DE1811456B2 - Sparschaltung fuer batteriebetriebene empfaenger - Google Patents

Sparschaltung fuer batteriebetriebene empfaenger

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DE1811456B2 DE19681811456 DE1811456A DE1811456B2 DE 1811456 B2 DE1811456 B2 DE 1811456B2 DE 19681811456 DE19681811456 DE 19681811456 DE 1811456 A DE1811456 A DE 1811456A DE 1811456 B2 DE1811456 B2 DE 1811456B2
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Description

Aufgabe
Die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung besteht in der Schaffung einer einfach und sicher arbeitenden Batteriesparschaltung zur Erzeugung einer stabilisierten Ausgangsspannung.
Vo rteil c
Die Sparschaltung schafft eine bleibende Leistungsfähigkeit, die in weitem Umfang unabhängig von Produktionsstreuungen der einzelnen Bauteile von Temperatur und Batteriespannung ist. Die in Stabilisierungskreis verlorengehende Leistung is
gering, und die Batteriespannung kann auf mehr al: ein Volt oberhalb des stabilisierten Ausgangs ab fallen, bevor die Stabilisierungswirkung aufhört Zusätzlich sind bleibende große Sparverhältnisse ii der Größenordnung von 50 : 1 (EIN : AUS) erzielbar
In Weiterbildung der Erfindung enthält die Spar schaltung Einrichtungen zum Schutz des Schalt kreises gegen Kurzschlüsse in der Versorgungs leitung. In den Unteransprüchen sind weitere Aus gestaltungen der Erfindung beschrieben.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Fig. bis 5 im einzelnen erläutert. Es zeigt: F i g. 1 ein Schaltbild eines Multivibratortyps, b( der eine angezapfte Versorgungsbatterie oder zw< Batterien verwendet werden.
Fig. 2 ein Schaltbild eines ähnlich aufgebaute
Mnltivibrators, bei dem eine einzelne nicht ange- «mfte Batterie zur Anwendung gelangt,
pjg. 3 ein Schaltbild eines Multivibrators, weldies gleichzeitig einen Teil des Schaltkreises nach Fj0 5 bildet,
ρ ig. 4 einen anderen Teil des Schaltkreises nach 5 und Einrichtungen zur Spannungsstabilisie-
I und
Fig. 5 ein Schaltbild eines Empfängerteils, bei dem eine Adsfuhrungsfonn der Batteriesparschaltuno und Stabilisierungsschaltung nach der Erfindung ^Anwendung gelangt. ~
Eine bekannte Version eines emittergekoppelten astabilen Multivibrators ist in Fig. 1 mit den Tran- TR A d TR B gezeigt d Kllk
und somit kann bei einem gegebenen Wert des Widerstandes R 10 ein Minimum an wirtschaftlicher Versorgungsausschaltzeit erzielt werden.
T1n Reihenstabüisierungskreis nach Fig.4, der ebenfalls einen Teil der Fig. 5 bildet, ist der Strom/ gleich der Summe des Basisstroms W aes Transistors TRl und des Stroms IZ durch die Zenerdiode D 5. Der Basissttom IB kann sich^ vom WertO (Nährungswert) bis zum Wert IL (Maximum)/HFC ändern, und für einen maximalen Stabilisierungsbereich sollte der Strom / nicht kiemer als /z (Minimum) plus IL (Maximum)/HFC sein, wobei IZ (Minimum) der minimale Strom ist, der zur Aufrechterhaltung des Zenerbetriebs notwendig ist.
ähd HFC di Eittrflgerstromverstärkung des
astabilen Multivibrators ist in Fig. 1 mit den Tran- Aufrechterhaltung des Zenerbetriebs notwendig
«stören TR A und TR B gezeigt, denen Kollektor- 15 während HFC die Emitterfolgerstromverstärkung des widerstände RC und AL und Emitterwiderstände Transistors TR 7 und IL (Maximum) der maximale E 2 thd hl id Z Strom durch die Belastung L ist. Wenn der StJomy
auf 0 reduziert wird, wird ebenfalls IL auf aen Wert 0 gebracht und der Stabilisierungskreis istj!.u?' geschaltet, während, wenn / über den Wert IZ (Mmifnum) plus IL (Maximum)/HFC ansteigt, die btamsierungswirkung aufrechterhalten wird, jedoch er Überschüssice Strom durch die Zenerdiode D 5 a -
/ k f ahezu
ftt,x und RE 2 entsprechend zugeschaltet sind. Zur Erzielung einer guten Stabilität des Tasrverhältnisses und der Viederholungsrate bzw. Impulsfolge ist die Spannung VEE beträchtlich größer als die Spannung VCC ceniacht, während die Widerstände RE I und RE2 mi Verhältnis zu RC und RL groß gewählt wurden. Die Ausgangsspannung bzw. der Pege" der Klemme A ist jedoch klein.
an Überschüssice Strom durch die Zenerd fließt und \erlorengeht. Der Strom / kann .iuf nahezu
d id er au
r Klemme A ist jedoch klein. fließt und \erlorengeht. Der Strom / kann iu
Wenn nur zwei Versorgungsschienen bzw. -leitun- 25 dem optimalen Wert gehalten werden, indem er au " Verfügung stehen was bekanntlich oft der einer Konstantstromquelle bezogen wird, also z. o.
Fall l·
Schalt
sch,lt
lasse-
leit.-t
nu gg
Verfügung stehen, was bekanntlich oft der ' wird ein Spannungsteiler mit Wider landen :· /0 2 verwendet, um die Basis des Transistors .-τι speisen, wie Fig. 2 zeigt. Bei einem sol'hen reis bestimmt die Kapazität C in Ver'ninduim >,-., Widerstand REl hauptsächlich die Ein-./ eines Schaltertransistors TR C. wenn dei and RL klein ist. während ein Widerstand 'iir Hauptsache die Ausschakzeit bestimmt. <ier Widerstand RC klein ist. w .!" einer kurzen Einschaltzeit der Widerstand .lein gehalten werden muß. I'm den \»m ibrator" im ausgeschalteten Ziwand durchs Mi Strom zu verringern, d.h. wenn TRA
dem optimalen Wert gehalten werden, indem einer Konstantstromquelle bezogen wird, also z. o. aus dem Iransitor TR6 mit Emitterwiderstand K 1«. Bei dieser Ausführungsform werden durchweg Siiiziumhalbleiter verwendet, so daß der Wert eines leitenden Transistors und die Emschaltspannung einer Diode jeweils OJ Volt betragen. Uiearn
Widerstand R 14 liegende Spannung ist somit 0./ vor (zwei χ 0.7 minus 0.7). und somit ist der hiu"~
Hauptsache die Ausschakzeit bestimmt. strom des Transistors ΓΛ 6 gleich 0,7/R 14, wahren Widerstand RC klein ist. wobei zur Hr- 35 der Kollektorstrom/ nahzu den gleichen Wert nat.
In der kombinierten Spar- und Stabilisierung.-schaltung nach Fig. 5. bei der für gleiche üaul^ wieder die entsprechenden gleichen
Mi Stro g verwendet wurden, sorgen die Dioden
TRIi und TR C nicht leiten und wenn keine 40 für eine konstante Spannungsversorgung der _ n-'sspannung an der Klemme B ueut. muß die des Transistors TR 6 und schaffen 8'eictaeiug «-» · kli i b bi di Abi nicdricere Widerstandsbelastung fur den emiutrj,
koppelten Multivibrator mit den Transistoren 7 « J is auf und TR 4. Wenn nun der Transistor TR 3i leiw. Wertes 45 leiten die Transistoren TR 4 TRb und / /< ' "' · und an der Klemme D liegt kerne A-Sgaijsspa^- nung. Wenn der Transistor TR 2In.ch le JJt, «nd *e Transistoren T R 4. TR 6 und TR 7 durchgeschant bzw. eingeschaltet, und die Spannung an". Klemme D wird durch die Zenerspannung der /Lenerdiode D 5 bestimmt und stab'^ert "nd ^s J5 ^ gung für die übrigen Teile des Emplangers wendet.
Fin Signal welches wahrend der-ZeU d Ef Lestunge
klein sein, wobei bei dieser Arbeitsder Wert von VEE des Transistors TR Λ eine seh. uichticc Rolle spielt, und zwar in bmis auf Sta^ilitätsvcrluste auf Grund des »roßcn
on' I EE im Multivibrator nach F i 8Γ 1.
Um diese Stabilität wiederzuerlangen, kann der SclK-.ltkrcis cemäß Fig. 3. der einen Teil des in F,.. S oezeigten Schaltkreises bildet, zur Anwcndun." fangen, in dem Widerstände ff 8 und R jexv JiIs-Widerständen R 11 und R 10 gleich sind und in dem eine Diode D1 in der Potentiometerkette vorgesehen ist und die Basis des Transistors TR an 'die Verbindung zwischen Widerstand R 8 und Diode Dl gl i D Ti 77? 3
und die Diode Dl sollten aus demselben Material bestehen, also beispielsweise beide aus S.lizium oder Γ,ι-rimnium
Im eingeschalteten Zustand, bei dem die Tran-
sistorenT/M und TR 6
Klemme C abgenommen werden kann, schaffen die
in Reihe geschalteten Dioden D 2 und D 3 im
Kollektorkregis von TR 4 eine konstante Spannung in be/uß auf die positive Versorgungsleitung, wobei
man'mdererseits diese Spannung auch dadurch er- 65 Sollte jedoch erne .
halten kann, daß Strom durch sie aus einer anderen Kurzschluß, wahrend
Ouelle als TR 4 geführt wird. Der Widerstand der Versorgung auftreten, so
Dioden Π 2 und D 3 ist im Einschaltzustand niedrig. d
Verbindung zwischen Widerstand R 8 und Fin Signal welc
Dl angeschlossen ist. Der Transistor 77? 3 55 wird, wenn dem Empfanger Leistunge η
dlb Mil id kn eingesetzt ^d ausgewerte w
er Leig g ^
wird, kann eingesetzt ^d ausgewerte werden um einen Zusatzstrom durch den W de™ ^ 8 dic Klemme E zu ziehen und somit den ^Pann abfall an diesen Widerstand auf -he- den
tand, bei dem die Tran- abfall an diesen Widerstand auf -he- den Wut leiten und Strom an der 60 der Batterieversorgungsspannung zu "hohen
durch der Transistor TR 3 mit dem außer Betnc befindlichen Mult.v.brator .m.nichtleitenden Zustand gehalten wird und eine stab,»'«* Spannung a„ du Klemme D wahrend der Signa dauer erhaltl.cn
de,
Versorgung ^J. J^f
sistor TR 7 zerstört werden. Um dieses zu
werden der Transistor TR 5 mit den zugeordneten Wi- und diesen Transistor am Leiten zu hindern, um so derständen R13, R 15 bis R 17 und die Diode D 4 den Schaltkreis in einen Kreis umzukehren, der durch verwendet. Die Widerstände RIS und R16 bilden ein den Multivibrator gesteuert wird, wodurch der Tran-Potentiometer zwecks Schaffung einer Spannung VR, sistor TR 7 gegen eine übermäßige Dissipation bzw. mit der der Emitter des Transistors TR 5 gespeist 5 hohe Energieverluste geschützt wird,
wird. Um einen Stromabfluß zu vermeiden, wenn die Ein Weg zur Erzielung einer Haltespannung geht Sparschaltung außer Betrieb ist, werden diese Bau- aus Fig. 5 hervor, bei der die Transistoren TR 1 und teile parallel zur Zenerdiode D 5 als Vorteil für die TR 2 einen Schmitt-Trigger-Kreis mit dem normaler-Batterie V geschaltet. Ein während der Einschalt- weise leitenden Transistor TR 1 bilden. Der Kollekperiode empfangenes Signal kann dazu benutzt wer- io von TR 1 und deshalb auch die Klemme F werden den, um eine positive Haltespannung der Klemme F dann auf niedrigem Potential liegen und zwar auf von ausreichender Amplitude zuzuführen, um den Grund des Spannungsabfalls am Widerstand R 4, der Transistor TR 5 zum Leiten zu bringen. Der Kollek- den Kollektorwiderstand des Transistors TR 1 bildet, torstrom fließt dann durch den Begrenzungswider- Wenn ein empfangenes Signal einen ausreichenden stand R 13 und die Dioden D 2 und D 3, um TR 6 15 Strom durch den Widerstand RX aus der Klemme G und TR 7 leitend zu halten, während der astabile fließen läßt, wird der Schmitt-Trigger-Kreis in Betrieb Multivibrator mit den Transistoren TR 3 und TR 4 gesetzt, der Transistor TR 1 hört auf zu leiten, und weiterläuft. Wenn die Haltespannung geringer als sein Kollektor und die Klemme F werden unter Ver- TR ist, wird der Transistor TR 5 durch den Wider- nachlässigung des Basisstroms des Transistors TR 5 stand R 17 nichtleitend gehalten, wenn die stabili- 20 das Potential der Batterie V erhalten bzw. annehmen, sierte Spannung eingeschaltet ist, also an der wodurch die stabilisierte Versorgung eingeschaltet Klemme D zur Verfügung steht, und andererseits gehalten wird.
durch die Diode D 4, wenn die Sparschaltung sich Damit diese stabilisierte Versorgung z. B. nicht im ausgeschalteten Zustand befindet. Wenn die während kurzer Pausen, die in einem Signal auf-Haltespannung größer als VR ist, kann der Tran- 25 treten, geschaltet wird, kann die Haltespannung so sistor TR 5 einschalten und die stabilisierte Versor- gewählt werden bzw. beschaffen sein, daß sie lange gung eingeschaltet halten. Sollte sich bei der Über- genug auftritt, um solche Pausen zu überdecken. Die tragung der Haltespannung eine Verzögerung z. B. Haltespannung kann mit Hilfe der Ladung eines auf Grund von Zeitkonstanten ergeben, so wird der Kondensators aufrechterhalten bzw. fortdauernd gefortdauernde Lauf des Multivibrators sicherstellen, 30 macht werden, der zwischen der Erdleitung und der daß der Transistor TR 5 bei der nächsten Einschalt- Klemme F mit einer Diode liegt, die den Platz der periode in den leitenden Zustand geschaltet wird. Verbindung zwischen dem Kollektor von TR 1 und Ein Kurzschluß in der stabilisierten Versorgungs- dieser Klemme einnimmt. Andererseits können der leitung würde den Empfänger außer Betrieb setzen, Kondensator und die Diode in einem Schaltkreis vor aber es würde auf Grund des intermittierenden Be- 35 der Klemme G oder vor der Klemme E liegen, wenn triebs des Schaltertransistors TR 7 unter dem Ein- diese Klemme dazu verwendet wird, den Transistor fluß des Multivibrators kein Schaden durch über- TR 3 nichtleitend zu halten.
mäßige Energieverluste entstehen. Sollte ein Kurz- Der Kondensator CD spielt an sich für das Arbei-
schluß während einer Periode auftreten, wenn gerade ten des Schaltkreises keine Rolle, er ist allerdings eine Haltespannung vorliegt, so wird die Diode D 4 40 dazu vorgesehen, unerwünschte Radiofrequenzen
leiten, um das Basispotential von TR 5 herabzusetzen oder Hochfrequenzeffekte auszuschalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Sparschaltung für einen batteriebetrieBenen Empfänger, bei der der Speisestrom des Empfängers beim Ausbleiben eines Empfangssignals gedrosselt wird und die eine Halbleiterschaltervorrichtung aufweist, die den Strompfad zum Empfänger abwechselnd leitend und nichtleitend macht und die bei Empfang eines Empfangssignals, auf das der Empfänger ansprechen kann, in eingeschalteter Stellung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschaltervorrichtung als Reihenstabilisierungselement einer im wesentlichen konstanten Spannungsversorgung geschaltet ist, welche die LeistuDgsversorgung des Empfängers bildet.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschaltervorrich tung mindestens einen Transistor aufweist und daß mindestens eine Diode eine konstante Spannung für die Basis dieses Transistors erzeugt.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode gleichfalls eine niedrige Widerstandsbelastung eines Multivibratorkreises bildet, der das Schalten der Schaltervorrichtung steuert.
4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Schaltervorrichtung eingeschaltet ist, die Spannung, die zum Empfänger geführt wird, mit Hilfe einer Zenerdiodc stabilisiert wird.
5. Schaltung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch Schalteinrichtungen zum Schutz gegen Zerstörung im Fall einer schweren Überlastung, wie z. B. einen Kurzschluß, auf der stabilisierten Versorgungsleitung zum Empfänger.
6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen einen weiteren Transistor und eine weitere Diode enthalten und daß der Emitter des weiteren Transistors aus einem Potentiometer gespeist wird, welches parallel zur Zenerdiode liegt.
7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Empfänger empfangenes Signal der Verbindung zwischen dem weiteren Transistor und der weiteren Diode zugeführt wird und diesen Transistor während der Zeitdauer leitend hält, während der das Signal empfangen wird und die Schaltervorrichtung eingeschaltet ist. um dem Empfänger Strom zuzuführen.
8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn eine Überlastung oder ein Kurzschluß auf der stabilisierten Versorgungsleitung auftritt, die weitere Diode leitet und den weiteren Transistor veranlaßt auszuschalten, um die Schaltervorrichtung gegen übermäßige Leistungsverluste oder unnötigen Leistungsverbrauch zu schützen.
9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das der Verbindung zwischen dem weiteren Transistor und der weiteren Diode zugeführte Signal von einem Schmitt-Trigger-Kreis geliefert wird, der wiederum in Abhängigkeit von einem empfangenen Signal betrieben wird.
Bei vielen batteriebetriebenen Radioempfängern und insbesondere bei solchen Empfängern, die man unauffällig am Körper trägt, also z. B. in der Brusttasche eines Jacketts, ist die Größe der Batterie von vornherein begrenzt, und Einrichtungen zum Einsparen von Batterieverbrauch durch den Empfänger ergeben bei einer bestimmten Batteriegroße eme längere Arbeitsperiode, bevor die Batterie ersetzt oder neu aufgeladen werden muß. ίο Eine wirtschaftliche Gestaltung des Batterieverbrauchs wird dann sehr wichtig, wenn man Empfänger von der Art verwenden will, die den Trager aufmerksam machen sollen, wenn ein Signal gesendet wird, weil derartige Empfänger in einigen Fällen von den Personen über längere Zeiträume getragen werden können und weil man nur einen Ruf m Notfällen od. dgl. wünscht. ,,„,,,.
In der deutschen Auslegeschrift 1 276 760 ist eine Batteriesparschaltung beschrieben, die einen Multivibrator aufweist, dessen Tastverhältnis geringer als das der Schaltungseinheit ist, die einen Transistor-Schalter in der Versorgungsleitung zum Empfanger steuert, bei der ferner ein Haltekreis den Multivibrator außer Betrieb und den Transistorschalter geschlossen hält, wenn ein Signal empfangen wird
Bei einigen Empfängern, und zwar bei ζ. Β solchen, die mit einer festen Frequenz arbeiten und eine Kristallsteuerung der darin befindlichen heterodvnen Oszillatoren verwenden, ist eine stabilisierte konstante Spannung zur Erzielung optimaler Ergebnisse von Vorteil. Die stabilisierte Spannung sollte vorzugsweise gleich oder etwas geringer als die Spannung am Ende der Batterielebensdauer sein, so daß cine^maximale Ausnutzung erzielbar ist.
DE1811456A 1967-11-30 1968-11-28 Sparschaltung für batteriebetriebene Empfänger Expired DE1811456C3 (de)

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DE1811456C3 DE1811456C3 (de) 1974-10-24

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