DE2325277C3 - Schaltungsanordnung zum zeitverzögerten Ausschalten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum zeitverzögerten Ausschalten eines elektronisehen Gerätes, insbesondere eines batteriebetriebenen Rundfunkgerätes.

Bei derartigen Geräten ist es oftmals wünschenswert, daß diese nach einer einstellbaren Zei» selbsttätig ausgeschaltet werden. Es ist z. B. bekannt, elektrische Geräte mit Hilfe einer mechanischen Uhr ein- bzw. auszuschalten, was aber mit Zunahme der elektronischen Bauteile in den Geräten nachteilig ist. Es wurden deshalb elektronische Zeitschalter entwickelt, die das Gerät automatisch ausschalten, wenn die eingestellte Zeit abgelaufen ist, jedoch bezieht sich die Abschaltung jeweils nur auf einzelne Baugruppen des Gerätes. So ist es z. B. bekannt (Funkschau 1970, Heft 13, S. 426 bis 428), ein akustisches Signal nach einer vorwählbaren Zeit dadurch auszuschalten, daß die Verstärkung einer Modulationsstufe aperiodisch heruntergesteuert wird, so daß der Ton ohne störende Knackgeräusche langsam verschwindet. Diese Schaltung hat jedoch den Nachteil, daß ganze Schaltungsteile weiter als Stromverbraucher an der Versorgungsspannung verbleiben. Dies ist besonders dann nachteilig, wenn es sich um batteriebetriebene Geräte handelt, z. B. Rundfunkkofferempfänger.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zu schaffen, die nicht nur das Gerät selbst, sondern auch die stromverbrauchende zeitverzögerte Abschaltautomatik mit ausschaltet, d. h. von der Verso-gungsbatterie trennt.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein erster Operationsverstärker vorgesehen ist, der durch Verbindung seines Ausganges mit seinem invertierenden Eingang über einen Kondensator als Integrator wirkt und dessen Ausgang mit dem invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers verbunden ist, der durch Verbindung seines Ausganges mit dem nichtinvertierenden Eingang über einen ohmschen Widerstand als Schmitt-Trigger wirkt und dessen nichtinvertierender Eingang auf ein Vergleichspotential gelegt ist und dessen Ausgang an der Basis eines ersten Transistors liegt, dessen Emitter auf einem Bezugspotential liegt und dessen Kollektor einerseits über einen Kollektorwiderstand an einer aus einer Batterie gewonnenen stabilisierten Gleichspannung liegt, die gleichzeitig die Versorgungsspannung der Operationsverstärker ist, und daß der Kollektor des ersten Transistors andererseits an der Basis eines zweiten Transistors liegt, über dessen Emitter-Kollektor-Strekke das elektronische Gerät an der Batterie liegt und daß zwischen einer Vorrichtung zur Erzeugung der stabilisierten Gleichspannung und der Batterie die Kollektor-Emitter-Strecke eines dritten Transistors vorgesehen ist, dessen Basis mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist, derart, daß zur Inbetriebnahme über einen ersten Kontakt eines Schalters der invertierende Eingang des ersten Operationsverstärkers kurzzeitig auf ein Potential gelegt wird, das niedriger ist als dasjenige, das an seinem nichtinvertierenden Eingang liegt, und daß über einen zweiten Kontakt die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors überbrückt wird.

Nach einer Ausbildung der Erfindung liegt zwischen dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers und dem nichtinvertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers ein Potentiometer dessen Abgriff mit dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers verbunden ist.

Zur Anzeige des Ausschaltzeitpunktes bzw. der noch bis zu diesem Zeitpunkt verbleibenden Zeitspanne ist nach einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zwischen dem Potentiometerab-

griff und das auf Vergleichspotential liegenden Ende des Potentiometers ein Anzeigeinstrument geschaltet

Hierbei wird vorteilhafterweise in Anwendung auf ein Rundfunkgerät mit Instrument zur Abstimmanzeige dieses durch Umschaltung zur Anzeige der jeweiligen Einschaltdauer ausgenutzt.

Hierbei dient das Anzeigeinstrument gleichzeitig zur Anzeige des Batteriezustandes bei Einstellung des Schleifers des Potentiometers auf den am ersten Operationsverstärker liegende Anschluß des Potentiometers.

Die Erfindung sei anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Ein Rundfunkgerät 1 kann mit Hilfe eines Schalters 2 an eine Batterie 3 angeschaltet werden. Soll das Gerät 1 jedoch nach einer Zeitspanne automatisch ausgeschaltet werden, wird statt des Schalters 2 ein Tastschalter 4 betätigt.

Dieser Tastschalter 4 besteht aus fünf Kontaktreihen 5, 6, 7, 8 und 9 mit jeweils vier Kontaktpunkten a, b, c und d Der Tastschalter 4 besitzt drei einschaltbare Stellungen, die mit I, 11 und IH bezeichnet sind. In Stellung 1 des Tastschalters 4 sind jeweils die Kontakte a, b geschlossen und die Abschaltautomatik ist ausgeschaltet. Zum Einschalten der Abschaltautomatik wird der Tastschalter 4 zunächst kurzzeitig in Stellung III gebracht, worauf dieser nach Beendigung der auf ihn einwirkenden Schaltkraft in die Stellung II einrastet und durch Schließen der Kontakte b, c die Abschaltautomatik, in Betrieb hält. In Gang gesetzt wird die Abschaltautomatik durch das kurzzeitige Schließen der Kontakte 7c, d sowie 8c, d in Stellung III des Tastschalters 4, in welcher dieser nicht einrastet. Der Kontakt 8c wird hierbei kurzzeitig mit dem Kontakt 8c/ verbunden, wodurch negatives Potential über den Widerstand 10 an die Basis des Transistors 11 gelangt, der den positiven Pol der Batterie 3 an eine Stabilisierungsschaltung 12 schaltet, die die für die Zeitschaltung vorgesehene Versorgungsspannung auf die halbe Batteriespannung Ub/2 stabilisiert Hierdurch wird gewährleistet, daß die Schaltung bis zum Absinken auf die halbe Batteriespannung mit Sicherheit arbeitet. Diese stabilisierte Spannung speist zwei Operationsverstärker 13 und 14, sowie zwei aus Widerständen 15,16, 17, 18 und 19, 20 gebildete Spannungsteiler. Das über einen Widerstand 21 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 13 gelegte Potential ist dadurch höher, als das an den nicht invertierenden Eingang über einen Widerstand 22 gelegte Potential. Dadurch befindet sich der Ausgang dieses Operationsverstärkers 13 auf niedrigem Potential. Durch Schließen der Kontakte 7c, d wird kurzzeitig zu Anfang des Zeibablaufes auf den invertierenden Eingang gegenüber dem anderen Eingang des Operationsverstärkers 13 ein niedrigeres Potential gelegt, so daß der Ausgang dieses Operationsverstärkers auf seinen Maximalwert Um springt. Nach Loslassen des Tastschalters 4 befinden sich die Kontaktschieber in der in der Figur gezeichneten Stellung II. An den Ausgang des Operationsverstärkers 13 ist ein Potentiometer 24 geschaltet, das mit seinem anderen Ende mit dem Spannungsteilerpunkt 23 des Spannungsteilers 19, 20 verbunden ist. Die Ausgangsspannung wird über den Schleifer dieses Potentiometers 24 an den invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 14 geschaltet. Sie wird mit der am Punkt 23 des Spannungsteilers 19, 20 abgegriffenen auf den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 14 geschalteten Referenzspannung verglichen wird. Mittels eines vom Ausgang des ersten Operationsverstärkers 13 auf seinen invertierenden Eingang geschalteten Kondensators 25 läuft die am Potentiometer 24 liegende Spannung nach der Zeitfunktion

U,

RC

ab, wobei für R der Wert des Widerstandes 21 und für C der Wert des Kondensators 25 einzusetzen ist, Ua die am Ausgang zeitvariable Spannung und AU_t den Spannungsunterschied an den beiden Eingängen des Operationsverstärkers 13 darstellt.

Solange die an dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers 14 liegende Spannung höher ist als die Referenzspannung des Punktes 23, liegt der Ausgang des Operationsverstärkers 14 auf nahezu Null, so daß über den Widerstand 26 und die Kontakte 9b, c die stabilisierte Spannung den Transistor 27 durchschaltet und auch nach öffnen der Kontakte 8c, d das Rundfunkgerät 1 an der Bezugsklemme der Batterie 3 liegt. Der Spannungsabfall am Lastwiderstand, der durch das Rundfunkgerät 1 gebildet wird, sorgt dafür, daß auch der Transistor 11 durchgeschaltet und damit die Stabilisierungsschaltung mit der daran angeschlossenen Zeitschaltung in Funktion bleibt. Ein Meßinstrument 28 wird über die Kontakte 5b, c und 6b. c an die Eingänge des Operationsverstärkers 14 geschaltet und zeigt durch Messen der zeitveränderlichen Spannungsdifferenz die bis zum Ausschalten noch verbleibende Zeitspanne an. Dieses Meßinstrument 28 ist in Stellung I des Tastschalters 4, d. h. bei ausgeschalteter Zeitschaltung als Abstimmanzeige geschaltet, indem es über die Kontakte 5a, b und 6a, b an die Diskriminatorspannung angeschlossen ist.

Sobald die Spannung von einem durch das Potentiometer 24 eingestellten Anfangswert ab am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 14 unter das Referenzpotential sinkt, schaltet der Ausgang des Operationsverstärkers 14 auf hohes Potential um, was, durch die Rückkopplung über den Widerstand 29 bedingt, schlagartig erfolgt. Ein zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers 14 und die Basis des Transistors 33 geschaltetes aus einer Diode 30 und einem Kondensator 31 bestehendes Verzögerungsglied verhindert labile Schaltzustände. Das sich am Kondensator 31 verzögert aufbauende positive Potential wird über einen Widerstand 32 auf die Basis des Transistors 33 gegeben, der Massepotential über den Kontakt 9b, c auf die Basis des Transistors 27 schaltet und diesen sperrt, wodurch das Rundfunkgerät 1 von der Stromversorgung 3 getrennt wird. Durch Fortfall des Spannungsabfalls am Verbraucher schaltet auch der Transistor 11 ab, wodurch sämtliche stromverbrauchende Schaltelemente der Zeitschaltung abgetrennt werden.

Mit dieser Zeitschaltung ist bei entsprechend hochohmiger Dimensionierung eine Zeitspanne von einer Stunde ohne weiteres überbrückbar, wobei die Stromaufnahme sehr gering ist. Die erfindungsgemäße Zeitschaltung hat noch den weiteren Vorteil, daß sie eine zuverlässige Batteriezustandsanzeige gewährleistet. Wird der Schleifer des Potentiometers 24 auf den oberen Anschlag gestellt, so wird nur bis zur halben Batteriespannung bei Einschalten der Zeitschaltung der Vollausschlag des Instrumentes 28 erreicht Sobald aber

die Batteriespannung unter den Wert Uan sinkt, wird dieser Vollausschlag nicht mehr erreicht, ein Zeichen dafür, daß die Batterien auch für das Rundfunkgerät nicht mehr brauchbar sind. Diese Batteriekontrolle ist genau, da sie unter Last durchgeführt wird. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besitzt weiterhin den Vorteil, daß sie bei niedrigen Speisespannungen, wie sie bei batteriebetriebenen Koffergeräten verwendet werden, mit kleinen Strömen arbeitet und trotzdem lange Zeitkonstanten erzielt werden. Es können Kondensatoren mit einem niedrigen Kapazitätswert eingesetzt werden, wodurch man geringe Zeittoleranzen erhält und mit wenig Abgleicharbeiten auskommt Außerdem ist, wie bereits erwähnt, die Schaltung seht stromsparend, da nach Zeitablauf sämtliche Stromverbraucher von der Versorgungsspannung abgctrenni werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum zeitverzögerten Abschalten eines elektronischen Gerätes, insbeson- S dere eines batteriebetriebenen Rundfunkgerätes, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Operationsverstärker (13) vorgesehen ist, der durch Verbindung seines Ausganges mit seinem invertierenden Eingang über einen Kondensator (25) als Integrator wirkt und dessen Ausgang mit dem invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers (14) verbunden ist, der durch Verbindung seines Ausganges mit dem nichtinvertierenden Eingang über einen ohmschen Widerstand (29) als Schmitt-Trigger wirkt und dessen nichtinvertierender Eingang auf ein Vergleichspotential gelegt ist und dessen Ausgang an der Basis eines ersten Transistors (33) liegt, dessen Emitter auf einem Bezugspotential liegt und dessen Kollektor einerseits über einen Kollektorwiderstand (26) an einer aus einer Batterie (3) gewonnenen stabilisierten Gleichspannung liegt, die gleichzeitig die Versorgungsspannung der Operationsverstärker (13,14) ist, und daß der Kollektor des ersten Transistors (33) andererseits an der Basis eines zweiten Transistors

(27) liegt, über dessen Emitter-Kollektor-Strecke das elektronische Gerät (1) an der Batterie (3) liegt und daß zwischen einer Vorrichtung (12) zur Erzeugung der stabilisierten Gleichspannung und der Batterie (3) die Kollektor-Emitter-Strecke eines dritten Transistors (11) vorgesehen ist, dessen Basis mit dem Kollektor des zweiten Transistors (27) verbunden ist, derart, daß zur Inbetriebnahme über einen ersten Kontakt (7c, d) eines Schalters (4) der invertierende Eingang des ersten Operationsverstärkers (13) kurzzeitig auf ein Potential gelegt wird, das niedriger ist als dasjenige, das an seinem nichtinvertierenden Eingang liegt, und daß über einen zweiten Kontakt (8c, d) die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Transistors (27) überbrückt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers (13) und dem nichtinvertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (14) ein Potentiometer (24) liegt, dessen Abgriff mit dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (14) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Potentiometerabgriff und dem auf Vergleichspotential liegenden Ende des Potentiometers (24) ein Anzeigeinstrument

(28) zur Anzeige der bis zum Ausschalten verbleibenden Zeitspanne angeordnet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, in Anwendung auf ein Rundfunkgerät mit Instrument zur Abstimmanzeige, dadurch gekennzeichnet, daß das Instrument zur Abstimmanzeige durch Umschaltung zur Anzeige der jeweils eingestellten Einschaltdauer ausgenutzt ist.