DE2047358B1 - Pulse shaping stage for symmetrical pulses with two transistors - Google Patents

Pulse shaping stage for symmetrical pulses with two transistors

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DE2047358B1 DE2047358A DE2047358DA DE2047358B1 DE 2047358 B1 DE2047358 B1 DE 2047358B1 DE 2047358 A DE2047358 A DE 2047358A DE 2047358D A DE2047358D A DE 2047358DA DE 2047358 B1 DE2047358 B1 DE 2047358B1
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Fritz Dipl.-Ing. 8000 München Sonntag
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    • H03K17/14Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
    • HELECTRICITY
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    • H03K5/01Shaping pulses
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Description

Um die Impulsformerstufe auch zur galvanischen Ansteuerung an Logikschaltkreisen geeignet zu machen, ist es vorteilhaft, den im Basiskreis des ersten Transistors liegenden ohmschen Widerstand so zu dimensionieren, daß er gleich ist dem Quotienten aus dem Quadrat des Emitterwiderstandes des ersten Transistors, multipliziert mit dem Gleichstromverstärkungsfaktor des ersten Transistors und der Differenz aus dem ohmschen Widerstand im Kollektorkreis des zweiten Transistors, multipliziert mit dem Gleichstromverstärkungsfaktor des zweiten Transistors, mi- nus dem Emitterwiderstand im Emitterkreis des ersten Transistors. To the pulse shaper stage also for galvanic control of logic circuits To make it suitable, it is advantageous to use the one in the base circuit of the first transistor to dimension lying ohmic resistance so that it is equal to the quotient from the square of the emitter resistance of the first transistor, multiplied by the DC gain of the first transistor and the difference between the ohmic resistance in the collector circuit of the second transistor, multiplied by the direct current amplification factor of the second transistor, mi- nus the emitter resistance in the emitter circuit of the first transistor.

An Hand der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 und 2 wird die Erfindung näher erläutert. On the basis of the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 becomes the Invention explained in more detail.

Die Impulsformerstufen der F i g. 1 und 2 bestehen aus einem pnp-Transistor T1 mit den Widerständen R1 und R2, der in Kollektorschaltung als Impedanzwandler betrieben wird. Dadurch ergibt sich ein hoher Eingangswiderstand, der noch durch Zwischenschaltung eines Basiswiderstandes erhöht werden kann. An dessen Emitter ist die Basis eines npn-Transistors T2 mit dem Kollektorwiderstand R3 galvanisch angeschlossen. Der Transistor T2 arbeitet in Emitterschaltung als Begrenzer und ist im Ruhezustand durchgesteuert, bedingt durch den Arbeitspunkt des Transistors T1, der im Ruhezustand ebenfalls leicht durchgesteuert ist. The pulse shaper stages of FIG. 1 and 2 consist of a pnp transistor T1 with the resistors R1 and R2, the collector circuit as an impedance converter is operated. This results in a high input resistance, which is still through Interposition of a base resistor can be increased. At its emitter is the base of an npn transistor T2 with the collector resistor R3 galvanic connected. The transistor T2 works in the emitter circuit as a limiter and is controlled in the idle state, due to the operating point of the transistor T1, which is also slightly controlled in the idle state.

Wird an den Eingang der Impulsformerstufe eine sinusförmige Spannung angelegt, so wird bei den negativen Halbwellen der Spannung der Transistor T1 vollständig gesperrt und der Transistor T2 noch mehr in den Sättigungszustand gesteuert. Bei Spannungsumkehr wird der Transistor T1 sofort durchgesteuert, da durch die spezielle Art der Aussteuerung dieses Transistors im Ruhezustand der Transistor sozusagen in Bereitschaft gesteuert ist; damit wird jedoch das Emitterpotential des ersten Transistors und damit auch das Basispotential des zweiten Transistors so weit abgesenkt, daß der Transistor T2 gesperrt wird. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch, solange am Eingang eine Wechselspannung anliegt. Wird die Wechselspannung am Eingang unterbrochen, so stellt sich der ursprüngliche Schaltzustand der Stufe wieder ein, wobei der Transistor T2 durchgeschaltet ist, so daß am Kollektor nahezu das gleiche Potential wie am Emitter liegt. Die Stufe ist damit zur Anschaltung an Logikschaltkreise geeignet. A sinusoidal voltage is applied to the input of the pulse shaper stage is applied, the transistor T1 is complete in the case of the negative half-waves of the voltage locked and the transistor T2 controlled even more in the saturation state. at If the voltage is reversed, the transistor T1 is activated immediately because of the special Type of modulation of this transistor when the transistor is idle, so to speak is controlled on standby; however, this becomes the emitter potential of the first Transistor and thus also the base potential of the second transistor lowered so far, that the transistor T2 is blocked. This process repeats itself periodically, as long as there is an alternating voltage at the input. Will the AC voltage at the input interrupted, the original switching status of the stage is restored, the transistor T2 is switched on, so that almost the same at the collector Potential as at the emitter. The stage is thus for connection to logic circuits suitable.

Wird der Transistor T1 allein betrachtet (Transistor T2 abgetrennt), so setzt sich dessen Kollektor-Emitter-Spannung UCE1 aus der Basis-Emitter-Spannung UBE1 und der Spannung URi, die durch den Basisstrom Ib am Widerstand R1 entsteht, zusammen. If the transistor T1 is considered alone (transistor T2 disconnected), its collector-emitter voltage UCE1 is made up of the base-emitter voltage UBE1 and the voltage URi, which is created by the base current Ib across the resistor R1, together.

Die Kollektor-Emitter-Spannung UCE1 muß nun so groß gegenüber der Basis-Emitter-Spannung UBE2 des Transistors T2 sein, daß die dadurch bedingte Differenzspannung einen genügend großen Steuerstrom Ib2 durch den Widerstand R2 treiben kann, um den Transistor T2 durchzusteuern. Der Ruhezustand des Transistors T2 (durchgesteuert) ist durch die Größe des Widerstandes R1 bestimmt. The collector-emitter voltage UCE1 must now be as large as compared to the Base-emitter voltage UBE2 of transistor T2, that the resulting differential voltage can drive a sufficiently large control current Ib2 through the resistor R2 to the Control transistor T2 through. The idle state of transistor T2 (turned on) is determined by the size of the resistor R1.

Als Näherung für den Basiswiderstand R1 gilt wobei B2 R; > R2 sein muß.As an approximation for the base resistance R1 applies where B2 R; > R2 must be.

Bl, B2 sind die Gleichstromverstärkungen der Transistoren T1 und T2. B1, B2 are the direct current gains of the transistors T1 and T2.

Der kleinste noch zulässige Widerstand R1 ergibt sich dann aus Die Empfindlichkeit des Impulsformers ist dadurch gegeben, daß die Basis-Emitter-Spannung UBE2 des Transistors T2 vom Transistor T1 erzeugt wird und sich ungefähr im gleichen Maße ändert wie die Eingangsspannung. Kleine Eingangsspannungsänderungen bewirken also, daß der Transistor T2 vom durchgesteuerten in den gesperrten Zustand und umgekehrt gebracht wird.The smallest permissible resistance R1 then results from The sensitivity of the pulse shaper is given by the fact that the base-emitter voltage UBE2 of the transistor T2 is generated by the transistor T1 and changes approximately to the same extent as the input voltage. Small changes in input voltage therefore have the effect that transistor T2 is brought from the switched-on state to the blocked state and vice versa.

Die F i g. 1 und 2 unterscheiden sich lediglich dadurch, daß der Impulsformerstufe nach F i g. 1 die Eingangsspannung über einen Kondensator und nach F i g. 2 über einen Übertrager zugeführt wird. The F i g. 1 and 2 differ only in that the Pulse shaping stage according to F i g. 1 the input voltage across a capacitor and according to FIG. 2 is fed via a transformer.

Der Eingangswiderstand ergibt sich nach F i g. 1 aus der Summe des Vorwiderstandes Rv und dem Widerstand R 1, dem der Eingangswiderstand des Transistors T1 parallel geschaltet ist. Nach F i g. 2 wird der Eingangswiderstand aus der Summe des Widerstandes R1 und dem Eingangswiderstand des Transistors T1 gebildet. The input resistance results from FIG. 1 from the sum of the Series resistor Rv and the resistor R 1, which is the input resistance of the transistor T1 is connected in parallel. According to FIG. 2 becomes the input resistance from the sum of the resistor R1 and the input resistance of the transistor T1 formed.

Die Transistoren T1 und T2 können bei gleichzeitigem Polaritätswechsel der Betriebsspannung vertauscht werden. The transistors T1 and T2 can change polarity at the same time the operating voltage can be swapped.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Impulsformerstufe für symmetrische Impulse mit zwei Transistoren, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der erste Transistor (T1) in Kollektorschaltung mit dem zweiten, zum ersten Transistor (T1) komplementären Transistor (T2) in Emitterschaltung derart gekoppelt ist, daß die Basis des zweiten Transistors (T2) unmittelbar mit dem Emitter des ersten Transistors (T1) verbunden ist, daß die Basis des ersten Transistors (Tl) über einen ohmschen Widerstand (R1) mit demjenigen Pol der Versorgungsgleichspannung verbunden ist, der im Ruhezustand ein leichtes Durchsteuern des ersten und damit ein Durchsteuern des zweiten Transistors (T2) bewirkt, und daß beim ersten Transistor (T1) in der Emitterzuleitung und beim zweiten Transistor (T2) in der Kollektorzuleitung je ein ohmscher Widerstand (R2, R3) angeordnet ist. Claims: 1. Pulse shaper stage for symmetrical pulses with two transistors, that is, the first transistor (T1) in collector circuit with the second, complementary to the first transistor (T1) The transistor (T2) is coupled in an emitter circuit such that the base of the second The transistor (T2) is directly connected to the emitter of the first transistor (T1) is that the base of the first transistor (Tl) via an ohmic resistor (R1) is connected to that pole of the DC supply voltage that is in the idle state a slight turn-on of the first and thus a turn-on of the second transistor (T2) causes, and that in the case of the first transistor (T1) in the emitter lead and in the case of second transistor (T2) in the collector lead one ohmic resistor each (R2, R3) is arranged. 2. Impulsformerstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten Transistors (T1) über einen Übertrager (Ü) angesteuert ist. 2. pulse shaper stage according to claim 1, characterized in that the base of the first transistor (T1) is controlled via a transformer (Ü). 3. Impulsformerstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten Transistors (T1) über einen Kondensator (C) und einen Reihenwiderstand (Rv) angesteuert ist. 3. pulse shaper stage according to claim 1, characterized in that the base of the first transistor (T1) via a capacitor (C) and a series resistor (Rv) is controlled. 4. Impulsformerstufe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Basiskreis des ersten Transistors (T1) liegende ohmsche Widerstand (R1) derart dimensioniert ist, daß er gleich ist dem Quotienten aus dem Quadrat des Emitterwiderstandes (R2) des ersten Transistors (T1), multipliziert mit dem Gleichstromverstärkungsfaktor (B1) des ersten Transistors (T1) und der Differenz aus dem ohmschen Widerstand (R3) im Kollektorkreis des zweiten Transistors (T2), multipliziert mit dem Gleichstromverstärkungsfaktor (B2) des zweiten Transistors (T2) minus dem Emitterwiderstand (R2) im Emitterkreis des ersten Transistors (T1). 4. Pulse shaping stage according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ohmic in the base circuit of the first transistor (T1) Resistor (R1) is dimensioned such that it is equal to the quotient of the Square of the emitter resistance (R2) of the first transistor (T1), multiplied with the direct current amplification factor (B1) of the first transistor (T1) and the difference from the ohmic resistance (R3) in the collector circuit of the second transistor (T2), multiplied by the DC gain factor (B2) of the second transistor (T2) minus the emitter resistance (R2) in the emitter circuit of the first transistor (T1). Die Erfindung betrifft eine Impulsformerstufe für symmetrische Impulse mit zwei Transistoren. The invention relates to a pulse shaper stage for symmetrical pulses with two transistors. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Impulsformerstufe zu schaffen, die bei minimalem Bauteileaufwand mit kleinen sinusförmigen Eingangsspannungen (0,1 V) angesteuert werden und ungefähr symmetrische Impulse abgeben kann. The object of the invention is to provide a pulse shaper create that with minimal component expenditure with small sinusoidal input voltages (0.1 V) can be controlled and emit approximately symmetrical pulses. Aus der USA.-Patentschrift 3 502 911 ist bereits eine Impulsformerstufe bekannt, die aus zwei Transistoren besteht und bei der symmetrische Rechteckimpulse am Ausgang erhalten werden. Bei dieser Anordnung handelt es sich um zwei Emitterstufen, deren Emitter über einen ohmschen Widerstand an Masse liegen. Die beiden Basen müssen, wenn man symmetrische Ausgangsimpulse erhalten will, über einen aus Spule und Kondensator bestehenden Schwingkreis miteinander verbunden sein, so daß beide Basen stets gleiches Potential haben. Außerdem wird das Potential über eine Zenerdiode stabil gehalten. US Pat. No. 3,502,911 already discloses a pulse shaper stage known, which consists of two transistors and with the symmetrical square-wave pulses can be obtained at the exit. In this arrangement there are two emitter stages, whose emitters are connected to ground via an ohmic resistor. The two bases must if you want to get symmetrical output pulses, use a coil and capacitor existing resonant circuit be connected to each other, so that both bases are always the same Have potential. In addition, the potential is kept stable via a Zener diode. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß durch die Verwendung eines Schwingkreises ein Spulenelement vorhanden ist, so daß sich diese Anordnung für den Einsatz in integrierten Schaltungen nicht eignet. Außerdem ist ein weiterer Nachteil der, daß die Emitter über einen ohmschen Widerstand an Masse liegen, wodurch sie für den Einsatz als logische Schaltung ungeeignet sind, weil dadurch für den Nullfall kein definierter Ausgang gegeben ist. Außerdem weist die Schaltung einen relativ niedrigen Eingangswiderstand auf, so daß zu ihrer Aussteuerung verhältnismäßig große Steuerleistungen erforderlich sind. However, this arrangement has the disadvantage that by the use a resonant circuit, a coil element is present, so that this arrangement not suitable for use in integrated circuits. Also is another The disadvantage is that the emitters are connected to ground via an ohmic resistor, which means they are unsuitable for use as a logic circuit, because they are used for the Zero case no defined output is given. The circuit also has a relatively low input resistance, so that it is proportionate to their level control large tax payments are required. Aus der deutschen Auslegeschrift 1 254 684 ist außerdem ein elektronischer Impulsumsetzer bekannt, bei dem jedoch das Tastverhältnis der Impulse von der Amplitude der sinusförmigen Eingangsspannung abhängig ist. Eine solche Anordnung ist jedoch für Einsatzfälle, in denen das Tastverhältnis unabhängig von der Amplitude der Eingangsspannung sein soll, nicht geeignet. From the German Auslegeschrift 1 254 684 there is also an electronic one Pulse converter known, in which, however, the pulse duty factor depends on the amplitude depends on the sinusoidal input voltage. However, such an arrangement is for applications in which the duty cycle is independent of the amplitude of the input voltage should be, not suitable. Aus der deutschen Auslegeschrift 1 287 121 ist ferner eine Schaltung mit zwei Transistoren bekannt, bei welcher der erste Transistor in Kollektorschaltung mit dem zweiten zum ersten Transistor komplementären Transistor derart gekoppelt ist, daß die Basis des zweiten Transistors unmittelbar mit dem Emitter des ersten Transistors verbunden ist. Diese bekannte Anordnung dient jedoch zusammen mit weiteren nachgeschalteten Stufen zur Amplitudenbegrenzung von Signalen mit Temperaturstabilisierung des Abschneidepegels. From the German Auslegeschrift 1 287 121 there is also a circuit known with two transistors, in which the first transistor in the collector circuit coupled to the second transistor complementary to the first transistor in this way is that the base of the second transistor is directly connected to the emitter of the first Transistor is connected. However, this known arrangement is used together with others downstream stages for limiting the amplitude of signals with temperature stabilization the clipping level. Die Impulsfonnerstufe wird gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß ein erster Transistor in Kollektorschaltung mit einem zweiten, zum ersten Transistor komplementären Transistor in Emitterschaltung so gekoppelt ist, daß die Basis des zweiten Transistors unmittelbar mit dem Emitter des ersten Transistors verbunden ist, daß die Basis des ersten Transistors über einen ohmschen Widerstand mit demjenigen Pol der Versorgungsgleichspannung verbunden ist, der im Ruhezustand ein leichtes Durchsteuern des ersten und damit ein Durchsteuern des zweiten Transistors bewirkt, und daß beim ersten Transistor in der Emitter zuleitung und beim zweiten Transistor in der Kollektorzuleitung je ein ohmscher Widerstand angeordnet ist. According to the invention, the impulse detector stage is designed in such a way that that a first transistor in collector circuit with a second, to the first transistor complementary transistor in common emitter circuit is coupled so that the base of the second transistor is connected directly to the emitter of the first transistor is that the base of the first transistor has an ohmic resistance with that Pole of the DC supply voltage is connected, which is a light when idle Activation of the first and thus activation of the second transistor causes and that the first transistor in the emitter lead and the second transistor an ohmic resistor is arranged in each collector lead. Dabei kann die Basis des ersten Transistors über einen Übertrager oder über einen Kondensator und einen Reihenwiderstand angesteuert werden. The base of the first transistor can use a transformer or controlled via a capacitor and a series resistor. Durch die Art der Zusammenschaltung der beiden Transistoren, der erste Transistor bestimmt den Arbeitspunkt des zweiten Transistors, genügen schon kleine sinusförmige Eingangsspannungen (etwa 100 mV), um am Ausgang des Impulsformers Rechteckimpulse zu erhalten. Außerdem kompensiert sich der Temperaturgang der beiden Transistoren. Der Bauteileaufwand ist ferner sehr klein. Due to the way the two transistors are interconnected, the The first transistor determines the operating point of the second transistor, that's enough small sinusoidal input voltages (approx. 100 mV) at the output of the pulse shaper Get square pulses. In addition, the temperature response of the two compensates each other Transistors. The number of components is also very small.
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