d die

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Schaltung unstabil* Die Induktivität 3 sucht den Strom durch die Tunneld"iode_t 1 konstant zu halten« da sie ale eine Spannungequelle wirkeaa ist, welche der Ursache ihres Entstehens entgegenzuwirken euoht. Die Einstellung der Tunneldiode 1 springtauf den Funkt 14 über· Dann wird der Teil der Kennlinie zwischen dem Punkt 14 und dem Talpunkt 15 in einer Zeit durchlaufen, die ia wesentlichen durch die GroBse der Induktivität 3 und den Differentialwiderstand der Tunneldiode 1 bedingt wird· An dem Talpunkt 15 wird die Schaltung wieder unstabil. Die Induktivität 3 Bucht den ötroB wieder konstant zu halten und die Einstellung der Tunneldiode 1 springtauf den Funkt 18 über. In diesem Funkt ffingt der vorstehend geschilderte Zyklus aufβ neue an«

Die Wahl der Tunneldiode, Über welcher die Kippschwingungen entstehen, ist nicht zuffillig, sondern wird erfindungegenfies duroh passende Wahl eines Steuerstromes an den Vorbindungepunkt 5 der Tunneldioden 1 und 2 bedingt.

Wird ein positiver Strom +i dem Verbindungepunkt 5 zugeführt, so verteilt sich dieser Strom über die Tunneldioden 1 und 2. Für die Tunneldiode 1 hat der Teilstrom eine solche Polarität da·· die Diode in dec positiven utroabereich z.B. an Punkt 20 eingestellt wird· FOr die Tunneldiode 2 hat der Teilstrom jedoch eine Polarität, welche die Diode ia dem negativen Strombereich z.B. aa Funkt 21 einstellt. Wird dl· Batterie 4 angeschlossen, so wird bei nahezu gleiohen SpitzenatrSmen der beiden Tunneldioden die Spitze 13 der Kennlinie 10 zunächst erreicht, so dass über der Tunneldiode 1, also zwischen den Klemmen 5 und 6, Impulse entstehen. ·

«ird ein negativer Strom -i_e dem Verbindungepunkt 5' zugeführt,

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so wird die Tunneldiode 1 im negativen Bereich z.B. am Punkt 22 eingestellt und die Tunneldiode 2 in dem positiven Strombereich z.B. am Punkt 23* Wird dann die Spannung der Spannungsquelle 4 angeschlossen, so entstehen Impulse an der Tunneldiode 2, also zwischen den Klemmen 5 ^un<* 7·

In einem Ausführungsbeispiel waren 1 und 2 üermanium-Tunneldioden eines Experimentaltype'mit einem Spitzenstrom von etwa 5 ^A und einer zugehörenden Spannung von 60 mV. Der Talstrom war O.5 mA und die zugehörende Spännung war 350 oV, Die Spule 3 hatte einen Vert von 1 /uH. Die durch einen Kondensator 9 von T /uF entkoppelte Batterie 4 lieferte eine Spannung von I60 mV, Die Eigenkapazitilt der Tunneldioden 1 und 2 war etwa .2 pF. Führte man positive bzw. negative Ströme von 5 /uA dem Verbindungspunkt 5 zu.» so entstanden über den Tunneldioden 1 bzv.. 2 Impulse mit einer Grosse von 45° mV mit einer Y/iederholungsfrequenz von 5 MHz.

In einer in Fig. 3 dargestellten Abart der Schal tun?; nach Fig. 1 werden die Impulse einer Belastung J>0 entnommen, welche zwischen der Erdungsklemme 25 und dem Verbindungspunkt der Tunneldioden 1 und 2 eingeschaltet ist. Wird ein positiver Strom dem Verbindungspunkt 5 zugeführt, so werden über der Belastung 30 positive Inpulse erzeugt. Wird ein negativer Strom dem Verbindungspunkt 5 zugeführt, eo entstehen über der Belastung 50 nega.ti.ve Impulse.

Der Belastung 30 konnten negative bz-w. positive Impulse mit annähernd dem halben Wert der Impulse ni.cn Fig. 1 entnommen werden, wenn das gleiche Typ Tunneldioden verwendet wurde und die Induktivität 3« . 3" . 0.5 /uH gewählt wurde, wShrend die Spannungsquelle 4¹ «4" eine Spannung von 80 mV lieferte.

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Wird in einer der erwähnten Schaltungen die Spannung 4 baw. 4' • und 4"»kleiner als die Spannung gewählt, welche dem Spitaenetrom der Tunneldioden 1 und 2 zugehört, so erhält man die sogenannt« 3-Zustände-Schaltungsanordnung: fehlt der Eingangestrom i an dem Yarbindungspunkt

der Tunneldioden, so ist die Ausgangsspannung Null; gibt ea einen positiven Eingangsstrom i , so wird ein positiver Impuls geliefert (der üyklus 18, 13, 14, 15, 18 wird einmal durchlaufen)j gibt ee einen nega-

tiven Eingangsstrom i , so wird ein negativer Impuls geliefert.

Statt Lweipolelemente, deren statische Stroa-»Spannungflkennlinie dia Fora eines N hat, können auch Lweipolelemente verwendet werden, deren statische Strom-Spannungskennlinie die Form eines S hat. Solohe Elemente 3ind z.B. Gasentladungsröhren oder pnpn-Transistoren.

Die Polarität der den zuletzt genannten ZweipolElementen entnommenen Spannungsimpuls β ist gleich der der den JSweipolelementen zugeführtan ijpannungaimpulao.

Fig. 4 zeigt die Dualsahaltung nach Fig. 1, wobei ale Üweipoleleraente die pnpn-Transistoren 40 und 41 benutzt werden. Weiter bezeioh* net 42 eine Stromquelle, 44 einen Idealtransformator, dem über die Klemmen 43 und 45 Spannungsitnpulss V zugeführt werden. Die zwischen den Klemmen

45 und 46 erzeugte Spannung hat eine Polarität gleich der der Spannunga-, impulse V . ' - ' "

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η J Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Kippschwingungen mittels eines Zweipolelementes, dessen statische Stroa-Spannungskonnlinie die Form eines N hat, insbesondere mittels einer Tunneldiode, wobei in Reihe mit dem Zweipolelement eine Induktivität eingefügt iet, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit dem Zweipolelement ein zweites Zweipolelement gesohaltet ist, wobei von der Speisespannungsquelle her gesehen beide Zweipoleleaente in dem Teil ihrer Strom-Spannungskennlinie Bit einer negativen Neigung eingestellt sind, während in den Reihenkreis ein von aussen her stammender Strom eingefitnrt wird an einem solchen Punkt, dass für diesen Strom die Zweipolelemente parallel geschaltet sind· 2. Schaltung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* dass die Belastung durch eines der Zweipolelumente gebildet wird· 3* Schaltung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Belastung die Diagonale einer Brücke bildet, deren Zweige die Reihenschaltung einer Üleichspannungsquelle, einer Induktivität und eines Lweipolelementes enthalten.

4· Sohaltung nach Anspruch 1» 2 oder 3t dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kleamen eines Zweipolelementes direkt mit einer Klemme des anderen Zweipolelementes verbunden ist und dass der eingeführte Stron . diesem Verbindungspunkt zugeführt wird.

5· Sohaltung, die durch Dualtransformation der Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche erhalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass Zweipolelemente deren statische Strom-Spannungskennlinie die Form eines S hat, s»B. Gasentladungsröhren oder pnpn-Transistoren, verwendet werden.

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