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S c h m i t t - T r i g g e r Die Erfindung betrifft einen Schmitt-Trigger
mit einem ersten Transistor, dessen Kollektor uber einen ohmschen Widerstand mit
dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle und dessen Emitter über einen anderen
ohmschen Widerstand mit dem anderen
Pol der Versorgungsspannungsquelle
verbunden ist und einem zweiten Transistor, dessen basis an einem ersten Spannungsteiler
liegt, der mit seinem einen Ende mit dem Kollektor des ersten Transistors unmittelbar
verbunden ist und bei dem der Kollektor des zweiten Transistors ebenfalls über einen
ohmschen Widerstand mit dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle und der Emitter
dieses zweiten Transistors mit dem Emitter des ersten Transistors verbunden ist.
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In den Pilotreglern für TP-Systeme werden für die Überwachung des
Pilotsignals bzw. die Abschaltung der Regelung bei Pilotausfall häufig Spannungsdiskriminatoren
fur etwa t 7 benötigt. Die bekannten Ausführungen von Schritt-Triggern zeigen eine
unzulässig starke Abhängigkeit der Schaltschwellen von den Transistorparametern,
die einen individuellen Abgleich der Schaltung erforderlich machen.
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Durch Abgleichen eines Widerstandes des Schmitt-Triggers wird im wesentlichen
nur eine der beiden Schaltschwellen (entweder Abfall- oder Ansprechschwellwert)
beeinflußt. Um den erforderlichen Abgleichbereich ohne nachteilige Auswirkungen
auf das Kippverhalten überstreichen zu Können, müßten deshalb mindestens zwei Widerstände
gleichzeitig variiert werden. Pin Abgleichen wäre dadurch sehr schwierig und zeitraubend.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schnitt-Trigger zu
schaffen, der bezüglich der Abgleichmöglichkeiten gegenüber bekannten Anordnungen
der gleichen Art vereinfacht ist
Der Schmitt-Trigger wird gemäß
der Erfindung derart ausgebildet, daß das andere Ende dieses ersten Spannungsteilers
an einem zweiten Spannungsteiler, der zwischen den beiden Polen der Versorgungsspannungsquelle
liegt, geführt ist, daß der zweite Spannungsteiler niederohmig gegenüßer dam ersten
Spannungsteiler ist, und daß mindestens ein Widerstand des zweiten Spannungsteilers
veränderbar ist Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß im Fußpunkt des ersten Spannungsteilers,
der mit dem zweiten Transistor verbunden ist, eine veränderbare Spannung Wa eingefügt
wird.
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Damit können beide Schaltschwellen mit nur einem Widerstand gemeinsam
beeinflußt werden, wobei der Abstand der Schwellwerte voneinander, d.h. also die
Schalthysterase und damit des Kippverhalten der Triggerschaltung annähernd gleich
bleibt.
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Anhand des Ausführungsbeispiels nach Figur 1 und des Diagramms nach
Figur 2 wird die Erfindung näher erläutert.
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Bei einer Steuerspannung Ust = O (Fig. 1) ist der Transistor Ts1 gesperrt.
Über die Widerstände RC1, R4 fließt ein Strom iB2 in die Basis des zweiten Transistors,
so daß dieser voll leitend ist (Fg. 2). Der Kollektorstrom i erzeugt im gemeinsamen
Emitterwiderstand RE einen Spannungsabfall, welcher die Basis des Transistors Tsl
negativ vcrspannt.
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Steigt die Steuerspannung USt an, so wird ab einem bestimmten Wert
der Transistor Ts1 allmählich leitend. Der Kollektorstrom iC1 nimmt zu und verkleinert
die Spannung UC1.
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Durch die Emitterwiderstand RE fließt der Summenstrom iC1 + iC2. Die
Spannung am Emitterwiderstand RE steigt
und bewirkt für den Transistor
Ts1 eine Gegenkopplung.
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Wird die Steuerspannung Ust witer erhöht, 80 wird der Basisstrom iB2
so klien, daß der Transistor Ts2 aus der Sattigung gelangt und somit der Kollektorstrom
iC2 abnimmt. Damit- fällt- die Spannung am Emitterwiderstand RE und da der Basisstrom
im Transistor Tsl von der Differenhz USt - UE bestimmt wird, wächst dieser ohne
Verändern der Steuerspannung Ust weiter an. Dadurch wächst auch der Kollektorstrom
iC1; die Spannung U01 wird kleiner.
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Als Folgc davon fällt der Kollektorstrom iC2 und damit wieder die
Spannung UE. Dieser Zustand ist instabil; die Anordnung kippt in ihre zweite stabile
lage.
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Nach dem Kippvorgang ist der Transistor Ts2 gesperrt (UC2 - U). Der
Kollektorstrom i01 im Transistor Ts1 ist höher, da durch das Wegfallen des Kollektorstromes
iC2 am Emitterwiderstand ein kleinerer Spannungsabfall auftritt.
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Ein weiteres Ansteigen der Steuerspannung Ust erhöht den Kollektorstrom
iC1, bis der Transistor Tsl voll leitend ist (UC1 # UE2).
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Fällt die Steuerspannung, dann laufen die beschriebenen Vorgänge in
umgekehrter Folge ab.
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Bei loser Kopplung zwischen den beiden Transistoren beschränken sich
die Kippvorgänge auf einen kleinen Teil der USt-UC1-Kurve (Fig. 2). Der Transistor
sl arbeitet in einen weiten Bereich unbeeinflußt vom zweiten Transistor als Gleichspannungsverstärker.
Es ist naheliegend, den Kippvorgang zu anderen Werten der Kollektorspannung UC1
zu legen, um die Schwellwerte UQs Up zu verschieben (gestrichelte
Kurvc
in Fig. 2). Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Fußpunkt des Basisteilers
RA, RB auf ein von.Massc abweichendes Potential (Spannung UA in Fig. 1) gelegt wird.
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In den stabilen Zuständen des Triggers befindet sich der Transistor
Ts2 in der Sättigung (voll leitend oder gesperrt).
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Dic Gleichstromverstärkung B2 = ° Nähert man sich durch Verändern
der Steuerspannung Ust dem jeweiligen Schwellwert, so wird der Transistor Ts2 aus
der Sät-tigung gesteuert; die Gleichstromverstärkung B2 wächst an. Erreicht die
Gleichstromverstärkung einen bestimmten Mindestwert B2Kipp, der von der Kopplung
zwischen den Transistoren Ts1 - Ts2 sowie von der Verstärkung B1 des ersten Transistors
abhängt, kippt die Anordnung in ihre andere stabile Lage (der Transistor Ts2 wieder
gesättigt, die Gleichstromverstärkung B2 = 0). Dic Verkopplung der beiden Transistoren
liegt durch die Größe der Widerstände fest. Wird die Abgleichspannung UA, eingefügt,
so erfolgen die Kippvorgänge bereits bei kleineren Kollektorspannungen UC1 unter
der Annahme aussteuerungsunabhängiger Gleichstromverstärkung B1 jedoch bei derselben
Stromverstärkung B1 = B2Kipp. Das bedeutet, daß die Kippvrgänge im selben Arbeitspunkt
des Transistors Ts2 (UBE2, iB2, iC2) eingeleitet werden.
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Folglich gilt für den Kippunkt: + URB - UE = UBE2 = const (1) wobei
URB=iT.RB
(2) UE=(iE1+iE2).RE#(iC1+iC2)RE (3) Aus UC1=UA+RB.iT-RA(iT+iB2)=U-RC1.(oC1+iT+iB2)
(4) wird
Durch Einsetzen der Gleichung (2), (3) und (5) in Gleichung (1) folgt:
- (iC1+iC2) RE=UBE2= const (6) Erhöht man die Abgleichspannung UA um den Wert #UA,
50 erfolgt der Kippvorgang bei einem um sich höheren Kollektorstrom iC1 bzw. #UC1
kleiner Spannung UC1: Aus Gleichung (6):
Durch Sinsotzen von
#UC1 = - RC1 #iC1 erhält man:
#UC1 = - K AUA (9) Das Diagramm nach Figur 2 zeigt die Kollektorspannung UC1 bzw.
U02 abhängig von der Steuerspannung Ust. Man erkennt daraus deutlich, daß die Schalthysterese
trotz Änderung der Schaltschwellen im wesentlichen gleich bleibt.
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2 Figuren 1 Patentanspruch