DE1948801B2 - Schaltungsanordnung fuer einen elektronischen frequenzteiler - Google Patents

Description

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4. da- 30 dabei verhindern, daß Harmonische der Impulsfolge durch gekennzeichnet, daß die monostabile Kipp- frequenz das einwandfreie Arbeiten der Detektorstufe mit Transistoren (Tl. Tl) aufgebaut ist und schaltung nicht stören.

daß der Kollektor des zweiten Transistors (7"2) mit Ferner ist aus Fig. 14 auf S. 271 der Zeitschrift der Basis des ersten Transistors über ein Parallel- »Elektronik«. 1965. Heft 9. eine Histahile Kippschal-/?C-Glied (C3. R4) verbunden ist. 35 tung bekannt, bei der ein Kondensator und ein Widerfr Schaltungsanordnung nach einem der An- stand am Eingang der Kippstufe eine Torschaltung sprüche 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß in bilden, so daß die bistabile Kippstufe nur dann umReihe zum Koppelkondensator (Cl) vom Kollek- kippt, wenn an beiden Eingängen entsprechende Potentor des ersten Transistors (Tl) zur Basis des zweiten tiale anliegen.

Transistors (Tl) eine Diode geschaltet ist. der die 40 Keine der beiden bekannten Anordnungen gestattet Basis-Emitter-Strecke eines Transistors (7"4) paral- es jedoch, die Impulsbreite der erzeugten Ausgangslei liegt und daß parallel zum Basis-Emitter-Wider- impulse unabhängig von der Periodendauer einer zu stand des Tor-Transistors (T3) eine Diode (GrI) teilenden Frequenz einzustellen und es ist auch an liegt. keiner Stelle der Entgegenhaltungen ein Hinweis dafür

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, da- 45 zu entnehmen, daß diese Anordnungen zur Frequenzdurch gekennzeichnet, daß in Reihe zum Zeitglied- teilung verwendet werden sollen.

Kondensator (C2) ebenfalls eine Diode (Gr3) ange- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. einen

ordnet ist. der auch die Basis-Emitter-Strecke eines digitalen Frequenzteiler zu schaffen, bei dem die

Transistors (T5) parallel geschaltet ist. Impulsbreite der erzeugten Ausgangsimpulse unabhän-

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, da- 50 gig von der Periodendauer der zu teilenden Frequenz durch gekennzeichnet, daß die Basis des Tor- eingestellt werden kann.

Transistors (7"3) über die Reihenschaltung aus Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs-

ohmschem Widerstand (R3) und Diode (GrS) mit anordnung für einen elektronischen Frequenzteiler mit

dem Kollektor des zweiten Transistors (7"2) ver- einer Multivibratorschaltung, bei der erfind :sgemäß

blinden ist und daß zwischen Basis des Tot-Tran- 5s die Multivibratorschaltung von einem Impul :enerator

sistors (T3) und dem Zeitglied-Kondensator (C2) über eine Differenzierschaltung angesteuert ist. bei der

eine weitere Diode (GrA) liegt. zwischen Impulsgenerator und Multivibrator eine

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8. da- Torschaltung liegt, die über ein zwischen Torschaltung durch gekennzeichnet, daß parallel zum Basis- und Multivibrator angeordnetes Zeitglied von der Emitter-Widerstand (Rl) des Tor-Transistors ein 60 Multivibratorschaltung gesteuert ist und bei der der Kondensator (C4) liegt. Eingang der Differenzierschaltung zum Eingang der

10. Schaltungsanordnung nach einem der An- Torschaltung parallel liegt.

sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Die Torschaltung ist dabei ein Transistor in Emitter-Multivibrator" eine bistabile Kippstufe ist, die über schaltung, der mit seinem Kollektor an der Impulsstufe ihre beiden Ausgänge über je eine Entkopplerstufe 65 für die Steuerimpulse und mit seiner Basis am Zeitglied das Tof ansteuert. liegt. Parallel zur Basis-Emitter-Strecke ist ein Widerstand angeordnet. Das Zcitglied wird zweckmäßig als ' —— Kondensator ausgebildet. Als Multivibratorschaltung

IiVRt sich sowohl eine monostable als auch eine bistabile Kippstufe verwenden.

Durch diese Maßnahmen erhält man einen Frequenzteiler, der beliebige Impulsbreiten der Ausgangsimpulse unabhängig vom Teilungsverhältnis aufweisen kann, t)er Teiler ist sehr einfach aufgebaut und seine Dimensionierung ohne Schwierigkeiten möglich. Die Torschaltung kann auch fremd gesteuert werden, wodurch beispielsweise logische Verknüpfungen möglich sind,

Tn weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich der Frequenzteiler so ausbilden, daß die monostabile Kippstufe mit Transistoren aufgebaut ist und daß der Kollektor des zweiten Transistors mit der Basis des ersten Transistors über ein Parallel-RC-GIied verbunden ist.

In Reihe zum Koppelkondensr.tor kann vom Kollektor des ersten Transistors zur Basis des zweiten Transistors eine Diode geschaltet ^ein, der die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors parallel liegt; parallel zum Basis-Emitter-Widerstand des Tor-Transistors liegt eine Diode.

Diese Teilerschaltung hat den Vorteil, daß beliebig Impulsbreiten der Ausgangsimpulse. mit Ausnahme solcher, die ein Vielfaches der zu teilenden Frequenz sind, erreicht werden können.

Sollen beliebige Impulsbreiten der Ausgangsimpulse. auch bei Vielfachen der zu teilenden Frequenz, zugelassen werden, so ist es vorteilhaft, den Frequenzteiler derart weiterzubilden, daß die Basis des Tor-Transistors über die Reihenschaltung aus ohmschem Widerstand und Diode mit dem Kollektor des zweiten Transistors \erblinden ist und daß zwischen Basis des Tor-Transistors und dem Zeitglied-Kondensator eine weitere Diode liegt.

Parallel zum Basis-Fmitter-Widerstand des Tor-Transistors läßt sich ein Kondensator einschalten.

Bildet man den Multivibrator als bistabile Kippstufe aus. der über seine beiden Ausgänge über je eine Entkopplerstufe das Tor ansteuert, dann erhält man eine Frequenzteilerschaltung mit Impulsbreiten, die genau ein Vielfaches der zu teilenden Frequenz sind. Die Impulsbreite wird dabei mit Hilfe eines ausgewählten Fingangsimpuises erzeugt.

An Hand der Schaltungsanordnungen nach den F i g. 1. 3. 4. 5 und 7 sowie den Diagrammen nach den F i g. 2. 6 und 8 wird die Erfindung näher erläutert.

Im Prinzip besteht die Teileranordnung nach F i g. 1 aus einer monostabilen Kippstufe mit den Transistoren Π. Tl. der ein Tor mit dem Transistor 73 vor deren Eingang geschaltet ist. Gesteuert wird das Tor von der rr.onostabilen Kippstufe über ein Zeitglied Cl. Rl. Die Zeitkonstante der monostabilcn Kippstufe, addiert mit der Zeitkonstanten des Tores, bestimmt den Teilungsf;ikto- <"-->iniitSt7lirh bestimmt die monostabile Kippstufe ^- ' -lp'ils-

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vr den Kondensator Ci an die Basis des Transistors 73 gegeben. Der Transistor 73 bleibt weiterhin gesperrt, d, h„ das Tor ist offen. Der Kondensator Cl wird über den Widerstand Rl und die Kollektor-Emitter-Strecke des

Transistors Tl entladen. Die nachfolgenden Impulse 2, ^;3 und 4 können das Tor ungehindert passieren, aber sie bleiben unwirksam, da die monostabile Kippstufe im labilen Zustand ist. Bsr labile Zustand bestimmt die Impulsbreite, Das Zurückkippen in die stabile Lage

ίο erfolgt (vgl, F i g, 2) zwischen dem 4, und 5, Eingangsimpuls. Beim Zurückkippen wird der Transistor^ 71 wieder gesperrt, und der damit verbundene positive Potentialsprung an dessen Kollektor steuert über den Kondensator CI den Transistor 73 durch. Das Tor ist nun geschloffen, und es können keine weiteren Impulse den Toreingang B passieren. Die ScF-sßzeit des Tores wird von der Zeitkonstanten Cl · (R* ~ R) bestimmt. Dabei ist

Rl Rl

rjiE ist der Basis-Emitter-Widerstand des Transistor*.

Der Kondensator Cl lädt sich nun so lange auf. bis der Basisstrom des Transistors 73 bzw. der Spannungsabfall am Widerstand R2 so klein geworden sind, daß der Transistor Γ3 gesperrt wird. Der Transistor Γ3 wird nach dem siebten Impuls gesperrt, so daß der nächste Impuls den Teilungsvorgang wieder starten kann. Die Ausgangsspannung liegt hier in symmetrischer Rechteckform vor und wird am Kollektor vom Transistor Γ2 ausgekoppelt.

F i g. 3 zeigt eine nach diesem Prinzip ausgeführte

Schaltung. In der monostabilen Kippstufe wurde noch ein dritter Transistor TA verwendet. Beim Tor wurde noch eine Diode GrI parallel zum Widerstand Rl geschaltet. Der Kondensator Cl wird dadurch schneller entladen und der stabile Arbeitsbereich vergrößert.

F i g. 4 zeigt eine mögliche Schaltungsvariante der Anordnung nach F i g. 3. Hier wird zusätzlich noch ein Transistor TS verwendet, der die gleiche Aufgabe wie der Transistor TA hat. Der Kollektorwiderstand des Transistors T\ wird dann vollkommen von den Aufladevorgängen der Kondensatoren Cl. C2 abgeschaltet, und es steht auch hier eine exakte Rechteckspanrung zur Verfügung.

In F i g. 5 ist eine Schaltung angegeben, die beliebige Impulsbreiten ohn? Einschränkung zuläßt. Sie ist der in F i g. 3 angegebenen Schaltung ähnlich. Zusätzlich werden noch ein Widerstand R3 und die Dioden GrA, Gr5 benötigt. Der Ruhezustand ist der gleiche wie in der Prin7ipschaltung angegeben. Der Impuls 1 läßt die monostabile Kippstufe in den labilen Zustand kippen.

Da der Transistor Tl nun gesperrt wird, entsteht ein positiver Potentialsprimg. der über deft Widerstand R3 und die Diode Gr 3 den Transistor Γ3 durchsteuert. Der über den Kondensator C2 vom Transistor 71 kommende negative Potentialsprimg bleibt wirkungslos. da die Dioden 6/·2. Gr3 nur positive Spannungen durchlassen und außerdem die beiden Ansteuerleitungen entkoppeln. Das Tor ist bereits nach dem ersten Impuls gesperrt, und den Toreingang B können keine weiteren Impulse passieren. Beim Zurückkippen in die stabile Lage (in F i g. 6 mit dem dritten Eingangsimpuls) wird der Transistor 71 wieder gesperrt und über den Kondensator C2 und den Transistor 73 wei ter durchgesteuerl. d.h. das Tor gesperrt gehalten

Theoretisch erfolgt der Wechsel der Ansteüerspäriilllngen an der Basis des Transistors Ti lückenlos* so daß zum gleichen Zeitpunkt ein Impuls am Töreingang B vorhanden sein kann.

Wenn aber beide Transistöfen nicht gleichzeitig durchschalten sollten, so entsteht eine Lücke, die durch Verwendung eines Kondensators parallel zum Widerstand Rl oder eines langsameren Transistors vermieden werden kann. Das Öffnen des Tores wird wieder durch die Aufladezeit des Kondensators Cl bestimmt und ist im Impulsdiagramm nach dem siebten Impuls beendet.

Eine Schaltung, die Impulsbreiten zuläßt, die genau ein Vielfaches der Periode der zu teilenden Frequenz sind, ist in F i g. 7. das dazugehörige Impulsdiagramm in F i g. 8 angegeben. Ein bistabiler Multivibrator 76, Tl steuert mit seinen beiden Ausgängen über je eine Entkopplungsstufe Γ8, T9 das Tor Γ3 an.

Im Ruhezustand sei der Transistor T6 durchgesteuert, dadurch ist der Transistor TS gesperrt und der Kondensator C6 aufgeladen. Der Transistor Tl ist gesperrt, somit der Transistor Γ9 durchgesteuert und der Kondensator C5 entladen. Der Transistor T3 ist gesperrt, d. h., das Tor ist offen. Gelangt nun über den Eingang B die negative Flanke eines Impulses an den Eingang des bistabilen MujiivibfätöfSj so wird dieser umkippen. Der Transistor Tl Wird düichgestetiert und der Transistor T9 gespeirh tier am ÜollektorWiderständ des Transistors T9 entstandene positive Potential-

sprung gelangt über den Kondensator CS art den Transistor T3 und steuert diesen durch (Tor gesperrt), der Transistor Γ6 ist gesperrt und der Transistor Γ0 durchgesteuert, der Kondensator C6 wird entladen. Das Tor muß entsprechend F i g. 8 zwischen dem vierten und fünften Eingangsimpuls geöffnet sein, damit der fünfte Impuls, bestimmt die Impulsbreite, den Eingang B passieren kann, um die bistabile Kippstufe wieder umzukippen. Die Zeit, in der das Tor bis zum Öffnen geschlossen ist, wird durch den Kondensator C5 · (R₂' -J- R9) bestimmt. Nach dem Umkippen der bistabilen Kippstufe wird das Tor wieder gesperrt, nämlich von dem am Kollektorwiderstand des i ransistors TS (jetzt gesperrt) entstandenen positiven Potentialsprung, der über den Kondensator C6 und an den Transistor T3 gelangt. Die Schließzeit wird nun vom kondensator C6 · (R₂' f RS) bestimmt. Nach dem achten Impuls ist das Tor wieder geöffnet, und dei folgende Eingangsimpuls löst den nächsten Teilungsvorgang aus. Am Ausgang stehen exakt symmetrische Impulse zur Verfügung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Als Frequenzteiler können unter anderem mono- Patentanspruche; labile und bistabile Kippst fen verwendet werden,

1. Schaltungsanordnung für einen elektronischen Eine bistabile Kippstufe weist ein festes Teilungsver-Frequenzteiler mit einer Multivibratorschaltung, flältnis 2; 1 auf und liefert eine symmetrische Rechtd a du r c h g e k e η η ζ e i c Uη e t, daß die MuI- 5 eckspannung, Bei einer festen Frequenz sind monotivibratorschaltung (Tl, Tl, Cl, Rl) von einem stabile Kippstufen günstiger, da mit ihr grofcere Tei-Impulsgenerator über eine Differenzierschaltung lungsverhältnisse als 2:1 erzielt werden können,

(C) angesteuert ist, daß zwischen Impulsgenerator Die Impulsbreite der dabei abgegebenen Rechteck- und Multivibrator eine Torschaltung (T3) Hegt, die spannung kann aber nicht breiter sein als die Periodenüber ein zwischen Torschaltung (Γ3) und Multi- ίο dauer der zu teilenden Frequenz, Oft ist es vorteilhaft, Vibrator (Tl, Tl, Cl, Rl) angeordnetes Zeitglied db Impulsbreite den jeweiligen Erfordernissen anzu-(C2, Rl) von der Multivibratorschaltung gesteuert passen. Wird beispielsweise ein Frequenzteiler gleichist, und daß der Eingang der Differenzierschaltung zeitig als Verzerrer verwendet, so sollte eine Impuls-(C) zum Eingang der Torschaltung (Γ3) parallel breite angestrebt werden, die bei der gewünschten liegt. i₅ Oberwelle die größtmögliche Leimung abgibt. Symme-

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. da- trische Impulse hingegen eignen sich gut zur Ansteuedurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung ein rung von Modulatoren bzw. zur Aussiebung der Transistor (7"3) in Emitterschaltung ist. der nvt Grundfrequenz, da die geradzahligen Oberwellen seinem Kollektor an der Impulsstufe für die Steuer- unterdrückt sind.

impulse und mit seiner Basis am Zeitglied liegt und 20 Aus der Offenlcgungsschrift 1 817 548 Bt eine Signal-

daß parallel zur Basis-Emitter Strecke ein Wider- frequen^-Detektorschaltung bekannt, bei der Impuls-

stand (Rl) angeordnet ist. reihen mit einer ganz bestimmten Impulsfolgefrequen/

3. Schaltungsanordnung nach einem der An- von einem Multivibrator festgestellt werden sollen, sprüche 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das wobei das Verzögerungsglied so gesteuert ist. daß es Zeitglied ein Kondensator (C2) ist. 25 beim Vorhandensein einer gewünschten Impulsspan-

4. Schaltung anordnung nach einem der An- nung keine Anzeige tätigt, während bei Nichtvorhansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die densein einer solchen Spannung eine Anzeige erfolgt. Multivibratorschaltung eme mo.iostabile Kippstufe Die dort verwendeten Torschaltungen, die sowohl auist. einer UND- bzw. ODER-Schaltung bestehen, sollen