DE2160146A1

DE2160146A1 - Elektronische Torschaltung

Info

Publication number: DE2160146A1
Application number: DE19712160146
Authority: DE
Inventors: Frank Geoffrey Stevenage; Veasey Thomas Patrick Hitchin; Hertfordshire Everest (Großbritannien)
Original assignee: British Aircraft Corp Ltd
Current assignee: British Aircraft Corp Ltd
Priority date: 1970-12-04
Filing date: 1971-12-03
Publication date: 1972-07-06
Also published as: GB1329586A; FR2117396A5; US3731117A

Description

Elektronische Torschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schaltungsanordnung mit einem Halbleiterelement, das einen Signalstrom hindurchläßt, der auf eine Eingangsklemme gegeben wird, einer Torschaltung, die zwischen dem Halbeleiterelement und einer Ausgangsklemme geschaltet ist, und Mitteln zur Abgabe von Torimpulsen für die Torschaltung, damit ein Ausgangssignal auf die Ausgangsklemmen während der Torimpulsperiode gegeben wird.

'Eine derartige Schaltungsanordnung kann beispielsweise für Entfernungsmesser verwendet werden. Aufgabe der Erfindung ist es,
eine elektronische Schaltungsanordnung zu schaffen, die eine Abweichung ausgleicht, die durch ein Halbleiterelement eingeführt !wird, durch das ein Signalstrom hindurchgeht, der auf eine Ein-

igangsklemme gegeben wird.

,Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art wird
[diese Aufgabe gelöst durch eine Ausgleichsschaltung, die Mittel

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aufweist, die mit dem Halbleiterelement gekoppelt sind und auf Änderungen im Gleichspannungspegel des in dem Intervall zwischen der Torimpulsperiode durch das Halbleiterelement hindurchgehenden Stroms ansprechen und die ein Ausgleichssignal ableiten, das jede Signalabweichung, die durch das Halbleiterelement eingeführt wird, ausgleicht, und die ferner Mittel aufweist, die auf die Ausgleichssignale ansprechen und während der TorImpulsperiode wirksam werden, um das Ausgangssignal mit dem Ausgleichssignal abzuwandeln.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Halbleiterelement, das ähnlich dem ist, das das Eingangssignal erhält, in Serie mit diesem geschaltet. Eine Schaltungsanordnung, die auf

anspricht
die Differenz xn den Strömen, die durch die beiden Elemente hin- !durchgehen, verstellt das Eingangssignal zu den weiteren Halbleiterelementen derart, daß die Differenz beseitigt wird. Das Ausjgleichssignal kann auf den Ausgang der ersten Torschaltung mit

Hilfe einer weiteren Torschaltung gegeben werden, die gleichzeitig mit der ersten betrieben wird. Die Torelemente können komplementäre Transistoren sein, die so geschaltet sind, daß der Signalpegel an ihrer Verbindung das Ausgangssignal darstellt und im wesentlichen von einer Abweichung infolge der Halbleiterelemente frei ist. Mit dieser Verbindung kann ein Kondensator verbunden sein, der das Signal speichert.

Ein zweites Paar von komplementären Transistoren können in Reihe zwischen den beiden Halbleiterelementen geschaltet sein, die mit

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einer Rückkoppelung versehen sind. Das zweite Paar der komplementären Transistoren wird zum Beispiel abwechselnd mit dem ersten Paar getastet. Eine derartige Schaltungsanordnung kann bei einem Entfernungsmesser verwendet werden, der nach dem Prinzip der geteilten Tastung arbeitet. Zu diesem Zwecke werden die von den Verbindungen der zwei Transistorpaaren der komplementären Transistoren abgeleiteten Signale auf eine Vergleichsvorrichtung gegeben, deren Ausgangssignal dazu verwendet wird, die zeitliche Lage des Tastimpulses einzustellen, bis das ankommende Entfernungssignal annähernd zwischen den beiden Tastintervallen aufgeteilt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand einer Zeichnung näher beschrieben.In der Zeichnung wird ein Signal, das ein Videosignal eines Entfernungsmessers sein kann, kontinuierlich atf einen Transistor VT8 gegeben, der infolge seiner Vorspannung einen stetigen Strom führt. Bei Abwesenheit eines Tastimpulses an Transistoren VT2, VT3, VT4 und VT8 wird der Strom vollständig zum npn-Transistor VT7 geleitet, dessen Basis mit einer Versorgungsleitung - Vc. verbunden ist. Mit dem Transistor VT7 ist ein Transistor VT6 in Reihe geschaltet, der ebenfalls leitet und dessen Emitter mit dem Kollektor eines Transistors VTl verbunden ist, der einen Strom vom Transistor VT8 erhält. Vorausgesetzt, daß VT13 geschlossen gehalten wird, indem die Klemme H auf 0 Volt oder darunter gehalten wird, verursacht jedes Ungleichgewicht in den Gleiclströmen, die durch VTl und VT 8 eingespeisijwerden, eine Off set* Spannung an der Basis des Transistors VT9. Die mit ihrem Emitter verbundenen Transistoren VT9 und VTIo verstellen den Kollektor-

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Strom des Transistors VTl, um die Differenzspannung an der Basis des Transistors VT9 zu verringern, wobei der Kollektor des Transistors VTIo mit der Basis des Transistors VTl verbunden ist. Daher werden die KoHektarströme der Transistoren VTl und VT8 nahezu gleich gehalten, so weit es den Gleichstrom betrifft, wobei der Kollektorstrom von VTl das Ausgleichssignal bildet.

Um das ankommende Signal zu tasten, werden Tastimpulse mit entgegengesetzten Vorzeichen auf A und B gegeben, um den pnp-Transis-

* tor VT2 und den- komplementären npn-Transistor VT3 in den leitenden Zustand zu bringen. Wenn dies geschieht, fließen die Ströme von den Transistoren VT8 und VTl nicht länger durch die Transistoren VT7 und VT6, sondern werden durch die Transistoren VT3 und VT2 gelenkt. Eine Videosignalspannung an der Basis des Transistors VT8, die vom Gleichspannungspegel abweicht und somit den augenblicklichen Strom am Kollektor des Transistors VT8 ändert, wird vollständig zu einem Kondensator Cl gelenkt, der mit dem Verbindungspunkt zwischen den Transistoren VT2 und VT3 verbunden ist.Der Kondensator Cl lädt sich auf eine Spannung auf mit einer Geschwindigkeit, die abhängig ist vom Strom des Videosignals und dem Wert des Kondensators. Wenn die Tastimpulse von A und B weggenommen werden,wird die Kondensatorladung gespeichert und kann als ein Eingangssignal für einen Entfernungsmesser mit geteilter Torschaltung verwendet werden. Auf C und D werden Tastimpulse mit entgegengesetzten Vorzeichen gegeben, die in ähnlicher Weise die Transistoren VT4 und VT5 in den leitenden Zustand bringen, damit ein Kondensator C2 das Videosignal speichert. Der Kondensator C2 kann

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somit das andere Eingangssignal des Entfernungsmessers mit geteilter Torschaltung sein, wobei die Ausgangssignale bei E und F auf den invertierenden und den nicht-invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers gegeben werden, um eine Fehlerspannung anzuzeigen, die durch eine ungenaue Lage des Tastimpulses Über der. Wellenform des Videosignals hervorgerufen wird. Es leuchtet ein, daß mehr als zwei Tastperioden erhalten werden können, wenn dies erwünscht ist, wobei die nachfolgenden Impulse Oich die Eingangspaare A und B oder C und D die gesamten Videosignal-Eingänge während der entsprechenden Tastperioden auf den Kondensatoren Cl und C2 speichern. Da im Kondensator Cl und C2 keine Gleichspannungsänderung stattfindet, braucht die Gesamtzeit, in der VT2 und VT3 oder VT 4 und VT 5 leitend sind, nicht gleich zu sein, um die Ausgangssignale bei E und F auszugleichen, wenn kein Signal ansteht.

Die Transistoren VTIl und VT 12 werden dazu verwendet, die Videoinformation auf den Kondensatoren Cl und C2 zu beseitigen, bevor ein nächster Satz Tastimpulse ankommt. Ein Löschimpuls bei G treibt die Transistoren VTIl und VT12 in den vollständig leitenden Zustand und verbindet dadurch die Ausgangsklemmen E und F mit Erde.

Der Transistor VT13 wird aufgesteuert, wann immer Signalimpulse erwartet werden, so daß die Videoinformation nicht den Gleichspan-r nungspegel in einem Kondensator C3 ändert. Wenn somit Signale er- j wartet werden innerhalb eines Bruchteils der Gesamtz eit zwischen ien Impulsen, dann wird der Transistor VTl3 nur für diesen Bruchteil der Gesamtzeit angesteuert. Wegen der Möglichkeit für die effektive Zeit, während der der Transistor VT13 eingeschaltet ist,

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muß auf die Wahl der Werte für den Kondensator C3 und den Widerstand R achtgegeben werden, um die gegebene Abklingzeitkonstante zu erhalten.

Bei der oben beschriebenen Schaltungsanordnung wird eine Signaltastung mit normalen Transistoren erhalten, wobei die Abweichung, die normalerweise durch die Transistoren eingeführt wird, durch ein Rückkoppelungssystem beseitigt wird. Ein anderer Vorteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß die Signalinformation während der Tastperiode auf ein gewünschtes Ausmaß gedehnt werden kann, abhängig von der Impulswiederholungsfrequenz der von der 'Torschaltung hindurchgelassenen Impulse.

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Claims

Patentansprüche

1/ Elektronische Schaltungsanordnung mit einem Halbleiterelement, das einen Signalstrom hindurchläßt, der auf eine Eingangsklemme gegeben wird, einer Torschaltung, die zwischen dem Halbleiterelement und einer Ausgangsklemme geschaltet ist, und Mitteln zur Abgabe von Torimpulsen zur Torschaltung, damit ein Ausgangssignal auf die Ausgangsklemme während der Tastperiode gegeben wird, gekennzeichnet durch eine Ausgleichsschaltung(VTl, VT6, VT7, VT9, VTIo,)die Mittel aufweist, die mit dem Halbleiterelement VT8 gekoppelt sind und auf Änderungen im Gleichspannungspegel des in dem Intervall zwischen der Tastimpulsperiode durch das Halbleiterelement hindurchgehenden Stroms ansprechen und die ein Ausgleichssignal ableiten, das jede Signalabweichung, die durch das Halbleiterelement eingeführt wird, ausgleicht und die ferner Mittel(VT2, VTM-)aufweist, die auf die Ausgleichssignale ansprechen und während der Tastimpulsperiode wirksam werden, um das Ausgangssignal mit dem Ausgleichssignal abzuwandeln.

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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Abwandeln des Ausgangssignals mit dem Ausgleichssignal eine weitere Torschaltung( VT2, VT¹O aufweisen, die so geschaltet ist, daß sie die auf die erste Torschaltung VTl gegebenen Torimpulse erhält, und die die Mittel zur Ableitung des Ausgleichssignals an die erste Torschaltung (VT3, VT5) koppelt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbeleiterelement (VT8)ein Transistor ist, auf dessen Basis das Eingangssignal gegeben wird.
4·. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsschaltung ferner ein Halbleiterelement (VTl )auf weist , das ähnlich dem ersten ist, und ferner eine Vergleichsvorrichtung (VT9) die auf eine Differenz in den Werten des Stromes, der durch die Halbeleiterelemente ) hindurchgelassen wird, anspricht und das Eingangssignal zu dem weiteren Halbleiterelement so verstellt, daß die Differenz beseitigt wird.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsschaltung zwei komplementäre Transistoren(VT6, VT7)aufweist, wobei deren stromleitende Pfade auf der einen Seite mit dem ersten Halbleiterelement(VT8) in Reihe geschaltet sind und auf der anderen Seite in Reihe mit dem weiteren HaIb-

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leiterelement (VTl)geschaltet sind, und wobei die Verbindung der komplementären Transistoren über eine GlättungsschaltungCR,C3) mit der Vergleichsvorrichtung verbunden ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4- oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung ferner zwei halbleitende Torelemente (VT2, VT3 )von komplementärem Aufbau aufweist, die in Reihe zwischen den Halbleiterelementen (VT8, VTl )geschaltet sind und daß Mittel A, B vorgesehen sind, um zu den Torelementen gleichzeitig Torimpulse entgegengesetzten Vorzeichens zu geben, um diese leitend zu machen, wenn das Eingangssignal durch das Tor getastet werden soll, wobei das Signal an der Verbindung E der Torelemente die Signalentnahme bildet.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator Cl mit der Verbindung der Torelemente verbunden ist und das Entnahmesignal speichert.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung mindestens zwei parallele Kreise' (VT2, VT3, VTM-, CT5 )aufweist, von denen jeder zwei halbleitende Torelemente enthält, die in Reihe zwischen stromsteuernden ' Halbleiterelementen (VT2, VTl) geschaltet sind, ferner Mittel ! A, B, C, D enthalten,um Tastimpulse entgegengesetzten VorzeicheiJB gleichzeitig auf die Torelemente eines Paares zu geben, und schließlich eine Zextvorrichtung enthalten, wodurch die Tastimpulse, die auf ein unterschiedliches Paar ToräLemente gegeben werden, in zeitlicher Abfolge erzeugt werden.

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9. Entfernungsmesser mit geteilter Torschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Schaltungsanordnung nach Anspruch q aufweist, die zwei Paar halbleitende Torelemente aufweist, deren Verbindung zwei Entnahmesignale vorsieht, die aus dem ankommenden Signal zu verschiedenen Tastzeiten getastet werden.

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