DE2202926A1 - Kombinierte Schwellwert- und monostabile Schaltung - Google Patents

Kombinierte Schwellwert- und monostabile Schaltung

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DE2202926A1 DE19722202926 DE2202926A DE2202926A1 DE 2202926 A1 DE2202926 A1 DE 2202926A1 DE 19722202926 DE19722202926 DE 19722202926 DE 2202926 A DE2202926 A DE 2202926A DE 2202926 A1 DE2202926 A1 DE 2202926A1
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Description

8966 - Case F. 19US
t b
e in der Antwort angeben
Beschreibung zum Patentgesuch
der Firma FIAT Societä per Azioni Turin / Italien
betreffend
"Kombinierte Schwellwert- und monostabile Schaltung"
Priorität: 22. Januar 19 71 - ITALIEN
Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltung, die gleichzeitig die Eigenschaften einer Schwellwertschaltung und eines monostabilen Multivibrators hat.
Schaltungen, welche die Wirkung einer Schwellwert-Schaltung, welche eine plötzliche Änderung im V/ert einer Ausgangsspannung beim Durchgang eines Eingangssignals oberhalb oder unterhalb eines Schwellenwertes herbeiführen kann, und eines monostabilen Multivibrators kombinieren, sind bekannt. Line solche Arbeiteweise kann in Kombination
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durch die Vereinigung von zwei oder mehreren Schaltungen erzielt werden, die unabhängig das Verhalten einer Schwellwertschaltung bzw. eines monostabilen Multivibrators zeigen. Die bisher vorgeschlagenen Beispiele für solche Schaltungen sind jedoch ziemlich kompliziert, da sie eine verhältnismässig grosse Zahl aktiver Glieder, wie Transistoren, erfordern, sowie die Verwendung einer Anzahl von Speisespannungen von verschiedenen Werten und/oder Polaritäten.
Es gibt viele Anwendungsfälle, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, bei welchen Schaltungen der erwähnten Art nützlich sind, beispielsweise für ein elektronisches Tachometer, welches durch eine solche Schaltung betrieben werden kann. Für den angegebenen Verwendungszweck müssen jedoch Schaltungen geschaffen werden, die so geringe Kosten wie möglich verursachen und gleichzeitig sehr zuverlässig sind, selbst wenn starke Wärmeschwankungen in der Umgebung, in welcher die Schaltungen arbeiten, auftreten.
Durch die Erfindung wird eine elektronische Schaltung mit einem monostabilen Multivibrator geschaffen, der einen ersten Transistor aufweist, welcher im Betrieb der Schaltung in einen nichtleitenden Zustand vorgespannt ist, sowie einen zweiten Transistor, der im Be-
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trieb der Schaltung in einen gesättigten Leitungszustand vorgespannt ist, wobei sich die Erfindung dadurch unterscheidet, daß die Basis des ersten Transistors mit dem Kollektor eines dritten Transistors kapazitiv gekoppelt ist, welcher im Betrieb der Schaltung in einen gesättigten Leitungszustand derart vorgespannt ist, daß er durch ein negatives Eingangssignal an seiner Basis nichtleitend gemacht wird, welche Basis ferner durch einen Widerstand mit dem Kollektor des ersten Transistors gekoppelt ist.
Hieraus ergibt sich, daß die Ausführungsformen der Erfindung als kombinierte monostabile und Schwellwert-Schaltung arbeiten und nur eine einzige Vorspannung erfordern» Ferner ist zu erkennen, daß Ausführungsformen gemäß der Erfindung auch mit weniger Bauelementen, sowohl aktive als auch passive, als bisher für Schaltungen der erwähnten Art notwendig waren, gebaut werden können, so daß eine wirtschaftliche Herstellung möglich ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsfonn der Erfindung ist ein Tiefpaßfilter vorgesehen, der mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist. Solche Ausfühx^ungsformen zeigen ein im wesentlichen konstantes Ansprechen bis zu verhältnismässig hohen Frequenzen des liinpangs-
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signals.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beispielsweise in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben und zwar zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform und
Fig. 2 eine graphische Darstellung, welche die Spannungswelle nformen an verschiedenen Punkten in der Schaltung zeigt, welche durch den Betrieb der elektronischen Schaltung nach Fig. 1 verwendet werden.
In Fig. 1 wird ein Eingangsverstärker durch einen npn-Transistor T1 gebildet, dessen Emitter geerdet ist und dessen Kollektor mit einer Vorspannungsquelle +V über einen Vorspannungswiderstand R1 verbunden ist.
Eine Flächendiode D. zum Ausgleich der Wärmedrift von der Emitter-Basis-Übergangszone des Transistors T. ist mit der Basis des Transistors T und mit dem Anschluß E verbunden, welchem ein Eingangssignal V. zugeführt wird.
Der Transistor T. ist normalerweise in einen gesättigten 209832/ 1 164
leitenden Zustand durch die Verbindung seiner Basis mittels eines Widerstandes R„ über einen Netzwerkanschluß B mit der Vorspannungsquelle +V und mit der über einen Widerstand R zugeführten Spannung vorgespannt, welch letzterer zwischen die Basis und die Vorspannungsquelle +V geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors T. ist über einen Kondensator C. mit der Basis eines Transistors Ί' verbunden, der normalerweise in einen nichtleitenden Zustand vorgespannt ist. üer Transistor T„ bildet zusammen mit einem normalerweise gesättigten Transistors T3 einen monostabilen Multivibrator. Der Kollektor des Transistors T3 ist mit einem Schaltungsanschluß G verbunden, der mit dem Transistor Ί,. durch einen parallelgeschalteten Widerstand Rg und einen Kondensator C^ gekoppelt ist, wie dies bei einem morios^äPbilen Multivibrator üblich ist.
Der Kollektor des Transistors T„ ist mit der Vorspannungsquelle +V über einen Vorspannungswiderstand R3 verbunden. Der Kollektor des Transistors T3 steht mit der Vorspannungsquelle +V über einen Vorspannungswiderstand Rfi in Verbindung. Die basis des Transistors T3 ist mit der Vorspannung sque lie +V über einen Vorspannungswideräand R, verbunden, so <iali der Transistors T3 normalerweise in einen gesättigten leitenden Zustand vorgespannt ist. Der Kollektor des Trans 13tors T3 hat daher praktisch Erdpotential.
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Dieses Potential wird auch der basis des Transistors T2 zugeführt, um diesen Transistor nichtleitend zu halten. Der Kollektor des Transistors 1' wird daher auf der Vorspannung gehalten und hält den Transistor T. über den Widerstand R2 gesättigt. Die Diode D« hat die doppelte Aufgabe,, den Wärmedrift des Transistors T2 zu kompensieren und ferner zu verhindern, daß der Kondensator C2 über den Widerstand R3 von neuem aufgeladen wird, wodurch der Kollektor des Transistors T2 vom Kondensator C2 entkoppelt wird.
Der Kollektor des Transistors T3 ist über den Schaltungsanschluß B mit einem Tiefpaß verbunden, der durch einen Widerstand R~ und durch einen geerdeten Kondensator C1^ gebildet wird. Zur Erhöhung der oberen Grenzfrequenz für das Ansprechen der Schaltung ist der Schaltungsanschluß U zwischen dem Widerstand R7 und dem Kondensator C14 mit dem Schaltungsanschluß B über einen Kondensator C0 und einen Widerstand R0 in Reihenschaltung zu diesem verbunden. Der Anschluß U ist daher wirksam mit dem Kollektor des Transistors T2 gekoppelt. Die Wirkungsweise dieser Kopplung wird nachfolgend beschrieben. Die vorangehend beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt. Wenn ein sich veränderndes Signal V. dem Anschluß K von einem negativen Wert zugeführt wird, der ausreicht, die Vorspannung der
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Basis des Transistors T. zu überwinden, welche Vorspannung diesen Transistor normalerweise in einem gesättigten leitenden Zustand hält, wird der Transistor T. abgeschaltet. Die Spannungsänderung wird ebenfdls über die Diode D2 auf den Kondensator C übertragen, welcher die Spannungsänderung unmittelbar auf die Basis des Transistors T3 überträgt, wodurch dieser in einen nichtleitenden Zustand gebracht wird, so daß sich der Kondensator CL von neuem aufzuladen beginnt.
Wenn das Signal V. am Eingang E den Transistor T. weiter in einem nichtleitenden Zustand hält, arbeitet die Schaltung mit den Transistoren T2 und T3 weiterhin als monostabiler Multivibrator, so daß der Kondensator C^ wieder aufgeladen wird, bis an der Basis von T eine Spannung erhalten wird, die ausreicht, den Transistor T3 in einen leitenden Zustand zurückzufünren, wodurch der Transistor T„ abgeschaltet wird. Wenn dagegen die Spannung an der Basis des Transistors T1 derart wird, daß der Transistor T1 wieder leitend werden kann, ist der negative Impuls, der infolgedessen durch den Kondensator C. der Basis des Transistors Ί' zugeführt wird, derart, daß dieser Transistor wieder in seinen nichtleitenden Zustand gebracht wird. Die Diode D„ entkoppelt dann den Kollektor des Transistors T2 vom Konaensator C„, was ermöglicht, daß der Transistor
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— σ —
T2 den neuen Zustand annehmen kann, ohne durch den Kondensator C2 beeinflußt zu werden. Die durch die Transistoren T0 Und T,- gebildete Schaltung wird dann Zwangsläufig in ihren ursprünglichen Zustand zurückgeführt und wirkt die Schaltung als Ganzes als Schwellwert- bzw. Trigger-Schaltung.
Ein Ausgangssignal aus der vorangehend beschriebenen elektronischen Schaltung kann am Kollektor des Transistors T^ entnommen werden und ist in Fig. 2 (a) gezeigt und mit Vn bezeichnet. Die Wellenform V~ wird wirksam durch aufeinanderfolgende Impulse von konstanter Dauer "C gebildet, während das Intervall zwischen den entsprechenden Flanken aufeinanderfolgender Impulse mit T bezeichnet ist. Die Impulsserie Vn kann gegebenenfalls integriert werden, so daß ein kontinuierliches Spannungssignal V., erhalten wird, das zur Frequenz l/T der Impulsserie V^ proportional ist. In diesem Falle wird die aus den Widerständen R7 und R0 sowie aus den Kondensatoren C0 und C1^ gebildete Anordnung wirksam. In der Tat bewirkt, wie sich aus den Diagrammen (b) und (c) der Fig. 2 ergibt, welche die Spannung V„ am Schaltungsanschluß B und deren Abgeleitete Vj, darstellen, die Impulse des Signals V,,, welche das Signal V„ am Punkt U wegen des Widerstandes Rg
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und des Kondensators C3 modifizieren, eine Herabsetzung der Absorption des Frequenzbereiches bei den höchsten Frequenzen, wodurch das Hochfrequenzverhalten der Schaltung verbessert wird.
Das Hochfrequenzverhalten wird ferner durch die Verwendung des Widerstandes R„ verbessert, der ein rascheres Schalten des Transistors T. ermöglicht. Die beschriebene Schaltung ist natürlich ebenfalls betriebsfähig, wenn dem Eingang E der Schaltung positive Impulse zugeführt werden.
Die beschriebene besondere Schaltungsanordnung ermöglicht die Verwendung einer einzigen Speisespannung für die ganze Schaltung anstelle der verschiedenen Spannungsquellen und Polaritäten, die bei den bisher bekannten Schaltungen notwendig waren.
Line Anwendungsmöglichkeit für die Erfindung, für welche sie besonders geeignet ist, ist die Steuerung von Tachometern bzw. elektronischen Tachometern von Kraftfahrzeugen aufgrund von Signalen, die beispielsweise durch die Drehung einer Welle geliefert werden. Das Feld möglicher Anwendungsformen umfaßt jedoch zahlreiche weitere Möglichkeiten.
Patentansprüche:
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Claims (8)

Patentansprüche ;
1. Elektronische Schaltung mit einem monostabilen Multivibrator, der einen ersten Transistor aufweist, welcher im Betrieb der Schaltung in einen nichtleitenden Zustand vorgespannt ist, sowie einen zweiten Transistor, der im Betrieb der Schaltung in einen gesättigten leitenden Zustand vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten Transistors (T2) mit dem Kollektor eines dritten Transistors (T.) kapazitiv gekoppelt ist, welch letzterer im Betrieb der Schaltung in einen gesättigten leitenden Zustand so vorgespannt ist, daß er durch ein negatives Eingangssignal an seiner Basis nichtleitend gemacht wird, welche Basis ferner durch einen Widerstand (R2) mit dem Kollektor des ersten Transistors (T2) gekoppelt ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß die Basis des dritten Transistors (T.) mit einem Signaleingangsanschluß über eine Temperaturkompensationsdiode (D1) gekoppelt ist.
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3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturkompensationsdiode (D ) dazu dient, den Wärmedrift des dritten Transistors (T.) zu kompensieren.
4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des ersten Transistors (T2) mit der Basis des zweiten Transistors (T3) über eine Diode (D~) und einen Kondensator (C2) in Reihenschaltung verbunden ist, wobei die Verbindungsstelle zwischen der Diode (D2) und dem Kondensator (C2) über einen Widerstand (R1+) mit einer Vorspannungsquelle verbunden ist.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des ersten Transistors (T2), der Kollektor und die Basis des zweiten Transistors (T3) und der Kollektor des dritten Transistors (T1 ) über Widerstände mit/Öer Vorspannungsquelle verbunden sind.
6. Schaltung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des zweiten Transistors
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(T3) mit dem Eingang eines Tiefpasses (R7, C1+) verbunden ist.
7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (R7, CL) durch einen Serienwiderstand (R7) und einen geerdeten Kondensator (CL) gebildet wird.
8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die VerbindungsStile zwischen dem Widerstand (R7) und dem Kondensator (CL) des Tiefpasses ferner mit dem Kollektor des ersten Transistors (T2) über einen Kondensator (C3) und einen Widerstand (Rg) in Reihenschaltung hierzu verbunden ist.
Für: FIAT Societä per Azioni
C^DI
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