DE1950416B2 - Schaltungsanordnung fuer einen elektronischen frequenzteiler nach dem aufladeprinzip - Google Patents
Schaltungsanordnung fuer einen elektronischen frequenzteiler nach dem aufladeprinzipInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B19/00—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
- H03B19/06—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes
- H03B19/14—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes by means of a semiconductor device
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen elektronischen Frequenzteiler nach
dem Aufladeprinzip, bei der ein Unijunction-Transistor, dessen beide Basen über je einen Basiswiderstand
in Reihenschaltung an eine Speisegleichspannungsquelle angschlossen sind, mit seinem Emitter
zwischen dem Widerstand eines i?C-Gliedes und dem mit dem Minuspol der Speisegleichspannungsquelle
verbundenen Kondensator dieses J?C-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 /JC-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 Aufladungen die für das Zünden des Unijunction-Transistors erforderliche
Spannung zu früh erreicht, wodurch die Synchronisation zwischen Ein- und Ausgangsimpulsen beeinträchtigt
wird.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1,294,471 ist eine Schaltungsanordnung eines elektronischen Impulsfrequenzteilers
bekannt, bei der ein Kondensator über einen Widerstand und einen durch die Eingangsimpulse gesteuerten Transistor aus einer konstanten
Spannungsquelle aufgeladen wird. Um bei dieser Schaltungsanordnung eine hinreichende Synchronisation
zwischen den Ein- und Ausgangsimpulsen zu erzielen, muß die Ladung des Kondensators definiert
durch die besondere Ladeschaltung erfolgen.
Auch bei einem weiteren, durch die deutsche Ausle-
3; geschäft 1,280,927 bekannten elektronischen Frequenzteiler ist die Synchronisation der Ein- und Ausgangsimpulse
nur innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art
so auszubilden, daß unabhängig von der Länge der Eingangsimpulse eine exakte Synchronisation zwischen
den Ein- und Ausgangsimpulsen möglich ist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe kann nach der Erfindung dadurch prreirht werden daß zu der aus dem Unijunction-Transistor und den Basiswiderständen bestehenden Reihenschaltung ein von der zu untersetzenden Frequenz gesteuerter Halbleiter mit in seinem Lastkreis liegenden Reihenwiderstand parallelso geschaltet und die Parallelschaltung über einen gemeinsamen Vorwiderstand mit dem Pluspol der Speisegleichspannungsquelle verbunden ist, an den außerdem der Widerstand des /?C-Gliedes angeschlossen ist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe kann nach der Erfindung dadurch prreirht werden daß zu der aus dem Unijunction-Transistor und den Basiswiderständen bestehenden Reihenschaltung ein von der zu untersetzenden Frequenz gesteuerter Halbleiter mit in seinem Lastkreis liegenden Reihenwiderstand parallelso geschaltet und die Parallelschaltung über einen gemeinsamen Vorwiderstand mit dem Pluspol der Speisegleichspannungsquelle verbunden ist, an den außerdem der Widerstand des /?C-Gliedes angeschlossen ist.
Eine andere Lösung der Aufgabe besteht darin, daß zu der aus dem Unijunction-Transistor und den
Basiswiderständen bestehenden Reihenschaltung ein von der zu untersetzenden Frequenz gesteuerter Halbleiter
mit in seinem Lastkreis liegendem Reihenwiderstand parallelgeschaltet und die Parallelschaltung
über einen gemeinsamen Vorwiderstand mit dem Pluspol der Speisegleichspannungsquelle verbunden ist,
sowie der Widerstand des ÄC-Gliedes über eine Sperrdiode zwischen dem Reihenwiderstand und dem
5 steuerbaren Halbleiter angeschlossen ist.
Anhand zweier Ausführungsbeispiele wird der Gegenstand der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung nach der Erfin-
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung nach der Erfin-
dung, bei der der Widerstand des flC-Gliedes mit
dem Pluspol der Speisegleiohspannungsquelle verbunden ist,
Fig. la den Spannungverlauf der zu untersetzenden
Eingangsfrequenz,
Fig. Ib den Verlauf der an der Parallelschaltung
anliegenden Spannung,
Fig. Ic den Spannungsverlauf an dem Kondensator
des V?C-Gliedes,
Fig. Id den Spannungsverlauf der Ausgangsfrequenz,
Fig. 2 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei der der Widerstand des /?C-Gliedes über
eine Sperrdiode zwischen dem steuerbaren Halbleiter und dessen Reihenwiderstand angeschlossen ist,
F i g. 2a den Spannungsverlauf der zu untersetzenden Eingangsfrequenz,
F i g. 2b den Verlauf der an der Parallelschaltung anliegenden Spannung,
Fig. 2c den Spannungsverlauf an dem Kondensator des /?C-Gliedes,
F i g. 2d den Spannungsverlauf der Ausgangsfre quenz.
In Fig. 1 ist zu einer aus einem Unijunction-Transistor 72 und seinen Basiswiderständen A4 und Λ5
bestehenden Reihenschaltung ein Transistor TX mit seinem im Lastkreis angeordneten Reihenwiderstand
R1 ■ parallelgeschaltet. Über einen gemeinsamen Vorwiderstand
Rl ist die Parallelschaltung an eine Speisegleichspannungsquelle mit der Gleichspannung U angeschlossen.
An diese ist ferner ein aus einem einstellbaren Widerstand R3 und einem Kondensator C bestehendes
ÄC-Glied angeschlossen, wobei der freie Anschlußpol des einstellbaren Widerstandes Λ3 mit
dem Pluspol und der freie Anschlußpol des Kondensators C mit dem Minuspol der Speisegleichspannungsquelle
verbunden ist. Zwischen dem einstellbaren Widerstand /?3 und dem Kondensator C ist der
Emitter des Unijunction-Transistors Tl angeschlossen, an dem somit die in Fig. Ic aufgezeichnete
Spannung Uc anliegt. An die Basis des Transistors
Tl ist die in Fig. la dargestellte Eingangsspannung UE angelegt, die den Transistor 7Ί im Takt der zu
untersetzenden Eingangsfrequenz /1 durchsteuert, so daß sich der in Fig. Ib dargestellte Verlauf der an
der Parallelschaltung anliegenden Spannung Ul ergibt. Die an dem mit dem Minuspol der Speisegleichspannungsquelle
verbundenen Basiswiderstand R5 abgegriffene Ausgangsspannung UA hat den in Fig. Id
dargestellten Verlauf (Ausgangsfrequenz/2).
Der Frequenzuntersetzer nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem Frequenzuntersetzer nach Fig. 1 durch
ein Verlegen des Anschlußpunktes des einstellbaren Widerstandes Λ3 von dem Pluspol der Speisegleichspannungsquelle
an den Kollektor des Transistors TX. Um eine Entladung des Kondensators C während
der Zeit, in der der Transistor TX durchgesteuert ist, zu verhindern, ist dem einstellbaren Wider
stand Λ3 eine Sperrdiode D vorgeschaltet. Der Verlauf der Eingangsspannung UE, der an der Parallelschaltung
anliegenden Spannung Ul und der Ausgangsspannung UA ist in den Fig. 2a, 2b und 2d dargestellt
und entspricht dem Verlauf der in den Fig. la, Ib und Id dargestellten Spannungen. Die in
Fig. 2c aufgezeichnete Spannung Uc am Kondensator
C verläuft treppenförmig, da der Kondensator nur während der Zeit, in der der Transistor Tl gesperrt
ist, aufgeladen wird.
Wird bei dem in Fig. 1 dargestellten Frequenzuntersetzer an den Steuereingang E des Transistors
Tl die Eingangsspannung t/fi angelegt, so wird der
Transistor 7Ί im Takt der Eingangsfrequenz /1 durchgesteuert. Im gleichen Takt fließt ein Strom
durch die Widerstände Λ2 und Bl, so daß sich der in Fig. Ib dargestellte Verlauf der Spannung UX ergibt.
Über den einstellbaren Widerstand Λ3 lädt sich
der Kondensator C auf und der Unijunction-Transi-
stör T2 zündet, sobald die Spannung Uc am Kondensator
C den Wert der Zündspannung des Unijunction-Transistors Tl 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 Tl den gleichen sprunghaften Verlauf wie
die Spannung UX, die der Interbasisspannung entspricht, hat. Der Verlauf der Spannung Uc am Kondensator
C läßt sich über den einstellbaren Widerstand Λ3 so einstellen, daß der Wert der Spannung
Uc während des Taktes vor dem Zünden des Unijunc-
tion-Transistors Tl noch unter dem Wert der Zündspannung
liegt, so daß der Unijunction-Transistor Tl während dieses Taktes mit Sicherheit nicht zündet.
Zu Beginn des folgenden Taktes tritt synchron mit dem Sprung der Spannung t/l auch ein Sprung bei
der Zündspannung des Unijunction-Transistors Tl auf und der Wert der Zündspannung sinkt unter den
Wert der Spannung U& so daß der Unijunction-Transistor Tl zündet und der Kondensator C sich über
den Unijunction-Transistor und seinen Basiswider-5 stand R5 entlädt. Dabei tritt an dem Basiswiderstand
JR5 die in Fig. Id dargestellte Ausgangsspannung UA
auf. Wie bereits weiter oben erwähnt, ergibt sich der Spannungsverlauf der Spannung i/l durch das Durchsteuern
des Transistors Tl in Abhängigkeit von der zu untersetzenden Eingangsfrequenz /1. Die Spannungssprünge
der Spannung Ul sind somit mit der zu untersetzenden Eingangsfrequenz /1 synchronisiert.
Da sich die Zündspannung synchron mit der Spannung Ul ändert und der Unijunction-Transistor
Tl jeweils nach einer bestimmten Anzahl von Spannungssprüngen
der Spannung Ul bzw. der Zündspannung zündet, ist der an dem Basiswiderstand R5 auftretende
Spannungsimpuls mit der zu untersetzenden Eingangsfrequenz synchronisiert.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Frequenzuntersetzer wird der Transistor TX ebenfalls von der zu untersetzenden
Frequenz gesteuert und für die Spannung Ul ergibt sich wiederum der bereits erwähnte sprunghafte
Verlauf. Der Kondensator C des ÄC-Gliedes 5 wird wegen der Verlegung des Anschlußpunktes des
einstellbaren Widerstandes Λ3 nicht mehr kontinuier lieh, sondern sprunghaft aufgeladen. Ein Aufladen erfolgt
jeweils nur während der Zeit, in der der Transistor Tl gesperrt ist. Die dem RC-G\\ed vorgeschaltete
Sperrdiode D verhindert während der Zeit, in der der Transistor TX durchgesteuert ist und somit das
J?C-Glied kurzschließt, ein Entladen des Kondensators C. Bei Verwendung der gleichen Elemente wie
bei dem Frequenzuntersetzer nach Fig. 1 verlängert 5 sich die Zeit bis zum Erreichen der Zündspannung
am Kondensator C infolge der Aufladepausen auf den doppelten Wert, wodurch das Untersetzungsverhältnis
verdoppelt wird. Von besonderem Vorteil ist
hierbei, daß trotz des größeren Untersetzungsverhältnisses 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 !71 (Transistor 7Ί durchgesteuert) der
Kondensator C nicht aufgeladen wird, so daß die Spannung Uc des Kondensators während dieser Zeit
konstant bleibt und ihr Wert durch entsprechende Einstellung des iJC-Gliedes so eingestellt werden
kann, daß er unter dem abgesenkten Wert der Zündspannung des Unijunction-Transistors Tl liegt.
Durch das beim nächsten Takt erfolgende Sperren des Transistors Tl springt die Spannung i/l 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 Tl unter den Wert der Spannung Uc am Kondensator C und
der Unijunction-Transistor Tl 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 Netzfre-'
quenz gesteuert wird, kann ein Zeitglied geschaffen
π werden, das eine lange Laufzeit hat und ohne Toleranz
arbeitet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
?448
Claims (2)
1. Schaltungsanordnung für einen elektronischen Frequenzteiler nach dem Aufladeprinzip, bei
der ein Unijunction-Transistor, dessen beide Basen über je einen Basiswiderstand in Reihenschaltung
an eine Speisegleichspannungsquelle angeschlossen sind, mit seinem Emitter zwischen dem Widerstand
eines V?C-Gliedes und dem mit dem Minuspol der Speisegleichspannungsquelle verbundenen
Kondensator dieses ÄC-Gliedes angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß zu der aus dem Unijunction-Transistor (72) und den Basiswiderständen
(R4, R5) bestehenden Reihenschaltung ein von der zu untersetzenden Frequenz gesteuerter
Halbleiter (Tl) mit in seinem Lastkreis liegendem Reihenwiderstand (Al) parallelgeschaltet und
die Parallelschaltung über einen gemeinsamen Vorwiderstand (R2) mit dem Pluspol der Speisegleichspannungsquelle
verbunden ist, an den außerdem der Widerstand (Λ3) des ÄC-Gliedes (Λ3, C) angeschlossen
ist.
2. Schaltungsanordnung für einen elektronischen Frequenzteiler nach dem Aufladeprinzip, bei
der ein Unijunction-Transistor, dessen beide Basen über je einen Basiswiderstand in Reihenschaltung
an eine Speisegleichspannungsquelle angeschlossen sind, mit seinem Emitter zwischen dem Widerstand
eines /?C-Gliedes und dem mit dem Minuspol der Speisegleichspannungsquelle verbundenen
Kondensator dieses ÄC-Gliedes angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß zu der aus dem Unijunction-Transistor (72) und den Basiswiderständen
(R4, R5) bestehenden Reihenschaltung ein von der zu untersetzenden Frequenz gesteuerter
Halbleiter (Tl) mit in seinem Lastkreis liegendem Reihenwiderstand (Rl) parallelgeschaltet und die
Parallelschaltung über einen gemeinsamen Vorwiderstand (R2) mit dem Pluspol der Speisegleichspannungsquelle
verbunden ist, sowie der Widerstand (R3) des /?C-Gliedes (R3, C) über eine
Sperrdiode (D) zwischen dem Reihenwiderstand (Rl) und dem steuerbaren Halbleiter (Tl) angeschlossen
ist.
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CH1472970A CH521059A (de) | 1969-10-07 | 1970-10-05 | Frequenzuntersetzer |
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- 1970-10-06 SE SE1351470A patent/SE354165B/xx unknown
Also Published As
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NL7014245A (de) | 1971-04-13 |
SE354166B (de) | 1973-02-26 |
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FR2065086A5 (de) | 1971-07-23 |
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