DE1948801C - Schaltungsanordnung für einen elektronischen Frequenzteiler - Google Patents

Description

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, da- 30 dabei verhindern, daß Harmonische der Impulsfolgedurch gekennzeichnet, daß die monostabile Kipp- frequenz das einwandfreie Arbeiten der Detektorstuie mit Transistoren (ΓΙ, Γ2) aufgebaut ist und schaltung nicht stören.

daß der Kollektor des zweiten Transistors (Γ2) mit Ferner ist aus Fig. 14 auf S. 271 der Zeitschrift

der Basis des ersten Transistors über ein Parallel- »Elektronik«, 1965, Heft 9, emo bistabile Kipp^chal-

ÄC-Glied (C3, A4) verbunden ist. 35 tune bekannt, bei der ein Kondensator und ein Wider-

6. 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 (Γ1) zur Basis des zweiten tiale anliegen.

Transistors (Γ2) eine Diode geschaltet ist, der die 40 Keine der beiden bekannten Anordnungen gestattet Basis-Emitter-Strecke eines Transistors (Γ4) 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 (Γ3) eine Diode (GrI) teilenden Frequenz einzustellen, und es ist auch an liegt. keiner Stelle der Entgegenhaltungen ein Hinweis dafür

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

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

ordnet ist, der auch die 3asis-Emitter-Streckc eines digitalen Frequenzteiler zu schaffen, bei dem die

Transistors (TS) parallel geschaltet ist. Impulsbreite der erzeugten Aus»angsimpulse 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 (A3) und Diode (GrS) mit anordnung für einen elektronischen Frequenzteiler mit

dem Kollektor des zweiten Transistors (7*2) ver- einer Multivibratorschaltung, Lei der erfindungsgerr iß

bunden ist und daß zwischen Basis des Tor-Tran- 55 die Multivibratorschaltung von einem Impulsgenerator

sistors (Γ3) und dem Zeitglied-Kondensator (C2) über eine Differenzierschaltung angesteuert ist, bei der

eine weitere Diode (Gr4) liegt. zwischen Impulsgenerator und Multivibrator eine

9. Schallungsanordnung nach Anspruch 8, da- Torschaltung liegt, die über ein zwischen Torschaltung durch gekennzeichnet, daß parallel zum Basis- und Multivibrator angeordnetes Zeitglied von der F.mitter-Widerstand (Λ2) 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 Tor ansteuert. liegt. Parallel zur Basis-Emitter-Strecke ist ein Widerstand angeordnet. Das Zeitglied wird zweckmäßig als Kondensator ausgebildet. Als Multivibratorschaltung

läßt sich sowohl eine monostabile als auch eine bistabile Kippstufe verwenden.

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

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

In Reihe zum Koppelkondensator kann vow KoI-lektor des ersten Transistors zur Basi? des zweiten Transistors eine Diode geschaltet sein, der die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors pan.Uel 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 verbunden ist und daß zwischen Basis des Tor-Transistors und dem Zeitglied-Kondensator eine weitere Diode liegt.

Parallel zum Basis-Emitter-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 ^vielfachcs der zu teilenden Frequenz sind. Die Impulsbreite wird dabei mit Hilfe eines ausgewählten Eingangsimpulses erzeugt.

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

Im Prinzip besteht die T~ileranordnung nach F i g. 1 aus einer monostabilen Kippstufe mit den Transistoren 71, Tl, der ein. Tor mit dem Transistor T2> vor deren Eingang geschaltet ist. Gesteuert wird das Tor von der monostabilen Kippstufe über ein Zeitglied Cl, Rl. Die Zeitkonstante der monostabilen Kippstufe, addiert mit der Zeitkonstanten des Tores, bestimmt den Teilungsfaktor. Grundsätzlich bestimmt die monostabile Kippstufe die Impulsbreite und das Tor die Impulspause.

Die monostabile Kippstufe besteht im wesentlichen aus den Transistoren 71, Tl, den Zeitkonstantengliedern Cl, Ri; das Tor aus dem Transistor 73 und dem zeitbestimmenden Kondensator Cl, Rl.

Im Ruhezustand ist der Transistor Tl durchgesteuert, die Transistoren Tl, 73 (über Rl) gesperrt und der Kondensator Cl auf die Betriebsspannung aufgeladen Das Tor ist also geöffnet, der am Toreingang B anliegende Steuerimpuls »1« kann passieren und die monostabile Kippstufe (steuerbar durch die negative Flanke) in den labilen Zustand umschalten. Der dadurch am Kollektor des Transistors 71 (jetzt durchgesteuert) entstan iene negative Potentialsprung wird über den Kondensator Cl 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-Sfecke des Transistors Tl entladen. Die nachfolgenden Impulse 2, 3 und 4 können das Tor ungehindert passieren, pber sie bleiben unwirksam, da die monostabile Kippstufe im labilen Zustand ist. Der labile Zustand bestimmt die Impulsbreite. Das Zurückkippen ia die stabile Lage erfolgt (vgl. F i g. 2) zwischen dem 4. und 5. Eingangsimpuls. Beim Zurückkippen wird der Transistor 7*1 wieder gesperrt, und der damit verbundene positive Pou· tialsprung an dessen Kollektor steuert über den Kondensator Cl den Transistor 73 durch. Das Tor isf nun geschlossen, und es können keine weiteren Impulse den Toreingang B passieren. Die Schließzeit des Tores wird von der Zeitkonstan^n Cl ■ (R₂' + R) bestimmt. Dabei ist

Rl + TBE

γββ ist de- Basis-Emitter-Widerstand des Transistors. Der Kondensator Cl lädt sLh nun so lange auf, bis der Basisstrom des Transistors 7"3 bzw. der Spannungsabfall am Widerstand Rl so klein geworden sind, daß der Transistor 73 gesperrt wird. Der Transistor T3 wird nach dem siebten Impuls gesperrt, so daß der nächste Impn's den Teilungsvorgang wieder starten kann. Die Ausgangsspannung liegt hier in symmetrischer Rechteckform vor und wird am Kollektor vom Transistor Tl 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 C2 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 7Ί wird dann vollkommen von den Aufladevorgängen der Kondensatoren Cl, C2 abgeschaltet, und es steht auch hier eine exakte Rechteckspannung zur Verfügung.

Ip. F i g. 5 ist eine Schaltung angegeben, die beliebige Impulsbreiten ohne Einschränkung zuläßt. Sie ist der in F i g. 3 angegebenen Schaltung ähnlich. Zusätzlich werden noch ein Widerstand R3 und die Dioden GrA, GrS benötigt. Der Ruhezustand ist der gleiche wie in der Prinzipschaltung angegeben. Der Impuls 1 läßt die monostabile Kippstufe in den labilen Zustand kippen. Da der Transistor Tl nun gesperrt wird, entsteht ein positiver Potentialsprung, der über den Widerstand Λ3 und die Diode Gr 3 den Transistor 73 durchsteuert. Der über den Kondensator C2 vom Transistor 71 kommende negative Potentialsprung bleibt wirkungslos, da die Dioden Gr 1, Gr3 nur positive Spannungen durchlassen und außerdem die Mden 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 weiter durchgesteuert, d. h. das Tor gesperrt gehalten.

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Theoretisch erfolgt der Wechsel der Ansteuerspannun- Eingang des bistabilen Multivibrators, so wird dieser gen an der Basis des Transistors Γ3 lückenlos, so daß umkippen. Der Transistor Tl wird durchgcsleucrt und zum gleichen Zeitpunkt ein Impuls am Toreingang B der Transistor 7'9 gesperrt. Der am Kollektorwidervorhanden sein kann. stand des Transistors Γ9 entstandene positive Potential-Wenn aber beide Transistoren nicht gleichzeitig 5 sprung gelangt über den Kondensator CS an den durchschalten sollten, so entsteht eine Lücke, die durch Transistor 7"3 und steuert diesen durch (Tor gesperrt), Verwendung eines Kondensators parallel zum Wider- der Transistor T6 ist gesperrt und der Transistor 7 8 stand Rl oder eines langsameren Transistors vermie- durchgesteuert, der Kondensator C6 wird entladen, den werden kann. Das Öffnen des Tores wird wieder Das Tor muß entsprechend F i g. 8 zwischen dem vierdurch die Aufladezeit des Kondensators Cl bestimmt io ten und fünften Eingangsimpuls geöffnet sein, damit und ist im Impulsdiagramm nach dem siebten Impuls der fünfte Impuls, bestimmt die Impulsbreite, den beendet. Eingang B passieren kann, um die bistabile Kippstufe

Eine Schaltung, die Impulsbreiten zuläßt, die genau wieder umzukippen. Die Zeit, in der das Tor bis zum ein Vielfaches der Periode der zu teilenden Frequenz öffnen geschlossen ist, wird durch den Kondensator sind, ist in F i g. 7, das dazugehörige Impulsdiagramm 15 CS · (R₂' + R9) bestimmt. Nach dem Umkippen der in F i g. 8 angegeben. Ein bistabiler Multivibrator 76, bistabilen Kippstufe wird das Tor wieder gesperrt. Tl steuert mit seinen beiden Ausgängen über je eine nämlich von dem am Kollektorwiderstand des Tran-Entkopplungsstufe 78, 79 das Tor 73 an. sistors 78 (jetzt gesperrt) entstandenen positiven Polen-

Im Ruhezustand sei der Transistor 76 durchgesteu- tialsprung, der über den Kondensator C 6 und an der

ert, dadurch ist der Transistor 78 gesperrt und der 20 Transistor 73 gelangt. Die Schließzeit wird nun vorr

Kondensator C6 aufgeladen. Der Transistor 77 ist Kondensator C6 · (A₁' + RS) bestimmt. Nach derr

gesperrt, somit der Transistor 79 durchgesteuert und achten Impuls ist das Tor wieder geöffnet, und dei

der Kondensator CS entladen. Der Transistor 73 ist folgende Eingangsimpuls löst den nächsten Teilungs

gesperrt, d. h., das Tor ist offen. Gelangt nun über den Vorgang aus. Am Ausgang stehen exakt symmetrisch*

Eingang B die negative Flanke eines Impulses an den as Impulse zur Verfügung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

^ Als Frequenzteiler können unter anderem monoPatentansprüche: } siabi!e und bjstabi|e Kippstufen verwendet werden.

1. Schaltungsanordnung für einen elektronische/ Eine bistabile Kippstufe weist ein festes Teilungsver-Frequenzteiler mit einer Multivibratorschaltung, häitnis 2: 1 auf und liefert eine symmetrische Rechtdadurch gekennzeichnet, daß die MuI- s eckspannung. Bei einer festen Frequenz sind monotivibratorschaltung (Γ1, Tl, Cl, Rl) von einem stabile Kippstufen günstiger, da mit ihr gröbere Tei-Impulsgenerator über eine Differenzierschaltung iungsverhältnisse als 2: I erzielt werden können.

(C) angesteuert ist, daß zwischen Impulsgenerator Die Impulsbreite der dabei abgegebenen Rechteck-

und Multivibrator eine Torschaltung (Γ3) liegt, die spannung kann aber nicht breiter sein als die Penoden-

über ein zwischen Torschaltung (7*3) 'und Multi- ίο dauer der zu teilenden Frequenz. Oft ist es vorteilhaft,

vibrator (ΓΙ, Tl, Cl, Rl) angeordnetes Zeitglied die Impulsbreite den jeweiligen Erfordernissen anzu-

(Cl, Rl) von der Multivibratorschaltung gesteuert passen. Wird beispielsweise em Frequenzteiler gieich-

ist, 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 Leistung abgibt. Symme-

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- trische Impulse hingegen eignen sich gut zur Anstcuedurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung ein rung von Modulatoren bzw. zur Aussiebung der Transistor (T3) in Emitterschaltung ist, der mit 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 Offenlegungsschrift 1 817 548 ist eine Signaidaß parallel zur Basis-Emitter-Strecke ein Wider- frequenz-Detektcrschaltung bekannt, bei der Impulsstand (Rl) angeordnet ist. reißen mit einer ?anz 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. as beim Vorhandensein einer gewünschten Impulsspan-

4. Schaltungsanordnung 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 eine monostabil Kippstufe Die dort verwendeten Torschaltungen, die sowohl aus ist. einer UND- bzw. ODER-Schaltung bestehen, soller.