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"Selbstschwingende Kippstufe" Die Erfindung betrifft eine selbstschwingende
Kippstufe, die mittels eines vorgegebenen Steuersignals wahlweise ein-und ausschaltbar
ist.
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Kippstufen dieser Art sind in verschiedenen Varianten bekannt und
werden häufig als Taktgeber in Blinkeinrichtunggen, beispielsweise in Iraftfahrzeugen
zur Fahrtrichtungsänderungsanzeige, benutzt. Diese Kippstufen enthalten üblicherweise
Multivibratoren aus zwei Transistorkreisen, die über ein Zeitglied rückgekoppelt
sind und von denen dann, wenn sich der eine Ireis in leitenden Zustand befindet,
der andere nichtleitend ist. Dieser Leitfähigkeitszustand ändert sich nach Maßgabe
der Zeitkonstanten des
Zeitgleides periodisch. hierdurch arbeitet
eine derartige Schaltung als Oszillators Dem Transistor des einen Kreises ist -
ggf. nach Verstärkung mittels eines Leistungstransistors - meist ein Schaltrelais
nachgeschaltet, das den Blinkstrom in entsprechendem Rhythmus schaltet.
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Bei einer Kippstufe dieser bekannten Art gemäß der deutschen Offenlegungsschrift
i 803 843 ist die Schaltstreeke des Schaltrelais in einem Parallelkreis zur Schaltstrecke
desjenigen Halbleiterelemente, dessen Schaltstrecke während der Ruhezeit des Schaltrelais
leitfähig ist, angeordnet.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer weitgehenden Unabhängigkeit
der Kippstufe von Betriebsspannungsschwankungen.
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Auch die Kippstufe nach Fig. 1 gehört zu Stand der Techni. Sia dient
in einer elektronischen Großanlage der Fehleranzeige und dem Fehleralarm, inden
bei Auftreten eines Fehlers ein beispielsweise als Relaiskontakt ausgebildeter Schalter
1 betätigt wird, wodurch über eine Entkopplungsdiode 2 das Basispotential eines
Transistors 3 vom Masse-Potential weggeschaltet wird. Dieser Transistor 3 arbeitet
in Verbindung r:it einem weiteren Transistor 4 und zugehörigen Widerständen 5 bis
8 sowie Kondensatoren 9 und 10 als Multivibrator; rechts neben der in Fig. 1 gestrichelt
gezeigten
Linie 11 befindet sich die Ausgangsstufe der gezeigten
Schaltung, die lediglich der Ausgangssignalverstärkung und der ausgangaseitigen
Entkopplung des Multivibrators dient und hierzu einen Transistor 12 mit zugehörigem
Kollektorwiderstand 13 enthält. Mit + UB ist das positive Potential der Betriebsspannung
bezeichnet, wahrend 14 und 15 die Ausgangsklemmen der gezeigten Schaltung symbolisieren,
an die eine Blinklampe unmittelbar oder auch ein Relais oder eine äquivalente elektronische
Anordnung anschließbar ist, um bei geöffnetem Schalter t eine periodische Störsignalabgabe
nach Maßgabe des zeitkreises des Multivibrators zu bewirken.
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Nachteilig an der Kippstufe nach Fig. 1 und den übrigen bekannten
und mit der Kippstufe nach Fig. 1 vergleichbaren Anordnungen ist ihre eingangsseitige
Empfindlichkeit gegenüber Störschwingungen, die insbesondere bei aus gergtetechnischen
und konstruktiven Gründen erforderlicher relativ großer Lange der Leitung zwischen
dem Schalter 1 und der Basis des Transistors 3 zu unsicherem Arbeiten der Kippstufe
führen. So ist es haufig unvermeidlich, daß diene Störschwingungen ungewollten Fehleralarm
auslösen, bzw. ein gewollter Fehleralarm durch zu schnelles Schalten der Kippstufe
(Vibrieren) nicht zur Anzeige monat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangsseitige Unempfindlichkeit
von Kippstufen der hier angegebenen Art gegenüber Störschwingungen und Störimpulsen,
die insbesondere bei langen eingangsseitigen Verkabelungen in Kabelbäumen auftreten,
in möglichst starkem Maße zu erhöhen.
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Die Erfindung besteht darin, daß als die Kippstufe ein an sich bekannter,
lodiglich ein einziges zeitbestimmendes RC- Glsed enthaltender Multivibrator vorgesehen
ist, da der Kondensator des zeitbestimmenden RC-Gliedes einseitig an Nasse liegt
und daß das Steuersignal an die beiden Kondensatoranschlüsse anlegbar ist.
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@chand der Figuren 2 bis 4 werden im folgenden Ausführungsbeispiele
der Erfindung zu deren näheren Erläuterung im einzelnen beschrieben.
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Fig. 2 zeigt zwei miteinander emitter-gekoppelte Transistoren 16 und
17, die mit ihren zugehörigen Widerständen 18 bis 22 und dem L'ondensator 23 ihres
einzigen zeitbestimmenden RC-Gliedes einen bei der erfindungsgemäßen Kippstufe vorteilhaft
benutsbaren, an sich bekannten astabilen Multivibrator
bilden.
In einem gestrichelt gezeichneten Kästchen 24, das mit dem gleichnumerierten Kästchen
24 der Fig. 1 vergleichbar ist, befinden sich wiederum eine Ent koppeldiode 2 und
ein Schalter 1. Selbstverständlich ist der Schalter 1 durch an sich bekannte andere
Schaltmittel, beispielsweise einem Schalttransistor, ersetzbar. Mit 25 und 25 sind
die Signalausgangsklemmen der Schaltung nach Fig. 2 bezeichnet. An diese Klemmen
sind die Eingangsklemmen 27 und 28 der Ausgansstufe nach Fig. 3 unmittelbar anschließbar.
Die Ausgansstufe nach Fig. 3 enthält zwei Transistoren 29 und 30, die miteinander
galvanisch gekoppelt sind und die der Ausgangssignalverstärkung der Kippstufe nach
Fig. 2 dienen. Die Widerstände der Schaltung nach Fig. 3 sind mit 31 bis 33 bezeichnet
und dienen der Vorspannungserzeugung für die Transistoren 29 und 30. Für ein konstantes
Emitter-Potential sorgt in der Schaltung nac Fig. 30 eine Zenerdiode 34, Mit 35
ist eine Lampe bezeichnet, die als Blinklampe fungiert, sobald die Kippstufe nach
Fig. 2 schwingt. Diese Oszillatorwirkung der Kippstufe nach Fig. 2 tritt auf, sofern
der Schalter 1 sich im gezeigten, d. h. im geöffneten Zustand befindet.
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Ansteile der Endstufe nach Fig. 3 sind auch - je nach Anwendungszwesk
der Kippstufe nach Fig. 2 - andere Endstufen an
die Kippstufe nach
Fig. 2 anschließbar.
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Der Kondensator 23 der Kippstufe nach Fig. 2 wirkt in vorteilhafter
Mehrfachausnutzung nicht nur als Kondensator des zeitbestimmenden Gliedes des Multivibrators,
sondern gleichzeitig als Abblockkondensator für steile und schnell aufeinanderfolgende
Impulse und andersartige Störschwingungen, die über die Eingangsleitung aus Richtung
des Schalters 1 einströmen.
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Hierdurch ist die erfindungsgemäße Kippstufe vorteilhaft in Geräten,
beispeielsweise Hochleistungs-Sendeanlagen, verwendbar, in welchen nicht nur sehr
starke hoch- und niederfrequente Fehler vorhanden sind, sondern in denen auf der
gesamten durchlaufenden Verkabelung mehr oder weniger starke Störströme induziert
werden, sobald diese Kippstufe als gegenüber Störschwingungen unempfindliche Störsignalgabeschaltung
verwendet werden soll.
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Nach dem Stand der Technik wären zur Erzielung einer Störsicherheit,
die mit der bei der Kippstufe nach Fig. 2 erreichbaren vergleichbar ist, zusätzliche
Verblockungs- oder Filterkreise erforderlich; außerdem zeichnet sich die erfindungsgemäße
Kippstufe durch Kurzschlußfestigkeit dieser Ein
gangsleitung zwischen
dem Block 24 und der Eingang der eigentlichen Kippstufe mit den Transistoren 16
und 17 aus.
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In Fig. 4 ist zunächst einmal die Hintereinaderschaltung der Schaltungen
nach Fig. 2 und 3 enthalten, wie aus den gleichnumerierten und in übereinstimmender
Weise zusammengeschalteten Bauelementen 2, 16 bis 23 und 29 bis 35 zum Ausdruck
kommt. Zusätzlich enthält die Schaltung nach Fig. 4 Merkamale gemäß Weiterbildungen
der Erfindung, die im folgenden anhand der Fig. 4 naher erläutert werden, Zum Vermeiden
von Überstron im an die Kippstufe angeschlossenen Verbraucher, im Beispielsfall
in der Blinklampe 35 riit ihrem in Serie liegenden Schalttransistor 30, ist eine
Schutzschaltung vorgesehen, die einen Schalttransistor 36 enthält, welcher selbst
bei einem vorgegebenen Verbraucherstrom umschaltet und dessen Schaltstrecke zwischen
Masse und einem Schaltungspunkt mit zur Masse unterschiedlichem Potential gelegt
ist. Die Umschaltung des Schalttransistors 36 wird durch die über einem Widerstand
37 abfallende Spannung bewirkt. Vorteilhafterweise liegt die Schaltstrecke des Transistors
36 - wie gezeigt - in Serie mit dem Widerstand 21 parallel zu dem Kondensator 23.
Dadurch wird der Kondensator 23 mit dem Widerstand 21 als Zeitglied für die Schutzschaltung
verwendet
- das bedeutet eine zusätzliche Ausnutzung des Kondensators 23 -. Jedoch ist die
Schaltstrecke des Transistors 36 bei allerdings geringerem technischen Erfolg seiner
gewünschten Schutzfunktion auch an andere Schaltungspunkte und Masse anschließbar,
soweit diese anderen Schaltungspunkte bei gesperrten Transistor 36 von lasse unterschiedliches
Potential aufweisen. Mit 37 und 38 sind der Vorspannungserzeugung der Transitors
36 dienende zusätzliche Widerstände bezeichnet.
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Insbesondere bei einem Verbraucher 35 mit einem induktiven Anteil
seiner Impedanz ist es zweckmäßig, zum Schutz des Transistors 30 dessen Schaltstrecke
eine weitere Zenerdiode 39 parallel zu schalten, wle es in Fig. 4 gezeigt ist.
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Einer Zenerdiode 40 dient im Zusammenwirken mit einem Widerstand 41
bei stark schwankender Versorgungsspannung + UB der Spannungsstabilisierung der
Versorgungsspannung der Kippstufe nach der Erfindung und ggf. ihren Weiterbildungen.
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Typen und Dimensionierung der Bauelemente eines erprobten Ausführungsbeispiels
der Erfindung nach Fig. 4 Betriebsspannung + U: 28 V Diode 40: Typ BZY85 Entkoppeldiode
2: Typ 1N4448 Widerstand 22: 27 Kiloohm Widerstand 21: 2,2 Kiloohm Kondensator 23:
22 /uF Transistor 16: Typ 2N 2222 Transistor 36: Typ 2N 2222 Widerstand 41: 220
Ohm, 1 Watt Widerstand 19: 4,7 Kiloohm Widerstand 37: 330 Ohm Widerstand 3: 330
Ohin Transistor 17: Typ 2N 2222 Widerstand 18: 470 Ohm Widerstand 20: 470 Ohm Widerstand
31: 3,9 Kiloohm Widerstand 32: 10 Kiloohm Transistor 29: Typ 2N 2907
Zenerdiode
34: Typ BZY85 Widerstand 33s 1 Kiloohm Widerstand 37: i Ohm Transistor 30: Typ BFX34
Zenerdiode 39: Typ BZY85 Blinklampe 35: 28 V, 20 Watt oder entspr. Relais-Wicklung.