DE2062785B1 - Störunempfindlicher monostabiler Multivibrator - Google Patents

Description

3 4

Wesentlich ist für die Erfindung lediglich, daß man Die Erholzeit ist durch den Widerstand 8 sowie die

dem zweiten Transistor ein Halbleiterelement vor- Kapazität des Kondensators 11 bestimmt. Bekanntlich

schaltet, das eine Entkopplung bewirkt, so daß im darf man den Widerstand 8 nicht zu niederohmig ma-

stabilen Zustand eine schnelle Spannungsschwankung chen, da sonst die Spannungsquelle sowie der Tran-

zwar das vorgeschaltete Halbleiterelement sperrt, es 5 sistor 4 zu stark belastet würden, Man muß deshalb

jedoch wegen der zusätzlichen Verbindung und der zur Erzielung einer kleinen Erholzeit die Kapazität des

damit verbundenen Zurverfügungsstellung des not- Kondensators Il klein wählen. Die Zeitkonstante des

wendigen Basisstroms zu keiner Sperrung des zweiten Multivibrators, die von der Kapazität des Konden-

Transistors und somit nicht zum Kippen des Multi- sators 11 und dem Widerstand 12 abhängt, soll

vibrators kommt. Selbst bei einem Zusammenbruch io andererseits groß sein, d. h., der Widerstand 12 muß

der Batteriespannung auf die Basis-Emitter-Rest- groß (einige hundert kü.) sein. Bei diesem hochohmigen

spannung Übe des zweiten Transistors kommt es bei Widerstand 12 und dem relativ niederohmigen Aus-

der erfindungsgemäßen Schaltung zu keinem Kippen. gang genügt es wegen der Stromverstärkung häufig

Aber auch bei Zusammenbrüchen der Spannung unter nicht, nur einen Transistor an Stelle der Transisto-

Vhe ist keine Störung möglich, da ja dann auch der 15 ren 6/7 zu verwenden, so daß die Verwendung des

erste Transistor nicht in den leitenden Zustand gebracht zusätzlichen Transistors 7 an Stelle einer Diode schon

werden kann. aus dieser Sicht notwendig sein kann.

Die Erfindung und die Wirkungsweise der erfin- Dieser Aufbau des Multivibrators bringt nun aber dungsgemäßen Schaltung sollen an Hand des Aus- den Vorteil mit sich, daß η .n mit einfachsten Mitteln f ührungsbeispiels der Zeichnung erläutert werden. Es 20 eine Sicherung gegen Fehlkippe-', bei schnellen Schwanzeigt kungen der Betriebsspannung erzielen kann. Die

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs- Sicherung besteht in dem Einschalten eines Widergemäßen Multivibrators, an den zusätzlich noch die stands 15 zwischen dem Kollektor des Transistors 4 Bedingung gestellt sein soll, daß er trotz großer Zeit- und der Basis des Transistors 6.
konstante kurze Erholzeit aufweist, 25 Bevor auf die Wirkung dieser Sicherung eingegangen

F i g. 2 die Spannungsverläufe an verschiedenen wird, soll kurz die Wirkungsweise der Schaltung im

Punkten in der Schaltung der F i g. 1 in den verschie- Normalbetrieb beschrieben werden,

denen Betriebszuständen. Gelangt beispielsweise ein Impuls mit positiver

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 ist angenom- Polarität auf die Basis des Transistors 4, der in der men, daß an die Klemme 1 ein Impuls gelangt, wie ihn 30 stabilen Lage gesperrt ist, so wird dieser leietend und F i g. 2a zeigt. Sowohl die Vorderflanke als auch die legt (praktisch) O-Potential an den einen Anschluß des Rückflanke dieses Impulses soll den monostabilen Kondensators 11. Dieser Spannungssprung am Kollek-Multivibrator zum Kippen bringen. Es ist deshalb ein tor des Transistors 4 (der Verlauf der Spannung am Differenzierglied 2 vorgesehen, das aus jedem der Ausgang des Transistors 4 ist in F i g. 2d wiedergege-Jmpulse der F i g. 2a zwei Impulse unterschiedlicher 35 ben) wird als Impuls negativer Polarität auf die Basis Polarität entsprechend F i g. 2b erzeugt. Über die des Transistors 7 übertragen, wodurch dieser Tran-Diode 3 gelangen die Impulse mit positiver Polarität sistor und auch der nachgeschaltete Transistor 6 zur Basis des Transistors 4, während die Impulse nega- sperren. Den Spannungsverlauf an der Basis des tiver Polarität über die Diode 5 zur Basis des Tran- Transistors 7 zeigt F i g. 2c. Die Transistoren 7 und 6 sistors 6 gelangen. 40 bleiben so lange gesperrt, bis sich der Kondensator 11

Der monostabile Multivibrator wird erfindungs- so weit entladen hat, daß an der Basis des Transistors 7 gemäß durch einen ersten Transistor 4, der im stabilen wieder eine zum Durchschalten des Transistors aus-Zustand der Schaltung gesperrt ist, einerseits und die reichende Spannung steht; in anderen Worten: der beiden Transistoren 6 und 7, die als Emitterfolger Transistor 7 bleibt so lange gesperrt, bis der negative geschaltet sind und beide damit im stabilen Zustand 45 Impuls auf einen bestimmten Wert abgeklungen ist. der Schaltung leitend sind, gebildet. Die Kollektoren Die Entladung bzw. das Abklingen des Impulses werder drei Transistoren sind über Widerstände 8,9 und 10 den durch die Größe des Kondensators 11 und des mit dem Pluspol einer Gleichspannungsquelle z. B. Widerstands 12 bestimmt. In diesem Fall wird der einer Batterie verbunden. Die Emitter der Transisto- Transistor 6 über den Widerstand nicht leitend gehalten 4 und 6 liegen direkt auf O-Potential. Zwischen dem 5c ten, da ja an der Ausgangselektrode des Transistors 4 Kollektor des Transistors 4 und der Basiselektrode des O-Potential liegt und somit kein Strom über den WiderTransistors 7 liegt der Kondensator 11, der zusammen stand 15 fließt. Sobald die Transistoren 7 und 6 wieder mit dem Widerstand 12 die Zeit bestimmt, in der der leitend werden, sperren sie über den Widerstand 13 Multivibrator in seiner instabilen Lage bleibt. Die wieder den Transistor 4, worauf es zu einer Aufladung Umsteuerung des Transistors 4 von den Transistoren 55 des Konde-sators 11 in kurzer Zeit kommt.
7/6 her erfolgt über den Widerstand 13. Die Auskopp- Genau der gleiche Vorgang tritt auch dann ein, wenn lung der Ausgangsimpulse erfolgt am Abgriff des als ein negativer Impuls auf die Basis des Transistors 6 Spannungsteiler ausgebildeten Widerstands 9 (Klemme gelangt. Dieser wird durch diesen Impuls gesperrt und 14), wobei der untenliegende Widerstandsanteil wesent- damit auch der Transistor 7, während der Transistor 4 Hch niederohmiger ist. 6° durch das Ausgangspotential von Transistor 6 über

Die bis jetzt beschriebene Schaltung hat bei entspre- Widerstand i3 leitend gemacht wird. Auch hier bleibt chender Dimensionierung der Widerstände 8 und 12 dieser Zustand erhalten, bis der Kondensator 11 enteine sehr geringe Trholzeit {tsrh), ohne dabei eine sprechend entladen ist. F i g. 2e gibt schließlich den geringe Breite der Ausgangsimpulse (/λ/οπο) zur Folge an der Klemme 14 auskoppelbaren Spannungsverlauf zu haben 65 wieder.

Bei der beschriebenen Schaltung würde ohne die erfindungsgemäße Sicherung ein schneller Spannungseinbruch der Versoreunessnannune den KiDovoreanu

luslösen. Der Spannungseinbruch wird nämlich als negativ gehender Impuls vom Kondensator 11 auf die Basis des Transistors 7 übertragen. Das gleiche würde bei einer positiven Spitze wegen deren Rückflanke geschehen. Ein negativer Impuls sperrt jedoch den Transistor 7, auch wenn er sehr klein ist. Ohne die Vefbindung mit dem Widerstand 15 würde dann auch der Transistor 6 sperren und der Transistor 4 leitend werden. Damit wäre ein unerwünschter Kippvorgang zustande gekommen. Da jedoch bei der erfindungsgemäßen Ausbildung das am Ausgang des Transistors 4 liegende Pluspotential einen Strom durch den Widerstand 15 und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 6 zur Folge hat, kann zwar der Transistor 7 durch einen Spannungsstoß nach wie vor kurzzeitig gesperrt werden, nicht jedoch der Transistor 6. Damit wird ein Kippvorgang der Gesamtschaltung nicht ausgelöst.

Die gleichen Vorteile hinsichtlich der Störimpulsunabhängigkeit treten auch auf, wenn an Stelle des Transistors 7 eine Diode 16 in der gestrichelt eingezeichneten Weise dem Transistor 6 vorgeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 der Schaltung bei Schwankungen der Betriebsspannung Patentansprüche: vermieden werden. Praktische Messungen haben ergeben, daß bei schnellen und großen Schwankungen der

1. Störunempfindlicher mocostabiler Multi- Betriebsspannung, wie sie z, B, bei Kraftfahrzeugen vibrator, bei dem die Ausgangselektrode eines 5 vorkommen, bei dieser Lösung immer noch unerersten im stabilen Zustand gesperrten Transistors wünschte Kippvorgänge auftreten.

über einen im stabilen Zustand sich aufladenden Aus »elektronikpraxis«, Nr. 10 vom 28. Oktober Kondensator mit der Basis eines zweiten im stabilen 1970, S. 150, ist ein monostabiler Multi"ibrato: der Zustand durchlässigen Transistors und über einen beschriebenen Art bekannt. Bei dem beschriebenen als Ladewiderstand wirksamen Widerstand mit der io Multivibrator liegen zwischen der Ausgangselektrode Betriebsspannungsquelle verbunden ist, bei dem des Transistors und dem Kondensator zwei antiparaldie mit der Basis des zweiten Transistors verbun- lelgeschaltete Dioden, Durch diese Dioden wird eine dene Elektrode des Kondensators über einen Ent- Verbesserung der Störanfälligkeit der Schaltung fcagenladewiderstand an der Betriebsspannungsquelle über schnellen Betriebsspannungsschwankungen erliegt und bei dem ein zusätzlicher Halbleiter zur 15 reicht, und zwar in der Form, daß auch bei negativen Störabstandsverbesserung vorgesehen ist, da- Spannungssprüngen von 1 bis 1,5 V (bei 5 V Betriebsdurch gekennzeichnet, daß zwischen spannung) kein Kippvorgang ausgelöst wird. Beidem Kondensator und der Basis des zweiten Tran- spielsweise bei Verwendung der monostabilen Kippsistors das zusätzliche Halbleiterelement derart schaltung in Kraftfahrzeugen reicht dieser verbesserte eingeschaltet ist, daß im stabilen Zustand das 20 Störabstand noch nicht aus.

Element ebenfalls durchlässig ist, und daß die Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe beBasis des zweiten Transistors mit der Ausgangs- steht deshalb darin, einen Multivibrator zu schaffen, elektrode des ersten Transistors derart verbunden der gegen schnelle Betriebsspannungsschwankungen ist, daß bei einem Versorgungsspannungssprung, der absolut störunanfällig ist, also auch dann nicht kippt, das Halbleiterelement sperrt, im Basis des zweiten 25 wenn die Betriebsspannung zusammenbricht. Der zur Transistors ein zum Offenhalten dieses Transistors Erzielung dieses Vorteils benötigte Aufwand soll ausreichender Strom geliefert wird. jedoch gering bleiben.

2. Multivibrator nach Anspruch 1, dadurch ge- Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß zwischen kennzeichnet, laß das Halbleiterelement eine Diode dem Kondensator und der Basis des zweiten Transiist. 30 stors das zusätzliche Halbleiterelement derart einge-

3. Multivibtator nach Anspruch 1, dadurch ge- schaltet ist, daß im stabilen Zustand das Element kennzeichnet, daß das Halbleitr relement die Basis- ebenfalls durchlässig ist, und daß die Basis des zweiten Emitter-Strecke eines zusätzlichen Transistors ist, Transistors mit der Ausgangselektrode des ersten der zusammen mit dem zweiten Transistor einen Transistors derart verbunden ist, daß bei einem Ver-Emitterfolger bildet. 35 sorgungsspannungssprung, der das Halbleiterelement

4. Multivibrator nach einem der Ansprüche 1 sperrt, zur Basis des zweiten Transistors ein zum bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbin- Offenhalten dieses Transistors ausreichender Strom dung zwischen Ausgangselektrode des ersten und geliefert wird.

der Basiselektrode des zweiten Transistors ein Diesen Multivibrator kann man an der Basis des

ohmscher Widerstand liegt. 40 ersten Transistors und/oder an der des zweiten Transistors mit Impulsen unterschiedlicher Polarität an-

steuern. Es ist z. B. möglich, wenn man eine Ansteuerung sowohl durch die Vorder- als auch die Rückflanke

Die Erfindung betrifft einen störunempfindlichen eines Impulses wünscht, diesen Impuls mit einem Glied

monostabilen Multivibrator, bei dem die Ausgangs- 45 zu differenzieren und die beiden Impulse über unter-

elektrode eines ersten im stabilen Zustand gesperrten schiedlich gepolte Dioden auf die beiden Ansteuer-

Transistors über einen im stabilen Zustand sich auf- punkte zu leiten. Die Ausgangsimpulse kann man am

ladenden Kondensator mit der Basis eines zweiten im Arbeitswiderstand des zweiten Transistors auskoppeln.

Etabilen Zustand durchlässigen Transistors und über Man kann als Halbleiterelement eine Diode benut-

einen als Ladewiderstand wirksamen Widerstand mit 50 zen.

der Betriebsspannungsquelle verbunden ist, bei dem Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die

die mit der Basis des zweiten Transistors verbundene Basis-Emitter-Strecke eines Transistors dem zweiten

Elektrode des Kondensators über einen Entlade- Transistor vorgeschaltet. Die beiden Transistoren bil-

widerstand an der Betriebsspannungsquelle liegt und den dann einen Emitterfolger. Die erfindungsgemäßen

bei dem ein zusätzlicher Halbleiter zur Störabstands- ₅₅ Multivibrator wird man insberondere dann in der

verbesserung vorgesehen ist. letztgenannten Form ausbilden, wenn man einen

Aus der deutschen Auslegcschrift 1103 967, der Multivibrator mit kurzer Erholzeit benötigt und wegen deutschen Patentschrift 1188 128 und aus der Zeit- der Bemessung des Kondensators und des Entladeschrift »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Vol. 11, Widerstands e.ine große Stromverstärkung für den Nr.

5, Oktober 1968, S. 528, sind monostabile Multi- 60 Ausgangsstrom des zweiten Transistors benötigt. Auf vibratoren bekannt, bei denen zwischen der Betriebs- diese besonders günstige Ausführung wird an Hand spannungsquelle und dem Zusammenschaltpunkt des des Ausführungsbeispiels ausführlich eingegangen, einen Kondensatoranschlusses mit der Ausgangselek- wobei gezeigt wird, daß man für die Erreichung der trode des ersten, im Ruhezustand gesperrten Transi- Störunanfälligkeit lediglich eine zusätzliche Leitung stors zusätzlich zu dem Widerstand eine Diode ein- 65 und einen Widerstand benötigt. Aber auch dann, wenn geschaltet ist, die bei Schwankungen der Betriebs- man keinen großen Stromverstärkungsfaktor unbespannung eine Umladung des Kondensators verhin- dingt benötigt, kann man einen Emitterfolger an Stelle dem soll. Hierdurch soll ein unerwünschtes Kippen eines Transistors mit vorgeschalteter Diode benutzen.