DE2114760C3

DE2114760C3 - Emitter-Kondensator-gekoppelte Multivibratorschaltung

Info

Publication number: DE2114760C3
Application number: DE2114760A
Authority: DE
Inventors: Shuzo Kyoto Wakai (Japan)
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1970-03-27
Filing date: 1971-03-26
Publication date: 1978-06-15
Also published as: FR2087856A5; DE2114760A1; GB1289073A; DE2114760B2; US3670264A; JPS4938859B1; CA931232A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Emitter-Kondensator-gekoppelte Multivibratorschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei Emitter-Kondensator-gekoppelten Multivibratorschaltungen ist die Abhängigkeit der Schwingungsfrequenz von der Umgebungstemperatur und der Höhe der Versorgungsspannung problematisch. Die in der konventionellen Schaltung der eingangs genannten Art vorhandenen Dioden in der Vorspannungsschaltung sollen die Vorspannung stabilisieren und die genannten Abhängigkeiten vermindern. Wie später an Hand dieser Schaltung im einzelnen erläutert werden wird, führt der Einsatz der Dioden jedoch dazu, daß sowohl die niedrigste zum Anschwingen des Multivibrators erforderliche Versorgungsspannung (Anschwingspannung) als auch die Versorgungsspannung, be> der die Schwingungen gerade noch aufrechterhalten werden (Ausseizspannung), höher als bei einer Multivibratorschaltung ohne Dioden sind.

Aus der DE-AS 12 40 942 ist eine Stabilisierungsschaltung für Transistor-Leistungsverstärker, die im B-Betrieb arbeiten, bekannt. Zur Stabilisierung des Arbeitspunktes zweier Endtransistoren eines Transisior-Leislungsverstärkers gegen Temperatur- und Betriebsspannungsänderungen wird bei der bekannten Stabilisierungsschaltung die Basis-Vcrspannung dieser Transistoren jeweils mittels eines Spannungsteilers erzeugt, der eine Flächendiode in Gestalt eines Transistors aufweist, dessen Emitter und Basis kurzgeschlossen sind. Jeder Spannungsteiler besteht zwischen dem Kollektor und dem Emitter des zugehörigen Endtransistors aus der Reihenschaltung eines Spannungsteilerwiderstands mit ucr Parallelschaltung aus der genannten Diode und einem weiteren Widerstand. Der Verbindungspunkt zwirchen dem Spannungsteiler-Widerstand und der Parallelschaltung aus Diode und weitei-ern Widerstand ist über die Sekundärwicklung eines Treibertransfcrmators mit der Basis des Endstufeniri.p.i::.: .:i"s v?rbundc*i. ^r ' :■.,; !">;.,< _M·- n:.i-;U^;e·::■-.-schaiU:'.e v.'.:i:?"3 Widers;:¹ no ^; cjif. Auigai^: in cie" Aussteuen.KigiiipUzf. ck::> üasiv'veuerstrom ζ übernehmen, da die Diode mehl in de; Lage i?;, einen für diese Aussteuerungsspitze ausreichenden Basis-Steuer v.echselstrom ;x\ ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Multivibratorschaltung der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß sich trotz Verwendung von einer oder mehreren Dioden zum Kompensieren des Einflusses der Umgebungstemperatur und der Versorgungsspannung auf die Schwingungsfrequenz keine erhöhte Anschwingspannung und keine erhöhte Aussetzspannung ergeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Patentanspruchs gelöst

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert

F i g. 1 zeigt einen Schaltplan einer konventionellen Emitter-Kondensator-gekoppelten Multivibratorschaltung mit verbesserter Temperatur- und Spannungsabhängigkeit der Schwingungsfrequenz;

Fig.2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Versorgungsspannung und der Vorspannung der aütabilen Multivibratorschaltung nach Fig. 1;

Fig.3 zeigt einem Schaltplan einer erfindungsgemäßen Emitter-Kondensator-gekoppelten Multivibratorschaltung, und

Fig.4 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der

2^r> Beziehung zwischen der Versorgungsspannung und der Vorspannung der Multivibratorschaltung nach F i g. 3.

In F i g. 1 bezeichnen die Bezugsziffeni 1 und 2 SchalttransLtoren des konventionellen Multivibrators, die Bezugsziffern 3 und 4 Emitter-Widerstände, die die

!') Schwingungsfrequenz beeinflussen, die Bezugsziffer 5 einen Koppelkondensator, die Bezugsziffer 6 einen Kollektorwiderstand, die Bezugsziffern 7 und 8 Spannungsteiler-Widerstände zur Erzeugung einer B?sisvorspannung, die Bezugsziffern 9 und 10 Anschlüsse se zum Anlegen einer Versorgungsgleichspannung und die Bezugsziffer 111 Dioden zum Kompensieren des Einflusses der Umgebungstemperatur und der Versorgungsspannung auf die Schwingungsfrequenz. Die Verwendung von Dioden in der Basis-Vorspan-

■i¹· nungsschaltung verringert zwar die Temperatur- und die Spannungsabhängägkeit der Schwingungsfrequenz auf Grund des konstanten Spannungsabfalls an den Dioden 11; die Dioden bewirken jedoch, daß die Vorspannung Vb an dem Schaltungsknoten 12 zwischen

i^r> den Widerständen 7 und 8 nicht direkt proportional der Versorgungsspannuiig Vcc ist. Das Verhältnis zwischen Va und Vcc ist in Fi g. 2 gezeigt. Ein direkt proportionales Verhältnis zwischen der Vorspannung Vb und der Versorgungsspannung Vcc gemäß der geraden Linie A

vi in F i g. 2 ergibt sich bei NichtVorhandensein der Dioden 11. Bei eingesetzten Dioden 11 ist die Vorspannung an dem Schaltungsknoten 12 um den Betrag Vbd angehoben, der durch das Produkt der Anzahl der eingesetzten Dioden und der Durchlaßspannung jeder

"·"> Diode bestimmt ist. Im letzteren Fall ergibt sich der durch die gestrichelte Linie B gezeigte Vorspannungsverlauf am Schaltungsknoten 12 in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung Vcc- Selbstverständlich ist der Wert des Widerstands 7 oder 8 bei Verwendung von Dioden i\ anders als bei NichtVorhandensein der Dioden, da die Besiü des Transistors 2 stets ;nit eir.sr bestimmten konstantem Spannung (Arbeitspunkt) veriwp.; r.c'w soul-'., '-ie un:::hä;ii:i;» davon, ob die Dioden K in :jr }icnai;i;"g vorhanden sind oder nicht, ^i-r

'■■■ ■ Schrn;,;vink, ei.·" durchgebogenen un ■' der g estrich ε .-;<■ Linie in Y'<.£.: entspricht Je höher die Anzahl üer eingest t-!ei, Dioden ist, desto niedriger wird die Vorspannung V_B an dem Schaltungsknoten 12 —

verglichen mit dem Fall der Linie A in F i g. 2 ohne Dioden — bei über den Arbeitspunkt ansteigender Versorgungsspannung Vco Bei unter den Arbeitspunkt fallender Versorgungsspannung Vcc hingegen (in F i g. 2 links vom Schnittpunkt der Linien A und B) wird die Vorspannung Vb an der Basis des Transistors 2 durch Einsetzen der Dioden in die Schaltung größer als im vergleichbaren Fall ohne Dioden. Diese: relativ höhere Vorspannung bei Verwendung von Dioden führt zum Durchschalten des Transistors 2, wodurch dessen Schwingungsfähigkeit verschlechtert wird und nachteiligerweise die Anschwingspannung und die Aussetzspannung erhöht werden, d. h. die Versorgungsspannung, die zum Anschwingen des Multivibrators mindestens erforderlich ist bzw. die Versorgungsspannung, bei der die Schwingungen aussetzen. Das bedeutet, daß relativ kleine Abweichungen der Versorgungsspannung vom Arbeitspunkt nach unten dazu führen, daß der Multivibrator zu schwingen aufhört Der zulässige Toleranzbereich der Versorgungsspannung ist bei Verwendung der Dioden daher geringer.

Durch die Multivibratorschaltung gemäß der Erfindung wird das Problem der erforderlichen hohen Versorgungsspannung zum Anschwingen und zum Aufrechterhalten der Schwingungen gelöst, das durch die Dioden hervorg ufen wird, die in die Basis-Vorspannungsschaltung eingesetzt wurden, um den Einfluß der Umgebungstemperatur und der Versoi .:ungsspannung auf die Schwingungsfrequenz zu kompensieren. Dazu ist den Dioden in der Basis-Vorspannungsschaltung ein Widerstand parallel geschaltet.

An Hand der F i g. 3 und 4 wird nun die Erfindung näher erläutert. Fig. 3 ist ein Schaltplan einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Emitter-Kondensator-gekoppelten Multivibrators, bei dem ein Widerstand 13 als Shunt an die Dioden 11 angeschlossen ist. Dieser Widerstand 13 beseitigt das durch die Dioden herbeigeführte Problem. Ist die Versorgungsspannung V_cc normal (im Arbeitspunkt), wird die Vorspannung V_B (die Spannung an dem Schaltungsknoten 12) an der Basis des Transistors 2 auf einem Wert gehalten, der durch den Spannungsabfall in Durchlaßrichtung der Dioden 11 und durch die Widerstände 7,8 und 13 bestimmt ist.

Bei abnehmender Versorgungsspannung Vcc ist die Spannung zwischen dem Schaltungsknoten 14 und dem Anschluß 10 weiterhin so lange durch die Größe Veodes Durchlaßspannungsabfalls an den Dioden 11 festgelegt, bis die Versorgungsspannung Vcc den Wert erreicht: Vcc= VBD (Ri + Rt+ R\3)/R\i- Solange wird auch der Einfluß von Änderungen der Temperatur oder der Versorgungsspannung auf die Schwingungsfrequenz kompensiert.

Fällt die Versorgungsspannung Vcc jedoch weiter, so daß die vorstehend erwähnte Beziehung nicht mehr erfüllt ist, dann wird der Spannungsabfall an dem Widerstand 13 geringer als die Durchlaßspannung der Dioden 11. Ohne den Widerstand 13 würde die Vorspannung Vb an dem Schaltungsknoten 12 mit

ίο fallender Versorgungsspannung längs der gestrichelten Linie nach F i g. 4 bis zu einem Wert Vbd abnehmen; Vb wäre dabei relativ hoch, was einen verstärkten Leitzustand des Transistors 2 und wegen der damit verbundenen Sättigung eine verringerte Schleifenver-Stärkung zur Folge hat. Die Schwingung würde dann bei einer noch relativ hohen Versorgungsspannung aussetzen. Der Einsatz des Widerstands 13 bewirkt jedoch, daß die Dioden 111 bei einem derart verringerten Wert der Versorgungsspannung, der nicht ausreicht, um die obige Beziehung zu erfüllen, gesperrt werden. Dadurch ist der Strompfad über die Dioden 11 unterbrochen, so daß die Vorspannung Vb an dem Schaltungsknoten 12 nur noch durch die Widerstände 7, 8 und 13 bestimmt wird und der durchgezogenen Linie Cbis Null folgt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Die Beziehung zwischen der Versorgungsspannung Vcc und der Vorspannung Ve an dem Schaltungsknoten 12 in der erfindungsgemäßen Multivibratorschaltung entspricht der durchgezogenen Linie Cin F i g. 4. Dieser

jo Multivibrator hält die Schwingungen bis zu einer geringeren Versorgungsspannung (Aussetzspannung) als der konventionelle Multivibrator, bei dem V_Cc der gestrichelten Linie von χ bis V₈D folgt, aufrecht. Dies beruht darauf, dal3 die Verringerung der Schleifenver-

ii Stärkung auf Grund der Sättigung des Transistors 2 beim erfindungsgemäßen Multivibrator geringer ist.

Auch das Anschwingen findet aus den genannten Gründen beim erfindungsgemäßen Multivibrator bei einer niedrigeren Versorgungsspannung (Anschwingen spannung) a!i bei einem konventionellen Multivibrator statt.

Auf Grund der Tatsache, daß der Multivibrator eine geringere Versorgungsspannung zum Anschwingen benötigt und außerdem seine Schwingungen erst bei

•τ. einer niedrigeren Versorgungsspannung aussetzen, als dies beim konventionellen Multivibrator der Fall ist, eignet er sich zur Anwendung in einer Horizontal-Oszillatorschaltung eines Fernsehempfängers, bei der diese Eigenschaften mehr als bei

")0 einer Vertikal-Oszillatorschaltung erforderlich sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Emitter-Kondensator-gekoppelte Multivibratorschaltung, die zwei Schalttransistoren aufweist, deren Emitter über einen Kondensator miteinander verbunden sind, mit einem an die Versorgungsspannung angeschlossenen Spannungsteiler als Vorspannungsquelle, der im Basis-Emitterkreis des einen Schalttransistors die Reihenschaltung eines Widerstands und wenigstens einer Diode zum Kompensieren des Einflusses der Umgebungstemperatur und der Versorgungsspannung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der oder den Dioden (11) ein Widerstand (13) parallel geschaltet ist, der so bemessen ist, daß das Verhältnis zwischen der Basisvorspannung des einen Schalttransisto'S (2) und der Versorgungsspannung bei allen Werten der Versorgungsspannung unter einem ein Schwingen des Multivibrators verbindenden Wert bleibt