DE2352109B2 - Vorrichtung zum Erzeugen einer sägezahnförmigen Ausgangsspannung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen einer sägezahnförmigen Ausgangsspannung der Bauart, bei welcher die Stärke eines von der Senke

ίο zu der Quelle eines Metalloxid-Silizium- (MOS)-Feldeffekttransistors fließenden Stroms in Abhängigkeit von der Spannung verändert wird, die an dem Tor (Gate) des Transistors eingeprägt ist und die ihrerseits in Abhängigkeit von der Spannung verändert wird, auf die ein unpolarisierter Kondensator aufgeladen ist, so daß die an einem Ausgangswiderstand abgenommene Ausgangsspannung verändert und augenblicklich auf Null abgesenkt werden kann, wenn der MOS-Feldeffekttransistor etwa gesättigt ist

Bislang werden zum Erzeugen einer sägezahnförmigen Spannung veränderliche Widerstände bzw. Stellwiderstände verwendet Da aber ein beweglicher Arm oder Schleifer auf einem Widerstand schleift, wird Rauschen erzeugt, die Lebensdauer ist wegen des Ver-

schlcißcs des Widerstandes kurz und die Widerstandscharakteristik ändert sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Außerdem ist es nicht möglich, die maximale Ausgangsspannung augenblicklich auf Null abzusenken.

Im Hinblick auf das oben dargelegte schafft die Erfindung eine Vorrichtung, welche die Ausgangsspannung verändern und die Maximalspannung augenblicklich bzw. verzögerungsfrei auf Null absenken kann. Weiter schafft die Erfindung eine Vorrichtung, die die Aufgabe des herkömmlichen veränderlichen Widerstandes übernehmen kann, dessen mechanische Anordnung vollständig durch die elektronische Anordnung ersetzt ist so daß kein Rauschen erzeugt wird und der Verschleiß des Widerstandes und die Verschlechterung der Ausgangsspannungscharakteristik verhindert werden können.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann so ausgebildet sein, daß sie die Ausgangsspannung anzeigt to daß eine Sichtanzeige des Pegels ermöglicht wird.

Kurz zusammengefaßt läßt sich sagen, daß das Tor eines MOS-Feldeffekttransistors über einen Widerstand und eine Glimmlampe bzw. Neonlampe mit einem negativen Anschluß einer Stromquelle und über einen Widerstand, eine Glimmlampe bzw. Neonlampe und einen normalerweise geöffneten einpoligen Ausschalter mit einem positiven Anschluß der Stromquelle verbunden ist. Das Gate ist außerdem über einen unpolarisierten Kondensator geerdet. Die Gatespannung wird in Abhängigkeit von der Spannung an dem unpo larisierten Kondensator verändert, so daß der Source- Drain-Strom verändert wird. Die variable Ausgangsspannung wird an einem Ausgangswiderstand abgenommen, der zwischen die Quelle des Transistors und Erde geschaltet ist

Die Erfindung schafft also eine Vorrichtung zum Erzeugen einer veränderlichen Ausgangsspannung, die einen MOS-Feldeffekttransistor, einen zwischen das Tor (Gate) des Transistors und Erde eingefügten unpolarisierten Kondensator, einen zwischen die Source- Elektrode des Transistors und Erde eingefügten Ausgangswiderstand und eine Glimmlampe bzw. Neonlampe aufweist, deren eine Elektrode durch einen Steuerwiderstand mit dem Tor (Gate) des Transistors verbun-

den isL Die Spannung an einem Ausgangswiderstand, die in Abhängigkeit von der Änderung der an dem Tor des Transistors eingeprägten Spannung giändert wird, wird als Ausgangsspannung abgenommen. Die Vorrichtung erfüllt zwar dieselbe Aufgabe wie ein herkömmlicher veränderlicher Widerstand bzw. Stellwiderstand, das durch den schleifenden Kontakt eines beweglichen Arms mit einem Widerstand des Stellwiderstands verursachte Rsischen kann jedoch beseitigt werden. Eine lange Lebensdauer ist sichergestellt und die Änderung der Ausgangsspannungscharakteristik ist minimal.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen derselben, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 ein Diagramm der AusgangsspannungskennJinie derselben,

F i g- 3 eine Schnittansicht eines normalerweise geöffneten einpoligen Ausschalters, der bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendet wird,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht der einen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 5 eine Vorderansicht eines Gleichspannungsmessers, der bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, und

Fig.6 eine perspektivische Ansicht der weiteren Ausführungsform.

Gemäß F i g. 1 ist ein positiver Kontakt 2 eines normalerweise geöffneten einpoligen, unverzögert schaltenden Ausschalters 1 mit dem positiven Anschluß einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden, während ein Kontakt 3 eines beweglichen Arms mit einem Anschluß bzw. einer Elektrode einer Gasentladungslampe, vorzugsweise einer Neonentladungslampe bzw. Glimmlampe 4 verbunden ist Der andere Anschluß bzw. die andere Elektrode der Glimmlampe 4 ist durch einen Widerstand 5 mit dem Tor (Gate) eines MOS-Feldeffekttransistors 6 verbunden. Eine Elektrode eines unpolarisierten Kondensators 7 ist mit dem Tor des MOS-Feldeffekttransistors 6 verbunden, wohingegen die andere Elektrode geerdet ist Das Tor des MOS-Feldeffekttransistors 6 ist außerdem durch einen Steuerwiderstand 9 mit einer Elektrode einer Gasentladungslampe, vorzugsweise einer Neonentladungslampe bzw. Glimmlampe 8 verbunden, deren andere Elektrode mit dem negativen Anschluß der Stromquelle verbunden ist Die Drain-Elektrode des Transistors 6 ist mit einer Versorgungsspannung + Vb verbünden, wohingegen die Source-Elektrode mit einem Ausgangsanschluß 11 und mit einem Anschluß eines Widerstandes 10 verbunden ist dessen anderes Ende geerdet ist

Im folgenden wird die Betriebsweise beschrieben. Wenn der Schalter 1 geschlossen wird, wird die Glimmlampe 4 entladen, so daß der Kondensator 7 durch den Eingangswiderstand 5 aufgeladen wird. Die Spannung an dem Kondensator 7 ist an dem Tor des Transistors 6 eingeprägt, so daß der Strom von der Drain-Elektrode zu der Source-Elektrode fließt. Infolgedessen wird an dem Ausgangswiderstand 10 ein Spannungsabfall erzeugt, und die Ausgangsspannung, die gleich diesem Spannungsabfall ist, wird über die Ausgangsklemme 11 abgenommen. Sofern der Schalter 1 geschlossen und der Transistor 6 nicht gesättigt ist, steigt die Ausgangsspannung an, da die Spannung an dem Kondensator 7 vergrößert wird. Wenn der Schalter 1 geöffnet wird, bleibt die Spannung an dem Kondensator 7 unverändert so daß die Ausgangsspannung konstant bleibt Wenn jedoch der Kondensator 7 weiter aufgeladen wird, so daß der Transistor 6 in die Nähe der Sättigung kommt beginnt sich die Glimmlampe 8 zu entladen, weil ihre Entladungszündspannung so gewählt ist, daß sie nahe bei der Sättigungsspannung des Transistors 6 liegt Deshalb wird der Kondensator 7 durch den Steuerwiderstand 9 augenblicklich entladen und die Entladung der Glimmlampe 8 wird angehaltea Infolgedessen wird der Kanal des MOS-Feldeffekttransistors 6 abgesperrt so daß kein Strom von der Drain zur Source-Elektrode fließt Die Ausgangsspannung ist deshalb Null.
Wenn demnach der Schalter 1 geschlossen bleibt wird der Kondensator 7 wieder aufgeladen, so daß der obige Vorgang regelmäßig wiederholt wird. Die Ausgangsspannungskennlinie ist in F i g. 2 dargestellt Die Zeit ist auf der Abszisse aufgetragen, während die Ausgangsspannung auf der Ordinate aufgetragen ist Aus Fig.2 ist ersichtlich, daß, wenn der Schalter 1 geschlossen ist die Ausgangsspannung allmählich größer wird, und daß die Ausgangsspannung, wenn sie den Maximalpegel erreicht sofort auf Null absinkt und danach allmählich wieder größer wird.

Die Glimmlampe 4 dient zum Abhalten der Spannungsänderung von der Stromquelle oder zum Absenken einer hohen Eingangsspannung. Sie kann deshalb weggelassen werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf F i g. 3 der Schalter 1 im einzelnen beschrieben. Der normalerweise geöffnete einpolige Schnellausschalter 1 weist einen Druckknopf 12, einen beweglichen, federnden Arm 13, die an der Unterseite eines Schaltergehäuses 14 befestigten Kontakte 2 und 3 und eine Rückstellfeder 15 auf. Wenn der Druckknopf 12 niedergedrückt wird, drückt sein unteres Ende gegen den beweglichen Arm bzw. die Feder 13, damit diese mit dem positiven Kontakt 2 in Berührung kommt und dadurch der Schalter 1 geschlossen wird. Wenn der Druckknopf 12 losgelassen wird, kehrt er unter der Einwirkung der Kräfte der Rückholfeder 15 und des federnden beweglichen Arms 13 in seine Ausgangsstellung zurück.

F i g. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach der Erfindung. Die positiven und negativen Anschlüsse eines Gehäuses 16 sind mit dem positiven Kontakt 2 des Schalters 1 bzw. mit der anderen Elektrode der Glimmlampe 8 verbunden. Außerdem ist das Gehäuse mit dem Ausgangsanschluß 11, einem mit der Senke des MOS-Feldeffekttransistors 6 verbundenen Anschluß und einem mit der Verbindung zwischen dem Kondensator 7 und dem Ausgangswiderstand 10 verbundenen Erdungsanschluß versehen. Die in F i g. 1 dargestellten Schaltungselemente sind zwar innerhalb des Gehäuses 16 untergebracht sie können jedoch auch innerhalb des Gehäuses !4 des Schalters 1 untergebracht sein.

Gemäß der Erfindung kann ein Gleichspannungsmesser 17 der in F i g. 5 dargestellten Bauart verwendet wcden. Das bedeutet, daß ein positiver Anschluß 18

^6c des Voltmeters 17 mit dem Ausgangsanschluß 11 (vgl. F i g. 1) verbunden ist, während ein negativer Anschluß 19 geerdet ist, so daß das direkte Ablesen der Ausgangsspannung möglich ist. Die in F i g. 1 dargestellten Schaltungselemente und der in F i g. 5 gezeigte Gleichspannungsmesser 17 sind innerhalb eines in F i g. 6 gezeigten Gehäuses 20 untergebracht dargestellt. Das Gehäuse 20 hat außerdem die positiven und negativen Anschlüsse, die Ausgangsanschlüsse, den Anschluß zum

Verbinden der Senke des MOS-Feldeffekttransistors 6 mit der Senkenspannungsversorgung und den Erdungsanschluß (in Fig.6 sind nur zwei Anschlüsse dargestellt). Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Schaltungselemente ebenso wie der Gleichspannungsmesser in dem Gehäuse 14 des Schalters 1 (vgl. F i g. 3) untergebracht sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen einer sägezahnförmigen Ausgangsspannung, dadurch gekenn-

; ζ e i c h η e t, daß ein Kontakt (3) eines beweglichen Anns eines normalerweise geöffneten einpoligen Ausschalters (1) durch einen Eingangswiderstand (5) mit dem Tor (Gate) eines MOS-FeMeffekttransistors (6) verbunden ist, daß das Tor (Gate) des Transistors durch einen Steuerwiderstand (9) mit einer Elektrode, einer Glimmlampe (8) verbunden ist, an deren anderer Elektrode der negative Anschluß einer Stromquelle angeschlossen ist, daß ein unpolarisJerter Kondensator (7) zwischen das Tor (Gate) des Transistors und Erde geschaltet ist, und daß ein Ausgangswiderstand (10) zwischen die Quelle (Source-Elektrode) des Transistors (6) und Erde geschaltet ist wodurch die Ausgangsspannung an dem Ausgangswiderstand abgenommen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß eine weitere Glimmlampe (4) zwischen den Kontakt (3) des Schalters (1) und das Tor des Transistors (6) eingefügt ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (1), der Transistor (6), der unpolarisierte Kondensator (7), die Glimmlampe (8) und die Widerstände (5,9,10) in einem Gehäuse (14 bzw. 16) untergebracht sind, welches als äußere Anschlüsse einen mit einem positiven Kontakt (2) verbundenen Anschluß, der durch den beweglichen Arm (13) des Schalters (1) geschlossen wird, einen mit der anderen Elektrode der Glimmlampe (8) verbundenen Anschluß zum Anschließen an den negativen Anschluß der Stromquelle, einen Anschluß zum Verbinden der Senke des Transistors mit einer Senkenspannungsversorgung, einen mit der Verbindung zwischen der Quelle des Transistors (6) und dem Ausgangswiderstand (10) verbundenen Ausgangsanschluß (11) und einen Erdungsanschluß hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet daß die weitere Glimmlampe (4) ebenfalls in dem Gehäuse (14 bzw. 16) untergebracht ist und daß der erstgenannte Anschluß des Gehäuses zum Anschließen an den positiven Anschluß der Stromquelle dient, der mit dem positiven Kontakt (2) verbunden ist welcher durch den beweglichen Arm des Schalters geschlossen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der positive Anschluß (18) eines Gleichspannungsmessers (17) mit dem Ausgangsanschluß (U) verbunden ist, daß der negative Anschluß (19) geerdet ist und daß der Schalter (1), der Transistor (6), der unpolarisierte Kondensator (7), die Glimmlampe (8), die Widerstände (5, 9, 10) und der Gleichspannungsmesser (17) in einem Gehäuse (20) untergebracht sind, welches einen Anschluß zum Verbinden mit dem positiven Anschluß der Stromquelle, welcher mit einem positiven Kontakt (2) verbunden ist, der durch den beweglichen Arm (13) des Schalters geschlossen wird, einen mit der anderen Elektrode der Glimmlampe (8) verbundenen Anschluß zum Verbinden mit dem negativen Anschluß der Stromquelle, einen Anschluß zum Verbinden der Senke des Transistors mit einer SenkenspannungsVersorgung, den Ausgangsanschluß und einen Erdungsanschluß hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch

gekennzeichnet, daß die weitere Glimmlampe (4) ebenfalls in dem Gehäuse (20) untergebracht ist