DE1950416A1 - Frequenzuntersetzer - Google Patents

Description

Die Erfindung "bezieht sich auf einen Frequenzuntersetzer mit einem Unijunction-Transistor, dessen beide Basen über je einen Basiswiderstand in Reihenschaltung an eine Speisegleichspannungsquelle angeschlossen sind und dessen Emitter zwischen dem Widerstand eines RC-Gliede3 und dem mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle verbundenen Kondensator des Rö-Gliedes angeschlossen ist.

In der Zeitschrift "Elektronik" 1968, Heft 1, ist auf den Seiten 15 und 16 ein Treppenspannungsgenerator als Frequenzteiler angegeben, bei dem der Kondensator eines RC-Gliedes durch kurze Impulse aufgeladen wird. Nach einer bestimmten Anzahl von Impulsen erreicht die Kondensatorspannung den Wert der Zündspannung des Unijunction-Transistors, der daraufhin zündet. Die Synchronisation zwischen Ein- und Ausgangsimpulsen erfordert jeweils ein Zünden des Unijunction-Transistors zu einem bestimmten Zeitpunkt. Wegen der Fehlertoleranzen der handelsüblichen Kondensatoren müssen die Eingangsimpulse entsprechend kurz und hoch sein, so daß die Spannungsstufen am Kondensator entsprechend steil verlaufen und damit der Wert der Zündspannung des Unijunction-Transistors trotz der Fehlertoleranz der Kondensatoren in einem die Synchronisation nicht störenden Zeitintervall erreicht wird. Weiterhin dürfen die Eingangsimpulse nicht langer als die Entladeimpulse des Kondensators sein, da der Kondensator sonst nach dem Entladen von dem noch anstehenden Eingangsimpuls bereits wieder aufgeladen wird und somit bei einer der folgenden Auf-

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ladungen die für das Zünden des Unijunction-Transistors erforderliche Spannung zu früh erreicht, wodurch die Synchronisation zwischen Ein- und Ausgangsimpulsen beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Frequenzuntersetzer der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem Eingangsimpulse beliebiger Länge untersetzt werden können.

Die Lösung der Aufgabe kann gemäß der Erfindung dadurch erreicht werden, daß zu der Reihenschaltung ein von der zu untersetzenden Frequenz gesteuerter Halbleiter mit in seinem La-atkreis liegenden Reihenwiderstand parallelgeschaltet und die Parallelschaltung über einen gemeinsamen Vorwiderstand mit dem Pluspol der Speisegleichspannungsquelle verbunden ist, an den außerdem der.Widerstand des RC-Grliedes angeschlossen ist»

Eine andere Lösung der Aufgabe besteht darin, daß zu der Reihenschaltung ein von der zu untersetzenden Frequenz gesteuerter Halbleiter mit in seinem Lastkreis liegenden Reihenwiderstand parallelgeschaltet und die Parallelschaltung über einen gemeinsamen Vorwiderstand mit dem Pluspol der Speisegleichspannungsquelle verbunden ist, sowie der Widerstand· des RC-Gliedes über eine Sperrdiode zwischen dem Reihenwiderstand und dem steuerbaren Halbleiter angeschlossen ist.

Anhand zweier Ausführungsbeispiele wird der Gegenstand der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Frequenzuntersetzer nach der Erfindung, bei dem der Widerstand des RC-Gliedes mit dem Pluspol der Speisegleichspannungsquelle verbunden ist,

Fig. 1a den Spannungsverlauf der zu untersetzenden Eingangsfrequenz,

Fig. 1b den Verlauf der an der Parallelschaltung anliegenden Spannung,

Fig. 1c den Spannungsverlauf an dem Kondensator des RC-Gliedes,

Fig. 1d den Spannungsverlauf der Ausgangsfrequenz,

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Fig. 2 einen Frequenzuntersetzer nach der Erfindung, bei dem der Widerstand des RC-Gliedes über eine Sperrdiode zwischen dem steuerbaren Halbleiter und dessen Reihenwiderstand angeschlossen ist,

Fig. 2a den Spannungsverlauf der zu untersetzenden Eingangsfrequenz,

Fig. 2b den Verlauf der an der Parallelschaltung anliegenden Spannung,

Fig. 2c den Spannungsverlauf an dem Kondensator des RC-Gliedes, Fig. 2d den Spannungsverlauf der Ausgangsfrequenz.

In Fig. 1 ist zu einer aus einem Unijunction-Transistor T2 und seinen Basiswiderständen R4 und R5 bestehenden Reihenschaltung ein Transistor T1 mit seinem im Lastkreis angeordneten Reihenwiderstand R1 parallelgeschaltet. Über einen gemeinsamen Vorwiderstand R2 ist die Parallelschaltung an eine Speisegleichspannungsquelle mit der Gleichspannung U angeschlossen. An diese ist ferner ein aus einem einstellbaren Widerstand R3 und einem Kondensator G bestehendes RC-Glied angeschlossen, wobei der freie Anschlußpol des einstellbaren Widerstandes R5 mit dem Pluspol und der freie Anschlußpol des Kondensators G mit dem Minuspol der Speisegleichspannungsquelle verbunden ist. Zwischen dem einstellbaren Widerstand R3 und dem Kondensator C ist der Emitter des Unijunction-Transistors T2 angeschlossen, an dem somit die in Fig. 1c aufgezeichnete Spannung U_Q anliegt. An die Basis des Transistors T1 ist die in Fig. 1a dargestellte Eingangsspannung Ug angelegt, die den Transistor T1 im Takt der zu untersetzenden Eingangsfrequenz f1 durchsteuert, ao daß sich der in Fig. 1b dargestellte Verlauf der an der Parallelschaltung anliegenden Spannung U1 ergibt. Die an dem mit dem Minuspol der Speisegleichspannungsquelle verbundenen Basiswiderstand R5 abgegriffene Ausgangsspannung U^ hat den in Fig. 1d dargestellten Verlauf (Ausgangsfrequenz f 2) .

Der Frequenzuntersetzer nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem Frequenzuntersetzer nach Fig. 1 durch ein Verlegen des Anschlußpunktes des einstellbaren Widerstandes R3 von dem Pluspol der

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Speisegleichspannungsquelle an den Kollektor des Tranaistors T1 . Um eine Entladung des Kondensators G während der Zeit, in der der Transistor Tt durchgesteuert ist, zu verhindern, ist dem einstellbaren Widerstand R3 eine Sperrdiode D vorgeschaltet. Der Verlauf der Eingangsspannung Ug, der an der Parallelschaltung anliegenden Spannung UT und der Ausgangs spannung U^ ist in den^ Fig. 2a, 2b und 2d dargestellt und entspricht dem Verlauf der in den Fig. 1a, 1b und 1d dargestellten Spannungen. Die in Fig. 2c aufgezeichnete Spannung Uq am Kondensator C verläuft treppen- ■ förmig, da der Kondensator nur während der Zeit, in· der der Transistor T1 gesperrt ist, aufgeladen wird.

Wird bei dem in Fig. 1 dargestellten Frequenzuntersetzer an den Steuereingang E des Transistors T1 die Eingangs spannung U·™ angelegt, so wird der Transistor T1 im Takt der Eingangsfrequenz f1 durchgesteuert. Im gleichen Takt fließt ein Strom durch die Widerstände R2 und R1, so daß sich der in Fig. 1b dargestellte Verlauf der Spannung U1 ergibt. Über den einstellbaren Widerstand R3 lädt sich der Kondensator C auf und der Unijunction-Transistor T2 zündet, sobald die Spannung Uq am Kondensator C den Wert der Zündspannung des Unijunction-Transistors T2 erreicht hat. Da die Zündspannung und die Interbasisspannung eines Unijunction-Transistors in einem festen Verhältnis zueinander stehen, ändert sich der jeweilige Wert der Zündspannung entsprechend der anliegenden Interbasisspannung. Das bedeutet, daß bei dem in Fig. 1 dargestellten Frequenzuntersetzer die Zündspannung des Unijunction-Transistors T2 den gleichen sprunghaften Verlauf wie die Spannung U1, die der Interbasisspannung entspricht, hat. Der Verlauf der Spannung Uq am Kondensator C läßt sich über den einstellbaren Widerstand R3 so einstellen, daß der Wert der Spannung Uq während des Taktes vor dem Zünden des Unijunction-Transistors T2 noch unter dem Wert der Zündspannung liegt, so daß der Unijunction-Transistor T2 während dieses Taktes mit Sicherheit nicht zündet. Zu Beginn des folgenden Taktes tritt synchron mit dem Sprung der Spannung U1 auch ein Sprung bei der Zündspannung des Unijunction-Transistors T2 auf und der Wert der Zündspannung sinkt unter den Wert der Spannung Uq, so daß der Unijunction-Transistor T2 zündet und der Kondensator C sich über den

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Unijunction-Transistor und seinen Basiswiderstand R5 entlädt. Dabei tritt an dem Basiswiderstand R5 die in Fig. 1d dargestellte Ausgangsspannung U. auf. Wie bereits weiter oben erwähnt, ergibt· sich der Spannungsverlauf der Spannung U1 durch das Durchsteuern des Transistors T1 in Abhängigkeit von der zu untersetzenden Eingangsfrequenz f1. Die SpannungsSprünge der Spannung U1 sind somit mit der zu untersetzenden Eingangsfrequenz f1 synchronisiert. Da sich die Zündspannung synchron mit der Spannung U1 ändert und der Unijunction-Transistor T2 jeweils nach einer bestimmten Anzahl von SpannungsSprüngen der Spannung U1 bzw. der Zündspannung zündet, ist der an dem Basiswiderstand R5 auftretende Spannungsimpuls mit der zu untersetzenden Eingangsfrequenz synchronisiert.

Bei dem in Pig. 2 dargestellten Frequenzuntersetzer wird der Transistor T1 ebenfalls von der zu untersetzenden Frequenz gesteuert und für die Spannung U1 ergibt sich wiederum der bereits erwähnte sprunghafte Verlauf. Der Kondensator C des RC-Gliedes wird wegen der Verlegung des Anschlußpunktes des einstellbaren Widerstandes R3 nicht mehr kontinuierlich, sondern sprunghaft aufgeladen. Ein Aufladen erfolgt' jeweils nur während der Zelt, in der der Transistor T1 gesperrt ist. Die dem RC-Glied vorgeschaltete Sperrdiode D verhindert während der Zeit, in der der Transistor T1 durchgesteuert ist und somit das RC-Glied kurzschließt, ein Entladen des Kondensators C. Bei Verwendung der gleichen Elemente wie bei dem Frequenzuntersetzer nach Fig. 1 verlängert sich die Zelt bis zum Erreichen der Zündspannung am Kondensator C infolge der Aufladepäusen auf den doppelten Wert, wodurch das Untersetzungsverhältnis verdoppelt wird. Von besonderem Vorteil iet hierbei, daß trotz des größeren Untersetzunge* Verhältnisses keine Elemente mit einer engeren Fertigungstoleranz als bei dem Frequenzuntersetzer nach Fig. 1 verwendet werden müssen. Dies ist dadurch begründet, daß während der Zeit des niederen Wertes der Spannung Ü1 (Tran»istor Tl durchgesteuert) der Kondensator 0 nicht aufgeladen wird, so daß die Spannung TIq des Kondensators während dieser Zeit konstant bleibt und ihr ^: Wert durch entsprechende Einstellung de· RC-Gliedea so eingestellt werden^ kann, daß er unter dem abgesenkten Wert der

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Zündspannung des Unijunction-Transistors T2 liegt. Durch das beim nächsten Takt erfolgende Sperren des Transistors T1 springt die Spannung TJ1 und damit auch die Zündspannung auf den höheren Wert. Die Aufladung des Kondensators C wird fortgesetzt, ohne daß der Wert der Zündspannung schon erreicht wird. Erst beim nächsten Spannungssprung sinkt die Zündspannung des Unijunction-Transistors T2 unter den Wert der Spannung U_ß am Kondensator C und der Unijunction-Transistor T2 zündet sicher.

Anstelle des Unijunction-Transistors kann auch ein programmierter Unijunction-Transistor (Put) oder ein anderer steuerbarer Halbleiter, z.B. Tunneldiode, unter entsprechender Anpassung der Schaltung verwendet werden.

Durch entsprechendes Hintereinanderschalten von zwei oder mehr Frequenzuntersetzern nach der Erfindung, von denen der erste z.B. durch die ITetzfrequenz gesteuert wird, kann ein Zeitglied geschaffen werden, das eine lange Laufzeit hat und ohne Toleranz arbeitet.

2 Patentansprüche
10 Figuren

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Claims (2)

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   Patentansprüche

   j Frequenzuntersetzer mit einem Unijunction-Transistor, dessen beide Basen über je einen Basiswiderstand in Reihenschaltung an eine Speisegleichspannungsquelle angeschlossen sind und . dessen Emitter zwischen dem Widerstand eines RC-Gliedes und dem mit dem Minuspol der Speisegleichspannungsquelle ver-.bundenen Kondensator des RC-Gliedes angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Reihenschaltung ein von der zu untersetzenden Frequenz gesteuerter Halbleiter (T1) mit in seinem Lastkreis liegenden Reihenwiderstand (R1) parallelgeschaltet und die Parallelschaltung über einen gemeinsamen Vorwiderstand (R2) mit dem Pluspol der Speisegleiehspannungsquelle verbunden ist, an den außerdem der Widerstand (R3) des RC-Gliedes angeschlossen ist.
2. 2. Frequenzuntersetzer mit einem Unijunction-Transistor, dessen beide Basen über je einen Basiswiderstand in Reihenschaltung an eine Speisegleichspannungsquelle angeschlossen sind und dessen Emitter zwischen dem Widerstand eines RC-Gliedes und dem mit dem Minuspol der Speisegleichspannungsquelle verbundenen Kondensator des RC-Gliedes angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Reihenschaltung ein von der zu untersetzenden Frequenz gesteuerter Halbleiter mit in seinem Lastkreis liegenden Reihenwiderstand parallelgeschaltet und die Parallelschaltung über einen gemeinsamen Vorwiderstand mit dem Pluspol der Speisegleichspannungsquelle verbunden ist, sowie der Widerstand des RC-Gliedes über eine Sperrdiode zwischen dem Reihenwiderstand und dem steuerbaren Halbleiter angeschlossen ist.

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