DE2318490A1 - Impulsuebertragungsanordnung - Google Patents

Description

DR. MÜLLER-BORE D-PL-PriYS DK MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-ING. Fl N STERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW PATENTANWÄLTE

lILinchen, den K/3v - 3 250-5

SHWII^ 3IGK
Optil-c-Elektronik

7808 Waldkirch

Impulsubertragungsanordnung

Die Erfindung "betrifft eine Impulsübertragungsanordnung geringer Ausgangsimpedanz mit wenigstens einem Sehalttransistor in Emitterschaltung, der impulsmä3ig zwischen einem leitenden und nicht-leitenden Zustand hin- und hersclialtbar ist, insbesondere zur Übertragung der von einer Lichtschranke abgegebenen elektrischen Signale an einen Verbraucher.

Derartige Impulsübertragungsanordnungen sollen insbesondere dann, wean sie zur übertragung digitaler Informationen mit eindeiJbi.j^en O/L-Verhältnissen ver-v/endet v/erden, geringe Ausgangsimpedanzen aufweisen. Dies wird bei bekannten Anordnungen dadurch erzielt, daß die Impulsausgänge an satt durchsehalten-

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Dr. Müller-Bor* - Dr. Manitz · Or. Deufel · Dipl.-Ing. Finsterwald Dipl.-Ing. Grimkow Braunschweig. Am Bürgerpark 8 8 München 22, Robert-Koch-StraS· 1 7 Stuttgart-Bad CanniUtt, MarktttraB· 3 Telefon (0531) 73887 Telefon (0811) 293B45, Telex 5-22050 mbpat Telefon (0711) 567281 Bank: Zentralkasse Bayer. Volksbanken, München, Kto.-Nr.S822 Postscheck: MünchenS54BS

den Transistoren in Emitterschaltung abgenommen werden. Der Nachteil dieser bekannten Anordnungen besteht jedoch, darin, daß ein Kurzschluß im äußeren Stromkreis den Kollek- · torstrom auf nicht zulässige Werte ansteigen läßt und den Schalttransistor somit zerstören kann.

Ziel der Erfindung ist somit eine Impulsübertragungsanordnung der eingangs genannten Gattung, bei der eine Beschädigung oder Zerstörung des Schalttransistors im Falle eines Kurzschlusses im geräteexternen Verbraucherkreis von Lichtschranken oder ähnlichen Signalgebern wirksam vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß in den Eingangskreis des Schalttransistors eine Steuervorrichtung mit Kippcharakteristik eingeschaltet ist, welche beim überschreiten des Kollektorstromes über einen vorbestimmten Wert den Transistor nicht-leitend macht und ihn bis zum Surüclckippen in diesem Zustand hält. Erfindungsgemäß weist also der Impulsausgang einer Lichtschranke oder eines ähnlichen Signalgebers für die zu schaltende Last eine niederohmige Äusgangsimpedanz auf, die jedoch im Falle eines Kurzschlusses oder einer Überlastung in eine gegen unendlich strebende Impedanz geändert wird und somit den externen Schaltstromkreis unterbricht. Eine Beschädigung oder Zerstörung des Schalttransistors ist damit wirksam vermieden.

Nach einer bevorzugten Ausführüngsform ist parallel zur Basis-Emitterstrecke des Schalttransistors ein Thyristor geschaltet, dessen Steueranschluß von einer dem Kollektorstrom proportionalen Spannung gespeist ist. Die Steuerspannung ist dabei zweckmäßigerweise an einem zwischen Emitter und Masse liegenden Widerstand abgenommen. Vorteilhafterweise liegt der Transistor dabei über einen Widerstand von solcher Größe an Spannung, daß der Strom nach Zündung über dem Haltestrom liegt.

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llach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist parallel zum Thyristor ein Eingangstransistor geschaltet. Auf diese Weise kann der Thyristor dadurch gelöscht werden, daß der Eingangstransistor durch Zuführung eines geeigneten Impulses leitend gemacht wird. Die Sperrung des Schalttransistors kann somit auf einfache Weise wieder aufgehoben werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Schalttransasbor zwischen Kollektor und Spannung einen Arbeitswiderstand auf, unmittelbar parallel zu dem zweckmäßigerweise eine in entgegengesetzter Richtung wie der Schalttransistor leitende Diode geschaltet ist. An"den Arbeitswiderstand ist bevorzugt der Lastwiderstand anschließbar. Die Diode wirkt dabei als Kurzschluß für bei induktiver Last auftretende Induktionsspannungen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß zwischen die Basis des Schalttransistors und den Thyristor eine Diode in umgekehrter Richtung als spannungsabhängiger Widerstand eingeschaltet ist.

Unmittelbar parallel zu der Basis-Emitterstrecke des Schalttransistors soll bevorzugt ein Ableitwiderstand geschaltet sein.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Pigur eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Impulsübertragungsanordnung zeigt.

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In einem durch eine gestrichelte Linie angedeuteten Gehäuse 11 sind Eingangsklemmen 12, 13 und Ausgangsklemmen 14, 15, 15 vorgesehen. An die Eingangsklemmen 12, 13 kann ein Impulsformer
oder der Ausgang eines Signalgebers wie z.B. einer Lichtsehranke angeschlossen sein.

Die Eingangsklemmen 12, 13 führen zu der Basis-Emitterstrecke
eines Eingangstransistors T1, welcher im nicht angesteuerten
Zustand nicht-leitend ist und beim Auftreten eines Impulses an den Eingangsklemmen 12, 13 leitend wird. Im Kollektorkreis des Eingangstransistors T1 liegt ein Widerstand R1.

Die Speisespannung kann der Anordnung über die Ausgangsklemmen 14, 16 zugeführt werden, so daß an dem vom Transistor T1 abgewandten Ende des Widerstandes R1 eine positive Spannung liegt, während sich der Emitter des Transistors T1 auf Massepotential befindet.

Der Kollektor des Eingangstransistors T1 ist über eine als spannungsabhängiger Widerstand \irirkende Diode D2 an die Basis eines Schalttransistors T2 angelegt, parallel zu dessen Basis-Emitterstrecke ein Ableitwiderstand R2 geschaltet ist und dessen Emitter über einen Widerstand R5 an Masse liegt. Der Kollektor des Schalttransistors T2 ist über einen Arbeitswiderstand R4 an
die positive Spannungsleitung angelegt. Parallel zum Arbeitswiderstand R4 liegt eine Diode D1, welche für bei induktiver
Last auftretende Induktionsspannungen einen Kurzschluß darstellt. Die beiden Klemmen des Arbeitswiderstandes R4 sind
an die Ausgangsklemmen 14, 15 des Gehäuses 11 angelegt, an die
der Lastwiderstand R6 anschließbar ist.

Erfindungsgemäß ist parallel zu der Hintereinanderschaltung
der Diode D2 und des Widerstandes R2 ein Thyristor Th geschaltet, welcher im normalen Betrieb gesperrt ist und dessen Steuer-

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anschluß über einen Widerstand R3 an dem Emitter des Schalttransistors T2 angelegt ist.

Die Dimensionierung der einzelnen Schaltelemente ist derart, daß der im folgenden beschriebene Betrieb der Übertragungsanordnung gewährleistet ist:

Wird der Eingangstransistor T1 nicht angesteuert, ist er nichtleitend und über den Widerstand R1 und die Diode D2 fließt ein Strom, der sich auf den Ableitwiderstand R2 und die Basis-Emitterstrecke des Transistors T2 aufteilt. Auf diese Weise wird der Schalttransistor T2 angesteuert und befindet sich im _t leitenden Zustand, so daß sich ein Kollektorstrom ausbilden kann, der durch den geräteinternen Arbeitswiderstand R4- und den Lastwiderstand R6 begrenzt wird. An dem Widerstand R5 wird eine dem Kollektorstrom des Transistors T2 proportionale Spannung abgenommen, die über den Widerstand R3 dem Steueranschluß des Thyristors Th zugeführt wird.

Der Widerstand R5 ist so gewählt, daß beim. Erreichen des maximal zulässigen Kollektorstromes des Schalttransistors T2, z.B'. im Falle eines Kurzschlusses an den Anschlußklemmen 14, 15, die Zündspannung des Thyristors Th gerade erreicht wird. Der Thyristor Th schließt die Steuerspannung des Schalttransistors T2 dann kurz und übernimmt praktisch vollständig den über R1 fließenden Strom. Auf diese V/eise wird der Schalttransistor T2 in den nicht-leitenden Zustand übergeführt. Der kurzgeschlossene oder überlastete Ausgangskreis wird damit aufgetrennt.

Der Kollektorwiderstand R1 ist ημη derart gewählt, daß nach dem Zünden der Thyristor Th im gezündeten Zustand verbleibt, indem der Widerstand R1 den Durchgang eines wesentlich über dem Haltestrom des Thyristors liegenden Stromes ermöglicht.

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Erst wenn jetzt der Eingangstransistor T1 angesteuert und in den leitenden Zustand versetzt wird, löscht' der Thyristor Th, da der Eingangstransistor 11 den vorher durch den Thyristor Th fließenden Anodenstrom übernimmt.

Die Übertragungsanordnung arbeitet jetzt, sofern der Kurzschluß oder die Überlastung beseitigt ist, wieder normal, d.h. die Schaltung verhält sich.wie zwei in Reihe geschaltete liegatorstufen.

- Patentansprüche -

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Claims (10)

1. Patentansorüche

   My Impulsübertragungsanordnung geringer Ausgangsimpedanz

   mit wenigstens einem Schalttransistor in Emitterschaltung, der impulsmäßig zwischen einem leitenden und nicht-leitenden Zustand hin- und herschaltbar ist, insbesondere zur übertragung der von einer Lichtschranke abgegebenen elektrischen Signale an einen Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eingangskreis des Schalttransistors (T2) eine Steuervorrichtung (Th) mit Kippcharakteristik eingeschaltet ist, welche beim Überschreiten des Kollektorstromes über einen vorbestimmten Viert den Transistor (T2) nicht-leitend macht und ihn bis zum Zurückkippen in diesem Zustand hält.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Basis-Emitterstrecke des Schalttransistors (T2) ein Thyristor (Th) geschaltet ist, dessen Steueranschluß von einer dem Kollektorstrom proportionalen Spannung gespeist ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung an einem zwischen Emitter und Masse liegenden Widerstand (R5) abgenommen ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristor (Th) über einen Widerstand (IM) von solcher Größe an Spannung liegt, daß der Strom nach Zündung über dem Haltestrom liegt.
5. 5- Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Thyristor (Th) ein Eingangstransistor (T1) geschaltet ist.

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6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Schalttfansistor (T2) zwischen Kollektor und Spannung einen Arbeitswiderstand (R4·) aufweist.-
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar parallel zu dem Arbeitswiderstand (R4-) eine in entgegengesetzter Richtung wie der Schalttransistor (T2) leitende Diode (D1) geschaltet ist.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß an den Arbeitswiders tand (R4-) der Lastwiderstand (R6) anschließbar ist. .
9. 9· Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch ■gekennzeichnet, daß zwischen die Basis des Schalttransistors (T2) und den Thyristor (Th) eine Diode (D2) in umgekehrter Richtung als spannungsabhängiger Widerstand eingeschaltet ist.
10. 10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar parallel zu der Basis-Emitterstrecke des Schalttransistors (T2). ein Ableitwiderstand (R2) geschaltet ist.

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